SEGURIDAD ESTRUCTURAL DB-SE-M MADERA. LA ANISOTROPÍA DE LA MADERA.
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SEGURIDAD ESTRUCTURAL
DB-SE-MMADERA
LA
ANISOTROPÍA
DE LA
MADERA
INDICE.
BLOQ1 ESTUDIO DE LOS MATERIALES Y PRODUCTOS.
1 Generalidades 4 Materiales
BLOQ2 CALCULO DE LA ESTRUCTURA Y
ELEMENTOS DE MADERA2 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 MADERA3 Durabilidad 14 Inspección y mantenimiento.
BLOQ5 ANEXOSAnejo 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.
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
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
TIPOS DE TABLEROS
De partículas estructurales Para ambiente seco
Para ambiente húmedo
De alta prestación Para ambiente seco
Para ambiente húmedo
De fibras Duros
Semiduros
Fabricados en seco
Contrachapados
Cap.4 LOS MATERIALES 1
ANEJOS
“C” y “D”
LA CLASE RESISTENTE
Tabla E.1 Madera aserrada. coníferas. propiedades asociadas a cada Clase Resistente
PropiedadesClase 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 14 16 18 21 24 27 30
- Tracción perpendicular. ft,90,k 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
- Compresión paralela fc,0,k 16 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 29
-Compresión perpendicular fc,90,k 2,0 2,2 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 2,0 2,2 2,4 2,5 2,8 3,0 3,4 3,8 3,8 3,8
Rigidez, en kN/mm²
- Módulo de elasticidad paralelo medio
E0,medi
o
7 8 9 9,5 10 11 12 12 13 14 15 16
- Módulo de elasticidad perpendicular medio
E90,med
i
o
0,23 0,27 0,30 0,32 0,33 0,37 0,40 0,40 0,43 0,47 0,50 0,53
- Módulo transversal medio Gmedio 0,44 0,50 0,56 0,59 0,63 0,69 0,75 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 350 370 380 390 410 420 450 460 480 500 520 550
Anejo “C”
Cap.4 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
VELOCIDAD DE CARBONIZACIÓN CONIF=08; FROND=0,5 (mm/min)
Comportamiento al fuego de la maderaLa 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.
BLOQUE 2
ALGUNAS PRECISIONES SOBRE EL CÁCULO Y EL DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE MADERA
- 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
IMPORTANTE
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
TIPOS DE TABLEROS
De partículas estructurales Para ambiente seco
Para ambiente húmedo
De alta prestación Para ambiente seco
Para ambiente húmedo
De fibras Duros
Semiduros
Fabricados en seco
Contrachapados
Cap.4 LOS MATERIALES 1
ANEJOS
“C” y “D”
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
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
Tabla 2.4 Valores del factor kmod.
Material NormaClase deservicio
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 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10
Madera microlaminada
3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90
Tablero contrachapado
UNE EN 636
Partes 1, 2 y 3 1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10
Partes 2 y 3 2 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10
Parte 3 3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90
Tablero de virutas orientadas (OSB)[1]
UNE EN 300
OSB/2 1 0,25 0,30 0,40 0,65 1,10
MDF.HLS 2 - - - 0,45 0,80
Tablero de fibras blando
UNE EN 622-4
1 - - - 0,80 1,10
2 - - - 0,60 0,80
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
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 0,08 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 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07
C18 0,99 0,94 0,88 0,78 0,65 0,53 0,43 0,35 0,29 0,24 0,21 0,18 0,15 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
C20 0,99 0,94 0,88 0,78 0,66 0,54 0,43 0,35 0,29 0,25 0,21 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
C22 0,99 0,94 0,88 0,78 0,66 0,53 0,43 0,35 0,29 0,24 0,21 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
C24 0,99 0,95 0,89 0,80 0,68 0,55 0,45 0,37 0,31 0,26 0,22 0,19 0,16 0,14 0,13 0,11 0,10 0,09 0,08
C27 0,99 0,95 0,89 0,80 0,69 0,57 0,46 0,38 0,31 0,26 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08
C30 0,99 0,95 0,88 0,79 0,67 0,55 0,44 0,36 0,30 0,25 0,22 0,19 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
C35 0,99 0,95 0,88 0,79 0,67 0,55 0,45 0,36 0,30 0,25 0,22 0,19 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
C40 0,99 0,95 0,89 0,80 0,69 0,56 0,46 0,38 0,31 0,26 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08
C45 0,99 0,95 0,89 0,81 0,69 0,57 0,47 0,38 0,32 0,27 0,23 0,20 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 0,10 0,09
C50 0,99 0,95 0,89 0,81 0,69 0,57 0,47 0,38 0,32 0,27 0,23 0,20 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 0,09 0,09
D30 0,99 0,95 0,88 0,79 0,67 0,55 0,44 0,36 0,30 0,25 0,22 0,19 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
D35 0,99 0,95 0,88 0,79 0,67 0,55 0,45 0,36 0,30 0,25 0,22 0,19 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
D40 0,99 0,95 0,89 0,80 0,69 0,56 0,46 0,38 0,31 0,26 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08
D50 1,00 0,96 0,91 0,83 0,73 0,61 0,50 0,42 0,35 0,29 0,25 0,21 0,19 0,16 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09
D60 1,00 0,96 0,92 0,85 0,76 0,65 0,54 0,45 0,38 0,32 0,27 0,23 0,20 0,18 0,16 0,14 0,13 0,11 0,10
D70 1,00 0,97 0,93 0,87 0,79 0,69 0,58 0,49 0,41 0,35 0,30 0,26 0,22 0,20 0,17 0,16 0,14 0,13 0,11
GL24h 1,00 0,98 0,95 0,89 0,80 0,66 0,54 0,44 0,36 0,30 0,25 0,22 0,19 0,16 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09
GL28h 1,00 0,98 0,95 0,89 0,79 0,65 0,53 0,43 0,35 0,29 0,25 0,21 0,19 0,16 0,14 0,13 0,11 0,10 0,09
GL32h 1,00 0,98 0,94 0,89 0,79 0,65 0,52 0,43 0,35 0,29 0,25 0,21 0,18 0,16 0,14 0,13 0,11 0,10 0,09
GL36h 1,00 0,98 0,94 0,89 0,79 0,65 0,53 0,43 0,35 0,29 0,25 0,21 0,18 0,16 0,14 0,13 0,11 0,10 0,09
GL24c 1,00 0,98 0,96 0,91 0,84 0,72 0,60 0,49 0,41 0,34 0,29 0,25 0,21 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11
GL28c 1,00 0,98 0,95 0,91 0,82 0,70 0,57 0,47 0,39 0,32 0,27 0,24 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10
GL32c 1,00 0,98 0,95 0,90 0,82 0,69 0,57 0,46 0,38 0,32 0,27 0,23 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10
GL36c 1,00 0,98 0,95 0,90 0,81 0,68 0,56 0,45 0,37 0,31 0,27 0,23 0,20 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 0,10
Geopmetría
y acciones
ORDENADOR
PROGRAMA
Solicitaciones y Secciones
LOS PROGRAMAS DE CALCULODR
SOLICITACIONES
Compresión paralela a las fibras
Compresión perpendicular a las fibras
Tracción paralela a las fibras
Tracción perpendicular a las fibras
Flexión
Cortante
Pandeo
Datos para el cálculo por ordenadorDel 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
FORMAS DE TRABAJOS O ESTADOS LIMITES
UNIONES METALICAS
UNIONES CARPINTERILES
UNIONES METALICAS
UNIONES CARPINTERILES
BLOQUE 3
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.
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 56529 o UNE 56530.
madera laminada encolada: - tolerancias en las dimensiones: Según UNE EN 390.
tableros: tolerancias en las dimensiones: Según UNE EN 312-1 para tableros de partículas,UNE EN 300 para tablero de virutas orientadas (OSB), UNE EN 622-1 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.
EJECUCIÓN 1
HUMEDAD DE EQUILIBRIO DE LA MADERA
EJECUCIÓN 2
DETALLES CONSTRUCTIVOS
PROTECCIÓN FRENTE A LA HUMEDAD DEL SUBSUELO Y DE LOS MUROS.
EJECUCIÓN 3
DETALLES CONSTRUCTIVOS
TOLERANCIAS
CONSERVACIÓN DE LA MADERA
14 Inspección y mantenimiento. Mantenimiento de las estructuras de madera.
3 Durabilidad (Protección de la madera y de la corrosión de los
elementos metálicos).
BLOQUE 4
DURABILIDAD1 CLASES DE RIESGOS BIOLOGICOS
CLASE
Situación >20% humedad
RIESGO
Hongos cromogenos
InsectosXilofagos 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 351-1 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
CAP. 8 DURABILIDAD 1
PROTECCIÓN DE LAS UNIONES
Uniones Clase de servicio
120±2ºC;
WR <65%
220±2ºC; WR <85%
3WR>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.
CAP. 8 DURABILIDAD 2
CAP. 8 DURABILIDAD 3
PROTECCIÓN DE LA MADERATIPO DE PROTECC TIPO /NORMA TRATAMIENTO
PREVENTIVA Diseño e impregnación
SUPERFICIAL (P2) UNE EN 351-1 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
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
PLAN DE MANTENIMIENTO DE LAS CONSTRUCCIÓN EN MADERAPARTE DEL EDIFICIO
ELEMENTO ACTUACIÓN INSPECCIÓNTIEMPO
ACTUACIÓNTIEMPO
Elementos interiores
Estructurales Revisión: holgura uniones
2 años 5 añosRetensado, Sustituciones
Insectos/hongos de pudrición
3 años 3 años Protecciones
Carpintería Pintado/barnizado 1 año 4-6 años
Techos Pintado/barnizado 2 años 4 años
Suelos Barnizados/pintado 1 año 4 años
Elementos exteriores
Fachada de Madera Renovar Tratamiento 4 años 4-5 años
Carpintería Lijado y protección fondo 6años
Lijado y Barniz 2 años
Pintado 3 años
Cubierta Estructura Revisión: holgura uniones
2 años 5 añosRetensado, Sustituciones
Cubrición 2 años 4 años protección impermeabilización