¿La resistencia al corte aumenta con el número de sujetadores?

La pregunta aclarada puede verse como la cantidad de metal en las secciones transversales de los sujetadores. El área total de la sección transversal combinada de todos los sujetadores se puede dividir como desee. Un tornillo grande o una docena de tornillos pequeños con la misma área transversal total tendrán aproximadamente la misma resistencia al corte combinada.

No es exactamente lo mismo porque el metal no es uniforme y hay variabilidad entre los tornillos, pero ese es esencialmente el modelo. En esta hoja de especificaciones descargable , hay una discusión y gráficos donde puede comparar la resistencia al corte con la sección transversal y ver la relación. Se puede encontrar una discusión adicional en esta referencia descargable .

Sin embargo, es un poco más complicado que eso. Hubo un estudio de la resistencia al corte de una conexión para varios números de sujetadores de diferentes tipos, que se puede descargar aquí . Examinó algunas fórmulas establecidas para predecir la resistencia al corte en función del material del sujetador.

Llegó a la conclusión de que, si bien la resistencia al corte es generalmente proporcional a la cantidad de tornillos, las fórmulas sobreestimaron la capacidad en una pequeña cantidad cuando la cantidad de sujetadores para la conexión excedía los siete tornillos en aceros de ductilidad baja y normal. Aparentemente, más allá de siete sujetadores, el efecto acumulativo de factores extraños y variaciones estadísticas se vuelven significativos. Calcularon un factor de corrección: la resistencia al corte compuesta estimada debe multiplicarse por un factor de 0,85 para conexiones con más de siete tornillos.

Entonces, en su ejemplo, tres tornillos con una resistencia al corte de 1000 lb cada uno tendrán una resistencia al corte combinada de 3000 lb. y soportar una carga de 2000 lb.

Si tiene un solo tornillo con ese nivel de resistencia al corte, también tendrá especificaciones de distancia mínima para el material en el que se utiliza. Como ejemplo, un sujetador de 12 mm de diámetro debe colocarse a no más de 6 mm del borde del material.

Con respecto al espacio relativo entre sí, el material utilizado es un factor, así como muchas otras características, como el diámetro y el material del sujetador.

Encontré un resumen interesante en formato PDF aquí:

espaciado de sujetadores que se abre directamente en el PDF o en una ventana de descarga. Hace referencia al espacio específico para cerchas y sujetadores de madera y también tiene en cuenta la veta de la madera.

Hay una calculadora asombrosa ubicada en la calculadora de sujetadores que usa una fórmula que va mucho más allá de mi comprensión:

En el enlace del PDF, se sugiere que el lector contrate los servicios de un ingeniero. Si está usando cargas de una a dos mil libras, esa podría ser una buena idea.

Por otro lado, si está construyendo algo sin una catástrofe inherente en caso de falla, constrúyalo y aprenda. No construiría un puente a través del cual conduciría el vehículo familiar, pero podría considerar un puente a través de un barranco para un carrito de golf o un transporte similar.

Generalmente, si tiene el espacio para tres pernos, será más fuerte que uno, si no hay desnivel o juego o una mala construcción similar. Un solo perno en un orificio estrecho con otros dos en orificios flojos o desalineados no será óptimo y podría fallar prematuramente.

Tal vez me estoy perdiendo el punto de su pregunta en función de las otras respuestas.

Mi comprensión de los sujetadores es que la resistencia al corte es perpendicular al eje del sujetador. Por ejemplo, un anclaje de pared que sostiene un panel en la pared. La carga es perpendicular al sujetador e intenta cortarlo por la mitad.

Mientras que la resistencia a la tracción es paralela al sujetador que intenta sacarlo.

Entonces, diría que la resistencia al corte se suma. Si tiene 3 tornillos buenos para 1000 libras cada uno y están distribuyendo la carga de 2000 libras de manera uniforme, entonces la carga puntual en cada sujetador será menor que su valor nominal. Entonces, la carga permanece en su lugar.

Aunque no tengo una fórmula para esto. Dijeron que no habría matemáticas en este examen. 😉

Vaya, la respuesta de Fred es complicada y no estoy seguro de entenderla... y se supone que debo...

Sí, cuanto más mejor... hasta cierto punto. En general, para los pernos, clavos y tornillos, nos preocupamos por 1) el tamaño del sujetador, 2) la distancia al borde, 3) el espacio entre los sujetadores, 4) el empotramiento, 5) el tamaño (grosor) y el tipo (especies) del material que se sujeta, y 6 ) Si el material está en corte simple o corte doble.

Para "desarrollar toda su fuerza", usaría lo siguiente: A.) Pernos: a) distancia al borde perpendicular a la carga del grano = 4 veces el diámetro del perno, b) distancia al borde paralela al grano = 1,5 veces el diámetro del perno. c) espaciado de centro a centro perpendicular y paralelo al grano = 4 veces el diámetro del perno.

B.) Tornillos y clavos: el código permite una separación de hasta 2" para CIZALLA en madera contrachapada (cuál es su pregunta, ¿verdad?) (Consulte la Tabla 2306.3.2 de IBC). espaciamiento, entonces usted no tiene valor Es por eso que usamos material 3x alrededor de las aberturas de las puertas del garaje y escalonamos los clavos.

Donde vivo, usamos mucho Doug. Abeto-Alerce para material estructural. El pino, la cicuta y otros materiales más blandos tendrán las mismas distancias al borde, espaciamiento, etc., pero transportarán menos. Usaría tablas de códigos de construcción locales (capítulo 23) para obtener las máximas capacidades de carga.