Software de diseño de forjados nervados para el Eurocódigo 5 | Plataforma de ingeniería
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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:
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:
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resistencia a la flexión
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resistencia al cizallamiento
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comportamiento ante la flexión
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comportamiento vibratorio
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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
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EN 1995-1-1:2004 – Eurocódigo 5: Diseño de estructuras de madera
Cargando código
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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:
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Paneles de losa CLT
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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:
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Estructura de los paneles CLT
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dimensiones de las vigas de nervadura
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distancia entre las costillas
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longitud del tramo
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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
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orientación de las fibras
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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:
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tipo de material
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proveedor
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calidad de la madera
La geometría de las costillas se define mediante:
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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:
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longitud del tramo
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condiciones de asistencia
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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:
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Hamm et al., 2010
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FPInnovations
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prEN 1995:2023
Otros parámetros son:
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nivel de vibraciones
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coeficiente de amortiguación
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frecuencia de los paseos
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condición de apoyo
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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:
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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:
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Schmid
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ESSVE
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Eurotec
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Klimas
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Rocket / Vynex
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Rothoblaas
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Sihga
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SPAX
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Würth
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Introducción manual
La geometría de la conexión se define mediante:
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distancia a lo largo de la veta (a₁)
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distancia entre las fibras (a₂)
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distancia entre bordes (a₃)
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distancia final (a₄)
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longitud de empotramiento
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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:
-
Método gamma ampliado
-
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:
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Desviación
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Vibración
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Cizallamiento
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Curvado
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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.
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.


CLT
Tacos
Tornillos
GLT
Corchetes
Estructura ligera
Cubierta acanalada
TCC