Normalmente se asume que la compresión se transfiere por contacto de panel a panel.
La fuerza fuera del plano en donde el conector forma su inclinación, se asume que es absorbida principalmente por la capacidad lateral del conector. La capacidad lateral se calcula de acuerdo a Johansen, pero tomando como longitud la longitud inclinada del tornillo.
Si la fuerza resultante en el plano del tornillo tiene una componente de tracción (separación) respecto del plano de corte, se asume igualmente que ésta es principalmente resistida por su capacidad axial, ya que la rigidez axial es muy superior a la rigidez lateral. La capacidad axial es aquella correspondiente a la mínima capacidad de los modos de falla posibles (similares a los de las uniones convencionales).
FIGURA 1.5.4.1 Estandarización de la complejidad angular en conectores inclinados de CLT. El conector puede estar dispuesto en caras o bordes con una inclinación α. La fuerza a la que está sometido (en el plano de corte en la realidad, en la figura representada sobre la cabeza del tornillo para facilitar la visualización) puede tener una componente perpendicular al plano del tornillo (β), y además tener una componente de tracción en el propio plano del tornillo (γ). Suele asumirse que la capacidad lateral resiste la fuerza perpendicular al plano del tornillo, mientras que la capacidad axial resiste la fuerza (con o sin tracción respecto del plano de corte) en el plano del tornillo.
De esta forma, por ejemplo, para un tornillo con un ángulo α sometido a un corte simple en el plano del tornillo (γ = 0), se asume que la fuerza se resiste principalmente por extracción, así es que la verificación se obtiene por simple equilibrio trigonométrico de fuerzas
Si además de lo anterior, existe una fuerza de separación respecto del plano de corte (γ ≠ 0), podemos estimar análogamente la capacidad como
Por otra parte, la componente β se verificaría directamente por la capacidad al corte lateral del tornillo. Afortunadamente, tal como se mostrará en apartados sucesivos, la desangulación β no es tan importante en el CLT como en el resto de productos de madera. En el caso general de un tornillo inclinado con una fuerza desangulada (es decir α, β, γ ≠ 0), la verificación se simplificaría a
donde en la fórmula anterior, vx se refiere a la solicitación de corte fuera del plano por metro de ancho, nx se refiere a la solicitación vertical de levantamiento, y nxy se refiere al corte en el plano de los tornillos, ver Figura 1.5.3.2 para una ilustración de la típica configuración de tornillos y fuerzas en elementos estructurales convencionales.
FIGURA 1.5.3.2 Típica simplificación en la verificación de líneas de tornillos inclinadas solicitadas a cargas desanguladas en el CLT. Se asume que la totalidad de la carga fuera del plano de los tornillos, vx debe ser resistida por la capacidad lateral, mientras que las fuerzas axiales de extracción nxy el corte en el plano nxy deben ser resistidos enteramente por la capacidad axial desangulada de los mismos (basado en Ringhofer 2010).
En caso particular de que la resultante de la fuerza en el plano de los tornillos no tenga ninguna componente de tracción (γ ≥ 90), y el corte esté efectivamente generando una tracción del tornillo, algunos autores sugieren incluir el efecto cuerda (en caso de haberlo) en el cálculo de la capacidad oblicua tal que
lo que tiene que ser capaz de resistir la acción de corte en el plano
No obstante, es importante notar que la consideración del efecto cuerda tan sólo se lleva a cabo en uniones en las que en estado deformado esté asgurado que no habrá levantamiento. Típicamente esto sucede en las uniones muro-techo, si es que la succión de viento no es elevada, pero no en las uniones muro-losa muro (estas sufren momento por vuelco). En apartados sucesivos se aclararán más aspectos en relación a la verificación de líneas de unión.
Finalmente, en el caso de tornillos en cruz dispuestos a 45°, la capacidad lateral, necesaria para resistir la fuerza fuera del plano de los tornillos se asume como el doble de la capacidad de un solo tornillo
Por otro lado, en el plano de la cruz conformada por los tornillos, se asume que la resistencia para soportar la tracción pura de la cruz (γ = 0) es similar a la resistencia para resistir el corte puro en el plano (γ ≥ 90) e igual a la resultante de resistencia axial obtenida por el teorema de Pitágoras, considerando la resistencia axial de un único tornillo; es decir
De modo que en este caso la verificación
En la Sección 1.6.3 se ejemplifican todas estas verificaciones para las típicas uniones encontradas en un edificio de CLT.
1.5.5 Efecto refuerzo de lámina perpendicular e incremento de ductilidad local en conectores laterales insertados en caras
Una característica muy positiva del CLT frente a la MLE, madera maciza y otros productos es que, más allá de que la ductilidad global sea inferior por disminuir significativamente la redundancia de las uniones y elementos estructurales, la ductilidad local aportada por un solo conector lateral insertado en las caras del CLT es por lo general superior, especialmente en conectores gruesos y asociados a modos de falla frágiles. Esto se debe a que las capas transversales actúan como un refuerzo generando un efecto de refuerzo por lámina perpendicular y evitando modos de falla frágiles. Recuérdese que para la mayoría de conectores (a excepción de clavos delgados y conectores similares); la desangulación carga-fibra tiene una influencia notable en la resistencia al aplastamiento y la posibilidad de fallo frágil (individual o en grupo), por lo tanto, la posibilidad de fallo frágil puede minimizarse si es que existe una capa transversal, lo que se traduce en varios casos en un incremento notable de la ductilidad local, ver Figura 1.5.5.
FIGURA 1.5.5 Incremento de ductilidad local de un pasador de 30 mm, por efecto del refuerzo transversal de las capas de CLT (basado en Schickhofer et al. 2009).
Este efecto, se considera habitualmente en el cálculo según ELU, para conectores insertados en las caras y solicitados lateralmente mediante la no disminución del número efectivo de conectores si es que se respetan los espaciamientos (nef=n), lo que análogamente resultaría en un factor hilera Ku=1 según ASD. Esta regla no aplica en conectores insertados en los bordes del CLT, pues en esa situación no existe el efecto de refuerzo por capas ortogonales a lo largo de la longitud del conector.
1.5.6 Posibilidad de fallo por tracción perpendicular de conectores laterales en bordes solicitados fuera del plano
Los conectores situados en los bordes pueden estar cargados por una fuerza lateral que es paralela al plano del CLT, o bien perpendicular al mismo. En este último caso, existe la posibilidad de fallo frágil por tracción perpendicular, lo que puede disminuir bastante la capacidad de la unión. Por el momento esto se controla principalmente empleando un mínimo espesor de láminas del CLT. No obstante, diversos autores recomiendan