Software de diseño de forjados nervados para el Eurocódigo 5 | Plataforma de ingeniería

¡Prueba la calculadora gratuita para terrazas con tarima acanalada que encontrarás a continuación y comprueba tu diseño en cuestión de segundos!

La nueva norma para la ingeniería de la madera maciza en Europa

El diseño de forjados acanalados está ganando cada vez más atención en Europa, a medida que los ingenieros buscan sistemas de forjados de madera maciza que hagan un uso más eficiente de los materiales. Sin embargo, lograr un diseño que cumpla con los requisitos del marco del Eurocódigo sigue siendo una tarea compleja. A pesar de su eficiencia estructural y de su uso cada vez más extendido, los forjados de madera acanalados o tipo casete rara vez se tratan en los programas universitarios de ingeniería, lo que deja a muchos profesionales sin una orientación clara sobre su comportamiento estructural y su metodología de diseño.

El diseño de forjados acanalados dentro del marco de cálculo de la madera del Eurocódigo (EN 1995-1-1 – Eurocódigo 5: Cálculo de estructuras de madera) plantea un reto especial: la norma no incluye actualmente disposiciones prescriptivas explícitas para los sistemas de forjados de madera maciza acanalados o tipo casete. En consecuencia, los ingenieros a menudo deben tratar estos sistemas como elementos de madera ensamblados o compuestos, lo que requiere una combinación de modelización estructural avanzada y criterio técnico.

Dado que las cubiertas acanaladas no se ajustan a soluciones totalmente normalizadas, el proceso de diseño se basa con frecuencia en análisis de principios fundamentales, modelos numéricos validados o ensayos, con el respaldo de los requisitos generales de la norma EN 1990 (Fundamentos del diseño estructural) y la norma EN 1995-1-1. Este enfoque basado en el comportamiento permite a los ingenieros demostrar que el sistema alcanza los niveles requeridos de resistencia, rigidez y aptitud para el servicio dentro del marco de los Eurocódigos.

La Plataforma Europea de Ingeniería para el Diseño de Tableros con Nervaduras

Nuestra plataforma realiza una comprobación del diseño de cubiertas acanaladas según la norma AS1720. El módulo de cálculo incluye:

Comprobación de la deflexión:se dispone de diagramas de deflexiónpara cada caso de carga.
Comprobación de vibraciones: se incluyen varios métodos de análisis de vibraciones (Hamm et al., 2010; FP Innovations; prEN 1995:2023)
Comprobación de la capacidad de corte y flexión: diagramas de corte y flexión disponibles para cada caso de carga.
Comprobación de la capacidad de diseño de la conexión: Tracción por la cabeza, rotura por tracción del tornillo, capacidad axial característica del tornillo, capacidad de corte…

Comprobación de la geometría de los tornillos: comprobación de la distancia entre tornillos.

Principales capacidades de diseño de cubiertas acanaladas

Descripción general de los sistemas de cubiertas acanaladas

Los sistemas de forjados con vigas transversales son sistemas de suelo de madera compuestos por una losa de madera contralaminada (CLT) unida a vigas transversales. Estas vigas aumentan la rigidez a la flexión y la capacidad de carga, al tiempo que reducen el consumo de material en comparación con los paneles de CLT macizos.

La calculadora de forjados con vigas de SPEC Toolbox permite a los ingenieros analizar sistemas de forjados de madera con vigas sometidos a cargas gravitatorias. La calculadora evalúa:

  • resistencia a la flexión

  • resistencia al cizallamiento

  • comportamiento ante la flexión

  • comportamiento vibratorio

  • capacidad de unión entre la losa y las vigas

El sistema simula la interacción compuesta entre la losa CLT y las vigas de nervadura mediante uniones atornilladas.

Para la región del Eurocódigo, la calculadora utiliza las siguientes normas:

Código de diseño

  • EN 1995-1-1:2004 – Eurocódigo 5: Diseño de estructuras de madera

Cargando código

  • EN 1991:2002 – Eurocódigo 1: Acciones sobre estructuras

Estas normas definen las reglas de diseño estructural, las combinaciones de cargas y los coeficientes de seguridad utilizados en el análisis.

Configuración de cubierta acanalada

Un sistema de cubierta acanalada consta de dos componentes estructurales principales:

  • Paneles de losa CLT

  • Vigas de madera con nervaduras

La losa de CLT distribuye las cargas por toda la superficie del piso, mientras que las nervaduras proporcionan la resistencia principal a la flexión entre los apoyos.

La geometría del sistema viene definida por:

  • Estructura de los paneles CLT

  • dimensiones de las vigas de nervadura

  • distancia entre las costillas

  • longitud del tramo

  • tipo de conexión

Estos parámetros determinan la rigidez y la distribución de la carga del sistema de suelo.

La configuración de la cubierta acanalada se define mediante una entrada manual. La opción disponible es:

  • Configuración personalizada

Esto permite al usuario definir por completo la configuración de la losa CLT y la disposición de las vigas.

La losa CLT se define mediante la introducción manual de capas, en la que se especifican las propiedades estructurales de cada una de ellas. Los parámetros de entrada incluyen:

  • espesor de la capa

  • orientación de las fibras

  • calidad de la madera

  • configuración en pila

Este enfoque permite modelar cualquier configuración de laminado de CLT, independientemente de los productos específicos de cada fabricante.

Las vigas de nervadura actúan como los principales elementos portantes del sistema de cubierta nervada. Los usuarios definen:

  • tipo de material

  • proveedor

  • calidad de la madera

La geometría de las costillas se define mediante:

  • anchura de la costilla (b)

  • profundidad de la nervadura (d)

  • distancia entre las costillas

Estos parámetros determinan la rigidez a la flexión y el comportamiento estructural de la cubierta nervada.

Las vigas de losa y las vigas de nervadura CLT interactúan mediante elementos de fijación mecánicos. La calculadora admite actualmente:

  • Conexión flexible

Esta configuración simula la acción compuesta parcial entre la losa y las vigas de nervadura.

Modelo estructural

La cubierta acanalada se analiza como un sistema de vigas sometido a cargas distribuidas.

Los usuarios definen:

  • longitud del tramo

  • condiciones de asistencia

  • distribución de la carga

Las cargas se aplican como cargas distribuidas uniformemente a lo largo del vano.

La calculadora también puede incluir:

  • peso propio de los elementos estructurales

Cobertura

Se puede aplicar una capa de recubrimiento adicional sobre la losa de CLT.

La carga superior contribuye a la carga permanente que actúa sobre el sistema de suelo.

Métodos de vibración

El comportamiento vibratorio del suelo puede evaluarse mediante los siguientes métodos:

  1. Hamm et al., 2010

  2. FPInnovations

  3. prEN 1995:2023

Otros parámetros son:

  • nivel de vibraciones

  • coeficiente de amortiguación

  • frecuencia de los paseos

  • condición de apoyo

  • rigidez del solado flotante

Estos parámetros influyen en la respuesta dinámica del suelo.

Datos sobre tornillos

La unión entre la losa de CLT y las vigas de nervadura se realiza mediante tornillos.

Los usuarios definen:

  • tipo de fijación (tornillo)

  • orientación del tornillo (vertical)

  • configuración de los elementos (madera con madera o acero con madera)

  • tipo de rosca (roscada parcial o totalmente)

Las propiedades de los tornillos se pueden definir seleccionando un fabricante o introduciéndolas manualmente.

Entre los proveedores disponibles se encuentran:

  • Schmid

  • ESSVE

  • Eurotec

  • Klimas

  • Rocket / Vynex

  • Rothoblaas

  • Sihga

  • SPAX

  • Würth

  • Introducción manual

La geometría de la conexión se define mediante:

  • distancia a lo largo de la veta (a₁)

  • distancia entre las fibras (a₂)

  • distancia entre bordes (a₃)

  • distancia final (a₄)

  • longitud de empotramiento

  • número de tornillos

Estos parámetros determinan la capacidad de transferencia de esfuerzo cortante entre la losa y las nervaduras.

Métodos analíticos

El análisis de cubiertas acanaladas admite los siguientes métodos analíticos:

  1. Método gamma ampliado

  2. Método Gamma

Estos métodos calculan la rigidez a la flexión efectiva del sistema de cubierta acanalada compuesta, teniendo en cuenta la flexibilidad de la unión atornillada.

Comprobaciones de diseño

Tras el análisis, la calculadora ofrece un resumen del comportamiento estructural.

Se evalúan las siguientes comprobaciones:

  • Desviación

  • Vibración

  • Cizallamiento

  • Curvado

  • Capacidad de conexión

Cada verificación incluye un índice de utilización y un indicador de aprobado/suspenso, lo que permite a los ingenieros evaluar rápidamente el rendimiento del sistema de cubierta acanalada.

Tutoriales

Diseño de la unión entre el suelo y la pared en estructuras de madera laminada cruzada (CLT)

Diseño de uniones entre losas y vigas

En este tutorial, nos adentramos en la calculadora «Slab-to-Beam» para optimizar esta interfaz habitual. Descubre cómo utilizamos el módulo «Screw» para modelar la interacción entre la losa del piso y la viga de soporte, garantizando una transferencia óptima del esfuerzo cortante y una acción compuesta.

Diseño de unión solapada

Acompáñanos en este análisis del diseño de la unión de media vuelta, centrándonos en cómo mantener la continuidad estructural sin necesidad de placas de acero externas. Mediante el módulo de tornillos, repasaremos la comprobación automática de las distancias entre bordes y los requisitos de espaciado, aspectos fundamentales para este tipo de uniones geométricas tan ajustadas.

Calculadora de paredes CLT

En este vídeo, aprenderás paso a paso a diseñar un elemento de pared típico de CLT. Abordaremos la selección de un proveedor de CLT, el uso de las funcionalidades adecuadas, imágenes dinámicas y contenido didáctico para determinar el espesor y el diseño óptimos del panel. También verás cómo cambiar entre los tipos de estructura de plataforma y de globo, aplicar diferentes métodos de excentricidad y añadir cargas en el plano y fuera del plano, lo que te proporcionará una sólida comprensión de los fundamentos del cálculo y el diseño de paredes de CLT.

La madera maciza está marcando el futuro de la construcción sostenible. Con la aparición de edificios de madera que baten récords en todo el mundo, dominar el diseño con CLT es más importante que nunca. ¡Echa un vistazo a nuestra aplicación CLT Toolbox para acceder a potentes herramientas de diseño, cálculos automatizados y consejos de expertos que te ayudarán a optimizar tus proyectos con CLT!

Calculadora de diseño de diafragmas CLT

Una guía completa para configurar y analizar el comportamiento de diafragmas en la dirección X utilizando CLT Toolbox. Definirás los tipos de tornillos para los cálculos de rigidez, establecerás la geometría de los paneles, los tipos de unión y las anchuras de los paneles. Explicamos cómo introducir las fuerzas ULS y SLS, así como los valores de cortante en el plano y los datos de laminación necesarios. El vídeo concluye con un desglose de los resultados de la deflexión, las acciones de fuerza y las comprobaciones de resistencia según el Eurocódigo 5.

Diseño de resistencia al fuego de los suelos de CLT

Nos complace presentar el tan esperado módulo Fire Design para suelos de CLT, que ya está disponible junto con la calculadora de diseño ambiental en CLT Toolbox.

Este tutorial explica cómo funciona el nuevo módulo, incluyendo qué estándares son compatibles y cómo se calcula la profundidad de los caracteres capa por capa.

Entre las características principales se incluyen:

  • Compatibilidad con múltiples modelos de incendio:
    – Borrador del Eurocódigo 5 (prEN 1995-1-2:2023)
    – Anexo nacional austriaco (ÖNORM B EN 1995-1-2:2011)
    – Ensayos estándar de resistencia al fuego (ISO 834 / EN 1363-1)
  • Flexibilidad para definir capas de protección y lados expuestos al fuego
  • Cálculos automáticos de la profundidad de carbonización capa por capa a lo largo del tiempo
  • Una explicación clara del fallo de la línea de unión y la degradación de la línea de encolado
  • Exportación completa en formato PDF con todos los pasos intermedios, los factores de seguridad y los datos de entrada

Diseñado para ofrecer a los ingenieros transparencia, precisión y rapidez en el cálculo de la resistencia al fuego del CLT.

Diseño de muros de corte de CLT

¡Nos complace anunciar que la segunda versión de nuestra calculadora de muros de corte CLT ya está disponible!

Tras 12 meses escuchando las opiniones de los usuarios, nos complace presentar una herramienta mejorada y más sólida para el diseño de muros de corte.

Los muros de corte de CLT presentan una excelente resistencia en el plano y pueden funcionar como un sistema fiable de resistencia a las cargas laterales.

La segunda versión de la calculadora incluye funciones como cinco métodos de vanguardia para el cálculo de la transferencia de cargas, basados en las investigaciones de Casagrande, Wallner-Novak, Tomasi, Pei y Reynolds. También hemos añadido comprobaciones de deformación lateral y cálculos de rigidez de los paneles siguiendo la guía ProHolz 2014. Por último, incluimos el diseño en el plano del CLT según las normas de ProHolz 2014 y FP Innovations 2019.

Durante el mes de octubre, la calculadora de muros de corte estará disponible en la versión gratuita. Así que entra en la app y échale un vistazo🙂

Calculadora de diseño de suelos de CLT

Acompáñanos mientras exploramos todos los aspectos, desde la elección del panel CLT ideal —tanto si optas por el producto de un proveedor como si introduces manualmente tus propios datos— hasta la selección del anexo nacional adecuado, la definición de cargas y el ajuste de los detalles más precisos. Este vídeo te guía a través de cada etapa, incluyendo el análisis estructural, los cálculos de rigidez e incluso la integración de láminas encoladas en los bordes en tu diseño.

También analizaremos cómo las distintas técnicas de vibración afectan a tu estructura y te mostraremos cómo puedes optimizar tu diseño teniendo en cuenta la rigidez en el plano de la solera de hormigón y la influencia de los apoyos flexibles. Además, podrás hacer un seguimiento de los resultados y las fórmulas a lo largo de todo el proceso, lo que te garantizará estar siempre al tanto de todo.

¡Empecemos!

Calculadora de diseño de diafragmas CLT

Empiece con un enfoque integral del diseño de diafragmas definiendo las fuerzas, las propiedades de los materiales y aplicando los parámetros del Eurocódigo 5. Comience definiendo las fuerzas de entrada que actúan sobre el diafragma en la dirección X y seleccionando los tipos de tornillos para los cálculos de rigidez. Configure la geometría y la orientación del diafragma en los datos introducidos por el usuario, el tipo de uniones de los paneles y la anchura de los paneles con la información técnica facilitada por los proveedores de CLT. Introduzca las fuerzas tanto para el ULS como para el SLS, teniendo en cuenta la dirección de la fuerza. Comprenda los valores de cortante en el plano, los datos de laminación necesarios y los parámetros de diseño clave para el Eurocódigo 5. Por último, analice los resultados de la deflexión, la teoría subyacente, las fuerzas de acción y las comprobaciones de resistencia para garantizar un diseño preciso y eficiente.

Preguntas frecuentes

¿Qué ventajas estructurales ofrecen las cubiertas de madera con vigas?

Las cubiertas con nervaduras aumentan la eficiencia estructural al separar los elementos de flexión (nervaduras) de la capa de distribución de cargas (losa de CLT). Esta configuración aumenta la rigidez a la flexión, al tiempo que reduce el uso de material y el peso total del forjado en comparación con los paneles de madera maciza.

¿Cómo se modela la interacción entre la losa CLT y las vigas?

Las vigas de losa y las vigas de nervadura de CLT se unen mediante elementos de fijación mecánicos, normalmente tornillos. En la calculadora, esta unión se modela como una unión flexible, lo que permite una acción compuesta parcial entre la losa y las nervaduras.

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