8.3.1.2  Uniones de acero con madera

1    El valor característico de la capacidad de carga de las uniones entre acero y madera depende del espesor de las placas de acero. Las placas con espesor menor o igual que 0,5 · d se clasifican como placas delgadas y las placas con espesor mayor o igual que d, con una tolerancia en el diámetro del agujero inferior a 0,1d, se clasifican como placas gruesas. El valor característico de la capacidad de carga de las uniones con placas de acero con grueso intermedio entre las delgadas y las gruesas debe calcularse mediante interpolación lineal entre ambos casos.
2    Debe comprobarse la resistencia de la propia placa de acero. Si se respetan las distancias a los bordes derivadas de la madera, se podrá comprobar a partir de área resistente equivalente igual a d · t, siendo d el diámetro y t el espesor, y considerando una tensión de cálculo de (0,53 · f_y)(siendo f_y  la tensión en el límite elástico del acero de la placa).
3    Cortadura simple:

4    Cortadura doble:

siendo:
F_v,Rk     capacidad de carga por plano de corte y elemento de fijación
d          diámetro del elemento de fijación;
t_i          espesor del tablero o de la pieza o profundidad de penetración, referida a la pieza 1 ó 2, véanse apartados 8.3.2 a 8.3.6;
f_h,i,k     resistencia característica al aplastamiento en la pieza i;
M_y,Rk   momento plástico característico, véanse apartados 8.3.2 a 8.3.6.
F_ax,Rk   capacidad de carga a la extracción del elemento de fijación;

5    Los diferentes modos de fallo, correspondientes a cada expresión, se representan gráficamente en la figura 8.3.
 

6    Debe tenerse en cuenta que la capacidad de carga de las uniones en testa puede reducirse por el posible fallo del perímetro que recoge al grupo de elementos de fijación. En el anejo H se incluye un método que realizar este análisis.
7    Al igual que en 8.3.1.1, en las fórmulas de los apartados 3 y 4 se ha prescindido del incremento de carga por rozamiento. No obstante, en el caso de que así se desee, se considerará válido el uso de las ecuaciones de la norma UNE ENV-1995 que incluyen el efecto del rozamiento, siempre que se consideren las importantes deformaciones que se producen.

8.3.2  Clavos

8.3.2.1  Carga lateral

8.3.2.1.1  Principios generales

1    La capacidad de carga lateral se obtiene mediante la aplicación de las reglas definidas en el apartado 8.3.1, con el siguiente significado de los símbolos:
t₁    en simple cortadura es el espesor de la pieza correspondiente a la cabeza del clavo o en doble cortadura es el menor valor de los dos siguientes: espesor de la pieza de cabeza o penetración en la pieza de punta (véase figura 8.4).
t₂    penetración en la pieza de punta en simple cortadura o espesor de la pieza central en doble cortadura.

2    Cuando la densidad característica de la madera sea superior o igual a 500 kg/m³ o cuando el diámetro del clavo sea mayor que 6 mm, debe realizarse un pretaladro en la madera.
3    En clavos de sección cuadrada, se tomará como diámetro d el lado del cuadrado.
4    Momento plástico:
En clavos comunes de fuste liso de alambre de acero con una resistencia mínima a tracción del alambre con el que están fabricados de 600 N/mm², el momento plástico característico se determinará según las expresiones siguientes:

siendo:
M_y,Rk    valor característico del momento plástico, [N · mm];
d    diámetro o lado de la sección del clavo, [mm];
f_u    resistencia característica a tracción del alambre, [N/mm²].

5    En clavos introducidos con taladro previo, la separación a₁ (véase figura 8.7) puede reducirse hasta un mínimo de 4 · d, si la capacidad de carga se reduce por el factor siguiente:

(8.31)

En uniones con clavos alineados con la dirección de la fibra y sometidos a una componente de la fuerza paralela a la fibra, a no ser que los clavos de esa fila estén colocados al tresbolillo con un des-fase de al menos -1 · d- (véase figura 8.5), la capacidad de carga debe calcularse tomando como número eficaz de clavos el siguiente:

n_ef = n^Kef             (8.32)

siendo:
n_ef    número eficaz de clavos alineados con la carga y la fibra;
n       número de clavos alineados;
k^ef    factor definido en la tabla 8.1.

6    Cuando la fuerza se ejerza con un ángulo respecto a la dirección de la fibra debe verificarse que la componente de la fuerza paralela a la fibra es menor o igual a la capacidad de carga calculada de acuerdo con el apartado 8.3.1.
7    El número mínimo de clavos en una unión será de 2.
8    Disposiciones constructivas:

a)    salvo que se especifique de otro modo, los clavos deben introducirse en dirección perpendicular a la de la fibra y profundizarán de tal forma que la superficie de la cabeza quede enrasada con la de la madera;
b)    salvo que se especifique de otro modo, los clavos de oído (oblicuos) deben ajustarse a las indicaciones de la figura 8.8.b;
c)    el diámetro del pretaladro tendrá un valor entre 0,7 d y 0,8 · d, siendo d el diámetro del clavo.

8.3.2.1.2  Uniones con clavos entre madera y madera

1    Resistencia al aplastamiento:
La resistencia característica al aplastamiento en clavos con diámetro menor o igual a 8 mm y para cualquier ángulo con respecto a la fibra, puede obtenerse de las expresiones siguientes:

a)    sin taladro previo:  f_h,k = 0,082 · ρ_k  • d^-03 (N / mm²)  (8.33)
b)    con taladro previo:   f_h,k = 0,082 · (1 - 0,01 · d ) · ρ_k (N / mm²)   (8.34)

siendo:
ρ_k    densidad característica de la madera, [kg/m³];
d    diámetro del clavo, [mm].
 

2    Solape de clavos:

a)    En uniones del tipo de la representada en la figura 8.6, los clavos introducidos desde ambas caras pueden solapar en la pieza central, siempre que la distancia (t - t2) sea mayor que 4 · d.
 

3    Penetración del clavo:

a)    Como ya se ha comentado, se recomienda una penetración de los clavos, en cada pieza de madera, de entre 10 y 12 diámetros. Con menos penetración se pierde mucha eficacia, y con más no se consigue más capacidad de carga.

4    Clavos en la testa de la pieza:

a)    Sólo se admite el uso de clavos de fuste liso en la testa de la pieza para el caso de elementos secundarios; como por ejemplo para la fijación de una pieza de cabecero de los pares de una cubierta. El valor de cálculo de su capacidad de carga se tomará igual a 1/3 del valor correspondiente a un clavado normal.
b)    En clavos que no son de fuste liso (es decir, con resaltos de distinto tipo; puede verse la definición precisa en la norma UNE EN 14545) colocados en la testa de la pieza, se tomará como capacidad de carga de cálculo 1/3 del valor correspondiente a un clavado normal, siempre que se cumplan las siguientes condiciones:

i)    los clavos se encuentran sometidos exclusivamente a carga lateral;
ii)    al menos existen tres clavos por unión;
iii)    la penetración en la pieza de punta es como mínimo igual a 10 · d;
iv)    la unión no está expuesta a las condiciones de la clase de servicio 3;
v)    se cumplen los valores de separación de la tabla 8.2.

5    Separaciones y distancias mínimas:
Las separaciones y distancias mínimas se dan en la tabla 8.2, con las definiciones incluidas en la figura 8.7.