El perno con cabeza está cerca de la varilla con tuerca.

¿Se puede sustituir la varilla con tuercas soldadas por tornillos de cabeza forjada?

Al reemplazar un eje con tuercas con pernos forjados, surgen dos problemas. Las pruebas mecánicas internas de los pernos Portland en los pernos con sombrerete son del mismo lote de acero que las varillas con tuercas. La resistencia del eje con tuercas es un 12% inferior a la de los tornillos con sombrerete. El motivo de la resistencia reducida en la varilla con la tuerca es que el área de tensión en la unión de la varilla y la tuerca (reemplace la cabeza forjada del perno) se reduce significativamente. Dado que el diámetro más pequeño (rebaje) de la rosca es mucho más pequeño que el diámetro del vástago del perno con la cabeza, la resistencia a la rotura de la varilla con la tuerca suele ser mucho menor que la del perno con la cabeza. Más importante aún, incluso si la varilla con la tuerca alcanza una resistencia suficiente para cumplir con las especificaciones, a menudo se rompe en la unión de la tuerca. Cuando la cuña se prueba de acuerdo con la norma ASTM F606, la junta actúa como la cabeza del perno. Por lo tanto, técnicamente, una varilla con una tuerca en lugar de un perno con cabeza generalmente no puede resistir las pruebas mecánicas, porque la cabeza (en este caso, la tuerca) penetrará antes que el perno penetre la parte roscada del cuerpo o sujetador. Vertimiento, esto es una falla automática.

A menudo vemos que los distribuidores y fabricantes de sujetadores no tienen posibilidad de falsificación, lo que lleva a los clientes a cambiar de pernos con cabeza a varillas con tuercas porque no pueden proporcionar productos forjados integrados en la estructura. La decisión de convertir pernos de cabeza forjada a varillas con tuercas siempre debe ser aprobada por el ingeniero para evitar dichos reemplazos en caso de falla del hardware.

Prueba de cuña según ASTM F606
Prueba de cabeza Perno de cabeza después de prueba de cuña
Perno de cabeza
Cuña de prueba de varillas con tuerca Cuña de prueba de varillas con tuerca
varita con nuez
Las precauciones que se muestran arriba requieren una prueba de cuña para determinar las propiedades mecánicas de la mayoría de los sujetadores de alta resistencia ASTM. En nuestra propia prueba de pernos de cabeza cilíndrica y varillas con tuercas, se encontró que la resistencia es mayor que la de los sujetadores de acero dulce. En comparación con el perno de cabeza forjada, el área de la sección transversal de la unión de la tuerca se reduce, lo que lleva al hecho de que el perno con la tuerca como sujetador tiene una resistencia a la rotura menor que el perno de cabeza forjado. Además, la varilla de alta resistencia con la tuerca como cabeza acaba de romperse debajo de la tuerca, lo que provocará automáticamente la rotura, ya que al comprobar la cuña, el perno debe romperse en el cuerpo del perno o parte roscada, no en la conexión.