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Tornillos de arrastre en madera Fórmula y calculadora de la fuerza de resistencia a la extracción
Los tornillos de arrastre se utilizan comúnmente debido a su conveniencia, particularmente donde sería difícil fijar un perno o donde una tuerca en la superficie sería objetable. Los tirafondos más comunes varían de 5,1 a 25,4 mm (0,2 a 1 pulgada) de diámetro y de 25,4 a 406 mm (1 a 16 pulgadas) de longitud. La longitud de la parte roscada varía con la longitud del tornillo y va desde 19,0 mm (3/4 de pulgada) con los tornillos de 25,4 y 31,8 mm (1 y 1-1/4 de pulgada) hasta la mitad de la longitud para todas las longitudes superiores a 254 mm (10 de pulgada). Los tirafondos tienen una cabeza hexagonal y se aprietan con una llave (a diferencia de los tornillos para madera, que tienen una cabeza ranurada y se aprietan con un destornillador). Las siguientes ecuaciones para las cargas laterales y de extracción se basan en tornillos tirafondo con una resistencia media a la tracción del metal base de unos 310,3 MPa (45.000 lb/pulg2) y una resistencia media a la tracción final de 530,9 MPa (77.000 lb/pulg2).
Calculadora de la fuerza de resistencia a la extracción de tornillos tirafondo en madera
La carga máxima de extracción directa de tornillos tirafondo de la veta lateral de la madera curada viene dada por:
p = 125.4 G3/2 D3/4 L (unidades métricas del SI)
p = 8,100 G3/2 D3/4 L (unidades en pulgadas lbs)
Donde:
p = Carga máxima de extracción (N, lb),
D = Diámetro del vástago (mm, in.),
G = Peso específico de la madera basado en el peso y el volumen de los ovillos con un contenido de humedad del 12%,
L = Longitud (mm, pulg.) de penetración de la parte roscada. (La NDS y la LRFD utilizan el peso y el volumen de la madera como base.)
Los tornillos de arrastre, al igual que los tornillos para madera, requieren orificios preperforados del tamaño adecuado. El orificio de entrada para el vástago debe ser del mismo diámetro que el vástago. El diámetro del orificio de guía para la parte roscada varía con la densidad de la madera:
A, penetración limpia y profunda de la rosca
hecha por el tornillo de arrastre girado en un orificio de guía de tamaño adecuado
, y B, penetración áspera y superficial de la rosca
hecha por el tornillo de arrastre girado en un orificio de guía sobredimensionado.
Para maderas blandas de baja densidad, como los cedros y los pinos blancos, del 40% al 70% del diámetro del vástago; para el abeto de Douglas y el pino del sur, del 60% al 75%; y para maderas duras densas, como los robles, del 65% al 85%. El porcentaje más pequeño de cada rango se aplica a los tirafondos de los diámetros más pequeños y los lubricantes más grandes deben usarse en el tornillo para facilitar el giro, y los agujeros de plomo ligeramente más grandes que los recomendados para la máxima eficiencia deben usarse con los tornillos largos.
Al determinar la resistencia a la retirada, no debe superarse la resistencia a la tracción admisible del tirafondos en la sección neta (raíz). La penetración de la parte roscada hasta una distancia de aproximadamente siete veces el diámetro del vástago en las especies más densas (gravedad específica superior a 0,61) y de 10 a 12 veces el diámetro del vástago en las especies menos densas (gravedad específica inferior a 0,42) desarrollará aproximadamente la resistencia última a la tracción del tirafondos. Las penetraciones a densidades intermedias pueden hallarse por interpolación lineal.
La resistencia a la retirada de un tirafondos de la superficie de la veta final de una pieza de madera es aproximadamente tres cuartos mayor que su resistencia a la retirada de la superficie de la veta lateral de la misma pieza.
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- AF&PA. 1997. Especificación nacional de diseño para la construcción en madera. Washington, DC: American Forest & Paper Association.
- ASCE. 1995. Standard for load and resistance factor design (LRFD) for engineered wood construction. Washington, DC:
- American Society of Civil Engineers. ASCE. 1996. Conexiones mecánicas en estructuras de madera. Washington, DC: American Society of Civil Engineers.
