Flexión en el plano y compresión
En Norteamérica se propuso una modificación de la combinación de flexión y compresión amplificada por efectos de segundo orden de vigas-columnas para el caso del CLT
Donde P es el axil de excentricidad e, Pce es la capacidad crítica de pandeo, Fcp,dis,λ es la tensión de diseño considerando pandeo, Aapoyo,0,net es el área resistente a la compresión (ver Sección 1.4.3), Fft,dis es la tensión de diseño en flexión y Wef es el módulo resistente a la flexión efectivo (ver Sección 1.4.5).
Para otras combinaciones de flexión y fuerzas axiales, se recomienda consultar la Sección 1.3.12. La aplicación de principios de vigas compuestas en lo referente a la combinación de esfuerzos axiales y flexionales se detalla en apartados sucesivos.
Flexión biaxial
Cuando un panel está sometido a acciones biaxiales, por ejemplo, cuando un panel soporta acciones gravitacionales y se apoya en 3 o 4 de sus bordes, el cálculo suele hacerse con modelos computacionales de placas tal como se presentó en la Sección 1.3. No obstante, para geometrías y condiciones de apoyo sencillas, el cálculo analítico es factible. En efecto, se considera que la flexión biaxial produce tensiones axiales en diferentes láminas del CLT, ver Figura 1.4.9, por lo que las verificaciones se suelen hacer por separado. Así, si h/b>2, el panel suele calcularse únicamente en la dirección dominante, mientras que si h/b≤2 se calculan las 2 direcciones por separado.
FIGURA 1.4.9 Se asume que la separación de tensiones biaxiales en diferentes láminas permite analizar cada dirección por separado (después de Wallner-Novak et al. 2013).
Flexión esviada
Este tipo de flexión sí produce tensiones en las mismas láminas, por lo que se combina linealmente tal como si fuese en MLE, aunque por el momento no se propone ningún factor de minoración de la combinación por el hecho de que las tensiones pico se produzcan en una región muy reducida (tal como km minora la combinación en MLE), así es que la verificación resultaría
Combinación de cortantes
En determinadas situaciones, como por ejemplo en vigas de CLT solicitadas a flexión en su plano se producen interacciones de tensiones tales como el corte longitudinal (debido al corte transversal aplicado por la carga) más el corte torsional (debido a la tendencia a rotar en torno al adhesivo interlaminar de tablones). Por lo general en la actualidad, se asume que la combinación de cortantes es lineal. Se recomienda consultar la Sección 1.3.12 para más detalles.
1.4.10 Resumen de verificaciones analíticas en miembros de CLT
El resumen de las verificaciones analíticas se presenta en la Tabla 1.4.10. La posible adaptación de la norma NDS con el resumen de factores para conversión de ASD a LRFD se muestra en el Anexo C3.
| TABLA 6.4.10 Resumen de verificaciones analíticas en miembros de CLT. | |
| Verificación | Expresión o detalle |
| Tracción paralela | |
| en Europa se permite | |
| Tracción perpendicular | Similar a MLE, |
| Extracción directa solo en cargas bajas, sino transformar a compresión normal y verificar también carga puntual | |
| Compresión paralela | |
| con factor por pandeo empleando rigideces efectivas. Si hay apoyo usar ancho efectivo. El pandeo en el plano para paneles estrechos puede ser requerido. | |
| Compresión perpendicular | |
| habiendo especificaciones especiales para Kcn y Aapoyo. | |
| Flexión fuera del plano | |
| y flecha con rigidez aparente o método contrastado, con o sin incrementar el factor de creep. | |
| Flexión en el plano | |
| con precaución de reducción de rigidez torsional en el factor de vuelco lateral torsional. La combinación de corte longitudinal + rodadura se asume lineal pero no está normalizada. | |
| Cortante transversal | |
| recomendando aplicar Kr convencional y refuerzos donde sea necesario y considerando3 | |
| Cortante en el plano | |
| Combinación de esfuerzos | Interacción flexión-compresión axial amplificada.Flexión biaxial separada si es que h/b≤2.Flexión esviada con combinación lineal sin reducción.Combinación de corte se asume lineal. |
| Algunos desarrollos en curso | Determinación de verificaciones para torsión.Afinado de fórmulas de combinación de cortantes.Combinación esfuerzos axiales en elementos compuestos.Adaptación fórmulas para elementos curvos. |
1.5 DISEÑO DE UNIONES
1.5.1 Tipos de uniones
La gran mayoría de uniones empleadas en el CLT, se corresponden a uniones mecánicas que emplean conectores rígidos cilíndricos solicitados a esfuerzos laterales o/y axiales, es decir, principalmente se emplean los mismos tipos de conectores que en el resto de construcciones con madera. De hecho, a día de hoy la mayoría de conectores empleados en el CLT se pueden ver como una especie de ‘adaptación’ de los conectores empleados en el entramado ligero. Sin embargo, la relevancia de las uniones en el comportamiento global del CLT es si cabe mayor que en el entramado ligero, principalmente debido a que el material base (CLT) es mucho más rígido y menos redundante en lo relativo al número de componentes y zonas de unión, así es que la ductilidad y flexibilidad definitivamente están (aún más) condicionadas por las uniones. Diversos autores han criticado que a día de hoy las uniones deben ser perfeccionadas en el sistema de CLT, más allá de adaptar las soluciones existentes en ingeniería de la madera, ya que especialmente para el diseño en países sísmicos, el CLT presenta por lo general una baja ductilidad, y experimenta grandes aceleraciones en caso de sismo, lo que casi siempre incrementa notablemente los costos del diseño estructural. Estos aspectos se abordan más detalladamente en apartados sucesivos.
Principalmente existen 6 tipos de uniones en las construcciones con CLT unión cubierta muro (UCM), muro-fundación (UMF), muro-losa-muro (UMLM), unión losa-losa (ULL) y unión muro-muro (UMM), ver Figura 1.5.1, y más detalles en secciones posteriores. El lector puede obtener mayor información acerca de detalles constructivos en el libro “Fundamentos del diseño y la construcción con madera” y tipologías más específicas en la edición canadiense o estadounidense del CLT-Handbook (2013).
Más allá de las disposiciones constructivas de las uniones, esta sección se centra en el diseño estructural, y en especial en aquellas consideraciones diferenciadoras respecto del diseño general de uniones detallado en el Capítulo 1, lo que es presentado a continuación y se detallado numéricamente en las próximas secciones. Es importante que el lector note que, si bien recientemente se han dispuesto consideraciones al diseño de uniones del CLT en la norma NDS, en Europa el diseño de uniones (al igual que el resto de aspectos relativos al CLT) está sustancialmente más desarrollado, por lo que en esta sección se presentan los avances y propuestas europeas.