Sinopsis

Este libro constituye el segundo volumen de la obra dedicada a las estructuras de madera que comenzó con la publicación en 2013 de las bases de cálculo y que ahora continúa con el estudio de los sistemas de unión. Está dirigido al estudiante y al profesional dedicado al proyecto y cálculo de estructuras de madera con un planteamiento didáctico incluyendo ejemplos de cálculo de cada tema expuesto.

En el primer capítulo se exponen las consideraciones generales que deben tenerse en cuenta para el proyecto y cálculo de uniones en estructuras de madera y luego se abordan los diferentes tipos de uniones: carpinteras, mecánicas y encoladas. Las uniones carpinteras han vuelto a tener vigencia gracias a los sistemas de fabricación mediante control numérico y también como consecuencia de los trabajos de intervención en estructuras antiguas de madera, donde este tipo de unión está presente. La mayoría de las normas no incluyen apenas reglas para el dimensionado o la comprobación de las uniones carpinteras, salvo alguna excepción, y para algunos tipos de uniones, como el Documento de Seguridad Estructural de Estructuras de Madera del Código Técnico de la Edificación (basado en la norma Suiza) o los anexos nacionales de Alemania y Austria del Eurocódigo 5. Por lo tanto, la mayor parte de las reglas que se exponen en este libro proceden de la literatura técnica, que básicamente son similares a las reglas recogidas en las normas citadas. No obstante, existen pequeñas diferencias entre algunas de las propuestas, y en muchos casos las comprobaciones se basan en la verificación del agotamiento de secciones mediante la aplicación de las comprobaciones incluidas en el Eurocódigo 5, pero no siempreconfirmadas con la experimentación.

Las uniones mecánicas mediante elementos de tipo clavija (clavos, tirafondos, grapas, pernos y pasadores) y mediante conectores, sí están contempladas en la normativa de cálculo. Las reglas de comprobación que se exponen son las especificadas en el Eurocódigo 5 (que también recoge el DB-SE-EM del CTE).

Otro de los capítulos trata sobre el tema de las uniones mediante barras encoladas que tampoco está recogido en el Eurocódigo 5. Hay muchos trabajos de investigación y hubo borradores de normas que lo incluían, pero no se llegó a un criterio unificado. Se espera que en la próxima versión del Eurocódigo se alcance un acuerdo. Las reglas que se exponen en este capítulo son las propuestas en la literatura técnica y en el anexo nacional Alemán del Eurocódigo 5.

Las uniones de tipo mecánico capaces de resistir momentos flectores mediante un cosido en corona o en retícula, constituyen un sistema que permite uniones semirrígidas empleadas con frecuencia como enlaces en los nudos de esquina de pórticos y en juntas de transporte. El procedimiento expuesto sigue la literatura técnica, que está fundamentada en las reglas generales del Eurocódigo 5. El último capítulo bajo el título de "Detalles constructivos" reúne una colección de soluciones de encuentros característicos en las estructuras de madera, que se exponen con carácter genérico para facilitar al lector la comprensión de su filosofía. Además, se incluyen algunos ejemplos más cercanos a lassoluciones concretas de casos reales, con el fin de aportar dimensiones concretas de los elementos que pueden servir de ayuda en el diseño de los herrajes.

Finalmente, el conjunto de los anexos permite profundizar en algunos aspectos más particulares y también incluyen tablas para el dimensionado aproximado de algunos tipos de uniones.

La normativa sobre el cálculo de estructuras de madera en Europa sigue evolucionando.

Los Eurocódigos han comenzado ya una fase de ampliación de su contenido y mejora que no terminará hasta después de 2020. Por otro lado, en España ya se han aprobado los anexos nacionales del Eurocódigo 5 de la parte general y de incendio (EN 1995-1-1 y EN 1995-1-2), y está pendiente la aprobación del anexo nacional de la parte de puentes (EN 1995-2).

Después de este segundo volumen todavía quedan temas por tratar, y en particular la estabilidad y el arriostramiento del conjunto estructural, el cálculo en situación de incendio y la protección de la madera y los herrajes, que serán objeto de siguientes publicaciones.

Índice

UNIONES,CLASIFICACIÓN Y CONSIDERACIONES GENERALES

INTRODUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN

CONSIDERACIONES GENERALES DE CÁLCULO

Deslizamiento de las uniones
Uniones con diferentes tipo de elementos de fijación actuando conjuntamente
Fallo de uniones con clavijas por rotura en bloque o desgarro
Excentricidad de las uniones
Uniones sometidas a fuerza alternas
Número eficaz de elementos de fijación
Uniones con más de dos planos de cortadura
Uniones con fuerzas que general tracción perpendicular a la dirección de la fibra

CONSIDERACIONES SOBRE EL EFECTO DE LA HINCHAZÓN Y MERMA

UNIONES CARPINTERAS:TIPOLOGÍA

INTRODUCCIÓN

TIPOLOGÍA

Ensambles
Empalmes
Acoplamientos
Otros encuentros

UNIONES CARPINTERAS:CÁLCULO

INTRODUCCIÓN

APOYOS Y COMPRESIÓN OBLICUA CONCENTRADA

Compresión perpendicular a la fibra
Compresión oblicua a la fibra

APOYOS CON ENTALLADURAS

UNIÓN DE CAJA Y ESPIGA

Apoyo de pie derecho sobre durmientes
Caja y espiga trabajando a cortante

EMBARBILLADOS

Embarbillados frontal
Embarbillados en ángulo recto
Embarbillados de pecho
Embarbillados de talón
Embarbillado doble

EMPALMES

Empalme de llave
Empalme en Rayo de Júpiter

ENSAMBLE EN COLA DE MILANO

Cola de milano
Cola de milano redondeada

UNIONES CON ELEMENTOS DE FIJACIÓN DE TIPO CLAVIJA:TIPOLOGIA

INTRODUCCIÓN

CLAVOS

Definición y tipos
Dimensiones
Calidades
Designación

GRAPAS

Definición y tipos
Dimensiones
Calidades
Designación

TIRAFONDOS

Definición y tipos
Dimensiones
Calidades
Designaciones

PERNOS

Definición y tipos
Dimensiones
Calidades
Designación

PASADORES

Definición y tipos
Dimensiones
Calidades
Designación

TIRAFONDOS DE DOBLE ROSCA

Definición y tipos
Dimensiones
Aplicaciones

UNIONES CON ELEMENTOS DE FIJACIÓN DE TIPO CLAVIJA: CÁLCULO

INTRODUCCIÓN

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Resistencia al aplazamiento de la madera
Resistencia a la flexión de la clavija.Momento plástico
Resistencia al arranque

CAPACIDAD DE CARGA AXIAL

Clavos con carga axial
Pernos con carga axial
Tirafondos con carga axial

CAPACIDAD DE CARGA LATERAL

Introducción y notación
Efecto soga
Uniones madera-madera y tablero-madera
Uniones madera-acero

CAPACIDAD DE CARGA COMBINADA AXIAL Y LATERAL

DISPOSICIONES PARTICULARES DE CÁLCULO Y CONSTRUCCIÓN

Uniones clavadas
Uniones con grapas
Uniones con pernos
Uniones con pasadores
Uniones con tirafondos

UNIONES CON CONECTORES:TIPOLOGIA

INTRODUCCIÓN

CONECTORES DE ANILLO

Definición,tipos y materiales
Dimensiones
Diametro del perno auxiliar
Designación

CONECTORES DE PLACA

Definición,tipos y materiales
Dimensiones
Diámetro del perno auxiliar
Designación

CONECTORES DE PLACA DENTADA

Definición,tipos,materiales y dimensiones
Designación

CONECTORES DE MADERA

UNIONES CON CONECTORES: CÁLCULO

INTRODUCCIÓN

CÁLCULO DE CONECTORES DE ANILLO Y PLACA

Introducción
Comportamiento mecánico
Capacidad de carga de los conectores dentados
Separaciónes y distancias mínimas
Número eficaz de conectores de anillo o de placa

CÁLCULO DE CONECTORES DENTADOS

Introducción
Comportamiento mecánico
Capacidad de carga de los conectores dentados
Separaciones y distancias mínimas
Número eficaz de conectores dentados

UNIONES CON PLACAS CLAVO

INTRODUCCIÓN

COMPORTAMIENTO MECÁNICO

Capacidad de carga
Modelos de cálculo de celosias con placas clavo

CONSIDERACIONES CONSTRUCTIVAS

UNIONES CON BARRAS ENCOLADAS

INTRODUCCIÓN

MATERIALES E INSTALACIÓN

COMPORTAMIENTO MECÁNICO

Introducción
Barras sometidas a cargas axiales
Barras sometidads a cargas de corte
Efecto del contenido de humedad y de la temperatura
Efecto de la duración de la carga
Fatiga
Corrosión
Tipos de madera
Forma de la barra

CAPACIDAD DE CARGA

Introducción
Capacidad de carga axial
Capacidad de carga lateral
Barras encoladas en dirección perpendicular a la fibra
Barras econladas en dirección paralela a la fibra
Combinación de carga axial y lateral

UNIONES SEMIRRÍGAS

INTRODUCCIÓN

ESFUERZOS GENERADOS EN LOS MEDIOS DE UNIÓN

Momento flector
Axil y cortante

CAPACIDAD DE CARGA DE LA UNIÓN

DISTANCIAS Y SEPARACIONES

SOLITACIÓN DE CORTA DURA Y COMPROBACIÓN

DETERMINACION DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES

DETALLES CONSTRUCTIVOS

INTRODUCCIÓN

APOYO DE PILARES

APOYO DE VIGAS EN MUROS DE FÁBRICA O ELEMENTOS DE HORMIGÓN

UNIÓN ENTRE VIGA Y PILAR

ENLACES ARTICULADOS EN VIGAS CONTINUAS

UNIÓN ENTRE VIGA Y CORREA

VUELO DE LAS CORREAS

NUDOS DE PÓRTICOS Y ARCOS

Articulaciones ficticias
Articulaciones perfectas
Nudos semirrigidos de esquina en pórticos

EMPALMES SEMIRRÍGIDOS

ANEXOS

Fallos en bloque o por desgarro en uniones acero-madera con varios elementos de fijación de tipo clavija
Ecuaciones de Johansen
Tablas de capacidad de carga de clavijas
Capacidad resistente de la chapa de acero y cortadur a en la clavija
Tabla de capacidad de carga de conectores