Comportamiento de barras metálicas encoladas en piezas de madera para el diseño de uniones

Resumen

El diseño de uniones constituye uno de los aspectos más relevantes tanto en el proyecto de estructuras de madera como en la recuperación de entramados antiguos. Dentro del amplio abanico de posibles soluciones, la utilización de barras metálicas encoladas ocultas constituye una eficaz alternativa. En este contexto, nuestro equipo ha desarrollado una extensa campaña numérica y experimental sobre el comportamiento de anclajes rectos. En la misma se han ensayado probetas confeccionadas con diferentes especies de madera (coníferas y frondosas), utilizando tanto piezas aserradas como laminadas y microlaminadas. Asimismo, se han empleado diversos adhesivos estructurales, incluyendo productos de base epoxídica, poliuretano, poliéster y neopreno, siendo los primeros los que han evidenciado mejores prestaciones. En cada caso se ha analizado la influencia de los diferentes parámetros geométricos que integran el problema: longitud de anclaje, diámetro de barra, espesor de adhesivo, separación de la barra al borde de la pieza, y proporciones de la misma. La mayor parte del estudio se ha centrado en la transmisión de la fuerza en dirección paralela a la fibra, si bien también se ha desarrollado una campaña en sentido transversal con objeto de analizar las importantes diferencias de comportamiento. Los ensayos se han implementado en una máquina universal mediante disposiciones a tracción doble y tracción-compresión, lo que a su vez ha permitido valorar adicionalmente la posible incidencia del tipo de ensayo en los resultados finales. En el documento se clasifican los diferentes modos de fallo posibles, analizando en consecuencia los aspectos que pueden propiciar cada configuración. Paralelamente se estudia el comportamiento tensodeformacional, a efectos de lograr conexiones suficientemente dúctiles, y se determinan los valores de carga última. Con relación a dicha resistencia se recoge una posible formulación predictiva, con un mayor ajuste experimental que la actualmente disponible en el marco normativo (anexo informativo contenido en el Eurocódigo 5, específicamente orientado a las soluciones de madera laminada). Por otra parte, los resultados de esta investigación han permitido desarrollar dispositivos de mejora, objeto de sendas patentes. Se presentan en consecuencia soluciones mediante la inclusión de bulbos de adhesivo, ya sea en el extremo interior de la longitud de anclaje o mediante ensanchamientos sucesivos a lo largo de la misma. Para ello se han desarrollado brocas articuladas, igualmente patentadas, que facilitan dichas configuraciones haciendo uso de taladros convencionales. Estas disposiciones facilitan incrementos reseñables tanto en la capacidad portante como en la ductilidad de la unión.