COMPENDIO EXPERIENCIAS EN MADERA Caso: CLT, Características y Pre Diseño
Cross Laminated Timber
CLT Desarrollo e Introducción del sistema de edificación pasiva en Chile Fondef D09I1081. Desarrollo de un paquete tecnológico para un sistema constructivo en base a madera sólida contralaminada – Convenio de Desempeño de Apoyo a la Innovación en Educación Superior, CD InES, 2015.
¿Porqué el uso de la madera? EL MAÑANA ES LA EDAD DE LA MADERA “Maravillosa estructura vegetal, renovable, de fácil transformación, bella, cálida y apropiada para los más diversos usos, la madera ha servido a la humanidad desde sus orígenes. En forma permanente y continua ha estado presente a lo largo de la historia de las civilizaciones en la casi totalidad de las actividades del hombre”. Hilario José Hernández Gurruchaga, 1936 - 2010 Ex rector Universidad del Bío Bío Maderas, Cienc. Tecnol. V.12 n.2 Concepción 2010. Publicada originalmente en 1998 como Editorial de la edición lanzamiento de la revista Maderas: Ciencia y Tecnología 1(1):3-4.
CLT madera sólida contralaminada
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Material liviano y fácil de manipular. Materia prima renovable de bosques existentes. Muy resistente en relación al peso. Buen aislante térmico y eléctrico. Piezas fácilmente intercambiables. No requiere herramientas especiales. Bajo consumo de energía en su elaboración y 0 emisión de CO2.
Sistema Madera sólida Ventajas: Cambio dimensional de la madera en sentido longitudinal es mínimo. Es posible su prefabricación en industria. Las placas que se requieren en obra son de menor dimensión. Se pueden intercalar grandes vanos sin dificultad. Se pueden realizar vanos de piso a cielo.
1. Experiencias CLT, Universidad del Bío Bío
Diseño Arquitectónico
Prefabricación
El uso de paneles de madera. contralaminada provee de nuevas y atractivas posibilidades en las formas de expresión arquitectónica y modernas construcciones en madera.
Permite disminuir los tiempos y costos de construcción. La alta calidad de los elementos que se obtiene en la prefabricación permite uniones precisas entre ellos, permitiendo realizar el proyecto tal como fue concebido.
Construcción Sólida
Sustentabilidad
El elemento, construido con una sección transversal formada por varias capas de madera, en un proceso productivo innovador, es dimensionalmente estable. Su diseño significativamente simple permite una construcción en que las tolerancias pueden ser muy pequeñas y sin embargo el diseño de la estructura se mantiene sin cambios.
La madera, como base de la construcción de cada elemento usado en la estructura final, permite que la construcción sea sustentable y eficiente energéticamente. Además, los costos y el tiempo de construcción disminuyen notablemente comparada con la construcción tradicional en hormigón o albañilería, sobre todo en mediana altura.
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2. Vivienda Pasiva Desarrollo e Introducciรณn del sistema de edificaciรณn pasiva en Chile Fondef D09I1081
Fabricaciรณn y Montaje
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3. Ensayos en CITEC (Centro de Investigación y Tecnología de la Construcción UBB) Ensayo en materiales según norma chilena: Ensayo compresión sobre muro Ensayo corte sobre muro Ensayo carga horizontal sobre muro Ensayo impacto sobre muro Ensayo flexión en losas Creep en losas (experimental) Ensayos de fuego en muros y losas (Instituto de investigación y ensayo de materiales, U de Chile-IDIEM)
Ensayo compresión vertical en CLT, carga vertical 48 ton. Deformación 3 mm
Ensayos compresión lateral en CLT, carga lateral 11 ton. Deformación 70 mm, no permanente
Proceso de Fabricación de tableros CLT.
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Ensayo de conectores
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Ensayo de impacto
Ensayos de Flexiรณn y Rotura losa CLT Losa de 1,2 x 2,4 mts: espesor 100 mm, P=14 ton
4. Desarrollo de un paquete tecnológico para sistema constructivo en base a madera sólida contralaminada CD InES, 2015.
Unión monotónica con herrajes EN26891 Celda de Carga Transductor desplazamiento
Pieza madera CLT
Conectores Herraje Dispositivo transmisión de carga Elemento lineal de bajo roce
Resultados: Curva Histéresis Ensayo cíclico de uniones
Carga (kN)
150
General
Protocolo según norma EN12512 Tons 7
(mm) 100 80
100
5.6 4.1
50
2.8 1.4
0
-1.4
-20
-50
-2.8 -4.1
-60
-5.6
-80
0
-100 -15 -10 -5
0
5
10 15 20 25 30
Deformación (mm)
-7
60 40 20 0 -40
-100 180 360 540 720 900 108012601440 1630 1800 (seg)
7
5. Resultados y Tablas Ensayos Monotรณnicos Carga-deslizamiento, uniรณn con 2 clavos LBA (kN)
16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
1 2
3
4 5
6 7
8
9 10 11 12 (mm)
Curvas de carga deslizamiento para piezas con 2 clavos. Carga-deslizamiento, uniรณn con 2 tornillos LBS
16 14 12
(kN)
10 8 6 4 2 0
0
1 2
3
4 5
6 7
8
9 10 11 12 (mm)
Curvas carga deslizamiento para piezas con 2 Tornillos.
Los valores con las propiedades mecรกnicas promedio se muestran en la siguiente tabla , cuyos resultados se distinguen para clavos y tornillos, con 2 y 4 conectores respectivamente.
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Protocolo de carga Tons
(mm)
7 5.6 4.1
60
100 80
2.8 1.4
40 20
0
0 -20 -40
-1.4 -2.8 -4.1
-60
-5.6
Ensayo cíclico dirección “x”
-80 -100 180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1630 1800
-7
(seg)
Gráfico de carga Curva de Histéresis
60
General
40
Carga (kN)
20 0 -20 -40 -60
-30
-10
-20
0
10
20
30
40
Deformación (mm)
Tons
Protocolo de carga
(mm)
7 5.6 4.1
100 80
2.8 1.4
40
60 20 0
0 -1.4
-20
-2.8
-40 -60
-4.1
-80 -100 180 360 540 720 900 1080126014401630 1800
-7
(seg)
Gráfico de carga 90
General
80 70 60
Carga (kN)
Ensayo cíclico dirección “y”
-5.6
50 40 30 20 10 0 -10
0
2
4
6
8
Deformación (mm)
10
12
14
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Resultados de ensayos: “Dirección X”, según EN12512.
“Dirección Y”, según EN12512.
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TABLAS DE PRE DIMENSIONAMIENTO DE LOSAS DE CLT, en base a proyecto FONDEF D09I01081 Tablas de cargas admisibles para distintas configuraciones de apoyos. Se considera la sobrecarga exigida por la NCh 1537 para estructuras habitacionales.
Caso 1. Simplemente apoyada
Cargas admisible para diferentes luces y espesores de losas
Caso 2. Con voladizo.
Cargas admisible para diferentes luces y espesores de losas
Caso 3. Con apoyos. mĂşltiples
Cargas admisible para diferentes luces y espesores de losas
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Ministerio de Educación Gobierno de Chile CONICYT
FONDEF
Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico
Hábitat Sustentable Innovación basada en ciencias
Proyecto CDInES UBB
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL UNIVERSIDAD DEL BIO BIO
CITEC UBB
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN TECNOLOGÍAS DE LA CONSTRUCCIÓN UNIVERSIDAD DEL BÍO BÍO GENIERO IN
CO
NS
ES
S
J MS U LT O
Directora:
R
Angela Salinas B.
Investigadores: Ricardo Hempel H.
Alexander Opazo V.
Víctor Rosales G.
REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL Inscripción N° 273.760 Contacto
email acordova@ubiobio.cl fono: 56-41-3111645