Conceptos avanzados del diseño estructural con madera. Pablo Guindos
y las tensiones efectivas en la Figura 1.4.3.2.
FIGURA 1.4.3.2 Compresión paralela a las láminas externas. Nótese el área efectiva, Aapoy,0,net, donde se supone que se generan las tensiones axiales efectivas (después de Wallner-Novak et al. 2013).
Compresión paralela con láminas externas perpendiculares
La verificación en este caso es completamente análoga al anterior, con la diferencia de que las láminas efectivas son lógicamente aquellas que son perpendiculares respecto de la vertical, ver una ilustración en la Figura 1.4.3.3.
FIGURA 1.4.3.3 Compresión paralela con láminas externas perpendiculares. Nótese el área efectiva en este caso es únicamente aquella con las láminas perpendiculares en la zona del apoyo (después de Wallner-Novak et al. 2013).
1.4.4 Compresión perpendicular a la placa
La deformación que se produce es similar a los apoyos de vigas y pilares, por lo cual la verificación también es parecida. Generalmente se considera un factor “favorable” que incrementa la tensión admisible (caso NDS, Kcn), o disminuye la solicitación (caso E5, kc,90) y que fundamentalmente depende de la capacidad de la pieza para redistribuir la tensión. Así, en el CLT, al igual que los elementos tipo barra, se asume que, si la carga perpendicular está alejada de los bordes del tablero, tiene una mayor capacidad de redistribución. En la normativa americana NDS, la verificación es idéntica a la de los elementos tipo viga, así que la adaptación natural a la NCh1198 resulta
En la normativa europea, sin embargo, esta verificación sí ha sido refinada para el CLT. El factor de modificación se estima como 1,4 para el caso de que el panel apoye en el borde, 1,8 para el caso de que el apoyo sea interior, y 1,2 en caso de que apoye en una esquina, ver Figura 6.4.5. Con respecto al apoyo de muros sobre losa, se considera igualmente 1,8 y 1,5, respectivamente, si es que el muro apoya en el interior o exterior del panel. Asimismo, tal como se introdujo en temas anteriores, en la normativa europea se considera una sobredistancia debido a que, por lo general, si es que el espacio está disponible, una pieza se deforma alrededor de 3 cm en torno al apoyo. Esto también se permite considerar en el CLT, pero teniendo en cuenta que dicha deformación tan sólo ocurre paralela a la fibra, así es que el área del apoyo podría definirse según la normativa europea como
Ver una ilustración del valor de la sobredistancia paralela en la Figura 1.4.4.
Con respecto a la resistencia a la compresión perpendicular, tanto en la normativa europea como la norteamericana se considera que la resistencia es similar a la de la MLE. Sin embargo, respecto de la rigidez al aplastamiento, diversas investigaciones han demostrado que el CLT es más rígido que la MLE, por lo que actualmente se propone en Europa emplear una rigidez 50% superior a la rigidez perpendicular de la MLE.
FIGURA 1.4.4 Coeficiente de modificación por redistribución de tensiones en la compresión perpendicular según el método europeo y sobredistancia paralela que incrementa la resistencia al aplastamiento (modificado de Wallner-Novak et al. 2013).
1.4.5 Flexión fuera del plano
El método norteamericano, propone un método simplificado de verificación basado en emplear la rigidez flexional efectiva calculada de acuerdo al método de la analogía de corte (de forma análoga a la verificación de pandeo)
Para calcular el módulo resistente efectivo de la sección (E1 es la rigidez axial de la capa más externa efectiva a la flexión)
De tal modo la verificación es análoga a la de una viga de MLE en el borde flexotraccionado, con la excepción de que no se aplica ningún coeficiente de modificación por volumen
O calculando el módulo resistente por metro de ancho
El fallo en el borde flexocomprimido es muy poco frecuente, por lo que no se suele verificar. El método europeo es similar en el cálculo de la solicitación (empleando directamente W0,net) pero, de forma similar a la tracción paralela, se suele aplicar un factor de carga compartida por trabajo en grupo. El valor de la resistencia es por lo general muy similar al de la madera aserrada.
Con respecto a la verificación de flecha, la NDS permite emplear cualquier método contrastado, por lo que se recomienda alguno de los métodos definidos en la sección 6.2, prestando especial atención a la precisión de los mismos en relación a vigas continuas y cargas puntuales. En caso de que la viga sea biapoyada con carga uniforme, puede aplicarse una metodología simplificada que se detalla en la NDS donde principalmente se aplica el mismo método de cálculo de deflexiones de vigas, pero empleando la rigidez flexional aparente, EIap, definida en la Sección 1.4.3.
Los factores de creep que se están proponiendo para el CLT son en esencia similares a la MLE, y en algunos casos similares también al terciado. En vista del estado del arte internacional, se sugiere emplear los mismos valores que la madera o bien incrementar estos valores un 10%, debido a que por lo general el efecto del creep es bastante mayor en piezas solicitadas a cortante de rodadura.
1.4.6 Flexión en el plano
Especialmente en Europa, algunos autores han estado proponiendo el uso de vigas de CLT para flectar en su propio plano, especialmente en consideración del efecto de “refuerzo” que las láminas perpendiculares tienen frente a la ocurrencia típica de tensiones perpendiculares propias de vigas curvas o/y canto variable. También es posible encontrar paneles de CLT que, debido a sus condiciones de carga y apoyo, estén sometidos a flexiones en el plano. Dichas aplicaciones requieren todavía cierta investigación, pero por el momento se sugiere aplicar un criterio de verificación similar a la flexión fuera del plano tal que
Donde únicamente las láminas paralelas contribuyen efectivamente, ver Figura 1.4.6.
FIGURA 1.4.6 En la aplicación del CLT como elementos tipo viga para flectar en el plano, únicamente las láminas paralelas contribuyen; sin embargo, se tiene la ventaja de reforzar la dirección perpendicular a la fibra, lo que puede ser importante en diversas situaciones tales como vigas curvas o/y canto variable (después de Wallner-Novak et al. 2013).
Nótese que en este caso la aplicación del factor de inestabilidad por vuelco lateral-torsional sí es mucho más probable. La determinación de este factor de acuerdo a la NDS, es completamente similar al de elementos tipo viga; sin embargo, es importante que el lector tenga en cuenta ciertos parámetros durante esta verificación. En concreto, es importante mencionar que, para la derivación de la tensión crítica de vuelco lateral-torsional, sencillamente se considera (implícitamente en la verificación analítica de las normativas) la rigidez torsional de la sección transversal (GTIT). Tal como se introdujo en la Sección 1.2.1 (momento de inercia torsional de la sección transversal) y Sección 1.3.9, tanto el momento de inercia torsional como el módulo de rigidez torsional son inferiores a los valores esperados