Cálculo de muros de paneles de madera | 3. Planta

Artículo técnico

Este artículo muestra el efecto de las diferentes rigideces de los muros de paneles de madera en la planta.

El cálculo de la rigidez del muro se refiere al segundo artículo de esta serie.

Figura 01 - Edificio

Plano de la planta baja

Debido a su rigidez diferente, la rigidez del muro tiene una influencia considerable en la deformación total de la planta. Además, la disposición asimétrica de los muros también influye en la deformación del edificio.

Por lo general, este efecto se tiene en cuenta por las rigideces de una posición 2D.

Ejemplo

Este efecto se demuestra en un simple edificio de dos plantas. El edificio tiene un plano regular. Se puede encontrar más información sobre los criterios mínimos de rigidez en [1].

Figura 01 - Edificio

Estructura:

  • Plano del terreno = 5 m ⋅ 10 m
  • Cálculo simplificado, las ventanas se excluyen de la altura del piso.
  • Se coloca un tirante en cada extremo del muro.
  • Estructura del muro y rigidez como se describe en el artículo 2 de esta serie.
  • Tamaño de malla de elementos finitos (EF) = 1,5 m

Figura 02 - Plano de la planta baja

Cargas:

  • Peso propio y estructura = 2 kN/m²
  • Carga de viento en dirección Y global
  • WZ2
  • Altura = 100 m sobre el nivel del mar NN
  • we+d = 0,46 + 0,74 = 1,2 kN/m²
  • We,d = 1,2 kN/m² ⋅ 3 m = 3,6 kN/m

Figura 03 - Carga de viento

Combinación:

  • CO1 = 1,0 CC1 + 1,5 CC2

Rigideces del muro:

Esto da como resultado cuatro longitudes de muro diferentes. Para simplificarlo, se calculan las rigideces de los muros para barras equivalentes. La determinación de las rigideces es la misma que en el artículo anterior.

MuroLongitud [m]Módulo de elasticidad [kN/cm²]D66/D77 [kN/cm]Módulo G [kN/cm²]D88 [kN/cm]Rigidez del apoyo [kNcm/rad]
10,57929.5040,476,564.499
21,03964.7520,8011,0257.995
31,52643.1681,0414,3580.489
42,51581.9011,3618,81.612.469

Las rigideces de los muros se calculan para cada una de estas cuatro longitudes de muro. Para este propósito, cada muro se carga con una unidad de carga de 1 kN. Dado que no es posible fabricar longitudes de muro de más de 2,5 m con una altura de 2,75 m, el muro del medio se divide por la mitad.

Figura 04 - Deformaciones: izquierda sin anclaje, derecha con anclaje

En el archivo del modelo 1 de RFEM adjunto, las deformaciones para todas las longitudes de los muros se calculan como superficies y resultados de barras. En la parte superior del modelo, la deformación se calcula sin un anclaje de pared y en la parte inferior con uno. Las deformaciones también se comparan en la figura 04.

A partir de las deformaciones determinadas de los muros individuales, se calcula una rigidez para cada muro.

Como ejemplo, se obtiene la rigidez para el muro 1 con una longitud de 50 cm:
C = F / u = 1 kN / 22,5 mm = 0,044 kN/mm
c = F / l ⋅ C = 1 kN / 0,5 m ⋅ 0,044 kN/mm = 0,088 N/mm²

Para todos los muros:


1er muro | l = 0,5 m | c = 0,088 N/mm²
2do muro | l = 1,0 m | c = 0,164 N/mm²
3er muro | l = 1,5 m | c = 0,230 N/mm²
4o muro | l = 2,5 m | c = 0,333 N/mm²

Estas rigideces se asignan al apoyo en línea respectivo en el plano del piso (ver Figura 05). El plano de la planta se puede encontrar en el archivo 2 del modelo de RFEM adjunto.

Figura 05 - Reacciones en apoyos y rigidez

Debido a que el edificio es simétrico, no hay rotación en el mismo. Este artículo explica esto con más detalle. El video adjunto muestra cómo se desarrollan las fuerzas horizontales en un plano de la planta asimétrico contra la dirección de la carga.

Resumen

Este artículo ha mostrado el cálculo por planta de edificios de paneles de madera. Las rigideces se pueden determinar por medio de elementos de superficie o elementos de barras. Se tienen en cuenta las elasticidades resultantes de un anclaje.

Use el archivo Excel adjunto para reproducir el cálculo de los ejemplos.

Seguirá una parte final de esta serie de artículos técnicos, que mostrará el diseño de los esfuerzos determinados a partir de las reacciones en los apoyos en línea (ver Figura 05).

Palabras clave

Panel basado en madera Construcción de pórtico de madera Muro de paneles de madera OSB (fibras orientadas) Plano de la planta baja

Referencia

[1]   INFORMATIONSDIENST HOLZ: holzbau handbuch | Reihe 1 | Teil 1 | Folge 7 - Holzrahmenbau. Düsseldorf: Informationsverein Holz e.V., 2015

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