Autor: Ing. Carlos Cházaro Rosario.

Definición de conexión.

Conjunto de elementos que se intersectan en un nodo con el fin de trasmitir esfuerzos entre sí apegándose a las condiciones del modelo ideal de la estructuración, las conexiones pueden ser unidas mediante tornillos de alta resistencia y/o soldadura.  

_{Fig. 1. Ejemplos de conexiones atornilladas y soldadas} 

Las conexiones forman una parte fundamental en las edificaciones de acero, ya que estas unen todos los elementos constitutivos de la estructura.  

La seguridad de las conexones dependen del un diseño adecuado y naturalmente de los procesos subsecuentes como es la fabricación y el montaje, en ocasiones se piensa que la seguridad de las conexiones dependen si se hacen con tornillos o con soldaduras.  

A continuación presentaremos el trabajo estructural de las diversas conexiones que pudieran existir.  

	ASD	LRFD
Rígida	Tipo I	Totalmente Restringida
Simple	Tipo II	Parcialmente Restringida
Semi – Rígida	Tipo III	Parcialmente Restringida

 

Las conexiones se clasifican en 3, rígidas, simples y semi-rígidas, además existen 2 metodologías de diseño en donde se tendrán una clasificación distinta en el caso del Diseño por Resistencia Permisible (ASD) serán de Tipo 1, Tipo 2 y Tipo 3, en el caso del Diseño por Factores de Carga y Resistencia serán Totalmente restringidas o Parcialmente restringidas.  

La clasificación de las conexiones será a partir de las restricciones que tienen con respecto a girar en el nodo donde se intersectan las barras a conectarse.  

Conexión Simple. Una conexión simple es aquella que permitirá rotación en el nodo.. Tanto el apoyo fijo como el apoyo móvil se consideran articulaciones, esto quiere decir que permiten rotación exactamente en el nodo y no hay restricciones contra el giro. 

Para que la conexión se considere simple, máximo deberá desarrollar el 20% de capacidad contra la rotación (capacidad de momento flexionante) de la trabe.    

   

_{Fig. 2. Conexión Simple} 

Para que en la realidad se presenten estas condiciones los perfiles deberán conectarse únicamente en el alma y que los patines generarían un par de oposición al giro y por esta razón será fundamental que queden desconectados. 

Como se puede observar en la figura 2. Únicamente se conecta el alma a través de tornillos de alta resistencia, en este caso el par generado por los tornillos deberá ser menor que que el 20% de resistencia a flexión de la trabe para que se considere que es conexión simple.  

Conexión Rígida. El empotramiento es una conexión que se supone desarrolla rigidez infinita, es decir, en este caso no existe rotación en el nodo y se contrarresta con un par de fuerzas que generan el impedimento contra el giro.  

Para que la conexión se considere totalmente restringida la capacidad de dicha conexión mínimo deberá resistir el 90% de la capacidad de la trabe.  

_{Fig. 3. Conexión Rígida} 

Uno de los criterios de estructuración establece que debemos desarrollar estructuras lo mas hiperestáticas posibles, en este caso este tipo de conexión permite que los marcos otorguen mayor rigidez contra los desplazamientos laterales ocasionados por fuerzas accidentales. Físicamente esta conexión deberá conectarse tanto los patines como el alma de los perfiles con el objetivo de que se desarrolle el par de fuerzas que logre impedir la rotación en el nodo, además deberá establecerse continuidad en el nodo con la utilización de los atiesadores presentes en la columna. En La Fig3. Se muestra la conexión típica de patines soldados y alma atornillada con la continuidad en la columna.  

 

Conexión Semi-Rígida. El resorte representa un vínculo de conexión que se encuentra entre cero rigidez y la rigidez infinita. Es decir, sabemos que no existe ningún material que tenga rigidez infinita porque invariablemente sufrirá deformaciones.  

En este caso para considerar que una conexión es semi-rígida, deberá fundamentarse entre el 20% y el 90% de capacidad de la conexión.   

_{Fig. 4. Conexión semi-rígida} 

Al igual que ene l empotramiento este sistema de conexión deberá establecerse con patines y alma, con la única diferencia de que no existe continuidad en ellos elementos que se están conectando.  

Suelen resultar económicas desarrollarlas de esta manera, sin embargo deberá tenerse cuidado en el momento en el que se plantean los modelos ideales de estructuración para colocar la rigidez adecuada y contrarresten movimientos laterales ante cargas accidentales.  

_{Fig. 5. Representación Gráfica de las Conexiones}