¿Qué tan fuertes son los pernos en comparación con la soldadura y qué cualidades buscar en los cimientos?

Estoy planeando construir un muro de escalada en casa, hecho de una subestructura de acero dulce. Probablemente tendrá alrededor de 10 pies de altura aprox.

Estaba pensando en usar un ángulo de acero dulce, cortar a medida, taladrar orificios para pernos y luego unir las piezas.

Como esto:

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¿Alguien tiene alguna idea de la fuerza de tales uniones en comparación con la soldadura?

Además, la pared será independiente, no unida a una pared existente, por lo que tendré que colocar algunos cimientos, para esto esperaba salirme con la mía con una base de concreto con orificios para pernos alineados para aceptar que el marco secundario se atornille directamente a él. . Esto me permitiría quitar la pared y no dejar un gran RSJ sobresaliendo de mi jardín o algo similar.

Así que mi otra pregunta es, ¿sería aceptable tal base? ¿Están disponibles otras fijaciones más largas que podrían reemplazar el uso de pernos?

Solo usaría pernos si tiene que poder desmontarlos, e iría con más de un solo perno en cada junta (si es posible). Si tiene la habilidad (habilidad/equipo) para soldarlo, lo soldaría.
También podría considerar usar un tubo cuadrado en lugar de un ángulo, para mayor resistencia.
En cuanto a que es independiente, parece mucho marco/etc. para colocar sobre una base independiente. Va a ser MUCHO más estable si puede unir la parte superior a otra estructura (estable).
@Tester101, @Michael Kohne, gracias por echar un vistazo, agregó una imagen de lo que estaba pensando para las uniones, me gusta la idea de usar pernos sobre soldadura para facilitar el desmontaje, pero no estoy seguro de los beneficios/desventajas de la resistencia.
Pero al final del día, ¿importa cuál es más fuerte? Solo importa si su elección final es lo suficientemente fuerte como para hacer el trabajo correctamente.
¿Qué tamaño de ángulo estás usando? pernos de que tamaño?
@ Tester101, estaba pensando en pernos M20 de alta resistencia para unir el bastidor secundario, y estaba pensando en un ángulo igual de 40 mm de 4-5 mm de grosor. Pero nada está decidido todavía realmente. Solo quiero que sea a prueba de bombas, exageradamente fuerte.
¡Esto fue hace tres años! ¿Lo construiste? Que te decidiste, como queda!!!

Respuestas (4)

Siempre se puede hacer una conexión soldada con la misma resistencia que el acero original mediante el uso de una soldadura de penetración total, pero todo depende de la calidad de los materiales utilizados para la soldadura y la calidad de la soldadura en sí. Hay una muy buena razón por la que se utilizan muchas pruebas no destructivas cuando se utilizan uniones soldadas por razones estructurales. Otros tipos de soldaduras, como las soldaduras de filete, serán más débiles que el material original y la resistencia dependerá de la calidad y el diseño.

Para una conexión atornillada, la conexión normalmente no será tan fuerte como el material original sin algún tipo de refuerzo debido a problemas como la reducción del área causada por la perforación de los orificios y los pequeños brazos de palanca causados ​​por las placas superpuestas.

En este caso, si no tiene la intención de realizar el diseño profesionalmente, sugeriría que una conexión atornillada sería más adecuada a menos que tenga absoluta confianza en la calidad de la soldadura y el diseño de las uniones. Una simple conexión atornillada debería darle más confianza sobre la resistencia que una unión soldada, aunque la capacidad de la conexión sea menor.

Gracias por la respuesta, ¿sabes algo que pueda usar para las fijaciones con los cimientos?
@Dave La forma típica que conozco de hacer una fijación estructural es usar pernos de sujeción, barras roscadas largas incrustadas en el concreto al que se atornilla el acero. Obviamente, esto deja algo que sobresale, pero los sistemas patentados deberían permitirle colocar orificios para pernos en el concreto y luego atornillarlos. El gran problema con esto podría ser la precisión de hacer los agujeros. Para lidiar con esto, podría ser más fácil ubicar las fijaciones y la pared sobre los cimientos de concreto y luego colocar los cimientos alrededor de las fijaciones.
Acabo de hacer una búsqueda en Google de esos pernos, eso es exactamente lo que busco. ¡Muchas gracias por la información!

A menos que sus orificios coincidan con el tamaño de los pernos con mucha precisión (por ejemplo, tiene que martillar los pernos hasta que encajen en su lugar), se producirá un trasiego, lo que debilitará la junta con el tiempo. Asimismo, los pernos se aflojarán (use arandelas de seguridad y revíselas con frecuencia). Es algo de lo que tendrás que estar atento; a medida que los agujeros se estiren, tendrás que averiguar qué hacer. Piensa en lo delgada que es la pieza de metal entre los agujeros y el borde de la pieza; ese es el punto débil, en cuanto a tensión.

Además, una pared independiente va a ser una tremenda tensión para los cimientos, especialmente con alguien (o un grupo de niños del vecindario) arrastrándose por la parte superior. Una persona puede arrojar su peso por una suma de 5 veces el peso real. A una distancia de 10'-15', son decenas de miles de pies-libras en los pernos, y cualquier debilitamiento en la junta empeorará las cosas cada vez más.

Si puede arreglarlo, constrúyalo como un marco en A (escale los lados de la 'A') con al menos cuatro zapatas para reducir la ventaja mecánica que el escalador tiene sobre las zapatas; Piense en un columpio del patio de recreo. De lo contrario, no importa qué tan fuerte sea la pared, todo puede volcarse o puede ser derribado o arrancado de sus amarres.

Dado que la seguridad de las personas está en riesgo, probablemente debería considerar consultar con un ingeniero estructural profesional. La resistencia a la deformación del acero bajo una carga repentina es mucho menor de lo que cabría esperar.

gracias por la excelente respuesta, sé que un marco A sería mucho más fácil, pero no es realmente lo que busco. ¿Crees que una torre de ladrillo fijo (u otro material) con un núcleo RSJ podría soportar la tensión, con el bastidor auxiliar atornillado a ella? Mi plan también es peor que una pared recta y vertical, me gustaría que sobresaliera más como una T o una L invertida.
Si insiste en eso, entonces hunda los 4x4 largos en la tierra (4-6') y colóquelos con una generosa cantidad de concreto. Úsalos como los bordes del marco. Podría ser lo suficientemente fuerte. Había una escultura en mi antigua escuela que usaba 8x8 (viejas traviesas de ferrocarril, creo) y funcionaba de esta manera, y era bastante sólida.

De haber perforado muchos agujeros en metal, no es un picnic. Si el metal aún no tiene agujeros, necesitará un taladro de columna; en comparación, un taladro de pistola es una pesadilla.

El metal es pesado y difícil de trabajar, recomendaría la madera para este propósito, especialmente si es temporal.

Si su corazón está puesto en el metal, le recomiendo la sección hueca laminada de gran diámetro. ¡Obtendrás mucha más robustez que usando tiras angulares! Taladre uno o dos agujeros por junta como máximo para que sea sencillo. ¿Cuatro agujeros para unir dos piezas de metal? ¡Evitar! Demasiado trabajo; dos agujeros son suficientes para evitar que se tuerza y ​​no debilita tanto el metal (no es que eso importe tanto con RHS, ya que hay cuatro caras en lugar de dos).

perforación_agujero

Lo más importante es asegurarse de que su marco esté reforzado. Es mejor que cada conexión tenga un perno y su marco esté reforzado que no reforzado con cuatro pernos en cada conexión. Aquí hay algunos refuerzos que usé para un soporte de saco de boxeo, en la base esos refuerzos en ángulo significaban que era lo suficientemente fuerte como para que me columpiara. El RHS tenía un diámetro de 30 mm; podría considerar 40 mm para un muro de escalada solo para estar seguro.

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La forma más fácil de construirlo fuerte es con refuerzos cruzados; nuevamente, por menos dinero podría usar grandes cantidades de madera para lograr el mismo soporte.

Si también puede asegurar el muro de escalada en la parte superior, sería genial, no tendría que ser tan resistente.

Sugeriría que esto quizás sea un exceso de ingeniería. ¿Qué tal 3 postes de madera de 10' dispuestos en un triángulo y luego una capa de 1" atornillada entre ellos para anclar las bodegas? Fije todo en el suelo con estacas/tornillos para columpios.

muy cierto eso seria mucho mas facil y economico pero no hay desafio en una pared inclinada, esto sera un trabajo de amor y solo para mi uso, y es intentar imitar un gran canto rodado con voladizos, esquinas, aretes y tal. Sin embargo me has dado una gran idea! (Creo que) el marco auxiliar de la pared podría sentarse dentro y alrededor de un marco secundario piramidal como usted sugirió, pero uno de metal, creo que podría hacer frente a las fuerzas de torsión en los cimientos.
Bueno, no estaba pensando en pirámide... las 3 paredes seguirían siendo verticales. La ventaja de la madera es que es más maleable para crear voladizos contorneados y demás. El metal también es genial, solo que requerirá mucha más fabricación.