2 Bases de cálculo
2.1 Generalidades
- En este apartado se desarrollan y completan las reglas, establecidas con carácter general en SE, para el caso de elementos estructurales de madera.
2.2 Propiedades de los materiales
2.2.1 Valores característicos de las propiedades de los materiales
2.2.1.1 Criterio general
- Como valores característicos de las propiedades de los materiales, Xk, se tomarán los establecidos en el correspondiente apartado del Capítulo 4, teniendo en cuenta los factores correctores que se establecen a continuación.
2.2.1.2 Factores de corrección de la resistencia
- Madera maciza:
factor de altura kh: En piezas de madera aserrada de sección rectangular, si el canto en flexión o la mayor dimensión de la sección en tracción paralela es menor que 150 mm, los valores característicos fm,k y ft,0,k pueden multiplicarse por el factor kh.siendo:
h canto en flexión o mayor dimensión de la sección en tracción, [mm]. - Madera laminada encolada:
- factor de altura kh: en piezas de madera laminada encolada de sección rectangular, si el canto en flexión o la mayor dimensión de la sección en tracción paralela es menor que 600 mm, los valores característicos fm,g,k y ft,0,g,k pueden multiplicarse por el factor kh.
siendo:
h canto en flexión o mayor dimensión de la sección en tracción, [mm]. - factor de volumen kvol: cuando el volumen V de la zona considerada en la comprobación, según se define en cada caso, sea mayor que V0 (V0=0,01 m3) y esté sometido a esfuerzos de tracción perpendicular a la fibra con tensiones repartidas uniformemente, la resistencia característica a tracción perpendicular, ft,90,g,k se multiplicará por el kvol.
- factor de altura kh: en piezas de madera laminada encolada de sección rectangular, si el canto en flexión o la mayor dimensión de la sección en tracción paralela es menor que 600 mm, los valores característicos fm,g,k y ft,0,g,k pueden multiplicarse por el factor kh.
- Madera microlaminada:
- factor de altura kh: en piezas de madera microlaminada de sección rectangular, si el canto en flexión es diferente a 300 mm, el valor característico fm,k puede multiplicarse por el factor kh.
siendo:
h canto en flexión de la sección, [mm];
s factor que debe definir el fabricante de acuerdo con la norma UNE-EN 14374:2005. - factor de longitud kL: En piezas de madera microlaminada sometidas a tracción paralela si la longitud difiere de 3000 mm, el valor característico de la resistencia a tracción paralela, ft,0,k debe multiplicarse por el factor kL.
siendo:
L longitud de la pieza, [mm];
s factor que debe definir el fabricante.
- factor de altura kh: en piezas de madera microlaminada de sección rectangular, si el canto en flexión es diferente a 300 mm, el valor característico fm,k puede multiplicarse por el factor kh.
- Factor de carga compartida ksys.
Cuando un conjunto de elementos estructurales a flexión similares, dispuestos a intervalos regulares se encuentre, transversalmente conectado a través de un sistema continuo de distribución de carga, las propiedades resistentes características de los elementos del conjunto pueden multiplicarse por un factor denominado de carga compartida ksys.
Siempre que el sistema de distribución de carga sea capaz de transferir las cargas de un elemento a otros que estén en sus proximidades, puede tomarse un valor de ksys=1,1.
La comprobación de resistencia del sistema de distribución de la carga, debe realizarse suponiendo una duración corta de las acciones y con el coeficiente parcial de seguridad del material γM.
En sistemas de cerchas con separación máxima de 1,20 m se puede suponer que los listones, correas o paneles son eficaces para transmitir la carga siempre que estos sistemas de distribución sean continuos sobre al menos dos vanos, y las juntas estén contrapeadas.
Para pisos de losas macizas de madera laminada pueden utilizarse los valores de ksys obtenidos a través del gráfico de la de la figura 2.1.
Figura 2.1 Factor ksys para losas macizas de madera laminada. - En la tabla 2.1 se incluyen valores particularizados para algunos de los factores de corrección.
Tabla 2.1 Factores de corrección Factor Aplicación de altura Madera aserrada: canto (mm) <40 70 100 ≥150 Factor kh de corrección de fm,k y ft,0,k 1,3 1,2 1,1 1,0 Madera laminada: canto (mm) <240 300 400 ≥600 Factor kh corrector de fm,g,k y ft,0,g,k 1,10 1,07 1,04 1,00 de volumen Madera laminada : volumen de la zona afectada (m3) <0,010 0,015 0,020 0,030 Factor kvol corrector de ft,90,g,k 1,00 0,92 0,87 0,80
2.2.2 Factores que afectan al comportamiento estructural de la madera
2.2.2.1 Clases de duración de las acciones
- Las acciones que solicitan al elemento considerado deben asignarse a una de las clases de duración de la carga establecidas en la tabla 2.2.
Tabla 2.2 Clases de duración de las acciones Clase de duración Duración aproximada acumulada de la acción en valor característico Acción Permanente más de 10 años Permanente, peso propio Larga de 6 meses a 10 años Apeos o estructuras provisionales no itinerantes Media de una semana a 6 meses sobrecarga de uso; nieve en localidades de >1000 m Corta menos de una semana viento; nieve en localidades de < 1000 m Instantánea algunos segundos sismo
2.2.2.2 Clases de servicio
- Cada elemento estructural considerado debe asignarse a una de las clases de servicio definidas a continuación, en función de las condiciones ambientales previstas:
- clase de servicio 1. Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 65% unas pocas semanas al año.
- clase de servicio 2. Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 85% unas pocas semanas al año.
- clase de servicio 3. Condiciones ambientales que conduzcan a contenido de humedad superior al de la clase de servicio 2.
- En la clase de servicio 1 la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede el 12%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera expuestas a un ambiente interior.
- En la clase de servicio 2 la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede el 20%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera a cubierto, pero abiertas y expuestas al ambiente exterior, como es el caso de cobertizos y viseras. Las piscinas cubiertas, debido a su ambiente húmedo, encajan también en esta clase de servicio.
- En la clase de servicio 3 la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas excede el 20%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera expuestas a un ambiente exterior sin cubrir.
2.2.3 Valor de cálculo de las propiedades del material y de las uniones
- El valor de cálculo, Xd, de una propiedad del material (resistencia) se define como:
siendo:
Xk valor característico de la propiedad del material;
γM coeficiente parcial de seguridad para la propiedad del material definido en la tabla 2.3;
kmod factor de modificación, cuyos valores figuran en la tabla 2.4 teniendo en cuenta, previamente, la clase de duración de la combinación de carga de acuerdo con la tabla 2.2 y la clase de servicio del apartado 2.2.2.2.
| 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 |
- De manera análoga se define el valor de la capacidad de carga de cálculo (referida a una unión o un sistema estructural), Rd, según la expresión:
siendo:
Rk valor característico de la capacidad de carga;
γM coeficiente parcial de seguridad para la propiedad del material definido en la tabla 2.3
kmod factor de modificación, cuyos valores figuran en la tabla 2.4 teniendo en cuenta, previamente, la clase de duración de la combinación de carga de acuerdo con la tabla 2.2 y la clase de servicio del apartado 2.2.2.2.
| Material | Norma | Clase de servicio | Clase de duración de la carga | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Permanente | Larga | Media | Corta | Instantánea | |||
| Madera maciza | UNE-EN 14081-1:2016 | 1 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 |
| 2 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 | ||
| 3 | 0,50 | 0,55 | 0,65 | 0,70 | 0,90 | ||
| Madera laminada encolada | UNE-EN 14080:2013 | 1 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 |
| 2 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 | ||
| 3 | 0,50 | 0,55 | 0,65 | 0,70 | 0,90 | ||
| Madera microlaminada | UNE-EN 14374:2005, UNE-EN 14279:2007+A1:2009 | 1 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 |
| 2 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 | ||
| 3 | 0,50 | 0,55 | 0,65 | 0,70 | 0,90 | ||
| Tablero contrachapado | UNE-EN 636:2012+A1:2015 | ||||||
| Tipo EN 636-1,2 y 3 | 1 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 | |
| Tipo EN 636-2 y 3 | 2 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 1,10 | |
| Tipo EN 636-3 | 3 | 0,50 | 0,55 | 0,65 | 0,70 | 0,90 | |
| Tablero de virutas orientadas (OSB) 1 | UNE-EN 300:2007 | ||||||
| OSB/2 | 1 | 0,30 | 0,45 | 0,65 | 0,85 | 1,10 | |
| OSB/3, OSB/4 | 1 | 0,40 | 0,50 | 0,70 | 0,90 | 1,10 | |
| OSB/3, OSB/4 | 2 | 0,30 | 0,40 | 0,55 | 0,70 | 0,90 | |
| Tablero de partículas | UNE-EN 312:2010 | ||||||
| Tipo P4, Tipo P5 | 1 | 0,30 | 0,45 | 0,65 | 0,85 | 1,10 | |
| Tipo P5 | 2 | 0,20 | 0,30 | 0,45 | 0,60 | 0,80 | |
| Tipo P6, Tipo P7 | 1 | 0,40 | 0,50 | 0,70 | 0,90 | 1,10 | |
| Tipo P7 | 2 | 0,30 | 0,40 | 0,55 | 0,70 | 0,90 | |
| Tablero de fibras duro | UNE-EN 622-2:2004 | ||||||
| HB.LA, HB.HLA 1 o 2 | 1 | 0,30 | 0,45 | 0,65 | 0,85 | 1,10 | |
| HB.HLA 1 o 2 | 2 | 0,20 | 0,30 | 0,45 | 0,60 | 0,80 | |
| Tablero de fibras semi-duro | UNE-EN 622-3:2005 | ||||||
| MBH.LA 1 o 2, | 1 | 0,20 | 0,40 | 0,60 | 0,80 | 1,10 | |
| MBH.HLS1 o 2 | 1 | 0,20 | 0,40 | 0,60 | 0,80 | 1,10 | |
| MBH.HLS1 o 2 | 2 | - | - | 0,45 | 0,80 | ||
| Tablero de fibras MDF | UNE-EN 622-5:2010 | ||||||
| MDF.LA, MDF.HLS | 1 | 0,20 | 0,40 | 0,60 | 0,80 | 1,10 | |
| MDF.HLS | 2 | - | - | 0,45 | 0,80 | ||
| 1OSB = Oriented Strand Board. El acrónimo es usado frecuentemente en lengua inglesa y se ha acuñado como un nombre usual para el material en otros idiomas, como de hecho sucede ya en el nuestro | |||||||
Si una combinación de acciones incluye acciones pertenecientes a diferentes clases de duración, el factor kmod debe elegirse como el correspondiente a la acción de más corta duración.