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2021-03-29

Consideración del módulo de deslizamiento elástico en una conexión de madera

Si se calcula una conexión de madera como se muestra en la figura 01, se puede considerar la rigidez elástica al giro resultante de la conexión. Esto se puede determinar utilizando el módulo de desplazamiento del medio de fijación y el momento polar de inercia de la conexión, despreciando el área del medio de fijación.

Momento de inercia polar

El momento de inercia polar de la conexión mostrado en la figura 01 da como resultado:

Ip = 752 + 752 + 2252 +2252 = 112.500 mm2

Módulo de determinación de desplazamiento para el estado límite de servicio

El módulo de desplazamiento para el estado límite de servicio se puede calcular según [1] Tabla 7.1. Para pernos con un diámetro de 20 mm en madera de conífera C24, esto da como resultado por plano de cortante de la siguiente manera:

Kser = 4201,5 ⋅ 20/23 = 7.485 N/mm = 7.485 kN/m

Esto da como resultado dos planos de cortante para una placa de acero interna. Además, el módulo de desplazamiento se debería multiplicar por un factor de 2,0 para las conexiones de chapa de acero y madera según [1] , capítulo 7.1 (3). Puede determinar el módulo de desplazamiento para el perno de la siguiente manera:

Kser= 2 ⋅ 2 ⋅ 7.485 kN/m = 29.940 kN/m

Determinación del módulo de desplazamiento para el estado límite último

Según [1] , el módulo de desplazamiento de una conexión en el estado límite último, Ku, se debe asumir como sigue:

Ku = 2/3 ⋅ 29.940 kN/m = 19.960 kN/m

[2] y [3] requieren considerar el valor de cálculo del módulo de desplazamiento de una conexión.

Kd = 19.960 kN/m / 1,3 = 15.354 kN/m

Determinación de la rigidez del muelle de torsión

Para el cálculo del estado límite último, debe utilizar el valor de cálculo del módulo de deslizamiento para el cálculo y el valor medio para el cálculo del estado límite de servicio, y por lo tanto obtiene dos rigideces de torsión.

Cφ,SLS = 29.940 N/mm ⋅ 112.500 mm2 = 3.368 kNm/rad

Cφ,ULS= 15.354 N/mm ⋅ 112.500 mm2= 1.727 kNm/rad

Para tener en cuenta ambas rigideces, active la subpestaña "Modificar rigidez" (seleccione la casilla correspondiente en la subpestaña Parámetros de cálculo de la pestaña Combinaciones de carga en el cuadro de diálogo Editar combinaciones y cálculos de carga). Por lo tanto, como en este ejemplo, la rigidez a torsión para todas las combinaciones de ELU se puede multiplicar por el factor Cφ, ELU/Cφ, SLS. El valor de Cφ,SLS se introduce en las condiciones de apoyo o articulación. Por lo tanto, puede calcular con una rigidez elástica a torsión de 1.727 kNm/rad en todas las combinaciones de ELS y con 3.368 kNm/rad en todas las combinaciones de ELS. Este enfoque también se muestra en el video.

En este ejemplo, la rotación de la cimentación elástica se considera infinita y no se tiene en cuenta.

Determinación de la rigidez del muelle torsional utilizando RF-/JOINTS Timber-Steel to the Timber Add-on Module

Al calcular la conexión con RF-/JOINTS Timber - Steel to Timber, también se muestran los resultados de las rigideces del muelle de torsión (ver figura 02). En RSTAB, debe cambiarlos manualmente a las condiciones de apoyo o articulación. En RFEM, esto se puede hacer automáticamente. Las conexiones se crean automáticamente en RFEM y la rigidez se adopta en consecuencia. El vídeo muestra el procedimiento.


Autor

El Sr. Rehm es responsable del desarrollo de productos para estructuras de madera y proporciona soporte técnico a los clientes.

Enlaces
Referencias
  1. Eurocódigo 5: Proyecto de estructuras de madera - Parte 1‑1: Reglas generales y reglas para edificación; EN 1995-1-1: 2010-12
  2. Anejo Nacional - Eurocódigo 5: Proyecto de estructuras de madera - Parte 1‑1: Reglas generales y reglas para edificación; DIN EN 1995-1-1/NA: 2013-08
  3. Eurocódigo 5: Proyecto de estructuras de madera - Parte 1‑1: General - Reglas comunes y reglas para la edificación - Especificaciones nacionales para la implementación de OENORM EN 1995-1-1, Comentarios nacionales y suplementos nacionales; ÖNORM B 1995-1-1:2015-06-15


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