Conceptos avanzados del diseño estructural con madera. Pablo Guindos
En el caso de verificaciones según el EC5, se propone para la especie C24 utilizar
Con respecto al área resistente a la solicitación, esta debería analizarse en cada caso por separado. Para bastantes situaciones en las que debe transferirse una tracción perpendicular, la propia resistencia a la extracción de tornillos autoperforantes suele ser suficiente (se detalla en la Sección 1.5.8); sin embargo, para transferir grandes cargas, se aconseja emplear un conector pasante que pueda transformar la solicitación en una compresión (y cortante) puntual - ver una ilustración en la Figura 1.4.2, y detalles de la verificación de compresión perpendicular en la Sección 1.4.4 y del cortante provocado por una carga puntual en la Sección 1.6.2.3. El lector debe notar que igualmente, en la actualidad, se están desarrollando diferentes propuestas para el análisis de vigas curvas o/y canto variable de CLT por lo que en principio muchas de las expresiones para el cálculo de distribución de tensiones y verificaciones de la MLE/LVL, no son directamente aplicables al CLT en la actualidad. En concreto se está verificando hasta qué punto las ecuaciones de vigas curvas de MLE y LVL son aplicables a vigas curvas de CLT.
FIGURA 1.4.2 Tracción perpendicular a la placa. Para cargas bajas, la carga puede transferirse al panel mediante la resistencia a la extracción directa de tornillos, para cargas elevadas, se aconseja emplear un conector pasante que pueda transformar la carga en una fuerza de compresión y corte puntual (después de Wallner-Novak et al. 2013).
1.4.3 Compresión paralela a la placa
Al igual que con la tracción, con la compresión se considera que únicamente A0,net es efectiva. Sin embargo, en este caso es posible que el panel no apoye completamente en todo su ancho b, sino que únicamente reposa sobre un apoyo (Aapoy). Típicamente se considera pues, que el área efectiva es únicamente aquella que está en contacto con el apoyo (al igual que en la verificación clásica de compresión normal), y cuyas fibras son paralelas al sentido de la fuerza, es decir Aapoy,0,net, ver Figuras 1.4.3.1-2.
O en el caso de que apoye completamente, podríamos también aplicar directamente
O si es que el productor proporciona el esfuerzo admisible para el producto en cuestión
Y por supuesto, la verificación de compresión en y sería análoga a la de tracción paralela. Por lo demás, la verificación según ASD similar a la verificación de una columna de madera aserrada o MLE. Con respecto a la resistencia a la compresión paralela, tanto en el método europeo como el norteamericano, se considera que la resistencia es similar a la de las láminas que lo componen, por lo que se recomienda emplear los mismos valores que la MLE.
También se considera que existe riesgo de inestabilidad por pandeo, en el caso de que la esbeltez de inestabilidad por pandeo λ≥10. En caso de que el panel apoye en todo su ancho, la verificación resulta simplemente
En caso de que el panel no apoye en toda la base, sino en superficies de apoyo discretas, entonces debemos verificar que
Donde, en este caso el axil de compresión por unidad de ancho, se ha modificado artificialmente para poder considerar el efecto de la distribución de tensiones que se muestra en la Figura 1.4.3.1. En efecto, en general las tensiones de compresión paralela se distribuyen en un ancho superior al propio ancho del apoyo, el cual puede estimarse como
Para apoyos internos del panel, y
Para apoyos exteriores. De este modo podemos estimar el esfuerzo reducido por incrementarse el área de distribución por simple relación lineal
FIGURA 1.4.3.1 Incremento del ancho de distribución de tensiones al apoyar un panel de CLT sobre apoyos discretos en bordes o interiores, y posterior modificación artificial del esfuerzo por metro de ancho para considerar esta situación (modificado de Wallner-Novak et al. 2013).
Con respecto al coeficiente de modificación por pandeo, se recomienda aplicar el método del CLT Handbook USA
Con
Con c=coeficiente de proporcionalidad del CLT=0,9, y la capacidad de compresión de la ‘columna’ sin considerar el pandeo resulta
Mientras que la capacidad crítica de la columna, considerando el pandeo se obtiene a partir de un valor conservador (mínimo) de la rigidez flexional aparente de diseño
Siendo la longitud efectiva de pandeo lp determinada al igual que en el caso de una columna, y donde la rigidez aparente de diseño se obtiene minorando de acuerdo a la humedad y temperatura
Y la rigidez aparente se obtiene, amplificando la rigidez flexional efectiva debido a la amplificación de la deformación por corte de las capas transversales al esfuerzo axial (lo que incrementa el riesgo de inestabilidad):
Donde las rigideces flexionales y al corte efectivas se estiman de acuerdo al método de analogía de corte
Siendo Ks un factor que reduce la rigidez flexional aparente según el tipo de carga y apoyos, ver valores en Tabla 1.4.3.
| TABLA 1.4.3 Valores del factor Ks para reducción de rigidez flexional aparente (CLT Handbook EE.UU). | ||
| Carga | Vínculo | Ks |
| Uniforme | Articulada | 11,5 |
| Empotrada | 57,6 | |
| Concentrada en el centro | Articulada | 14,4 |
| Empotrada | 57,6 | |
| Concentrada en cuartos extremos | Articulada | 10,5 |
| Momento constante | Articulada | 11,8 |
| Uniforme | En voladizo | 4,8 |
| Concentrada en extremo libre | En voladizo | 3,6 |
Pandeo en el plano para CLT estrechos
En caso de que el panel sea muy estrecho, puede producirse pandeo en el plano. Se recomienda verificar únicamente en caso de que el ancho de la columna sea inferior a 3,5 veces el radio de giro correspondiente al pandeo fuera del plano, i.e. Ief/A0,net en cuyo caso la verificación se realizaría de forma análoga pero con la inercia y momento estático respecto del eje transversal al panel.
Compresión