Software de diseño de tornillos para madera conforme al Eurocódigo 5
¡Utiliza nuestra calculadora web gratuita y descubre todo lo que necesitas saber sobre el diseño de tornillos según el Eurocódigo 5! Incluye los Eurocódigos de segunda generación.
Una plataforma de ingeniería de la madera que automatiza el diseño de tus tornillos
La calculadora de tornillos Eurocódigo 5 es la única herramienta de ingeniería diseñada para la transición al Eurocódigo de segunda generación. Calcula la capacidad de carga de diseño (Fv,Rd) y la capacidad de resistencia a la tracción axial (Fax,Rd) de los elementos de fijación, al tiempo que integra el ámbito de aplicación ampliado de la norma prEN 1995-1-1 en lo que respecta a la madera contralaminada (CLT) y los modos de rotura frágil.
Características principales:
Funcionalidades clave del módulo de diseño de tornillos
Resumen de las uniones estructurales con tornillos
Los tornillos autorroscantes se utilizan ampliamente en la ingeniería moderna de la madera para transmitir fuerzas axiales y de cizallamiento entre elementos estructurales. Estos elementos de fijación ofrecen una gran capacidad de carga, una instalación sencilla y configuraciones de unión versátiles para uniones entre madera y madera y entre madera y acero.
El módulo de diseño de tornillos de SPEC Toolbox permite a los ingenieros evaluar las uniones atornilladas en una amplia variedad de estructuras de madera utilizando datos de fijaciones específicos de cada fabricante. La calculadora integra geometrías reales de tornillos y bibliotecas de productos de los principales proveedores, lo que permite modelar con precisión el comportamiento de los tornillos y la transferencia de cargas.
La herramienta es compatible con diferentes tipos de madera y de uniones que se utilizan habitualmente en la construcción con madera.
Entre los materiales de los elementos de soporte se incluyen:
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Madera blanda
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Madera noble
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Madera laminada encolada (GLT)
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Madera contralaminada (CLT)
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Madera laminada de chapa (LVL)
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Contrachapado
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Placas de acero para uniones madera-acero
Esta flexibilidad permite a los ingenieros evaluar las uniones tanto en estructuras tradicionales de madera como en sistemas modernos de madera de ingeniería.
Modelo de conexión interactiva
Para facilitar la configuración de la unión, la calculadora ofrece una visualización interactiva en 3D de la disposición de los tornillos y de los elementos unidos.
El modelo muestra:
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orientación de los tornillos
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instrucciones de carga
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geometría del miembro
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colocación de los elementos de fijación
Los usuarios pueden girar e inspeccionar la unión para comprender claramente el mecanismo de transferencia de carga y la posición de los tornillos.
Esta información visual ayuda a los ingenieros a verificar la geometría de la conexión antes de realizar la verificación estructural.
Definición de miembro primario y secundario
La calculadora permite a los ingenieros definir los elementos estructurales que intervienen en la unión.
Se pueden configurar dos miembros:
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Elemento 1: elemento estructural principal
-
Elemento 2: elemento secundario o elemento conectado
Para cada miembro, se pueden definir las siguientes propiedades:
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tipo de material del miembro
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dimensiones de los miembros
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densidad característica de la madera (ρk)
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densidad media (ρmedia)
Los valores de densidad se utilizan para calcular la resistencia de anclaje de la madera y, por lo tanto, influyen en la resistencia de la unión atornillada.
Además, se puede definir la orientación de las fibras con respecto al tornillo para representar correctamente el comportamiento de la transferencia de cargas en la madera.
Fuerzas aplicadas
La unión atornillada puede estar sometida a fuerzas axiales y de cizallamiento que actúan en múltiples direcciones.
La calculadora permite a los ingenieros definir las cargas aplicadas que actúan sobre la unión, entre ellas:
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Fx: fuerza de cizallamiento en la dirección x
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Fy: fuerza de cizallamiento en la dirección y
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Fz: fuerza axial que actúa a lo largo del eje del tornillo
Estos componentes de carga representan las acciones de diseño que actúan sobre la unión de acuerdo con la norma de diseño seleccionada.
La fuerza de corte combinada se calcula automáticamente y se utiliza para verificar la conexión.
Las cargas aplicadas se visualizan en el modelo de unión para mostrar claramente su dirección y su punto de aplicación.
Biblioteca de proveedores y productos
La calculadora integra datos sobre tornillos de fabricantes reconocidos, lo que permite a los ingenieros seleccionar elementos de fijación directamente de las bibliotecas de productos de los proveedores.
Los usuarios pueden definir:
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proveedor de tornillos
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familia de tornillos
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tipo específico de tornillo
Cada tipo de tornillo incluye propiedades mecánicas predefinidas, tales como:
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diámetro
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configuración del hilo
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propiedades mecánicas
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parámetros de resistencia a la abstinencia
Esta integración garantiza que los cálculos de diseño se basen en propiedades realistas de los elementos de fijación y en datos certificados por el fabricante.
Tipo de tornillo y configuración de la rosca
Se pueden elegir diferentes configuraciones de tornillos en función de los requisitos de conexión.
Las opciones disponibles son:
-
Tornillos con rosca parcial
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Tornillos totalmente roscados
La configuración de la rosca influye en el mecanismo de transferencia de carga y determina si el tornillo resiste principalmente fuerzas de cizallamiento, fuerzas axiales o cargas combinadas.
La calculadora también permite seleccionar de forma inteligente la longitud de los tornillos, lo que ayuda a los ingenieros a elegir la longitud adecuada de los elementos de fijación en función de la geometría de la unión.
Métodos de diseño compatibles
Las uniones atornilladas se evalúan de acuerdo con las disposiciones de diseño del Eurocódigo 5 para uniones de madera.
Actualmente, la calculadora admite tres metodologías de diseño:
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EN 1995-1-1:2004 (Eurocódigo 5)
Método de cálculo estándar para uniones de madera con elementos de fijación tipo espiga. -
prEN 1995:2023
La próxima revisión del Eurocódigo 5, que introduce disposiciones de diseño y modelos de cálculo actualizados. -
EN 1995-1-1:2004 (ETA del proveedor)
Método de diseño basado en los valores de la Evaluación Técnica Europea (ETA) específicos del fabricante para elementos de fijación patentados.
Estos métodos de diseño permiten a los ingenieros evaluar el rendimiento de los tornillos según las normas generales del Eurocódigo o según los datos de diseño certificados por el fabricante.
Disposición y separación de los tornillos
La disposición geométrica de los tornillos influye considerablemente en la resistencia y los modos de fallo de las uniones de madera.
La calculadora permite a los ingenieros configurar la colocación de los tornillos mediante dos métodos:
Disposición manual
Los ingenieros pueden definir manualmente la disposición de los tornillos, incluyendo:
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distancia entre tornillos
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distancias entre bordes
-
número de tornillos en diferentes direcciones
Normas sobre distancia mínima y separación
Como alternativa, la calculadora puede aplicar automáticamente los requisitos mínimos de separación del Eurocódigo, garantizando así que la colocación de los tornillos cumpla las normas geométricas de diseño.
Entre los parámetros considerados se incluyen:
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espaciado paralelo a la veta
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espaciado perpendicular a la veta
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distancias entre bordes
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distancias finales
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posición del elemento de fijación con respecto a la geometría del elemento
Estas comprobaciones geométricas garantizan que se eviten los modos de fallo de la madera frágil, como la fisuración.
Comprobaciones de la capacidad de conexión
Una vez definidas la configuración de los tornillos, las propiedades de la madera y las cargas aplicadas, la calculadora realiza la verificación estructural de la unión.
El resumen de resultados incluye las siguientes comprobaciones:
Comprobación de geometría
Esta verificación garantiza que la separación entre tornillos y las distancias a los bordes cumplen los requisitos geométricos del Eurocódigo para uniones de madera.
Capacidad de corte
La resistencia al corte de la unión atornillada se evalúa según los modelos de fijaciones con espiga del Eurocódigo.
Capacidad axial
La resistencia axial del tornillo se evalúa en función de la resistencia a la extracción y de las propiedades del elemento de fijación.
Acciones combinadas
Cuando actúan simultáneamente fuerzas axiales y de corte, la calculadora comprueba la condición de carga combinada para garantizar que no se supere la capacidad de la unión.
Módulo de deslizamiento
El módulo también proporciona el módulo de deslizamiento de la unión atornillada, que representa la rigidez del elemento de fijación bajo carga. Este parámetro es importante para el modelado estructural y el análisis de deformaciones.
Tutoriales
Diseño de uniones viga-pilar
Unión viga-pilar: aborda la complejidad de las uniones viga-pilar en este tutorial específico. Mostramos cómo sustituir estructuras de acero complejas y a medida por disposiciones inteligentes de tornillos. Mediante el módulo de tornillos, verificamos la capacidad de los grupos de tornillos inclinados para soportar cargas de corte significativas directamente en la interfaz de apoyo.
Ventajas principales del tornillo:
Configuraciones de tornillos cruzados: Muestra cómo la disposición de los tornillos en pares cruzados (en forma de X) aumenta considerablemente la rigidez.
Ductilidad y seguridad: análisis detallado de cómo los tornillos estructurales modernos proporcionan la ductilidad necesaria para que los modos de fallo sean seguros y predecibles.
Diseño de la unión entre el suelo y la pared en estructuras de madera laminada cruzada (CLT)
Diseño de uniones entre losas y vigas
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.
Tornillos: Madera sometida a carga lateral sobre madera de veta transversal
Nos complace presentar el módulo «Laterally Loaded Timber-to-Timber End Grain», una potente herramienta para ingenieros que diseñan uniones atornilladas sometidas a cargas laterales. Esta calculadora especializada garantiza precisión y flexibilidad en el diseño de uniones de madera.
Características principales:
• Normas de diseño: Admite tres normas de diseño para tornillos sometidos a cargas laterales: EN 1995:2004, AS 1720:2010 y prEN 1995:2023.
• Datos de proveedores: Introducción de tornillos de los principales proveedores, como Rothoblass, Eurotec, Sihga, Spax y Simpson’s Strong Tie.
• Introducción manual: Permite introducir manualmente los parámetros de los tornillos, incluidas las dimensiones y las propiedades de los materiales.
• Cálculos flexibles: Realice cálculos basados en el documento ETA del proveedor seleccionado o en el código de diseño.
• Diagramas dinámicos: Diagramas interactivos que se actualizan en función de los datos introducidos, visualizando las trayectorias de carga y el rendimiento de los tornillos.
• Resúmenes exhaustivos: Resúmenes detallados con comprobaciones geométricas y utilización de la capacidad de corte, que proporcionan datos fiables para las decisiones de diseño.
• Uniones en el extremo de la veta: Diseñado específicamente para calcular uniones de madera con tornillos fijados en la dirección del extremo de la veta.
Esta calculadora especializada ayuda a los ingenieros a garantizar uniones de madera resistentes, fiables y precisas bajo cargas laterales.
Calculadora de muescas en vigas
Diseño y verificación de un entallado en una viga GLT según la norma EC5 con CLT Toolbox
La pregunta clave: ¿ofrece la sección transversal reducida suficiente capacidad o es necesario reforzar con tornillos?
Esto es lo que hemos tratado en este vídeo:
– Cómo comprobar la capacidad de la muesca utilizando la norma EC5
– Cuándo y cómo utilizar tornillos de refuerzo basándose en los datos ETA de los proveedores
– Introducción a los datos de geometría de los tornillos
– Cómo la posición, la orientación y la cantidad de tornillos pueden optimizar el diseño
Una guía práctica para lograr uniones de madera seguras y eficaces. ¡Me encantaría conocer tu opinión o tus experiencias con diseños similares!
Calculadora de uniones a media vuelta
Descubra cómo utilizar la calculadora de solapamiento parcial de CLT Toolbox para modelar una unión de diafragma entre plantas. Comenzaremos seleccionando la configuración de CLT, el proveedor y la anchura del solapamiento, y a continuación analizaremos las diferencias entre los modos de cálculo discreto y continuo. Explore las opciones de proveedores de tornillos, las familias de tornillos y la optimización basada en la ETA.
Calculadora de uniones de splines
Aprenda a diseñar una unión entre paneles con spline de CLT utilizando las fuerzas de entrada de los cálculos de diafragmas. Seleccione el proveedor de CLT, el ancho del spline, la densidad y el material, con una explicación sobre la selección adecuada de tornillos y la disponibilidad de diferentes proveedores, sus gamas y tipos de tornillos. Para cada grupo, hay contenido formativo que le ayudará a seleccionar el tornillo adecuado. Cambie fácilmente entre métodos analíticos, incluidos los enfoques actuales y los nuevos del Eurocódigo 5.
Preguntas frecuentes
¿Puedo utilizar esto hoy para cálculos oficiales?
Sí. La configuración predeterminada es la norma estricta EN 1995-1-1:2004 + A2:2014. Las características de la prEN 1995 están claramente señaladas como disposiciones «en borrador/futuras», lo que permite utilizarlas para realizar análisis comparativos o verificaciones internas de elementos de madera maciza que no están totalmente contemplados en la normativa anterior.
¿En qué se diferencia el tratamiento del CLT en la calculadora con respecto a la norma prEN 1995? ¿En qué se diferencia el tratamiento del CLT en la calculadora con respecto a la norma prEN 1995?
El borrador prEN introduce ecuaciones específicas de resistencia de anclaje ($f_{h,k}$) para el CLT que tienen en cuenta los huecos y las capas ortogonales. El uso del selector prEN garantiza que los valores de los tornillos se basen en un consenso normalizado, en lugar de en interpretaciones variables de los distintos proveedores.
¿Es compatible con tornillos de refuerzo?
Sí. Uno de los aspectos principales de la segunda generación del Eurocódigo es el refuerzo. Se puede calcular la capacidad de los tornillos de rosca completa utilizados específicamente para evitar la fisuración (tensión perpendicular a la veta) en vigas con muescas o alrededor de perforaciones.
CLT
Tacos
Tornillos
GLT
Corchetes
Estructura ligera
Cubierta acanalada
TCC