Conceptos avanzados del diseño estructural con madera. Pablo Guindos
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Observamos también que en la NCh1198 se omite el efecto cuerda, lo que propicia un diseño bastante más conservador.
1.2.7 Resistencia al aplastamiento, resistencia axial y momento plástico según EC5 y NCh1198
Los valores de la NCh1198 se resumen en la Tabla 1.2.7.1. Los valores según el EC5 se resumen en la Tabla 1.2.7.2. Como puede observarse las ecuaciones son muy especificas para cada solicitación y tipo de conector. La tendencia que se busca es unificar cada vez más todas estas ecuaciones.
| tabla 1.2.7.1 Cálculo de resistencias básicas según la NCh1198 | |
| Resistencia admisible | Valor o expresión |
| R. axial tirafondos | |
| R. axial tornillos | |
| R. axial clavos | |
| Aplastamiento pernos, pasadores y tirafondos con d ≥ 6,4 mm |
| tabla 1.2.7.1 (continuación) | |
| Resistencia admisible | Valor o expresión |
| Aplastamiento clavos y tirafondos con d ≤ 6,4 mm | |
| Aplastamiento cualquier conector en tableros | Terciado Estructural Iρo ≥ 500Rap = 30 MPaTerciado otros gradosρo ≥ 420Rap = 20 MPaOSBρo ≥ 500Rap = 30 MPa |
| Aplastamiento cualquier conector en acero | Valor correspondiente a la norma de acero dividido entre 1,6. |
| Tensión de fluencia del conector | Según ASTM F 1575 o ASTM F 606. ConservadoramenteFff = 480 MPa para D = 6,4 mm,Fff = 410 MPa para D = 8 mm,Fff = 310 MPa para D ≥ 9,5 mm,Y para D < 6,4 mm:Fff = 896 - 58D (MPa) |
| (1) En el caso de extracción paralela a las fibras, esta debe considerarse como 0,75∙Ped,ad.(2) lr no debe ser mayor de lcrit |
| Grupo de especie definidosegún densidad anhidra media | Longitud de penetración crítica, lr,crit |
| D: 600 < ρo | 7 Dr |
| C: 500 < ρo ≤ 600 | 8 Dr |
| B: 400 < ρo ≤ 500 | 10 Dr |
| A: ρo ≤ 400 | 11 Dr |
| Nota 1 Dr = diámetro de la zona roscada del vástago, expresado en mm. |
(3) Los tornillos modernos autoperforantes tienen a menudo la rosca en toda su longitud (Vollgewindeschrauben, VGS). Sin embargo la NCh1198 limita la longitud roscada, pr ≤ 12d. La NCh1198 no contempla la extracción paralela a las fibras.
(4) A diferencia de las anteriores emplea la densidad característica y debe minorarse con KUH (ver siguiente sección). p = penetración del clavo en la pieza de madera que recibe la punta de él, en mm. También se debe omitir la resistencia axial en disposición paralela a la fibra.
| tabla 1.2.7.2 Cálculo de resistencias básicas según el EC5 | |
| Resistencia característica | Valor o expresión |
| R. axial clavos | Extracción: |
| Anclaje cabeza: | |
| R. axial clavos lisos: | |
| R. axial clavos corrugados: | |
| R. axial pernos | EC5: según área arandela |
| R. axial tornillos | |
| Aplastamiento, cualquier conector | |
| Momento plástico conector |
(1) Ver Sección 1.2.17 en donde se detalla el concepto de sobredistancia. En caso de uniones madera-metal donde la placa metálica remplace a la arandela, la capacidad en compresión se determina tomando un área circular en lugar de la arandela cuyo diámetro es
(2) Para el cálculo de la resistencia axial de una unión con varios tornillos inclinados con un ángulo de inserción α ≥ 30°, se puede aplicar
con kd = min (d/8;1), n es el número de tornillos. El diámetro externo de la rosca debe ser 6 ≤ d ≤ 12 mm y 0,6 ≤ d1/d ≤ 0,75 siendo d1 el diámetro interno. En caso contrario se debe aplicar un factor de ajuste por densidad
Donde ρk es la densidad característica al 12% del producto considerado y ρs es la densidad característica de referencia empleada por el fabricante; habitualmente 350 kg/m3.
1.2.8 Factor de modificación de la capacidad de carga
De acuerdo a la NCh1198, el factor de modificación en uniones se puede calcular como
Donde los subíndices U, D, UH, UT se refieren al efecto hilera, duración de la carga, humedad y temperatura, respectivamente. El efecto de la corrosión es también importante, sin embargo, no se considera en el cálculo pues se asume que las uniones tendrán la resistencia suficiente de cumplir con las especificaciones de T28, PG 74. La determinación de los distintos factores de modificación se resume en la Tabla 1.2.8.
| tabla 1.2.8 Determinación de factores de modificación para uniones | |
| Factor de unión | Determinación |
| Duración de la carga, KD | Idéntica a las piezas de madera |
| Humedad, KUH | Valor unitario a no ser que Hc o/y Hs >19%, en cuyo caso deben obtenerse en T26, PG 70. |
| Temperatura, KUT | Valor unitario a no ser que la unión quede expuesta a temperaturas superiores a 38°C, en cuyo caso deben obtenerse en T27, PG 71. |
| Efecto hilera, KU,Únicamente para la componente de fuerza paralela a la fibra | Valor unitario cuando si d≤6,4 mm, en caso contrario se aplica: |
La determinación de los valores de la ecuación del efecto hilera se detalla a continuación: