Transcript SEGURIDAD ESTRUCTURAL DB-SE

SEGURIDAD ESTRUCTURAL
DB-SE-M
MADERA
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 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.
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
Cap.4
LOS MATERIALES 1
LA CLASE RESISTENTE
PRODUCTOS DE LA MADERA, ADHESIVOS Y
UNIONES
Madera maciza
(Aserrada)
Laminada encolada
Resinosa (confieras)
Clases resistentes
“C” (14-40) N/mm2
(EN FLEXIÓN)/ s. SOLICITAC
Frondosas
“D” (30-70)
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
ANEJOS
“C” y “D”
Anejo “C”
Tabla E.1 Madera aserrada. coníferas. propiedades asociadas a cada Clase Resistente
Clase resistente
Propiedades
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
7
8
9
9,5
10
11
12
12
13
14
15
16
0,23
0,27
0,30
0,32
0,33
0,37
0,40
0,40
0,43
0,47
0,50
0,53
Rigidez, en kN/mm²
- Módulo de elasticidad
paralelo medio
- Módulo de elasticidad
perpendicular medio
E0,medi
o
E90,me
d
i
o
- 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
Cap.4
LOS MATERIALES 2
LOS ADHESIVOS
Clase de
Serv. 1
Clase de
Serv. 2
Clase de
Serv. 3
Adecuación de uso
ADHESIVOS
Designa
ción
Fenol-formaldehido
PF
Resorcina- fenolformaldehido
RPF
Resorcina-formaldehido
RF
Melamina-ureaformaldehido
MUF
Urea-formaldehido
UF
Poliuretano
PU
Precaución fuego
Resinas epoxi
EP
Presión reducida
Encolar en caliente
APTOS
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
NO APTOS
CONECTORES DE ANILLO
CONECTORES DE PLACAS
CONECTORES DENTADOS
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.
BLOQUE 2
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
Cap.4
LOS MATERIALES 1
PRODUCTOS DE LA MADERA, ADHESIVOS
Y UNIONES
Madera maciza
(Aserrada)
Laminada encolada
Clases resistentes
Resinosa
(confieras)
“C” (14-40) N/mm2
Frondosas
“D” (30-70)
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
ANEJOS
N/mm2
“C” y “D”
ENTORNO: AMBIENTE / SOLICITACIÓN
Condiciones de entorno: 1 Humedad y temperatura
CLASES DE SERVICIO
Clase
1
Temperat. 20±2ºC; WR <65% Salvo alguna
puntas
2
Temperat. 20±2ºC; WR <85% Salvo alguna
puntas
3
WR>85% frecuentemete
Conif. HC < 20%
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
Tabla 2.4 Valores del factor kmod.
Material
Norma
Clase de
servicio
Clase de duración de la carga
Perman
ente
Larga
Media
Corta
Instantánea
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
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
OSB/2
1
0,25
0,30
0,40
0,65
1,10
MDF.HLS
2
-
-
-
0,45
0,80
1
-
-
-
0,80
1,10
2
-
-
-
0,60
0,80
Madera maciza
Tablero
contrachapado
Tablero de virutas
orientadas (OSB)[1]
Tablero de fibras
blando
UNE EN 636
UNE EN 300
UNE EN 622-4
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,
1,20
tablero de virutas orientadas
- Tablero de partículas y tableros de fibras (duros,
1,30
medios, densidad media, blandos)
- 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.
Esbeltez mecánica de la pieza
Clase
Resist
ente
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
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
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
FORMAS DE TRABAJOS O ESTADOS LIMITES
UNIONES
CARPINTERILES
UNIONES METALICAS
UNIONES
CARPINTERILES
UNIONES METALICAS
BLOQUE 3
CONTROL DE LA EJECUCIÓN
RECEPCIÓN DE LOS MATERIALES
Y
DE
LA
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
Control
De
Recepción
en
obra
Criterio
aceptación o
rechazo
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;
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
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
BLOQUE 4
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).
CAP. 8 DURABILIDAD 1
CLASES DE RIESGOS BIOLOGICOS
DURABILIDAD1
CLAS
E
1
Situación
>20%
humedad
Sin contacto con
el suelo. interior
RIESGO
Hongos
cromoge
nos
Insectos
Xilofagos
o
Coleopt.
termitas
Nunca
Ocasional
2
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
Diseño e impregnación
PREVENTIVA
UNE EN 351-1
Penetración entre 1-3 mm
SUPERFICIAL
(P2)
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 2
PROTECCIÓN DE LAS UNIONES
Clase de servicio
Uniones
1
2
3
20±2ºC;
WR <65%
20±2ºC;
WR <85%
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.
CAP. 8 DURABILIDAD 3
PROTECCIÓN DE LA MADERA
TIPO DE PROTECC
TIPO /NORMA
TRATAMIENTO
Diseño e impregnación
PREVENTIVA
UNE EN 351-1
Penetración entre 1-3 mm
SUPERFICIAL
(P2)
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 4
RELACIÓN ENTRE RIESGO BIOL/TIPO DE PROTECCIÓN
CLASE DE
RIESGO
TIPO PROTECCION.
1
Ninguna
2
Superficial
3
Media
4y5
Profunda
PLAN DE MANTENIMIENTO DE LAS CONSTRUCCIÓN EN MADERA
PARTE DEL
EDIFICIO
ELEMENTO
ACTUACIÓN
INSPECCIÓN
TIEMPO
ACTUACIÓN
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
Pintado/barnizado
2 años
4 años
Suelos
Barnizados/pintado
1 año
4 años
Fachada de Madera
Renovar Tratamiento
4 años
4-5 años
Carpintería
Lijado y protección fondo
6años
Lijado y Barniz
2 años
Pintado
3 años
Elementos
exteriores
Cubierta
Estructura
Cubrición
Revisión:
holgura uniones
2 años
5 años
Retensado,
Sustituciones
2 años
4 años protección
impermeabilizació
n