SEGURIDAD ESTRUCTURAL DB-SE-M MADERA

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1 SEGURIDAD ESTRUCTURAL DB-SE-M MADERA

2 LA ANISOTROPÍA DE LA MADERA

3 BLOQ1 ESTUDIO DE LOS MATERIALES Y PRODUCTOS.
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
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 ANEJOS “C” y “D” Cap.4 LOS MATERIALES 1 LA CLASE RESISTENTE
PRODUCTOS DE LA MADERA, ADHESIVOS Y UNIONES Clases resistentes Madera maciza (Aserrada) Resinosa (confieras) “C” (14-40) N/mm2 (EN FLEXIÓN)/ s. SOLICITAC Frondosas “D” (30-70) Laminada encolada homogénea “GL-x-h” (24-36) combinada “GL-x-c” (24-36) Microlaminada A definir por el fabricante sin serie tipificada Tablero estructural Adhesivos Uniones ANEJOS “C” y “D” TIPOS DE TABLEROS De partículas estructurales Para ambiente seco Para ambiente húmedo De alta prestación De fibras Duros Semiduros Fabricados en seco Contrachapados

6 Anejo “C” Tabla E.1 Madera aserrada. coníferas. propiedades asociadas a cada Clase Resistente Propiedades Clase resistente C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27 C30 C35 C40 C45 C50 Resistencia en N/mm2 - Flexión fm,k 14 16 18 20 22 24 27 30 35 40 45 50 - Tracción paralela ft,0,k 8 10 11 12 13 21 - Tracción perpendicular. ft,90,k 0,4 0,5 0,6 - Compresión paralela fc,0,k 17 19 23 25 26 29 -Compresión perpendicular fc,90,k 2,0 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 - Cortante fv,k 1,7 1,8 3,0 3,4 3,8 Rigidez, en kN/mm² - Módulo de elasticidad paralelo medio E0,medio 7 9 9,5 15 - Módulo de elasticidad perpendicular medio E90,medio 0,23 0,27 0,30 0,32 0,33 0,37 0,40 0,43 0,47 0,50 0,53 - Módulo transversal medio Gmedio 0,44 0,56 0,59 0,63 0,69 0,75 0,81 0,88 0,94 1,00 - Densidad característica rk 290 310 320 330 340 350 370 380 400 420 440 460 - Densidad media rmedio 390 410 450 480 500 520 550

7 MATERIALES DE LAS UNIONES
Cap LOS MATERIALES 2 LOS ADHESIVOS ADHESIVOS Designación Clase de Serv. 1 Clase de Serv. 2 Clase de Serv. 3 Adecuación de uso Fenol-formaldehido PF Encolar en caliente Resorcina- fenol-formaldehido RPF Resorcina-formaldehido RF Melamina-urea-formaldehido MUF APTOS NO APTOS Urea-formaldehido UF Poliuretano PU Precaución fuego Resinas epoxi EP Presión reducida Caseinas Necesita 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 El cálculo de la estructura de madera en el C.T.E.

10 ALGUNAS PRECISIONES SOBRE EL CÁCULO Y EL DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE MADERA
IMPORTANTE - CALCULO: Generalidades 1) Clase de servicio (Interior, 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

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13 ANEJOS “C” y “D” Cap.4 LOS MATERIALES 1
PRODUCTOS DE LA MADERA, ADHESIVOS Y UNIONES Clases resistentes Madera maciza (Aserrada) Resinosa (confieras) “C” (14-40) N/mm2 Frondosas “D” (30-70) N/mm2 Laminada encolada homogénea “GL-x-h” (24-36) combinada “GL-x-c” (24-36) Microlaminada A definir por el fabricante sin serie tipificada Tablero estructural Adhesivos Uniones ANEJOS “C” y “D” TIPOS DE TABLEROS De partículas estructurales Para ambiente seco Para ambiente húmedo De alta prestación De fibras Duros Semiduros Fabricados en seco Contrachapados

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17 ENTORNO: AMBIENTE / SOLICITACIÓN
Condiciones de entorno: 1 Humedad y temperatura 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: 2 Permanecia de las acciones Clase de Duración de las Acciones situaciones PERMANENTE Mas de 10 años Edificación LARGA De 6 mese a 10 años Apeos MEDIA De 1 semana a 6 mese Nieve CORTA Menos de 1 semana Viento y nieve INSTANTANEAS Algunos segundos Sismo

18 Tabla 2.4 Valores del factor kmod. Material
Norma Clase de servicio Clase de duración de la carga Permanente Larga Media Corta Instantánea Madera maciza 1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10 Madera laminada encolada 2 Madera microlaminada 3 0,50 0,55 0,65 Tablero contrachapado UNE EN 636 Partes 1, 2 y 3 Partes 2 y 3 Parte 3 Tablero de virutas orientadas (OSB)[1] UNE EN 300 OSB/2 0,25 0,30 0,40 MDF.HLS - 0,45 Tablero de fibras blando UNE EN 622-4

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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) - Uniones - Placas clavo Situaciones extraordinarias: 1,0

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24 Esbeltez mecánica de la pieza
Tabla 6.1 Valores del factor de pandeo χc (χc,y o χc,z), para las diferentes clases resistentes de madera maciza y laminada encolada, en función de la esbeltez mecánica y de la clase resistente. Clase Resistente Esbeltez mecánica de la pieza 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 C14 0,98 0,93 0,86 0,74 0,60 0,48 0,39 0,31 0,26 0,22 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,09 0,08 0,07 C16 0,99 0,94 0,87 0,77 0,64 0,51 0,41 0,34 0,28 0,23 0,20 0,17 0,15 0,13 0,10 C18 0,88 0,78 0,65 0,53 0,43 0,35 0,29 0,24 0,21 C20 0,66 0,54 0,25 C22 C24 0,95 0,89 0,80 0,68 0,55 0,45 0,37 0,19 C27 0,69 0,57 0,46 0,38 C30 0,79 0,67 0,44 0,36 0,30 C35 C40 0,56 C45 0,81 0,47 0,32 0,27 C50 D30 D35 D40 D50 1,00 0,96 0,91 0,83 0,73 0,61 0,50 0,42 D60 0,92 0,85 0,76 D70 0,97 0,58 0,49 GL24h GL28h GL32h 0,52 GL36h GL24c 0,84 0,72 GL28c 0,82 0,70 GL32c 0,90 GL36c

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

26 Datos para el cálculo por ordenador
Del entorno Clase de servicio De las acciones Clase de la duración de la carga Cargas Del material madera Clase resistente de la madera Tipo de madera Densidad Geometría Coeficientes parciales de la seguridad uniones Tipo de uniones aceptables

27 FORMAS DE TRABAJOS O ESTADOS LIMITES

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30 UNIONES CARPINTERILES
UNIONES METALICAS

31 UNIONES CARPINTERILES
UNIONES METALICAS

32 Control de la ejecución. Tolerancias. Control de la recepción.
BLOQUE 3 Control de la ejecución. Tolerancias. Control de la recepción.

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

40 PROTECCIÓN DE LA MADERA
CAP. 8 DURABILIDAD 1 DURABILIDAD CLASES DE RIESGOS BIOLOGICOS CLASE Situación >20% humedad RIESGO Hongos cromogenos 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 PROTECC TIPO /NORMA TRATAMIENTO PREVENTIVA Diseño e impregnación SUPERFICIAL (P2) UNE EN Penetración entre 1-3 mm MEDIA (P3 y P7) UNE EN 351-1 Penetración mayor a 3 mm PROFUNDA (P8 y P9) UNE EN 351-1 Impregnación superior a 75% del volumen

41 PROTECCIÓN DE LAS UNIONES
CAP. 8 DURABILIDAD 2 PROTECCIÓN DE LAS UNIONES Uniones Clase de servicio 1 20±2ºC; WR <65% 2 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 12c Fe/Zn 25c Acero inoxid.

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

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

44 PLAN DE MANTENIMIENTO DE LAS CONSTRUCCIÓN EN MADERA
PARTE DEL EDIFICIO ELEMENTO ACTUACIÓN INSPECCIÓN TIEMPO Elementos interiores Estructurales Revisión: holgura uniones 2 años 5 años Retensado, Sustituciones Insectos/hongos de pudrición 3 años 3 años Protecciones Carpintería Pintado/barnizado 1 año 4-6 años Techos 2 años 4 años Suelos Barnizados/pintado Elementos exteriores Fachada de Madera Renovar Tratamiento 4-5 años Lijado y protección fondo 6años Lijado y Barniz Pintado Cubierta Estructura Cubrición 4 años protección impermeabilización