Estructuras de madera. Uniones
Ramón Argüelles, Francisco Arriaga, Miguel Esteban, Guillermo Íñiguez y Ramón Argüelles Jr.
2015 (380 páginas)
36.00€ 30.60 € (con descuento especial)
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 siempre
confirmadas 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 las
soluciones 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.
Indice
CAPÍTULO 12: UNIONES. CLASIFICACIÓN Y CONSIDERACIONES
GENERALES
12.1 INTRODUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN 1
12.2 CONSIDERACIONES GENERALES DE CÁLCULO 2
12.2.1 Deslizamiento de las uniones 3
12.2.2 Uniones con diferentes tipos de elementos de fijación actuando
conjuntamente 3
12.2.3 Fallo de uniones con clavijas por rotura en bloque o desgarro 5
12.2.4 Excentticidad de las uniones 7
12.2.5 Uniones sometidas a fuerzas alternas 7
12.2.6 Número eficaz de elementos de fijación 8
12.2.7 Uniones con más de dos planos de cortadura 9
12.2.8 Uniones con fuerzas que general tracción perpendicular a la
dirección de la fibra 11
12.3 CONSIDERACIONES SOBRE EL EFECTO DE LA
HINCHAZÓN YMERMA 15
CAPÍTULO 13: UNIONES CARPINTERAS: TIPOLOGÍA
13.1 INTRODUCCIÓN 19
13.2 TIPOLOGÍA 19
13.2.1 Ensambles 20
13.2.2 Empalmes 25
13.2.3 Acoplamientos 29
13.2.4 Otros encuentros 29
CAPÍTULO 14: UNIONES CARPINTERAS: CÁLCULO
14.1 INTRODUCCIÓN 33
14.2 APOYOS Y COMPRESIÓN OBLICUA CONCENTRADA 34
14.2. 1 Compresión perpendicular a la fibra 34
14.2.2 Compresión oblicua a la fibra 36
14.3 APOYOS CON ENTALLADURAS 42
14.4 UNIÓN DE CAJA Y ESPIGA 44
14.4.1 Apoyo de pie derecho sobre durmientes 44
14.4.2 Caja y espiga trabajando a cortante 45
14.5 EMBARBILLADOS 47
14.5.1 Embarbillado frontal 47
14.5.2 Embarbillado en ángulo recto 58
14.5.3 Embarbillado de pecho 60
14.5 .4 Embarbillado de talón 61
14.5.5 Embarbillado doble 62
14.6 EMPALMES 67
14.6.1 Empalme de llave 67
14.6.2 Empalme en Rayo de Júpiter 74
14.7 ENSAMBLE EN COLA DE MILANO 110
14.7.1 Cola de milano 110
14.7.2 Cola de milano redondeada 112
CAPÍTULO 15: UNIONES CON ELEMENTOS DE FIJACIÓN DE TIPO
CLAVIJA: TIPOLOGÍA
15.l INTRODUCCIÓN 121
15.2 CLAVOS 121
15.2. 1 Definición y tipos 121
15.2.2 Dimensiones 122
15.2.3 Calidades 123
15.2.4 Designación 123
15.3 GRAPAS 124
15 .3 .1 Definición y tipos 124
15.3.2 Dimensiones 124
15.3.3 Calidades 125
15.3.4 Designación 125
15.4 TIRAFONDOS 125
15.4.1 Definición y tipos 125
15.4.2 Dimensiones 126
15.4.3 Calidades 127
15.4.4 Designación 127
15.5 PERNOS 128
15. 5. 1 Definición y tipos 128
15.5.2 Dimensiones 128
15.5.3 Calidades 129
15.5.4 Designación 130
15.6 PASADORES 130
15.6.1 Definición y tipos 130
15.6.2 Dimensiones 131
15.6.3 Calidades 132
15.6.4 Designación 132
15.7 TIRAFONDOS DE DOBLE ROSCA 132
15.7.1 Definición y tipos 132
15.7.2 Dimensiones 133
15.7.3 Aplicaciones 133
15.8 TIRAFONDOS DE ROSCA COMPLETA 135
CAPÍTULO 16: UNIONES CON ELEMENTOS DE FIJACIÓN DE TIPO
CLAVIJA:CÁLCULO
16.1 INTRODUCCIÓN 139
16.2 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 138
16.2.1 Resistencia al aplastamiento de la madera 138
16.2.2 Resistencia a la flexión de la clavija. Momento plástico 142
16.2.3 Resistencia al atTanque 145
16.3 CAPACIDAD DE CARGA AXIAL 150
16.3.1 Clavos con carga axial 150
16.3.2 Pernos con carga axial 151
16.3.3 Tirafondos con carga axial 152
16.4 CAPACIDAD DE CARGA LATERAL 157
16.4.1 Introducción y notación 157
16.4.2 Efecto soga 158
16.4.3 Uniones madera-madera y tablero-madera 160
16.4.4 Uniones madera-acero 163
16.5 CAPACIDAD DE CARGA COMBINADA AXIAL Y LATERAL 168
16.6 DISPOSICIONES PARTICULARES DE CÁLCULO Y CONSTRUCTIVAS 168
16.6.1 Uniones clavadas 168
16.6.2 Uniones con grapas 174
16.6.3 Uniones con pernos 175
16.6.4 Uniones con pasadores 177
1 6.6.5 Uniones con tirafondos 177
CAPÍTULO 17: UNIONES CON CONECTORES: TIPOLOGÍA
17 .1 INTRODUCCIÓN 223
17.2 CONECTORES DE ANILLO 224
17 .2.1 Definición, tipos y materiales 224
17.2.2 Dimensiones 226
17 .2.3 Diámetro del perno auxiliar 227
17 .2.4 Designación 228
17.3 CONECTORES DE PLACA 228
17 .3.1 Definición, tipos y materiales 228
17.3.2 Dimensiones 229
17.3.3 Diámetro del perno auxiliar 230
17.3.4 Designación 231
17.4 CONECTORES DE PLACA DENTADA 231
17.4.1 Definición, tipos, materiales y dimensiones 231
17.4.2 Designación 240
17.5 CONECTORES DE MADERA 240
CAPÍTULO 18: UNIONES CON CONECTORES: CÁLCULO
18.1 INTRODUCCIÓN 243
18.2 CÁLCULO DE CONECTORES DE ANILLO Y PLACA 243
18.2.1 Introducción 243
18.2.2 Comportamiento mecánico 244
18.2.3 Capacidad de carga de los conectores de anillo y de placa 246
18.2.4 Separaciones y distancias mínimas 249
18.2.5 Número eficaz de conectores de anillo o de placa 250
18.3 CÁLCULO DE CONECTORES DENTADOS 254
18.3. l Introducción 254
18.3.2 Comportamiento mecánico 255
18.3.3 Capacidad de carga de los conectores dentados 256
18.3.4 Separaciones y distancias mínimas 258
18.3.5 Número eficaz de conectores dentados 259
CAPÍTULO 19: UNIONES CON PLACAS CLAVO
19.1 INTRODUCCIÓN 263
19 .2 COMPORTAMIENTO MECÁNICO 264
19.2.1 Capacidad de carga 265
19.2.2 Modelos de cálculo de celosías con placas clavo 265
19.3 CONSIDERACIONES CONSTRUCTIVAS 266
CAPÍTULO 20: UNIONES CON BARRAS ENCOLADAS
20.1 INTRODUCCIÓN 269
20.2 MATERIALES E INSTALACIÓN 273
20.3 COMPORTAMIENTO MECÁNICO 274
20.3.1 Introducción 274
20.3.2 Barras sometidas a cargas axiales 274
20.3.3 Barras sometidas a cargas de corte 275
20.3.4 Efecto del contenido de humedad y de la temperatura 275
20.3.5 Efecto de la duración de la carga 276
20.3.6 Fatiga 276
20.3.7 Conosión 276
20.3.8 Tipo de madera 276
20.3.9 Forma de la bana 277
20.4 CAPACIDAD DE CARGA 277
20.4.1 Introducción 277
20.4.2 Capacidad de carga axial 278
20.4.3 Capacidad de carga lateral 281
20.4.3.1 Banas encoladas en dirección perpendicular a la fibra 281
20.4.3.2 Barras encoladas en dirección paralela a la fibra 282
20.4.4 Combinación de carga axial y lateral 284
CAPÍTULO 21: UNIONES SEMIRRÍGIDAS
21.1 INTRODUCCIÓN 295
21.2 ESFUERZOS GENERADOS EN LOS MEDIOS DE UNIÓN 297
21.2.1 Momento flector 297
21.2.2 Axil y cortante 301
21.3 CAPACIDAD DE CARGA DE LA UNIÓN 302
21.4 DISTANCIAS Y SEPARACIONES 303
21.5 SOLICITACIÓN DE CORTADURA Y SU COMPROBACIÓN 303
21.6 DETERMINACION DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES 305
CAPÍTULO 22: DETALLES CONSTRUCTIVOS
22.1 INTRODUCCIÓN 313
22.2 APOYO DE PILARES 316
22.3 APOYO DE VIGAS EN MUROS DE FÁBRICA
O ELEMENTOS DE HORMIGÓN 318
22.4 UNIÓN ENTRE VIGA Y PILAR 321
22.5 ENLACES ARTICULADOS EN VIGAS CONTINUAS 328
22.6 UNIÓN ENTRE VIGA Y CORREA 331
22.7 VUELO DE LAS CORREAS 334
22.8 NUDOS DE PÓRTICOS Y ARCOS 337
22.8.1 Articulaciones ficticias 337
22.8.2 Articulaciones perfectas 339
22.8.3 Nudos semirrígidos de esquina en pórticos 341
22.9 EMPALMES SEMIRRÍGIDOS 343
ANEXOS 347
K. Fallo en bloque o por desgarro en uniones acero-madera con varios elementos de
fijación de tipo clavija 349
L. Ecuaciones de Johansen 355
M. Tablas de capacidad de carga de clavijas 367
N. Capacidad resistente de la chapa de acero y cortadura en la clavija 373
O. Tablas de capacidad de carga de conectores 379
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