Uso estructural de la madera

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2 Uso estructural de la madera Introducción Por vez primera en España se cuenta con un marco normativo de la madera estructural. Este marco facilita la equiparación normativa de la madera en el mercado con otros productos de la construcción, teniendo en cuenta que la madera ofrece además otras ventajas como sostenibilidad, adaptabilidad y facilidad de uso. El objetivo de la madera estructural en la construcción es como en el caso de los demás materiales, garantizar unas prestaciones mínimas relacionadas con los siguientes requisitos esenciales del Código Técnico de la Edificación: Seguridad en las estructuras Seguridad contra incendio Seguridad de utilización Salubridad Protección contra el ruido Ahorro energético En el presente documento se presentan los productos de madera para uso estructural, su clasificación funcional y el marcado que deben llevar y los factores a tener en cuenta en el cálculo estructural. Foto: Rehabilitación en Santillana del Mar. Cantabria 2

3 1.1. Madera aserrada 1. Productos más habituales de utilización estructural Consiste en piezas de madera obtenidas a partir de trozas u otras piezas de madera de mayores dimensiones, por arranque de serrín o partículas en sentido longitudinal, con posibilidad de sufrir un retestado y/o mecanización suplementaria, para obtener el nivel de acabado requerido. Las superficies se denominan: Cara (h): cualquiera de las superficies longitudinales opuestas de mayor anchura y longitud. Si la sección es cuadrada cualquiera de ellas. Canto (b): Cualquiera de las dos superficies longitudinales opuestas más estrechas. Testa: extremo de una pieza de madera, plano y perpendicular al eje de la misma. Foto: Rectoral de San Martiño de Mondoñedo. Según la Norma UNE 336:2003. "Madera estructural. Dimensiones y tolerancias", las dimensiones se medirán según la Norma UNE EN Las tolerancias admisibles son las siguientes: 3

4 Tolerancias sobre las dimensiones de la sección transversal: En cualquier sección de una pieza de madera, el grosor real y la anchura real no pueden desviarse sobre las dimensiones nominales en más de: Clase de tolerancia 1 Clase de tolerancia 2 Grosor y anchura 100 mm mm mm Grosor y anchura > 100 mm mm -1,5 +1,5 mm El grosor real medio y la anchura real media de la madera aserrada no deben ser menores a las dimensiones nominales considerando y admitiendo las variaciones dimensionales debidas a las variaciones de humedad. Tolerancias admisibles sobre la longitud: No se admiten desviaciones negativas. Clasificación estructural Coníferas y chopo Clase resistente Frondosas Propiedades en N/mm2 C14 C16 C18 C24 C27 C30 D30 D35 D40 Flexión f m,g,k Tracción paralela f t,0,g,k Tracción perpendicular f t,90,g,k 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,6 0,6 0,6 Compresión paralela f c,0,g,k Compresión perpendicular f c,90,g,k 2,0 2,2 2,2 2,5 2,6 2,7 8,0 8,1 8,3 Cortante f v,g,k 3 3,2 3,4 4,0 4,0 4,0 4,0 4 4,0 Mod. Elasticidad Paralelo medio E 0,g,medio , Mod. Elasticidad Paralelo 5º percentil E 0,g,05 4,7 5,4 6,0 7,4 7,7 8,0 10,1 10,1 10,9 Mod. Elasticidad Perpendicular medio E 90,g,medio 0,23 0,27 0,30 0,37 0,38 0,40 0,8 0,8 0,86 Mod. Transversal medio G g,medio 0,44 0,50 0,56 0,69 0,72 0,75 0,75 0,75 0,81 Densidad Característica ( kg/m3 ) Densidad Media ( kg/m3 ) ρ k ρ media Fuente: Código Técnico de la Edificación La clase resistente es el número que indica el valor de la resistencia a la flexión en Newtons por milímetro cuadrado para la madera de uso estructural. Cada clase indica los valores característicos de las propiedades de resistencia, rigidez y densidad. Referencia UNE EN 338:2003 Marcado CE UNE EN El fabricante tiene la responsabilidad ineludible de que su cliente reciba el marcado CE; el resto de la documentación (declaración, certificado, etc.), en principio, el fabricante no está obligado a entregarla con el producto, pero es razonable que la entregue en la medida en que el cliente la precise o ante posibles dudas de cumplimiento. 4

5 Coníferas Frondosas Abeto, Cedro, Cedro rojo del Pacífico, Pino Amarillo del Sur, Pino silvestre, Pino pinaster (gallego), Pino insignis, Pino Oregón Caoba, Castaño, Cerezo europeo, Cerezo americano, Elondo/ Talí, Eucalipto, Fresno, Fresno rojo americano, Haya europea, Haya americana, Ipé, Iroko, Jatoba, Massaranduba, Nogal, Nogal americano, Roble, Roble blanco americano, Roble rojo americano, Sapelli, Sucupira, Wengé Requisitos del marcado a) El símbolo "CE". b) El número de identificación del organismo de identificación notificado. c) Nombre o marca comercial del fabricante. d) La información requerida en el apartado b) o una referencia que identifique la documentación en la que figura la información requerida en el apartado b). e) Si la madera está clasificada mecánicamente, la letra M y la clase resistente según la norma EN 388 (si es aplicable) y si no, la letra M y la clase resistente y la norma de clasificación. f) Si la madera está clasificada visualmente, la clase resistente tal como se asigna en la Norma Europea EN 1912, y si no está incluida en la Norma Europea 1912, la clase resistente y la norma de clasificación. g) Cualquier restricción particular de utilización. h) La leyenda "CLASIFICADA SECA" si es aplicable. i) Si la madera está tratada con un producto protector, el marcado complementario según el proyectoo de Norma Europea pren Requisitos del marcado CE sobre el producto o en la documentación comercial Para una sola especie, el código de la especie conforme a la Norma Europea EN Para grupos de especies, el código de especie conforme a la tabla 4. La referencia a la Norma Europea Si la madera está clasificada mecánicamente, el código de identificación del país o de la región de origen, conforme a la Norma Europea EN ISO Si la madera está clasificada visualmente y marcada con una clase resistente, la clase y la norma de clasificación. Número de identificaciónn del organismo de certificación del CPF. El nombre y dirección registrada del fabricante. Dos últimos dígitos del año en que se fijó el marcado CE. El número del certificado CE del CPF. Descripción del producto (únicamente en la documentación comercial de acompañamiento). Resistencia a la flexión, a la compresión, a la tracción y al cortante (puede indicarse mediantee referencia a una clase resistente). Clase de reacción al fuego y subclase, o clase F. Durabilidad: para la madera no tratada, la clase de durabilidad con la referencia a la Norma Europea EN o "Durabilidad PND" (Prestación no determinada); para la madera tratada, un marcado complementario conforme con el proyecto de Norma pren La fecha de entrada en vigor del marcado CE, ha sido modificada pero todavía no es pública. Por tanto no es obligatorio paraa las empresas realizar el marcado de sus productos de madera aserrada. 5

6 1.2. Madera laminada encolada Se define como elementos estructurales formados por la unión encolada de láminas de madera con la fibra orientada básicamente de forma paralela. Los elementos tienen un espesor de lámina cepillada menor o igual a 45 mm. Las especificaciones y requisitos de fabricación de la madera laminada encolada están recogidas en la norma UNE EN 386:2002. Asimismo, en función de la calidad de las láminas puede ser: madera laminada encolada homogénea: dispone de una sección transversal en la que todas las láminas son de la misma calidad (clase resistente), y a la misma especie (o combinación de especies). madera laminada encolada combinada: dispone de una sección transversal en la que láminas interiores y exteriores son de calidades diferentes (clases resistentes) o a especies (o combinaciones de especies) diferentes. Foto: Laminados Villapol Foto: Laminados Villapol Longitud Dimensiones Tolerancias mm L 2m: ±2 mm 20 mm L < 2 m: ±0,1 % L > 20m: ±20 mm Ancho mm ±2 mm Grosor Coníferas: mm Frondosas: mm Grosor 400 mm: +4,-2 mm Grosor > 400 mm: +1,-0,5 % Foto: Palacio de los deportes. Torres Novas 6

7 Clasificación estructural Propiedades en N/mm2 Clase resistente GL24c GL24h GL28c GL28h GL32c GL32h GL36c GL36h Flexión f m,g,k Tracción paralela f t,0,g,k 14 16,5 16,5 19,5 19,5 22,5 22,5 26 Tracción perpendicular f t,90,g,k 0,35 0,4 0,4 0,45 0,45 0,5 0,5 0,6 Compresión paralela f c,0,g,k ,5 26, Compresión perpendicular f c,90,g,k 2,4 2,7 2, ,3 3,3 3,6 Cortante f v,g,k 2,2 2,7 2,7 3,2 3,2 3,8 3,8 4,3 Mod. Elasticidad Paralelo medio E 0,g,medio 11,6 11,6 12,6 12,6 13,7 13,7 14,7 14,7 Mod. Elasticidad Paralelo 5º percentil E 0,g,05 9,4 9,4 10,2 10,2 11,1 11,1 11,9 11,9 Mod. Elasticidad Perpendicular medio E 90,g,medio 0,32 0,39 0,39 0,42 0,42 0,46 0,46 0,49 Mod. Transversal medio G g,medio 0,59 0,72 0,72 0,78 0,78 0,85 0,85 0,91 Densidad Característica ( kg/m3 ) ρ k Fuente: Código Técnico de la Edificación La clase resistente es el número que indica el valor de la resistencia a la flexión en Newtons por milímetro cuadrado para la madera de uso estructural. Cada clase indica los valores característicos de las propiedades de resistencia, rigidez y densidad. Ref.: UNE EN 338:2003. Marcado CE UNE EN 14080:2006 Requisitos del marcado CE a) Número de esta norma europea. UNE-EN 14080:2006. b) Identificación del fabricante, logotipo o nombre. c) Valores característicos; esto puede hacerse mediante referencia en un perfil de resistencia documentado o una clase de resistencia definida en la Norma Europea EN d) Tipo de adhesivo. e) Número del certificado de conformidad. f) Especie de madera. Excepcionalmente, la utilización final podría requerir la omisión del marcado por razones estéticas. En tales casos cuando el cliente declare específicamente que la madera laminada encolada queda libre de marcas, cada suministro debe acompañarse de un documento en el que se declare como mínimo la siguiente información además de la mencionada en los apartados a) a d) anteriores: nombre y dirección del cliente número de pedido del cliente dimensiones y cantidades de la madera laminada encolada suministrada El símbolo del marcado CE debe figurar también en los documentos comerciales de acompañamiento y debe incluir, además de lo anterior, la siguiente información: el número del organismo notificado, los dos últimos dígitos del año en que se fijó el marcado CE, la clase de formaldehido (si procede), la clase de reacción al fuego de acuerdo con la Norma Europea EN , la especie de madera y la clase de durabilidad. Para la madera laminada se retrasa la entrada en vigor del marcado CE hasta el

8 1.3. Madera microlaminada Material compuesto por chapas de madera con las fibras orientadas esencialmente en la misma dirección (no se excluye la presencia de chapas orientadas perpendicularmente). En algunos casos especiales con el objeto de mejorar las prestaciones se puede incorporar en el alma una seriee de chapas encoladas con la dirección paralela entre sí pero perpendiculares a la de las chapas de la caraa y contracara (suelen representar el 20 % total de las chapas). El espesor de las chapas es de 5 mm como máximo. Se fabrica principalmente utilizadas son: a partir de maderas de coníferas. Las especies más Foto: Lignum Facile Abeto (Abies alba),, Pino oregón (Pseudotsuga menziesii), Alercee (Larix decidua) y Pino amarillo del Sur (Pinus tadea). Longitud Ancho Grosor Dimensiones mm mm Tolerancias ±5 mmm Ancho < 400 mm: +4,-2 mm Ancho 400 mm: +1,-0,5 % + (0,8 + 0,03 t), - (0,4 + 0,03 t) mm Marcado CE UNE EN 14374:2005 Requisitos del marcado a) el número de identificación del organismo de certificación; b) el nombre o logotipo del fabricante; c) los dos últimos dígitos del año de impresión del marcado CE; d) el número del certificado de conformidad CE o del certificado de control de producción en fábrica; e) la referencia a esta norma europea f) la descripción del producto (por ejemplo: LVLL estructural y percentil 5 de densidad) g) información sobre los requisitos esenciales siguientes: Módulo de elasticidad Resistencia a la flexión Resistencia a la compresión Resistencia a la tracción Resistencia al cortante Resistencia de encoladoo Reacción al fuego Emisión de formaldehido Durabilidad El fabricante o su representante autorizado es el responsable de la fijación del marcado CE, debe estar visible sobre el producto de madera microlaminada, así como en la documentación comercial que lo acompaña. 8

9 2. F 2.1. Calidad de la madera actores que influyen el cálculo de las estructuras La relación de calidades de la madera y las clasess resistentes, se recogen con carácter informativo en el Anexo C del CTE, DB SE-M. Estas asignaciones están recogidas en la norma UNE-EN 1912:2005+A2:2008 Madera estructural. Clases resistentes. Asignación de calidades visuales y especies. Dicha norma permite a los distintos países ir incorporando nuevas especies y calidades visuales, de forma que se aumenta la disponibilidad de madera estructural. Foto: Patio de la escuela Pierre Corneille 2.2. Duración de la carga Para realizar el cálculo de las estructuras de madera es necesario definir la duración de cada acción. La clase de duración junto con el tipo de material ( madera maciza o madera laminada encolada) y la clase de servicio definen el valor del coeficiente K m mod que va a afectar al valor característico de las propiedades resistentes. Clase de duración de las acciones Clase de duración Permanente Larga Media Corta Instantánea Duración aproximada acumulada de la acción en valor característico más de 10 años de 6 meses a 10 años de una semana a 6 meses menos de una semana algunos segundos Acción Permanente, peso propio Apeos o estructuras provisionales no itinerantes Sobrecarga de uso; nieve en localidades de > 1000m Viento; Nieve en localidades de < 1000m Sismo 9

10 2.3 Condiciones de servicio de la estructura Para considerar el efecto de las condiciones ambientales (humedad relativa y temperatura) en las propiedades de la madera, se defines las clases de servicio que se presentan a continuación: 1 Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2º C y una humedad relativa del aire que solo exceda el 65% unas pocas semanas al año. Foto: CIS Madeira 2 Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2º C y una humedad relativa del aire que solo exceda el 85% unas pocas semanas al año. La humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede el 20%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera bajo cubierta, pero abiertas y expuestas al ambiente exterior, como es el caso de cobertizos y viseras. Las piscinas cubiertas, debido a su ambiente húmedo, encajan también en esta clase de servicio. Foto: Centro de visitantes Savill 3 Condiciones ambientales que conduzcan a contenido de humedad superior al de la clase de servicio 2. 10

11 3. Otros productos de uso estructural Tablero Contrachapado Plywood Tablero de Virutas Orientadas Oriented Strand Boards Clase 1 (am Clase 2 (am Clase 3 (am mb. seco) mb. húmedo) mb. exterior) OSB2 (amb. seco) OSB3 (amb. húmedo) OSB4 (altas prestaciones amb. húmedo) Tablero de Partículas Particleboards Tableros de Fibras Mdf Medium Density Fibreboard P4 (estructural amb. seco) P5 (estructural amb. húmedo) P6 (altas prestaciones amb. húmedo) P7 (altas prestaciones amb. húmedo) Tablero de Fibras Duro HB Wood HardBoards MDF.LA (e MDF-HLS estructural amb. seco) (estructural amb. húmedo) Fibras Semi Duros MB Wood MediumBoard H HB.LA1 (es HB.LA2 (es HB.LA (estructural amb. seco) structural amb. húmedo) structural altas prestaciones amb. húmedo) Tablero Madera Macizaa Solid Wood Panels MBH.LA1 MBH.LA2 MBH.HLS MBH.HLS (estructural amb. seco) (estructural altas prestaciones amb. seco) 1 (estructural amb. húmedo) 2 (estructural altas prestaciones amb. húmedo) Partículas Aglomeradas con Cemento Cement-Bonded Particleboards SWP1 (amb. seco) SWP2 (amb. húmedo) SWP3 (amb. exterior) Clase 1 (a Clase 2 (a Clase 3 (a amb. seco) amb. húmedo) amb. exterior) 11

12 Uso estructural de la madera El nuevo marco normativo sitúa a la madera estructural en una posición competitiva frente a los demás materiales de construcción existentes en el mercado. Actualmente, se dispone de una amplia gama de productos y soluciones estructurales derivadas de la madera, con características diferenciadoras: alto rendimiento, bajo peso y alta densidad que posibilita su uso en múltiples especificaciones. Las crecientes innovaciones en la industria de la madera y las características intrínsecas de este material estimulan a replantearse los sistemas constructivos típicos a la vez que favorecen una construcción más eficiente energéticamente y más sostenible. Si desea más información, puede contactar con: lignum facile (lignumfacile@clustermadeira.com) Teléfono: (0034) Fax: (0034) Localización: Praza Salvador García Bodaño 7, 1ºA. CP Santiago de Compostela. Una iniciativa de: Cluster de la Madera de Galicia Empresas colaboradoras: Corral y Couto Financiera Maderera Galiperfil Grupo byp Grupo Losan Grupo Molduras Laminados Villapol Moblegal Maderas Peteiro Portadeza Xoane Con la participación: Universidad de Vigo Consorcio de la Zona Franca de Vigo Fundación Instituto Tecnológico de Galicia. ITG CIS Madeira: Centro de Investigación y Servicios de la Madera de Galicia. REFERENCIA: C05/ Madera estructural 12