Uniones en estructuras de madera laminada : pórticos de luces medias

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA GRADO EN FUNDAMENTOS DE ARQUITECTURA TRABAJO DE FIN DE GRADO CURSO 2014/2015 TÍTULO: UUniones en estructuras de madera laminada. Pórticos de luces medias. AUTORA: Rocío Martos Arroyo Fecha: 02/07/2015 TUTOR: José Sánchez Sánchez Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. ÍNDICE 1. Justificación y acotación del ámbito______________________________________02 2. Objetivos y metodología__________________________________________________03 3. Estado del arte 3.1. Clasificación de uniones en madera________________________________04 3.2. Consideraciones constructivas en las uniones_______________________08 3.3. Normativa de aplicación_____________________________________________10 4. Estudio de casos 4.1. Base de datos: proyectos en madera laminada______________________12 4.2. Análisis base de datos: Soluciones más utilizadas___________________24 5. Análisis estructural de uniones mecánicas 5.1. Hipótesis para el cálculo____________________________________________25 5.2. Análisis de nudos articulados_______________________________________30 5.3. Análisis de nudos rígidos___________________________________________32 6. Resultados globales del análisis y conclusiones__________________________34 7. Posibles vías de investigación posteriores________________________________35 ANEXOS: A1. Bibliografía utilizada____________________________________________________36 A2. Fuentes de imágenes utilizadas_________________________________________37 A3. Normativa de referencia (solo en CD) A4. Diagramas de SAP para apartados 5.2. y 5.3. (solo en CD) Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 2 1. JUSTIFICACIÓN Y ACOTACIÓN DEL ÁMBITO Además de ello, la madera cuenta con ciertas propiedades delicadas que hay que tener muy en cuenta a la hora su uso y diseño estructural. Ejemplo de esto es el hecho de que se trata de un material ortótropo, es decir, sus características mecánicas son distintas en sus tres dimensiones perpendiculares. Como se verá más adelante, este hecho es determinante en el comportamiento estructural de la madera y reduce las posibles soluciones frente a otros materiales cuya resistencia mecánica y rigidez son iguales en las tres dimensiones. Esto es especialmente importante en las uniones entre elementos, punto siempre crucial para la apropiada resolución de una estructura, y aún más en este caso, en las que se pueden generar esfuerzos perpendiculares a la fibra. Esto es aplicable tanto a la madera aserrada como a la laminada, a pesar de que pueden existir ciertas diferencias mecánicas entre ellas, de las que también se hablará más adelante. Por tanto, mediante esta investigación se pretende profundizar en el diseño de las uniones en estructuras de madera, por ser los puntos más críticos en ellas. Sin embargo, debido a la extensión limitada de la investigación, el ámbito de estudio se ciñe a las uniones estructurales en madera laminada encolada (MLE), por ser la que ofrece más posibilidades en la construcción contemporánea. A pesar de ello, muchas reflexiones y soluciones son extrapolables también a la madera aserrada, generalmente si se refieren a escuadrías pequeñas (sobre todo en correas). La madera es un material que, estructuralmente, puede ofrecer muy buenos resultados, equiparables bajo determinadas circunstancias a los de otros más extendidos actualmente como el acero y el hormigón. Hoy en día, con el desarrollo de la madera laminada encolada y la microlaminada, se pueden construir estructuras de luces y geometrías muy diversas de forma relativamente sencilla, como ocurre con los elementos curvos. Además de ello, existe un factor muy positivo en su elección como material estructural, y es su baja densidad. Su ligereza, en proporción a su resistencia, la convierten en un material que compite con soluciones metálicas en cubriciones ligeras, en las que el peso propio de la estructura puede convertirse en un factor más determinante que el resto de las acciones. Esto se muestra en la siguiente tabla, en la que se realiza una comparación entre las resistencias de los materiales estructurales más convencionales junto con la madera laminada de menor resistencia, para obtener una relación entre las densidades necesarias de cada material y la resistencia a compresión que ofrecen. Como vemos, con la madera se obtiene prácticamente la misma resistencia a compresión que con el hormigón en masa elegido (HM25) con 5 veces menor peso (en la dirección paralela a la fibra). Ya que su gran desventaja frente al acero es que su resistencia es 10 veces menor, a pesar de ser mucho más ligera, cuando las cargas son muy grandes se puede llegar a necesitar escuadrías tan grandes que deje de ser rentable su uso. Por ello, se deben tener en cuenta todas las variables con las que cuenta el proyecto antes de decidirse entre un material estructural u otro. T. 01. Relación resistencias y densidades de distintos materiales estructurales (para la madera, resistencias consideradas únicamente en el sentido paralelo a la fibra). Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 3 2. OBJETIVOS Y METODOLOGÍA En cuanto a la metodología seguida, inicialmente se parte de una clasificación en la que se visualizan, en general, los tipos de uniones existentes en madera (apartado 5.a), de las cuales se prestará especial atención después a las uniones mecánicas, que son las realmente utilizadas en la actualidad. También se revisa el ámbito normativo, especificando las normas aplicables en esta situación en un listado detallado (apartado 5.b). Posteriormente, a partir de una serie de casos reales (apartado 6) recopilados en fichas, se analizarán las soluciones más recurrentes en edificios contemporáneos con estructuras de MLE. Por último, se procede al análisis pormenorizado (apartado 7) de una serie de nudos seleccionados, en unas condiciones establecidas previamente (por geometría, tipo y cuantificación de cargas, tipo de restricción en el nudo buscada y comprobaciones de dicho nudo), para llegar a una clasificación de uniones con mejor funcionamiento según las características buscadas (apartado 8). Asimismo se adjuntan una serie de anexos que pueden ser de utilidad para futuras investigaciones y aplicaciones de madera en estructuras, como empresas relacionadas con el sector, catálogos de soluciones constructivas y otros documentos de interés. El objetivo fundamental de este estudio es analizar las diferentes soluciones de nudos utilizados en estructuras de MLE, concibiéndolos de forma integral, es decir: analizando cómo se comportan tanto la madera como los elementos metálicos (tornillos, conectores, placas…) en las diferentes situaciones, y comprobando si cumplen todas las comprobaciones adecuadas para soportar las cargas existentes y también para asegurar la durabilidad necesaria. Dichas exigencias no siempre son tan fáciles de resolver, ya que pueden aparecer muchas incompatibilidades en ellas por las múltiples diferencias entre ambos materiales: sus resistencias a los distintos esfuerzos, sus módulos de elasticidad, sus reacciones a la humedad, a los cambios de temperatura… Por tanto, se pretende hacer un análisis integral en el que todas esas cuestiones se tengan en cuenta para encontrar las uniones que pueden proporcionar mejores funcionamientos. Finalmente, teniendo en cuenta todas estas circunstancias, se realiza una clasificación, a modo de resumen del análisis que se ha llevado a cabo, en la que se representan las uniones más óptimas en los diferentes puntos de una estructura de madera laminada, diferenciándolas según su adecuación a unas solicitaciones determinadas (esfuerzos del elemento, cargas globales, dimensiones y luces, etc.). Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 4 3. ESTADO DEL ARTE 3.1. CLASIFICACIÓN DE UNIONES EN MADERA -Ensamble: cuando las piezas se cortan formando un determinado ángulo, pudiendo ser perpendiculares (encuentro entre pilar y viga), u oblicuas (como en la unión entre el pendolón y los tornapuntas de una cercha). Debido al posible deslizamiento entre los elementos, normalmente no se apoyan directamente uno sobre otro, sino que se realizan rebajes (cuyas dimensiones deben estudiarse con cuidado para evitar la rotura del elemento por cortante), o cajas y espigas, es decir, entalladuras en uno de ellos dentro de las que se encaja el extremo del otro, con menor sección. Cuando los elementos están en el mismo plano y se apoyan uno sobre otro, suelen unirse a media madera, lo que significa que se realiza el mismo rebaje en ambas piezas, pero de forma opuesta, para que encajen entre sí, reduciendo la sección de cada uno de ellos a la mitad en la unión. -Empalme: cuando los elementos se unen en sus testas, generando continuidad entre elementos estructurales. Son usados, por ejemplo, para constituir una viga de cierta longitud, a partir de varias piezas más cortas. Pueden realizarse mediante cortes horizontales y verticales, formando rebajes en ambas piezas que encajan entre sí (como es el caso del empalme de llave), o realizando un corte oblicuo, pudiendo asimismo realizar una unión oblicua con rebajes en los dos elementos (como en el empalme en rayo de Júpiter). Antes de comenzar con el desarrollo del trabajo, se considera importante entender el marco en el que se engloba, para poder entender por qué se ha llegado a la elección de algo tan específico dentro de un ámbito tan amplio como son las estructuras de madera. Para ello, primero se introduce una clasificación general de las uniones en este tipo de estructuras, así como sus posibilidades de uso de forma breve, ya que dichas uniones volverán a aparecer en la parte práctica del estudio. Tras esto, se presentan las principales consideraciones constructivas y estructurales a tener en cuenta en cualquier unión en la que intervenga algún elemento de madera, con sus respectivas justificaciones. Posteriormente se comenta el marco normativo en el que nos situamos a la hora de proyectar y edificar dichas estructuras desde los ámbitos nacional e internacional, tanto de obligado cumplimiento como las recomendables, concluyendo así el análisis del estado del arte sobre el tema tratado. 3.1. CLASIFICACIÓN DE UNIONES EN MADERA A la hora de establecer una clasificación de uniones estructurales, son varios los criterios que se pueden seguir: por elementos unidos, por esfuerzos en la unión, por la forma del encuentro, por el medio de unión empleado… Esta última es la que se añade a continuación, por ser la más extendida en la bibliografía sobre madera estructural y a la vez la más coherente con su uso. Así, las uniones en estructuras de madera pueden clasificarse en: carpinteras o tradicionales, encoladas y mecánicas. a) Uniones carpinteras o tradicionales: En ellas, los elementos se unen por medio de un trabajo de carpintería, aunque normalmente también suelen contar con algún elemento puntual, como pasadores, para evitar el deslizamiento entre piezas. Sin embargo, dichos elementos son relativamente débiles, en comparación con la estructura, y no aportan mayor resistencia a la unión, sino que solo se usan para evitar que se desarme. En función de la forma de encuentro, se clasifican en: I. 01. Ensamble a media madera (izq.) y de cola de milano (der.) I. 02. Empalme a media madera con pernos I. 03. Acoplamientos con llaves Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 5 3. ESTADO DEL ARTE 3.1. CLASIFICACIÓN DE UNIONES EN MADERA Debido a esto, no se profundizará más en este tipo de uniones a lo largo del trabajo, por no entrar en el ámbito establecido previamente. Por tanto, no se contemplarán en el análisis ni en el cálculo posterior. b) Uniones encoladas: Este tipo de uniones también tienen un aspecto final bastante limpio, al igual que las carpinteras. Sin embargo, su funcionamiento es muy diferente: se trata de conseguir un enlace muy rígido en el que se transmiten los esfuerzos y momentos flectores por completo, por lo que puede utilizarse para ejecutar pórticos de madera laminada, llevando a obra los elementos por separado (viga y pilares, o incluso por partes si son de grandes dimensiones) y uniéndolos posteriormente, obteniendo finalmente, en apariencia, un único elemento continuo. Dichas uniones pueden llevarse a cabo utilizando únicamente madera y un adhesivo, realizando un macrodentado en las piezas similar al que se emplea en los empalmes de madera laminada. También existe otra posibilidad, la unión mediante barras encoladas, realizada por medio de barras macizas metálicas que se empotran en ambas piezas de madera, en unos taladros de mayor diámetro que las mismas, que se rellenan con el adhesivo empleado. Si las barras se colocan en la dirección de las fibras de la madera, y hay un número suficiente de las mismas, estas sólo sirven para generar un nudo suficientemente rígido entre piezas o un empotramiento (por ejemplo, en base de pilar). Sin embargo, si se colocan en perpendicular a la fibra, pueden funcionar también como refuerzo, supliendo la baja resistencia a tracción y compresión de la madera en esta dirección. A pesar de que esta solución no está muy extendida en España, sí que ha sido muy utilizada en otros como Alemania, Rusia o los países Escandinavos durante años. Ya que existe algún caso de su utilización en los ejemplos presentados posteriormente, se procederá a un mayor análisis en el estudio. -Acoplamiento: si se unen en sus caras, en sentido longitudinal, para constituir una pieza de mayor canto o ancho. Requiere de un elemento mecánico para afianzar la unión, usándose tradicionalmente bridas metálicas, formadas por un pequeño herraje doblado en sus extremos (empotrándolos en la madera) y tornillos roscados. Además, se le realiza un dentado a ambas piezas de madera por las caras de contacto, o bien se emplean llaves (1). En las uniones carpinteras, los esfuerzos se transmiten a través del contacto entre piezas, ya sea directamente mediante elementos apoyados unos sobre otros para la transmisión de compresiones, o incluyendo tensiones tangenciales, si existen cajas y espigas o rebajes (cuya función es evitar el desplazamiento de las piezas). También existen uniones que resisten tracciones, que se usan, por ejemplo, en los tirantes de una cercha (como el ensamble de cola de milano). Algo a tener en cuenta en este tipo de uniones es que su diseño se centra exclusivamente en soportar las cargas habituales: gravitatorias y de viento. Sin embargo, muchas de ellas no tienen estabilidad ante cargas laterales o en casos de inversión de esfuerzos. Ejemplo de esto son la mayoría de los empalmes entre vigas, diseñados para trabajar a flexión, pero que permiten el deslizamiento entre sus elementos ante una carga; incluso aunque normalmente están fijados con clavos o pasadores, éstos no suelen tener resistencia suficiente ante esfuerzos relativamente importantes. El uso de las uniones carpinteras, muy extendido en el pasado, se encuentra hoy en día reducido a casos muy concretos: sobre todo, se emplea en obras de rehabilitación específicas de estructuras vistas de madera de luces reducidas, en las que el aspecto es muy importante. A pesar de su buen funcionamiento ante incendio (mejor que con herrajes o clavijas metálicas vistas) y de que existen técnicas en la actualidad que permitirían realizar estos trabajos de forma muy económica, gracias a la fabricación mediante control numérico (2) y a la escasez de piezas metálicas, no son viables en estructuras de luces medias o grandes (el ámbito en el que más se usa la madera laminada actualmente), debido a que habría que sobredimensionar mucho las piezas para realizar los rebajes o entalladuras. (1) Llave: en carpintería, cuña de madera que se encaja entre dos piezas para asegurar su unión, colocándolas de dos en dos. (2) FUENTE: Argüelles, R. / Arriaga, F. Estructuras de madera: Diseño y cálculo. 1996. AITIM Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 6 3. ESTADO DEL ARTE 3.1. CLASIFICACIÓN DE UNIONES EN MADERA -Mediante conectores: Son elementos de geometría bastante distinta a la de las clavijas. En lugar de ser el largo su dimensión principal, es el diámetro y el ancho de la pieza lo que los caracteriza, ya que su función es la de proporcionar una mayor superficie de contacto con la madera, y así poder transmitir una mayor tensión sin provocar el agotamiento de la misma por aplastamiento. Los conectores pueden ser metálicos (de anillo, de placa o dentados) o de madera (similares a los de placa), y sirven para unir entre madera y acero o dos piezas de madera, quedando ocultos entre ellas. Por tanto, cuentan con un orificio central, para poder fijarlos en su posición por medio de una clavija (normalmente pernos). Dichas clavijas no deben considerarse como parte resistente de la unión, debido a que no tienen suficiente contacto con la madera para transmitir los esfuerzos (suelen insertarse en taladros realizados previamente y de diámetros sobredimensionados (3)). Así, los conectores suelen utilizarse en uniones de mayores escuadrías, en las que pretende reducirse el número de clavijas o bien en las que las cargas son tan grandes que no puede solucionarse de ese modo. Sin embargo, en su diseño debe tenerse en cuenta que se reduce la efectividad de los mismos cuando se colocan varios alineados en la dirección de la carga (este aspecto y el resto del cálculo se desarrollará en el apartado de análisis). c) Uniones mecánicas: Son todas aquellas uniones en las que se emplean elementos metálicos para la transmisión de esfuerzos entre partes de la estructura. Actualmente son la solución más empleada, por su relativa facilidad de ejecución en obra, la gran oferta existente en el mercado y su versatilidad. La gran parte de casas comerciales dedicadas a la edificación en madera cuenta con amplios y detallados catálogos especializados en este tipo de enlace. Dentro de las uniones mecánicas podemos distinguir tres tipos, en función de los elementos empleados para llevarlas a cabo y el funcionamiento de los mismos: -Mediante clavijas: Así se denomina a las piezas metálicas de forma cilíndrica o ligeramente cónica y alargada que atraviesan los elementos de madera. Dentro de esta clasificación se incluyen clavos, grapas, pernos, tirafondos y pasadores. Cada uno de ellos tiene una geometría específica, admite dimensiones determinadas y cuenta con una capacidad resistente distinta (se usa distinto acero para cada una). Por tanto, en función de la escala y las cargas de la estructura, se empleará un tipo u otro. En cuanto a su funcionamiento, la carga se transmite de un elemento a otro mediante el aplastamiento de la madera, que transmite esfuerzos de flexión o cortante a la clavija y esta los dirige asimismo a la otra pieza de madera. Es fundamental en este tipo de uniones el control del número de clavijas, intentando distribuir al máximo la carga en la unión, para evitar esfuerzos demasiado grandes que superen la resistencia al aplastamiento de la madera. (3) FUENTE: Argüelles, R. / Arriaga, F. Estructuras de madera: Diseño y cálculo. 1996. AITIM I. 04. Unión por macrodentado I. 04. Uniones rígidas mediante barras encoladas I. 05. Uniones mediante clavijas en alzado (arriba) y sección (izq.), por orden: a simple cortadura, a doble cortadura y a tracción I. 06. Unión genérica mediante conector metálico Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 7 3. ESTADO DEL ARTE 3.1. CLASIFICACIÓN DE UNIONES EN MADERA Habiendo realizado esta clasificación, ya quedan claros ciertos criterios de elección entre una solución u otra en función de cargas y dimensiones. Sin embargo, en el apartado de análisis del estudio pretende profundizarse mucho más en las diferencias entre estos distintos métodos de unión, para llegar a encontrar más criterios en este aspecto, incorporando asimismo consideraciones constructivas esenciales en este tipo de estructuras, que se exponen a continuación. -Mediante herrajes: Esta última solución es prácticamente la más extendida en estructuras de luces tanto medias como grandes en la actualidad, gracias a la gran oferta de herrajes disponibles en el mercado y su facilidad de resolución. Dentro de este tipo encontramos los herrajes de menor espesor (hasta 2-3 mm como máximo, por lo general) y estandarizados, cuyas geometrías varían según el fabricante y las dimensiones de las piezas a las que vayan fijarse, que incluso disponen de los orificios necesarios para su fijación mediante clavijas, con las distancias fijadas según cálculo y/o Eurocódigo 5. Este tipo suele emplearse fundamentalmente en las uniones entre correas y vigas, por la gran facilidad de estandarización que existe en dichos enlaces (a partir de las cargas, la luz y la distancia entre correas), aunque también existen herrajes estandarizados para uniones entre viga y soporte, entre elementos de una cercha (denominados placa-clavo por el dentado con el que cuentan) o entre soporte y cimentación, pero por lo general cuando sus cargas y sus escuadrías son pequeñas. Otro tipo, generalmente usado en estructuras de madera laminada de grandes luces, está formado por placas metálicas de mayor espesor (a partir de 4 mm, según esfuerzos soportados), que pueden situarse empotradas en el extremo del elemento de madera (ocultas) o envolviendo el extremo de la pieza total o parcialmente (en caja o en U), fijadas con clavijas. En ambos casos, el funcionamiento estructural es la transmisión de esfuerzos por contacto entre la madera y el herraje, por lo que las clavijas no aportan mayor resistencia (a no ser que estén pretensados, lo cual sólo es posible si el herraje se sitúa visto hacia el exterior). Debido a la gran resistencia del acero, incluso empleando espesores muy pequeños en relación con los de la madera, resisten satisfactoriamente los esfuerzos soportados (el espesor de la placa se fija en función de este aspecto). Cuando las piezas de madera son de escuadrías muy grandes y quiere conseguirse un nudo muy rígido, es probable que una única placa metálica empotrada no consiga los resultados esperados, por lo que en esas ocasiones suelen emplearse varias placas ocultas, empotradas en el extremo de la madera y soldadas a una placa perpendicular a ellas, que sirve como protección de la testa de la madera y como pieza que recoge los esfuerzos de todos los herrajes ocultos y los transmite al soporte o cimentación. I. 07. Conectores de anillo I. 08. Conectores de placa para unir entre madera o madera-acero I. 09. Uniones viga-pilar con herraje visto (izq.), tubo hueco y pasadores (centro) y herraje oculto (der.) I. 10. Unión para cercha con placa-clavo y para apoyo de pilar con herraje visto u oculto. Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 8 3. ESTADO DEL ARTE 3.2. CONSIDERACIONES CONSTRUCTIVAS EN LAS UNIONES a) Ortotropía: Como ya se ha mencionado previamente, la madera es un material anisótropo, ya que sus propiedades físicas y características mecánicas dependen de la dirección del esfuerzo. Concretamente, se considera que es ortótropo, ya que sus características son distintas en tres direcciones principales, ortogonales entre sí, que son: -Axial: en la dirección de las fibras, es decir, paralela al eje de crecimiento del árbol. -Radial: normal a la axial, contenida en cualquiera de las secciones transversales del tronco. -Tangencial: perpendicular a las otras dos. Esto se debe a la propia anatomía de madera, que puede asimilarse a un conjunto de tubos huecos de mucha longitud, pegados entre sí en sus paredes. Dichos tubos tienen distintos espesores según los anillos de crecimiento, lo cual explica la diferencia entre las direcciones radial y tangencial. Sin embargo, ya que esta diferencia es muchísimo más pequeña que la existente entre las direcciones longitudinal y transversal, se suele simplificar la toma de datos a dos direcciones: paralela a la fibra (axial) y perpendicular a la fibra (transversal, englobando radial y tangencial) (4). (4) FUENTE: Argüelles, R. / Arriaga, F. Estructuras de madera: Diseño y cálculo. 1996. AITIM (5) MLE HOMOGÉNEA: En la que todas sus láminas son de la misma clase resistente. Si hablamos de madera laminada encolada, esta simplificación entre características paralelas o perpendiculares a la fibra tiene aún más sentido: este material se forma a partir de láminas obtenidas del tronco, conservando como dirección longitudinal la paralela a la fibra y adaptando la dirección transversal de las láminas de forma que se aproveche el máximo de madera de la sección del tronco. Por tanto, en una sección de madera laminada no existe esa diferenciación clara entre dirección radial y tangencial. Por tanto, la madera es un material cuyo funcionamiento y resistencia óptimos se desarrollan en el sentido paralelo a la fibra. Esto se traduce en que las resistencias a tracción y compresión en perpendicular a la fibra son prácticamente mínimas. Esto es un aspecto fundamental en el diseño de uniones, ya que si su geometría induce a la madera tensiones perpendiculares a su fibra, se agrietará con mucha facilidad. b) Humedad en la madera: Otro aspecto determinante en la madera es el agua, que aparece en ella tanto en su constitución (y que no puede eliminarse, ya que se destruiría la propia madera), como por impregnación (dentro de las paredes celulares, reduciendo su resistencia si su grado es demasiado alto) o dentro de los huecos de las fibras, denominada agua libre (lo que no afecta en sus características pero sí en su densidad). Debido a esto, el grado de humedad debe ser considerado desde la elección del material y el diseño de la estructura, cuidando el empleo de madera en espacios cuyo contenido de humedad es importante. Ecuanto a las uniones, principalmente debe evitarse la acumulación o condensación de agua, para evitar la putrefacción de la madera en ellas. T. 02. Características mecánicas consideradas para distintas clases resistentes de madera laminada encolada homogénea (5). I. 11. Ortotropía de la madera e influencia en su resistencia y deformación Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 15 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA ELEMENTOS UNIDOS SIMPLE O MÚLTIPLE TIPO DE NUDO TIPO DE UNIÓN DESCRIPCIÓN CÓDIGO RECUENTO BASE DE DATOS Simple Articulado Mecánica - Herraje Herraje visto en U, fijado mediante clavijas a la viga y con orejeta en pasador y placa al soporte N2A01 3 Ambas Articulado Mecánica - Herraje Herraje oculto mediante placa metálica empotrada en la testa de cada viga y unida al soporte mediante orejeta en pasador N2A02 2 Simple Articulado Mecánica - Herraje Herraje visto rectangular o poligonal, situado en dos caras opuestas de la madera, fijado a ambos elementos mediante clavijas N2A03 2 Simple Articulado Mecánica - Herraje Herraje visto en caja, fijado mediante clavijas a la madera y mediante esfera metálica al soporte N2A04 1 Simple Articulado Mecánica - Clavijas Soporte solapado con la viga y fijado a la misma mediante clavijas bajo su fibra neutra N2A05 1 Ambos Articulado Barras encoladas Varias barras encoladas empotradas en testas de viga y pilar y soldadas a herraje común N2A07 1 Simple Rígido Mecánica - Clavijas Solape completo entre viga y pilar y fijación mediante corona de pernos N2R01 0 Simple Rígido Mecánica - Herraje Herraje visto en U, fijado mediante clavijas a la viga y soldado o atornillado a placa en soporte N2R02 0 Ambos Rígido Mecánica - Herraje Herraje oculto mediante una o varias placas metálicas empotradas en cada pieza de madera y fijadas con clavijas N2R03 3 Simple Rígido Encolada Continuidad entre viga y soporte mediante unión encolada macrodentada N2R04 1 Simple Rígido Mecánica - Clavijas Solape completo entre viga y pilar empresillado doble, fijados mediante clavijas N2R05 1 15 RECUENTO TOTAL NUDOS CONOCIDOS BASE DE DATOS N2. VIGA + SOPORTE Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 16 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA ELEMENTOS UNIDOS SIMPLE O MÚLTIPLE TIPO DE NUDO TIPO DE UNIÓN DESCRIPCIÓN CÓDIGO RECUENTO BASE DE DATOS Simple Articulado Mecánica - Clavijas Correas pasantes, apoyadas sobre las vigas y atornilladas a las mismas en su cara superior N3A01 4 Simple Articulado/Rígido Mecánica - Herraje Herraje visto en U, fijado a correa y viga mediante clavijas, cuya rigidez depende de la cantidad de fijaciones N3A02 2 Simple Articulado/Rígido Mecánica - Herraje Herraje visto mediante dos angulares colocados a ambos lados de la correa/viga sustentada y fijados a todos los elementos mediante clavijas N3A03 4 Simple Articulado/Rígido Mecánica - Herraje Herraje oculto en T, empotrado en la testa de la correa/viga sustentada y fijado a todos los elementos mediante clavijas N3A04 5 Múltiple Articulado/Rígido Mecánica - Herraje Herraje mediante fragmento de tubular metálico al que se sueldan placas de acero, empotrándolas en las testas de las vigas N3A05 0 Múltiple Articulado/Rígido Barras encoladas Varias barras encoladas empotradas en las testas de cada viga y soldadas a herraje común N3A06 2 17 Simple Rótula Mecánica - Herraje Rótula en viga continua mediante herraje en caja y orejeta en pasador en cada testa N4A01 1 Simple Rótula Mecánica - Herraje Herraje oculto mediante placa empotrada en testa de vigas y orejeta en pasador entre ellas N4A02 1 Ambos Articulado Mecánica - Herraje Herraje mediante orejeta, para sujeción de perfil/tirante de arriostramiento, y fijado a la viga/soporte de madera mediante placa y clavijas N4A03 4 Ambos Articulado Mecánica - Herraje Orejeta para sujeción de perfil/tirante de arriostramiento, soldada a herraje existente N4A04 6 12 RECUENTO TOTAL NUDOS CONOCIDOS BASE DE DATOS RECUENTO TOTAL NUDOS CONOCIDOS BASE DE DATOS N4. OTROS ELEMENTOS N3. VIGA + VIGA/CORREA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 17 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 18 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 19 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 20 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 21 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 22 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 23 4. ESTUDIO DE CASOS 4.1. BASE DE DATOS: PROYECTOS EN MADERA LAMINADA Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 24 4. ESTUDIO DE CASOS 4.2. ANÁLISIS BASE DE DATOS: SOLUCIONES MÁS UTILIZADAS Un aspecto sorprendente es el hecho de que, después de ver muchos proyectos cuya estructura está realizada con madera laminada, se observa una predominancia total de las soluciones con herrajes o placas metálicas, frente a las demás. Mientras que la bibliografía consultada, sobre todo la más antigua, se centra muchísimo en el cálculo de la capacidad resistente de uniones clavadas mediante clavijas, e incluso en algunas uniones carpinteras (el embarbillado es el más recurrente) y en las soluciones de barras encoladas, no se entra en mucho detalle en las soluciones con herrajes. Sin embargo, hoy en día es prácticamente la solución más empleada por su versatilidad: solo variando sus dimensiones y su cantidad de fijaciones a la madera, se adquieren unos valores de rigidez totalmente distintos, que afectan de forma determinante a la estructura. También es interesante recurrente la solución mostrada en la segunda fotografía (derecha), en la cual, a partir de dos pilares muy esbeltos y articulados a la viga, se genera una restricción equiparable a un nudo rígido, obteniendo así una viga de canto también menor. I. 15. Solución más rígida mediante fijación con dos columnas de pernos a lo largo de todo el canto. Centro comercial M&S Cheshire Oaks. I. 16. Solución articulada mediante herraje muy alargado y fijado únicamente en una fila de clavijas. Colegio San Francisco Javier. Otra ventaja que ofrece el uso de acero en las uniones es la facilidad para diseñar elementos que puedan resolver encuentros entre múltiples elementos, algo mucho más difícil con los demás sistemas (clavado, encolado), sobre todo si los diferentes elementos forman ángulos oblicuos entre sí. Las uniones mediante barras encoladas también permiten realizar este tipo de uniones, dejando visibles únicamente los herrajes a los que se anclan dichas barras. I. 17. Unión múltiple para soporte ramificado en árbol, cuyo refuerzo permite estilizar las barras en sus extremos. Refectorio de la catedral de Norwich, Reino Unido. I. 18. Herraje en estrella que permite la unión de múltiples barras, con posibilidad de desmontaje. Esta solución ha sido empleada en cúpulas geodésicas desmontables. I. 19. Unión múltiple mediante barras encoladas en cada elemento de madera. Puente de Crest, Francia. Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 31 5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE UNIONES MECÁNICAS 5.2. ANÁLISIS DE NUDOS ARTICULADOS En cuanto a los esfuerzos perpendiculares a la fibra de la madera, se concentran lógicamente en los puntos de contacto de la madera con las clavijas. En los dos últimos pórticos son similares y afectan a una superficie muy reducida, mientras que en el primer pórtico se genera una zona de tracción perpendicular a la fibra en las esquinas superiores de la viga, debido a que la propia geometría de la unión se opone al giro de los extremos de la viga. Es muy importante tener en cuenta este tipo de comportamientos, que pueden dar lugar a rotura de la madera por su reducida resistencia a tracción perpendicular (apenas 0.29 kN/m2). SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 2 - Stress S22 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/1/15 21:50:19 -1.94 -1.77 -1.60 -1.43 -1.25 -1.08 -0.91 -0.74 -0.57 -0.40 -0.22 -0.05 0.12 0.29 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 1_3 - Stress S22 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/1/15 19:38:13 -1.94 -1.77 -1.60 -1.43 -1.25 -1.08 -0.91 -0.74 -0.57 -0.40 -0.22 -0.05 0.12 0.29 E+3 I. 34. Diagrama de esfuerzos perpendiculares a la fibra(S22) en la viga del pórtico 1 y 2 (por orden descendente), todos ellos limitados por los mismos valores (resistencias de cálculo), para L=10 m A medida que se aumenta la luz de los pórticos, y consecuentemente su canto (según calculado en el dimensionado manual), van aumentando en escala las deformaciones y los esfuerzos axiales, a pesar de que el canto ya es considerable (90 cm para L=15 m y 150 cm para L= 25 m). En el caso del pórtico 1, al quedar ya las dimensiones del herraje en un segundo plano frente a su gran canto, se comporta más como articulación que en la primera situación analizada. Así vemos que, a pesar de que las secciones estaban calculadas manualmente para el cumplimiento de ELU, en la realidad el momento flector es mayor al obtenido según prontuario, y habría que darle a las vigas articuladas una sección aún mayor. I. 35. Deformaciones pórtico 1 (articulación orejeta en pasador) para L=25 m Las dos uniones articuladas pilar-cimentación también tienen comportamientos diferentes en ciertos aspectos, debido fundamentalmente al modo en el que se fijan a la madera, lo cual genera esfuerzos distintos. Es muy representativo el hecho de que no sólo la solución del nudo determina los esfuerzos en la base del pilar, sino que también influye la unión existente entre viga y pilar, ya que cuanto más rígida sea, más momento se transmitirá al pilar y este, al intentar girar y verse impedido por los pernos, genera compresiones y tracciones fuertes localizadas en esa zona. Esto se ve especialmente bien entre las dos imágenes abajo a la derecha, ambas pertenecientes a la misma solución de nudo pero en distintos pórticos. En el segundo pórtico, como entre pilar y viga no se transmite prácticamente flector (como se ha visto antes), no se producen apenas tracciones en el extremo, por estar comprimido. En el tercer caso, sin embargo, se genera una gran zona de tracciones al intentar girar pero estar fijado en esos puntos. SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 1_3 - Stress S22 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/1/15 19:44:47 -2.50 -2.31 -2.12 -1.92 -1.73 -1.54 -1.35 -1.15 -0.96 -0.77 -0.58 -0.38 -0.19 0.00 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 2 - Stress S22 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/1/15 21:53:52 -3.00 -2.62 -2.23 -1.85 -1.46 -1.08 -0.69 -0.31 0.08 0.46 0.85 1.23 1.62 2.00 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 3 - Stress S22 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/1/15 22:14:57 -50.0 -46.2 -42.3 -38.5 -34.6 -30.8 -26.9 -23.1 -19.2 -15.4 -11.5 -7.7 -3.8 0.0 E+3 I. 36. Esfuerzos axiales en base de pilar (S22) para los pórticos 1, 2 y 3, con L=10 m. Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 32 5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE UNIONES MECÁNICAS 5.3. ANÁLISIS DE NUDOS RÍGIDOS En lo referido a nudos rígidos, además de dos uniones mecánicas (una mediante herraje y otra mediante corona de pernos), se ha analizado el funcionamiento de un supuesto pórtico con unión macrodentada entre viga y pilar, en ángulo, para conseguir una única pieza continua. Se pretenden comparar los resultados de las uniones mecánicas con una solución mucho más rígida, para analizar los posibles pros y contras que suponen. La solución menos rígida en este caso es la de herrajes fijados con pernos, lo cual no es del todo realista: si se tuviera en cuenta el rozamiento entre la madera y los herrajes, se conseguiría que trabajaran solidariamente. SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 4 - Deformed Shape (ELS_PERMANENTES) - KN, m, C Units 7/2/15 4:48:35 0.9 1.8 2.7 3.6 4.5 5.4 6.3 7.2 8.1 9.0 9.9 10.8 11.7 12.6 E-3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 4 - Deformed Shape (ELS_PERMANENTES) - KN, m, C Units 7/2/15 4:48:35 0.9 1.8 2.7 3.6 4.5 5.4 6.3 7.2 8.1 9.0 9.9 10.8 11.7 12.6 E-3 I. 37. Deformaciones pórtico 4 (rígido mediante herrajes) para L=10 m SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 5 - Deformed Shape (ELS_PERMANENTES) - KN, m, C Units 7/2/15 5:03:33 0.65 1.30 1.95 2.60 3.25 3.90 4.55 5.20 5.85 6.50 7.15 7.80 8.45 9.10 E-3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 5 - Deformed Shape (ELS_PERMANENTES) - KN, m, C Units 7/2/15 5:03:33 0.65 1.30 1.95 2.60 3.25 3.90 4.55 5.20 5.85 6.50 7.15 7.80 8.45 9.10 E-3 I. 38. Deformaciones pórtico 5 (nudo rígido mediante macrodentado encolado) para L=10 m SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 6 - Deformed Shape (ELS_PERMANENTES) - KN, m, C Units 7/2/15 5:15:40 0.45 0.90 1.35 1.80 2.25 2.70 3.15 3.60 4.05 4.50 4.95 5.40 5.85 6.30 E-3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 6 - Deformed Shape (ELS_PERMANENTES) - KN, m, C Units 7/2/15 5:15:40 0.45 0.90 1.35 1.80 2.25 2.70 3.15 3.60 4.05 4.50 4.95 5.40 5.85 6.30 E-3 I. 39. Deformaciones pórtico 5 (nudo rígido mediante corona de pernos) para L=10 m Sin embargo, tanto las soluciones de nudo rígido encolado como la de corona de pernos obtienen deformaciones muy reducidas, tanto en pilares como en la viga. Al contrario de lo que ocurría anteriormente, al ser la solución del pórtico 4 menos rígida que las demás, presenta mayor concentración de tracciones y compresiones axiales, al contrario que en los otros dos casos. Sin embargo, aunque la solución de corona de pernos genera menores deformaciones, aparecen tracciones y compresiones bastante altas en puntos críticos de la viga que podrían llevar a la rotura, por lo que hay que tener muy en cuenta la distancia entre los pernos y el borde de las piezas de madera para evitar dicha rotura. Esto también ocurre con los esfuerzos perpendiculares a la fibra, ya que se genera un semicírculo de tracciones en torno a los pernos que podrían quebrar la viga en la zona de la unión. SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 4 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 4:49:46 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 5 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:04:17 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 6 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:16:25 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 I. 40. Diagramas de esfuerzos axiales (S11) en la viga del pórtico 4, 5 y 6 (por orden descendente), todos ellos limitados por los mismos valores (resistencias de cálculo), para L=10 m SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 6 - Stress S22 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:17:18 -1.94 -1.77 -1.60 -1.43 -1.25 -1.08 -0.91 -0.74 -0.57 -0.40 -0.22 -0.05 0.12 0.29 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 4 - Stress S22 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 4:50:35 -1.94 -1.77 -1.60 -1.43 -1.25 -1.08 -0.91 -0.74 -0.57 -0.40 -0.22 -0.05 0.12 0.29 E+3 I. 41. Diagrama de esfuerzos perpendiculares a la fibra (S22) en la viga del pórtico 4 y 6 (por orden descendente), todos ellos limitados por los mismos valores (resistencias de cálculo), para L=10 m Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 33 5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE UNIONES MECÁNICAS 5.3. ANÁLISIS DE NUDOS RÍGIDOS Sin embargo, cuando se aumenta la luz de la estructura, y consecuentemente el canto de la misma, no se produce un aumento de los esfuerzos o de la zona afectada por ellos, y el aumento en los valores de las deformaciones es muy pequeño. Es más, las tracciones y compresiones axiales se reducen conforme aumenta la luz y sus dimensiones, lo que posibilitaría la optimización de dichos pórticos, por medio de un canto más reducido (ya que tampoco se llega a acercar al ELS). Es decir, estas uniones se optimizan más cuando las luces son mayores. SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 4 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:28:36 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 5 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:35:26 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 6 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:43:45 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 I. 42. Diagramas de esfuerzos axiales (S11) en la viga del pórtico 4, 5 y 6 (por orden descendente), todos ellos limitados por los mismos valores (resistencias de cálculo), para L=15 m SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 4 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:50:55 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 5 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 5:57:31 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 SAP2000 SAP2000 v15.1.0 - File:PÓRTICO 6 - Stress S11 Diagram - Visible Face (ELU_VIENTO Presion) - KN, m, C Units 7/2/15 6:04:46 -17.0 -14.8 -12.7 -10.5 -8.4 -6.2 -4.1 -1.9 0.2 2.4 4.5 6.7 8.8 11.0 E+3 I. 43. Diagramas de esfuerzos axiales (S11) en la viga del pórtico 4, 5 y 6 (por orden descendente), todos ellos limitados por los mismos valores (resistencias de cálculo), para L=25 m Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 34 6. RESULTADOS GLOBALES DEL ANÁLISIS Y CONCLUSIONES Como resumen del análisis llevado a cabo, se puede decir que existe una relación directa entre la rigidez de la unión, los esfuerzos que soportan los elementos unidos y sus deformaciones, refiriéndonos al caso de un pórtico sometido a cargas verticales. El problema surge cuando la línea entre nudo rígido y articulado se diluye, debido a que un simple cambio de dimensiones o varias fijaciones más pueden cambiar completamente el funcionamiento de la unión. En lo referido al caso concreto de una viga sometida a cargas verticales y fijada a los soportes con las soluciones vistas previamente, la elección entre una unión articulada o rígida va a determinar en gran medida las dimensiones de dicha viga: si es articulada, cuando mayor sea la luz, mayor tendrá que ser el aumento de sección para no sobrepasar el ELU. Sin embargo, la ventaja de este tipo de nudo es que el pilar puede ser muy esbelto (siempre teniendo en cuenta la existencia de arriostramiento frente a viento), ya que únicamente debe aguantar la compresión transmitida por la viga. No obstante, empleando uniones rígidas entre pilares y vigas puede conseguirse una reducción de la sección de la viga, que será mayor si el pórtico tiene grandes luces, pero que por contra requiere también una mayor dimensión de pilares. Finalmente, la decisión será específica para cada proyecto: dependiendo de las cargas, de la posibilidad o no de implementar sistemas de arriostramiento, de la presencia que se quiera obtener con la estructura en el edificio... se elegirá una opción u otra. Como se ha visto en la base de datos, las soluciones son muy diversas y pueden diseñarse versiones de uniones existentes para solucionar casos concretos que difieran de los “estándares”. Sin embargo, sí que es necesario tener en cuenta todas las cuestiones constructivas que se mencionaron al inicio del estudio. Si diseñamos un nudo muy rígido, para conseguir una optimización del pórtico, pero el ambiente en el que se encuentra la estructura presenta cambios significativos de humedad, lo que provocará la hinchazón y merma de la madera, finalmente las piezas acabarán por romperse debido a la coacción del movimiento. Asimismo, si la viga está articulada sobre el pilar pero es excesivamente esbelta y no tiene superficie de apoyo suficiente, podrían producirse inestabilidades, pandeo o incluso vuelco de la misma, sobre todo ante cargas no previstas (sismo). Por ello, a pesar de que lo ideal para una unión articulada sería que la superficie de conexión sea la mínima, para no limitar su giro, en la práctica es muy complicado llevar a cabo una unión de ese tipo, por los peligros que podría causar. La correcta resolución de nudos en estructuras de madera es un ámbito tremendamente amplio y complejo, en el que se está avanzando mucho desde la incorporación de elementos metálicos en las mismas. Sin embargo, aún existen infinidad de soluciones en las que indagar, incluso podrían extrapolarse de otras tipologías estructurales, como ocurre ya con algunas uniones, que se adaptan a partir de soluciones para estructuras de acero. Desde este ámbito puede estudiarse e investigarse bastante acerca de las rigideces, la mejor transmisión de los esfuerzos, la mejora de las propiedades de la madera en las direcciones perpendiculares a las fibras, etc. Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 35 7. POSIBLES VÍAS DE INVESTIGACIÓN POSTERIORES Debido a la gran amplitud del ámbito de las uniones en las estructuras de madera laminada, por la cantidad de soluciones y la dependencia de su funcionamiento en función de las dimensiones de la estructura, sus cargas, el ambiente en el que se encuentra, etc, quedan muchas futuras vías de investigación a partir de este trabajo. Una de ellas sería el análisis en mayor profundidad de las uniones entre soporte y cimentación, observando su funcionamiento frente a esfuerzos horizontales (viento) en lugar de únicamente frente a axiles. Otra sería el estudio de otros tipos de uniones, no únicamente en pórticos como se ha analizado en este caso (por ser la tipología más estandarizada), sino entre correas y vigas o entre partes de una cercha, aspecto que sería de gran interés por la aparición de nuevos sistemas que suelen emplearse en ellos (placas-clavo, uniones de composite...). Por último, para realizar un análisis más exhaustivo de todas estas uniones y de las calculadas en el estudio, deberían llevarse a cabo con un programa de elementos finitos en el cual se tenga en cuenta el rozamiento entre elementos (madera y placas/conectores), no transmitiendo únicamente los esfuerzos a través de los pernos y dejando cierta distancia entre ellos, como se ha realizado en este análisis (por requerirse unos conocimientos técnicos y una extensión de tiempo de la que no se dispone actualmente). Por medio de ese cálculo, podría afinarse mucho más en la comprobación de tensiones perpendiculares a la fibra de la madera, que seguramente serán mucho menores al tener en cuenta el factor de contacto entre elementos (ya que los esfuerzos se distribuyen entre una mayor superficie, en lugar de en elementos puntuales). También podrían analizarse así las uniones de barras encoladas, en las que dicho contacto es el único medio de transmisión de los esfuerzos. Uniones en estructuras de madera laminada encolada. Pórticos de luces medias. 36 A1. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA -APA, The Engineered Wood Asociation. Technical Note: Glulam connection details. 2007. APA. -Argüelles, Ramón / Arriaga, Francisco. Estructuras de madera: Diseño y cálculo. 1996. AITIM (Asociación de Investigación Técnica de la Industria de la Madera). -Arriaga Martitegui, F / Íñiguez González, G. / Esteban Herrero, M. / Argüelles Álvarez, R. / Fernández Cabo, J.L. Guía de la madera. 2013. Confemadera Hábitat. -Arriaga Martitegui, F. Uniones con barras encoladas en sistemas estructurales de celosías (Proyecto Carpenton). 2003. AITIM. -Barrera, Jorge A. La madera laminada: una alternativa estructural y ambiental. Revista M&M Edición 70. -Barrera, Jorge A. Miya daiku y Suziya daiku: precisión y belleza en los detalles. Revista M&M Edición 88. -Binsheng, Zhang / McKenzie, William M.C. Design of structural timber to Eurocode 5. 2007. Palgrave Macmillan. -Canadian Wood Council. Wood reference handbook. 2000. Canadian Wood Council. -García Badell Lapetra, J. Javier / García Badell Dufour, Hugo. Estructuras de madera informatizadas: Eurocódigo 5 – ENV1995 versión 2004. Belisco ediciones técnicas y científicas. - González Fueyo J.L. / Cabezas Flores, J.A. / Rubio Cavero, M.P. / Domínguez Lorenzo, M. Reducción de tensiones en apoyos entallados de vigas de madera mediante empleo de pernos. 2009. Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica. Vol. 13, Nº1. -Jodidio, Phillip. 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AITIM (Asociación de Investigación Técnica de la Industria de la Madera). -IMAGEN 5, 8, 9 Y 10: Canadian Wood Council. Wood reference handbook. 2000. Canadian Wood Council. -IMAGEN 12: APA, The Engineered Wood Asociation. Technical Note: Glulam connection details. 2007. APA. -IMAGEN 14: Arriaga Martitegui, F / Íñiguez González, G. / Esteban Herrero, M. / Argüelles Álvarez, R. / Fernández Cabo, J.L. Guía de la madera. 2013. Confemadera Hábitat. -TABLA 2: Código Técnico de la Edificación, Documento Básico, Seguridad Estructural - Madera. El resto de documentación gráfica (excepto fotografías) es de elaboración propia. 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