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SEGURIDAD ESTRUCTURAL DB-SE-M MADERA. LA ANISOTROPÍA DE LA MADERA.

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Presentación del tema: "SEGURIDAD ESTRUCTURAL DB-SE-M MADERA. LA ANISOTROPÍA DE LA MADERA."— Transcripción de la presentación:

1 SEGURIDAD ESTRUCTURAL DB-SE-M MADERA

2 LA ANISOTROPÍA DE LA MADERA

3 INDICE. BLOQ1 ESTUDIO DE LOS MATERIALES Y PRODUCTOS. 1 Generalidades 4 Materiales BLOQ2 CALCULO DE LA ESTRUCTURA Y ELEMENTOS DE MADERA 2 Bases de Cálculo 5 Análisis estructural 6 Estados límite últimos 7 Estados límite de servicio 8 Uniones 9 Fatiga 10 Sistemas estructurales de madera y productos derivados. BLOQ3 CONTROL DE LA EJECUCIÓN Y DE LA RECEPCIÓN DE LOS MATERIALES 11 Ejecución. 12 Tolerancias. 13 Control BLOQ4 CONSERVACIÓN DE LA MADERA 3 Durabilidad 14 Inspección y mantenimiento. BLOQ5 ANEXOS Anejo A. Terminología Anejo B. Notación y unidades * Anejo C. Asignación de clase resistente. Madera aserrada (Coníferas. Frondosas) * Anejo D: Asignación de clase resistente. Madera laminada encolada. * Anejo E. Valores de las propiedades de resistencia, rigidez y densidad. Madera aserrada, madera laminada, madera encolada y tableros ** Anejo F. Valores orientativos de humedad de equilibrio de la madera, con uso en exterior protegido de la lluvia * Anejo G. Longitudes de pandeo * Anejo H (Informativo). Fallo de uniones por cortante en el perímetro o en bloque Anejo I. Relación de normas UNE.

4 BLOQUE 1 ESTUDIO DE LOS MATERIALES Y PRODUCTOS. Cap. 1 Generalidades (Ámbito de aplicación) Cap. 4 Materiales: - Tipos de madera: Madera maciza (resinosas, frondosa) Madera laminada encolada Madera microlaminada. Tablero estructural. - Uniones de: Carpintería Metálicas Adhesivos (colas) - Productos protectores de la madera frente a los agentes bióticos y meteorológicos

5 PRODUCTOS DE LA MADERA, ADHESIVOS Y UNIONES Clases resistentes Madera maciza (Aserrada) Resinosa (confieras) C (14-40) N/mm 2 (EN FLEXIÓN)/ s. SOLICITAC Frondosas D (30-70) Laminada encoladahomogénea GL-x-h (24-36) combinada GL-x-c (24-36) MicrolaminadaA definir por el fabricante sin serie tipificada Tablero estructural Adhesivos Uniones TIPOS DE TABLEROS De partículas estructuralesPara ambiente seco Para ambiente húmedo De alta prestaciónPara ambiente seco Para ambiente húmedo De fibrasDuros Semiduros Fabricados en seco Contrachapados Cap.4 LOS MATERIALES 1 ANEJOS C y D LA CLASE RESISTENTE

6 Tabla E.1 Madera aserrada. coníferas. propiedades asociadas a cada Clase Resistente Propiedades Clase resistente C14C16C18C20C22C24C27C30C35C40C45C50 Resistencia en N/mm 2 - Flexiónf m,k Tracción paralelaf t,0,k Tracción perpendicular.f t,90,k 0,40,5 0,6 - Compresión paralelaf c,0,k Compresión perpendicularf c,90,k 2,02,2 2,32,42,52,62,72,82,93,13,2 - Cortantef v,k 1,71,82,02,22,42,52,83,03,43,8 Rigidez, en kN/mm² - Módulo de elasticidad paralelo medio E 0,medi o 7899, Módulo de elasticidad perpendicular medio E 90,me d i o 0,230,270,300,320,330,370,40 0,430,470,500,53 - Módulo transversal medioG medio 0,440,500,560,590,630,690,75 0,810,880,941,00 - Densidad característicarkrk Densidad mediar medio Anejo C

7 Cap.4 LOS MATERIALES 2 LOS ADHESIVOS ADHESIVOSDesigna ción Clase de Serv. 1 Clase de Serv. 2 Clase de Serv. 3 Adecuación de uso Fenol-formaldehidoPFEncolar en caliente Resorcina- fenol- formaldehido RPF Resorcina-formaldehidoRF Melamina-urea- formaldehido MUFAPTOSNO APTOS Urea-formaldehidoUF PoliuretanoPUPrecaución fuego Resinas epoxiEPPresión reducida CaseinasNecesita fungicida MATERIALES DE LAS UNIONES Tipo A CLAVIJAS CLAVOS DE FUSTE LISO CLAVOS DE FUSTE CON RESALTO GRAPAS PERNOS TIRAFONDOS PASADORES Tipo B CONECTORES DE ANILLO CONECTORES DE PLACAS CONECTORES DENTADOS

8 VELOCIDAD DE CARBONIZACIÓN CONIF=08; FROND=0,5 (mm/min) Comportamiento al fuego de la madera La madera necesita una temperatura en la superficie de unos 300 °C durante un cierto tiempo antes de que se produzca la ignición. A pesar de que la madera sea un material inflamable a temperaturas relativamente bajas en un incendio, es más segura de lo que la gente cree por las siguientes razones: - su baja conductividad térmica hace que la temperatura disminuya hacia el interior - la carbonización superficial que se produce impide por una parte la salida de gases y por otra la penetración del calor, por lo que frena el avance de la combustión. - y al ser despreciable su dilatación térmica no origina esfuerzos en la estructura ni empujes en los muros. La madera es un material con gran capacidad de aislamiento térmico lo que supone una importante ventaja en caso de incendio. Velocidad de carbonización Existe una relación lineal entre la profundidad carbonizada y el tiempo transcurrido. Esta relación constante que se denomina velocidad de carbonización permite determinar cual es la sección residual después de un tiempo determinado. Esta velocidad es de 0,8 mm/min en coniferas y 0,5 a 0,7 en frondosas.

9 BLOQUE 2

10 ALGUNAS PRECISIONES SOBRE EL CÁCULO Y EL DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE MADERA - CALCULO: Generalidades 1) Clase de servicio (I nterior, Exterior-intemperie, expuesta) 2) Clase de duración de la carga (Permante, Larga, Media, Corta, Puntual ) 3) Clase resistente de la madera (Resinosa,Frondosa, Laminada) 4) Coeficiente de seguridad (función de la duración de la carga) - Estados límite (Modelo del borrador de Eurocódigo 1985) - Pandeo (igual al acero) ( función de esbeltez y de la clase de resistente) Peculiaridades - Anisotropía: Variación de la respuesta con la dirección; - Clasificación de la madera en origen - Incendio: velocidad de carbonización - Notación compleja (sobre todo en, coeficientes y solicitaciones) - En general nudos articulados - Análisis lineal: no se considera el estado plástico - La flecha tiene componente diferida la flecha admisible en el DB SE no excluye a la madera IMPORTANTE

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13 PRODUCTOS DE LA MADERA, ADHESIVOS Y UNIONES Clases resistentes Madera maciza (Aserrada) Resinosa (confieras) C (14-40) N/mm 2 Frondosas D (30-70) N/mm 2 Laminada encoladahomogénea GL-x-h (24-36) combinada GL-x-c (24-36) MicrolaminadaA definir por el fabricante sin serie tipificada Tablero estructural Adhesivos Uniones TIPOS DE TABLEROS De partículas estructuralesPara ambiente seco Para ambiente húmedo De alta prestaciónPara ambiente seco Para ambiente húmedo De fibrasDuros Semiduros Fabricados en seco Contrachapados Cap.4 LOS MATERIALES 1 ANEJOS C y D

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17 Clase de Duración de las Acciones situaciones PERMANENTEMas de 10 añosEdificación LARGADe 6 mese a 10 añosApeos MEDIADe 1 semana a 6 meseNieve CORTAMenos de 1 semanaViento y nieve INSTANTANEASAlgunos segundosSismo Condiciones de entorno: 2 Permanecia de las acciones Clase CLASES DE SERVICIO 1 Temperat. 20±2ºC; WR <65% Salvo alguna puntas 2 Temperat. 20±2ºC; WR <85% Salvo alguna puntas Conif. HC < 20% 3 WR>85% frecuentemete Condiciones de entorno: 1 Humedad y temperatura ENTORNO: AMBIENTE / SOLICITACIÓN

18 Tabla 2.4 Valores del factor k mod. Material Norma Clase de servicio Clase de duración de la carga Perman ente LargaMediaCortaInstantánea Madera maciza 1 0,600,700,800,901,10 Madera laminada encolada 2 0,600,700,800,901,10 Madera microlaminada 3 0,500,550,650,700,90 Tablero contrachapado UNE EN 636 Partes 1, 2 y 3 1 0,600,700,800,901,10 Partes 2 y 3 2 0,600,700,800,901,10 Parte 3 3 0,500,550,650,700,90 Tablero de virutas orientadas (OSB) [1] [1] UNE EN 300 OSB/2 1 0,250,300,400,651,10 MDF.HLS ,450,80 Tablero de fibras blando UNE EN ,801, ,600,80

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20 Tabla 2.3 Coeficientes parciales de seguridad para el material, Situaciones persistentes y transitorias: - Madera maciza 1,30 - Madera laminada encolada 1,25 - Madera microlaminada, tablero contrachapado, tablero de virutas orientadas 1,20 - Tablero de partículas y tableros de fibras (duros, medios, densidad media, blandos) 1,30 - Uniones 1,30 - Placas clavo 1,25 Situaciones extraordinarias: 1,0

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24 Tabla 6.1 Valores del factor de pandeo χ c ( χ c,y o χ c,z ), para las diferentes clases resistentes de madera maciza y laminada encolada, en función de la esbeltez mecánica y de la clase resistente. Clase Resist ente Esbeltez mecánica de la pieza C14 0,980,930,860,740,600,480,390,310,260,220,180,160,140,120,110,090,08 0,07 C16 0,990,940,870,770,640,510,410,340,280,230,200,170,150,130,110,100,090,080,07 C18 0,990,940,880,780,650,530,430,350,290,240,210,180,150,140,120,110,100,090,08 C20 0,990,940,880,780,660,540,430,350,290,250,210,180,160,140,120,110,100,090,08 C22 0,990,940,880,780,660,530,430,350,290,240,210,180,160,140,120,110,100,090,08 C24 0,990,950,890,800,680,550,450,370,310,260,220,190,160,140,130,110,100,090,08 C27 0,990,950,890,800,690,570,460,380,310,260,220,190,170,150,130,120,100,090,08 C30 0,990,950,880,790,670,550,440,360,300,250,220,190,160,140,120,110,100,090,08 C35 0,990,950,880,790,670,550,450,360,300,250,220,190,160,140,120,110,100,090,08 C40 0,990,950,890,800,690,560,460,380,310,260,220,190,170,150,130,120,100,090,08 C45 0,990,950,890,810,690,570,470,380,320,270,230,200,170,150,130,120,110,100,09 C50 0,990,950,890,810,690,570,470,380,320,270,230,200,170,150,130,120,110,09 D30 0,990,950,880,790,670,550,440,360,300,250,220,190,160,140,120,110,100,090,08 D35 0,990,950,880,790,670,550,450,360,300,250,220,190,160,140,120,110,100,090,08 D40 0,990,950,890,800,690,560,460,380,310,260,220,190,170,150,130,120,100,090,08 D50 1,000,960,910,830,730,610,500,420,350,290,250,210,190,160,150,130,120,100,09 D60 1,000,960,920,850,760,650,540,450,380,320,270,230,200,180,160,140,130,110,10 D70 1,000,970,930,870,790,690,580,490,410,350,300,260,220,200,170,160,140,130,11 GL24h 1,000,980,950,890,800,660,540,440,360,300,250,220,190,160,150,130,120,100,09 GL28h 1,000,980,950,890,790,650,530,430,350,290,250,210,190,160,140,130,110,100,09 GL32h 1,000,980,940,890,790,650,520,430,350,290,250,210,180,160,140,130,110,100,09 GL36h 1,000,980,940,890,790,650,530,430,350,290,250,210,180,160,140,130,110,100,09 GL24c 1,000,980,960,910,840,720,600,490,410,340,290,250,210,190,170,150,130,120,11 GL28c 1,000,980,950,910,820,700,570,470,390,320,270,240,200,180,160,140,120,110,10 GL32c 1,000,980,950,900,820,690,570,460,380,320,270,230,200,180,160,140,120,110,10 GL36c 1,000,980,950,900,810,680,560,450,370,310,270,230,200,170,150,130,120,110,10

25 Geopmetría y acciones ORDENADOR PROGRAMA Solicitaciones y Secciones LOS PROGRAMAS DE CALCULO DR SOLICITACIONES Compresión paralela a las fibras Compresión perpendicular a las fibras Tracción paralela a las fibras Tracción perpendicular a las fibras Flexión Cortante Pandeo

26 Datos para el cálculo por ordenador Del entornoClase de servicio De las accionesClase de la duración de la carga Cargas Del materialmaderaClase resistente de la madera Tipo de madera Densidad Geometría Coeficientes parciales de la seguridad unionesTipo de uniones aceptables

27 FORMAS DE TRABAJOS O ESTADOS LIMITES

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30 UNIONES METALICAS UNIONES CARPINTERILES

31 UNIONES METALICAS UNIONES CARPINTERILES

32 BLOQUE 3

33 CONTROL DE LA EJECUCIÓN Y DE LA RECEPCIÓN DE LOS MATERIALES 13 Control Suministro y recepción de los productos. Construcción y control en obra. 11 Ejecución. Principios generales. Condiciones generales de la ejecución. 12 Tolerancias. Principios generales. Elementos estructurales Celosías con uniones de placas dentadas.

34 Control de Recepción de los productos Identificac. del suministro En el albarán con carácter general: Nombre y dirección de la empresa suministradora; fecha del suministro cantidad suministrada y distintivo de calida madera aserrada: especie botánica y clase resistente, dimensiones nominales,contenido de humedad madera laminada encolada: tipo de elemento estructural y clase resistente, dimensiones nominales, marcado según UNE EN 386 tablero: tipo de tablero estructural, propiedades de resistencia, rigidez y densidad, dimensiones nominales. madera y productos tratados con productos protectores: certificado del tratamiento en el que debe figurar: -la identificación del aplicador; -la especie de madera tratada; -el protector empleado -el método de aplicación empleado; -la fecha del tratamiento; -precauciones a tomar frente al tratamiento. Uniones o elementos de fijación: tipo (clavo sin o con resaltos, tirafondo, pasador, perno o grapa), resistencia, dimensiones nominales; Control De Recepción en obra Comprobaciones: con carácter general: aspecto y estado general del suministro; Clara identificación acorde al proyecto y al pedido madera aserrada. tolerancias en las dimensiones: Se ajustarán a la norma UNE EN 336 para - contenido de humedad: UNE o UNE madera laminada encolada: - tolerancias en las dimensiones: Según UNE EN 390. tableros: tolerancias en las dimensiones: Según UNE EN para tableros de partículas, UNE EN 300 para tablero de virutas orientadas (OSB), UNE EN para tableros de fibras y UNE EN 315 para tableros contrachapados; madera y productos derivados de la madera, tratados con productos protectores. Se comprobará la certificación del tratamiento aplicado. elementos mecánicos de fijación. Se comprobará la certificación del tipo de material utilizado y del tratamiento de protección Criterio aceptación o rechazo El incumplimiento de alguna de las especificaciones descrita en los puntos anteriores constituirá motivo de rechazo.

35 EJECUCIÓN 1 HUMEDAD DE EQUILIBRIO DE LA MADERA

36 EJECUCIÓN 2 DETALLES CONSTRUCTIVOS PROTECCIÓN FRENTE A LA HUMEDAD DEL SUBSUELO Y DE LOS MUROS.

37 EJECUCIÓN 3 DETALLES CONSTRUCTIVOS

38 TOLERANCIAS

39 CONSERVACIÓN DE LA MADERA 14 Inspección y mantenimiento. Mantenimiento de las estructuras de madera. 3Durabilidad (Protección de la madera y de la corrosión de los elementos metálicos). BLOQUE 4

40 DURABILIDAD1 CLASES DE RIESGOS BIOLOGICOS CLAS E Situación >20% humedad RIESGO Hongos cromoge nos Insectos Xilofagos o Coleopt. termitas 1 Sin contacto con el suelo. interior Nunca 2 Ocasional 3 Sin contacto con el suelo. exterior Frecuente 4 En contacto con el suelo Siempre agua dulce 5 En contacto con el agua Siempre agua marina PROTECCIÓN DE LA MADERA TIPO DE PROTECCTIPO /NORMATRATAMIENTO PREVENTIVA Diseño e impregnación SUPERFICIAL (P2) UNE EN 351-1Penetración entre 1-3 mm MEDIA (P3 y P7) UNE EN 351-1Penetración mayor a 3 mm PROFUNDA (P8 y P9) UNE EN 351-1Impregnación superior a 75% del volumen CAP. 8 DURABILIDAD 1

41 PROTECCIÓN DE LAS UNIONES Uniones Clase de servicio 1 20±2ºC; WR <65% 2 20±2ºC; WR <85% 3 WR>85% Clavos y tirafondos D<4 mm Pernos, pasadores y clavos D> 4 mm Grapas Placas dentadas y chapas de e< 3 mm. Placas dentadas y chapas de e>3 mm. Chapas de acero de e>5mm Fe/Zn 12cFe/Zn 25cAcero inoxid. CAP. 8 DURABILIDAD 2

42 CAP. 8 DURABILIDAD 3 PROTECCIÓN DE LA MADERA TIPO DE PROTECCTIPO /NORMATRATAMIENTO PREVENTIVADiseño e impregnación SUPERFICIAL(P2) UNE EN 351-1Penetración entre 1-3 mm MEDIA(P3 y P7) UNE EN 351-1Penetración mayor a 3 mm PROFUNDA(P8 y P9) UNE EN 351-1Impregnación superior a 75% del volumen

43 RELACIÓN ENTRE RIESGO BIOL/TIPO DE PROTECCIÓN CLASE DE RIESGO TIPO PROTECCION. 1 Ninguna 2 Superficial 3 Media 4 y 5 Profunda CAP. 8 DURABILIDAD 4

44 PLAN DE MANTENIMIENTO DE LAS CONSTRUCCIÓN EN MADERA PARTE DEL EDIFICIO ELEMENTOACTUACIÓN INSPECCIÓN TIEMPO ACTUACIÓN TIEMPO Elementos interiores EstructuralesRevisión: holgura uniones 2 años5 años Retensado, Sustituciones Insectos/hongos de pudrición 3 años3 años Protecciones CarpinteríaPintado/barnizado1 año4-6 años TechosPintado/barnizado2 años4 años SuelosBarnizados/pintado1 año4 años Elementos exteriores Fachada de MaderaRenovar Tratamiento4 años4-5 años CarpinteríaLijado y protección fondo6años Lijado y Barniz2 años Pintado3 años CubiertaEstructuraRevisión: holgura uniones 2 años5 años Retensado, Sustituciones Cubrición2 años4 años protección impermeabilizació n


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