1. No category

GUÍA TÉCNICA
X-RAD
X-SEAL
X-PLATE
X-ONE
X-RAD es un sistema de conexión completo para edificios multiplanta de CLT. Se compone de 3 partes:
X-ONE conector universal para paneles de CLT;
X-PLATE gama completa de placas de conexión;
X-SEAL sistema complementario para la estanqueidad al aire y el confort térmico-acústico.
Simplifica las operaciones en obra, asegurando un montaje rápido y preciso.
Comportamiento mecánico, térmico y acústico optimizado para asegurar las máximas prestaciones.
SENCILLO
El panel de CLT con X-RAD se puede aprovechar al máximo utilizando uniones
empernadas sumamente prácticas y rápidas de realizar.
Para todo tipo de aplicación.
RÁPIDO Y PRECISO
Levantamiento, desplazamiento y emplazamiento rápidos y seguros.
Montaje en el suelo y entre las paredes superrápido gracias a las uniones empernadas.
COMPLETO
Los 3 componentes colaboran entre sí para asegurar en la obra las máximas
prestaciones mecánicas, térmicas y acústicas.
2
1
2
3
4
1. Levantamiento y desplazamiento de los paneles
2. Unión de la pared al suelo
3. Conexión entre las paredes
4. Sellado de la conexión
3
ÍNDICE
1. INSTALACIÓN: X-ONE
Descripción
Emplazamiento
Fijación manual
Fijación con prensa neumática
2. OBRA: X-PLATE
Descripción
Unión al suelo
Montaje de las paredes
3. REVESTIMIENTO: X-SEAL
Descripción
Comportamiento termohigrométrico
Comportamiento acústico
4. INGENIERÍA ESTRUCTURAL
Estudios experimentales
Modelo de elementos finitos
Modelos analíticos
Resistencias de proyecto
4
PRODUCCIÓN
Y CORTE DE CLT
CONSTRUCCIÓN
TERMOTECNIA
5
1. X-ONE
INSTALACIÓN
X-ONE es el componente principal del sistema X-RAD.
Objeto de numerosas publicaciones y ganador de prestigiosos premios internacionales, es la primera conexión del mundo
pensada y optimizada para aprovechar al máximo los recursos mecánicos del CLT.
Puede utilizarse dentro del sistema completo X-RAD para edificios multiplanta y en todas las aplicaciones que requieren la
transferencia de esfuerzos elevados.
SOLUCIÓN ÚNICA
Un solo elemento para la transferencia de los esfuerzos de corte y de tracción.
Un solo elemento para levantar, desplazar, emplazar y fijar.
Un solo elemento para paneles de CLT de 100mm, 120mm, 140mm, 160mm de espesor.
FUERTE
La introducción de 6 tornillos todo rosca de diámetro y longitud elevados, con
distribución radial e inclinación simétrica, permite la transferencia de esfuerzos
extremadamente elevados en cualquier dirección.
SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Sistema de conexión ideal para la proyección sísmica con valores de ductilidad probados y certificados (ETA 15/0632)
6
1
2
4
3
1. Levantamiento, emplazamiento y conexión de módulos prefabricados
2. X-ONE dentro del sistema X-RAD
3. Transferencia de esfuerzos horizontales (sismo o viento) al núcleo resistente de CLS
4. Conexión del panel de CLT a estructuras de acero
7
1.1 DESCRIPCIÓN
Ø6
X-ONE es un elemento de conexión liviano y compacto, apto para asegurar prestaciones mecánicas excelentes. Su geometría permite el uso en el
sistema X-RAD y como elemento de conexión
individual para aplicaciones particularmente
complejas.
273
Ø6
X-ONE se fija al panel de CLT con 6 conectores
XVGS11350 introducidos en preorificios orientados. La introducción de los tornillos en el CLT en
la dirección dictada por los orificios guía de X-ONE
asegura una fijación sumamente resistente a los
esfuerzos en cualquier dirección.
90
36
90
102
89
45°
113
113
Ø18
273
6 conectores todo rosca diámetro 11 mm
cód. XVGS11350
2 tornillos autorroscantes HBS5120
conector X-ONE
superficie plana sobre la cual fijar X-ONE
panel de CLT
8
1.2 EMPLAZAMIENTO
Independientemente del espesor del panel y de
su colocación en obra, el corte para la fijación de
X-ONE se realiza en los vértices de las paredes, a
45°, y tiene una longitud de 360,6mm.
(1)
mín. 300 mm
255,0 mm
45°
X-ONE se fija sobre la superficie inclinada en posición central, tanto respecto de la longitud del
corte como en la dirección del espesor del panel
(s). Esta regla vale independientemente del espesor del panel.
255,0 mm
s/2
255,0 mm
36
0,6
0,3
18
m
m
m
m
S
(1)
Se recomienda no realizar cortes y mecanizados en el panel de CLT en un radio de 300mm alrededor de X-ONE, para evitar dañar los tornillos de fijación y las herramientas
de corte.
9
1.3 INSTALACIÓN MANUAL
Para el uso no en serie de X-ONE y para las aplicaciones que no prevén el uso de la prensa neumática, es posible instalar X-ONE
manualmente.
1. Poner X-ONE sobre la superficie de fijación.
2. Fijar momentáneamente X-ONE al panel de CLT con 2 tornillos HBS5120 para prevenir desplazamientos del elemento durante
las operaciones de fijación definitiva.
3. Proceder a la fijación definitiva de X-ONE con 6 conectores XVGS11350.
Una vez concluida la fijación definitiva, es posible quitar los tornillos de premontaje.
1
2
3
1.4 FIJACIÓN CON PRENSA NEUMÁTICA
El sistema neumático permite emplazar X-ONE de manera rápida y precisa. Los pasos son los siguientes:
1. Acercar las guías laterales a los lados ortogonales del panel para adherir el cuerpo de la pinza al lado oblicuo.
Apretar la pinza sobre el panel.
2. Poner X-ONE en el alojamiento sobre la pinza neumática y bloquearlo en posición.
3. Fijar X-ONE al panel con 6 conectores XVGS11350.
1
10
2
3
código
XONE
B [mm]
90
L [mm]
273
H [mm]
113
TORNILLO X-VGS
código
XVGS11350
d1[mm]
11
L [mm]
350
b[mm]
340
TX
50
un./paq.
25
TORNILLO HBS
código
HBS5120
d1 [mm]
5
L [mm]
120
b[mm]
60
TX
25
un./paq.
100
SOPORTE DE MONTAJE JIG-ONE
código
JIG-ONE
X-ONE
un./paq.
1
descripción
prensa neumática para el montaje de X-ONE
un./paq.
1
11
2. X-PLATE
OBRA
X-PLATE es la gama de placas de acero certificadas compuesta por:
X-BASE, placas soldadas para la conexión de las paredes al suelo
X-MID, placas plegadas para la conexión en altura entre las paredes
X-TOP, placas plegadas para la conexión entre las paredes a nivel del techo
X-PLATE permite montar en obra los paneles de CLT.
Los espesores de panel conectables varían entre 100mm y 160mm.
Las placas X-BASE introducen un nuevo concepto de trazo y realización de la unión al suelo, con el cual el montaje de las paredes
resulta sumamente rápido y preciso, con un ahorro de tiempo de instalación del edificio comprendido entre el 40% y el 60%.
SENCILLO
El montaje de los paneles en obra se realiza simplemente mediante la
fijación de pernos de acero.
COMPLETO
La gama responde a cualquier exigencia de obra, desde la unión al suelo hasta la
conexión entre las paredes en diferentes niveles y con diferentes espesores y hasta el
cierre de las paredes en el encuentro con el techo.
CERTIFICADO
Alta calidad garantizada por la proyección de los componentes X-PLATE bajo la
dirección de Rothoblaas y por la marca CE según EN1090
12
1
3
2
1. Las placas de base se emplazan
según el trazado de los orificios de
referencia
2. Los paneles se conectan entre sí
rápidamente a través de X-PLATE
3. Posibilidad de instalar una barra pasante
para esfuerzos de tracción elevados
13
2.1 CÓDIGOS X-PLATE
X-ONE convierte el panel de CLT en un módulo dotado de orificios para la fijación.
X-PLATE permite a los módulos convertirse en edificios.
Se pueden conectar paneles de 100mm, 120mm, 140mm y 160mm de espesor.
Los paneles pueden estar alineados, formar un ángulo recto, estar dispuestos en T o en X.
X-PLATE es la solución para cualquier situación de obra.
Las placas X-PLATE se identifican según su nivel de colocación
en el edificio (X-BASE, X-MID, X-TOP), según la posición relativa entre los paneles conectados dentro
del piso (O, I, T, X, G, J) y según el espesor de los paneles conectados
en elevación (100mm – 100mm, 120mm – 100mm, 120mm – 120mm, etc.)
COMPOSICIÓN DEL CÓDIGO X-PLATE
CÓDIGOS
nivel
forma
MT140120
M
T
Ensamblaje de X-PLATE MID
14
espesor panel 1
140
espesor panel 2
120
TOP
MID
nivel
MID
BASE
G
T
X
forma
O
mismo nivel
mismo espesor
J
I
t2
espesor
piso superior
piso inferior
entramado
t1
t2
100mm
100mm
120mm
120mm
140mm
140mm
160mm
160mm
t1
15
TECHO
Top
Mid
Código
TX120
TT120
TJ120
TG120
TI120
TO120
Código
TX140
TT140
TJ140
TG140
TI140
TO140
Código
TX160
TT160
TJ160
TG160
TI160
TO160
100 mm
120 mm
140 mm
160 mm
Código
MX100100
MT100100
MJ100100
MG100100
MI100100
MO100100
100 mm
Base
Código
TX100
TT100
TJ100
TG100
TI100
TO100
Código
MX120100
MT120100
MJ120100
MG120100
MI120100
MO120100
Código
MX120120
MT120120
MJ120120
MG120120
MI120120
MO120120
Código
MX140120
MT140120
MJ140120
MG140120
MI140120
MO140120
120 mm
Código
MX140140
MT140140
MJ140140
MG140140
MI140140
MO140140
140 mm
Código
MX160140
MT160140
MJ160140
MG160140
MI160140
MO160140
Código
MX160160
MT160160
MJ160160
MG160160
MI160160
MO160160
160 mm
Código
Código
Código
Código
BX100
BT100
BJ100
BG100
BI100
BO100
BX120
BT120
BJ120
BG120
BI120
BO120
BX140
BT140
BJ140
BG140
BI140
BO140
BX160
BT160
BJ160
BG160
BI160
BO160
SUELO
X-PLATE UNIVERSAL
código
XPLATEUNI01
16
X-PLATE UNIVERSAL
código
XPLATEUNI02
forma X
forma T
forma J
forma G
forma I
forma O
TX
4 XONE
24 XVGS11350
TT
3 XONE
18 XVGS11350
TJ
2 XONE
12 XVGS11350
TG
2 XONE
12 XVGS11350
TI
2 XONE
12 XVGS11350
TO
1 XONE
6 XVGS11350
MX
8 XONE
48 XVGS11350
MT
6 XONE
36 XVGS11350
MJ
4 XONE
24 XVGS11350
MG
4 XONE
24 XVGS11350
MI
4 XONE
24 XVGS11350
MO
2 XONE
12 XVGS11350
BX
4 XONE
24 XVGS11350
BT
3 XONE
18 XVGS11350
BJ
2 XONE
12 XVGS11350
BG
2 XONE
12 XVGS11350
BI
2 XONE
12 XVGS11350
BO
1 XONE
6 XVGS11350
X-BOLT
código
d [mm]
L [mm]
un./paq.
Perno de cabeza hexagonal galvanizado
Clase de acero 8.8
EKS1640
EKS1650
EKS1660
16
16
16
40
50
60
50
50
50
X-ULS
código
bar
dINT [mm]
dEXT [mm]
s [mm]
un./paq.
Arandela DIN125 Acero S235
ULS17303
M16
17
30
3
500
X-MUT
código
bar
h [mm]
Ch [mm]
un./paq.
Tuerca DIN934 Clase de acero 8
MUT93416
M16
13
24
100
17
2.2 UNIÓN AL SUELO
X-RAD aumenta a los máximos niveles las ventajas de la construcción en madera.
El emplazamiento de las placas X-BASE sobre la cimentación, efectuado según el procedimiento previsto, asegura la máxima
precisión y permite una gran rapidez en el montaje de las paredes.
Adquisición de los dibujos de las placas X-BASE de www.rothoblaas.com.
forma =
G
espesor = 100
BG100
Los puntos de referencia para el trazado y los orificios a realizar para la fijación en el suelo se encuentran en la posición
correcta en la planta del piso 0.
18
Los orificios de referencia de cada X-BASE se superponen a los puntos trazados.
Los orificios de referencia permiten identificar X-BASE
de manera unívoca, previniendo los errores de emplazamiento.
Las X-BASE emplazadas se nivelan entre sí a la altura
prevista mediante los espesores.
La fijación al suelo de X-PLATE se realiza mediante la
introducción de la barra de tracción, que permite en
lo sucesivo la regulación del emplazamiento y la colocación de los tacos de corte.
El panel de CLT correctamente emplazado sobre
X-BASE resultará alineado al canto inferior de la placa.
Para tener espacio entre la cimentación y el canto inferior del panel se pueden insertar espesores durante
la nivelación de X-BASE.
19
2.3 MONTAJE DE LAS PAREDES
Las paredes de CLT se montan en obra utilizando uniones empernadas
y placas específicas, desarrolladas expresamente para permitir cualquier
configuración geométrica y combinación de espesores de panel.
La gama X-PLATE lleva la marca CE EN1090, dado que permite el montaje
rápido de las paredes y garantiza la seguridad estructural.
T
T
α
En función del peso del panel de CLT y del ángulo comprendido entre los
dos cables de elevación (α), es posible confrontar la fuerza que se ejerce
sobre cada punto de enganche (T) con el valor de resistencia global característica (Rk) de cada X-ONE (aplicando los coeficientes de seguridad
pertinentes).
α
50°
60°
70°
80°
90°
100°
110°
120°
20
peso del panel de CLT
600 Kg
800 Kg
1000 Kg
1200 Kg
1400 Kg
1600 Kg
1800 Kg
2000 Kg
T = 3,31 kN
T = 3,46 kN
T = 3,66 kN
T = 3,91 kN
T = 4,24 kN
T = 4,66 kN
T = 5,23 kN
T = 6,00 kN
T = 4,41 kN
T = 4,61 kN
T = 4,88 kN
T = 5,22 kN
T = 5,65 kN
T = 6,22 kN
T = 6,97 kN
T = 8,00 kN
T = 5,51 kN
T = 5,77 kN
T = 6,10 kN
T = 6,52 kN
T = 7,07 kN
T = 7,77 kN
T = 8,71 kN
T = 10,00 kN
T = 6,62 kN
T = 6,92 kN
T = 7,32 kN
T = 7,83 kN
T = 8,48 kN
T = 9,33 kN
T = 10,46 kN
T = 12,00 kN
T = 7,72 kN
T = 8,08 kN
T = 8,54 kN
T = 9,13 kN
T = 9,89 kN
T = 10,89 kN
T = 12,20 kN
T = 14,00 kN
T = 8,82 kN
T = 9,23 kN
T = 9,76 kN
T = 10,44 kN
T = 11,31 kN
T = 12,44 kN
T = 13,94 kN
T = 16,00 kN
T = 9,93 kN
T = 10,39 kN
T = 10,98 kN
T = 11,74 kN
T = 12,72 kN
T = 14,00 kN
T = 15,69 kN
T = 18,00 kN
T = 11,03 kN
T = 11,54 kN
T = 12,20 kN
T = 13,05 kN
T = 14,14 kN
T = 15,55 kN
T = 17,43 kN
T = 20,00 kN
Rk X-ONE
103,48 kN
101,86 kN
100,24 kN
98,62 kN
97,00 kN
104,65 kN
112,30 kN
119,95 kN
Proceso de certificación en curso del sistema de conexión X-RAD según la
Directiva Máquinas 2006/42/CE para el uso adicional tanto como punto de
levantamiento para el transporte de los paneles de CLT en las plantas de producción como para el montaje de los paneles en obra.
ARANDELA M16 8.8
TUERCA M16 8.8
CLT
ARANDELA M16 8.8
placa MI100100
PERNO M16 x 50 8.8
X-ONE CONNECTOR
ETA 15/0632
PRODUCTOS DE MONTAJE RELACIONADOS
código
descripción
un./paq.
GEKO
GIR4000
ANT
CRICKET
colocador de placas
soporte de montaje 4000mm
palanca de desplazamiento
llave de trinquete
1
1
1
1
21
3. X-SEAL
REVESTIMIENTO
X-RAD es un sistema innovador que requiere soluciones inteligentes,
rápidas y prácticas para optimizar los comportamientos termohigrométrico y acústico.
Por eso se ha desarrollado X-SEAL, un cierre pre-perfilado que se adapta a la morfología
de los componentes X-ONE y X-PLATE. X-SEAL garantiza la estanqueidad al aire y al viento, reduce la transmisión
de las vibraciones acústicas por vía aérea y atenúa el puente térmico puntual.
HERMÉTICO
Gracias a la estructura de polietileno de celdas cerradas, asegura buenas
prestaciones acústicas, estanqueidad al aire y al viento e impermeabilidad al agua,
protegiendo el corazón del sistema X-RAD.
PRE-PERFILADO
Gracias a la forma perfectamente adherente a X-ONE y X-PLATE, el cierre rápido del
nudo constructivo es óptimo y no necesita materiales de relleno adicionales.
PRÁCTICO
El uso de X-SEAL en combinación con la gama de cintas acrílicas Rothoblaas permite
una rápida ejecución y asegura a los estratos
una perfecta estanqueidad al aire y al viento a lo largo del tiempo.
22
H
B
P
S
L
Líneas
de corte
Líneas
de corte
B
L
H
X-SEAL
SEAL STAR
SEAL PLATE
FLEXI-BAND
código
P [mm]
L [mm]
B [mm]
H [mm]
un./paq.
XSEAL100
XSEAL120
XSEAL140
XSEAL160
50
60
70
80
361
361
361
361
511
511
511
511
511
511
511
511
10
10
10
10
código
P [mm]
L [mm]
B [mm]
H [mm]
un./paq.
SEALSTAR
45
361
511
511
10
código
s [mm]
B [mm]
H [mm]
un./paq.
SEALPLATE05
SEALPLATE10
5
10
511
511
511
511
10
10
código
ancho [mm]
longitud [m]
un./paq.
D52114
D52116
60
100
25
25
10
6
23
3.1 COMPORTAMIENTO TERMOHIGROMÉTRICO
El análisis térmico del sistema X-RAD se realiza con el fin de cuantificar
y verificar el puente térmico asociable al elemento puntual para poder
aprovecharlo en el cálculo térmico prestacional del edificio.
Las condiciones más desfavorables en las cuales concentrar el estudio
y la verificación son la unión al suelo del elemento X-PLATE BASE
en proximidad del ángulo (A) y el nudo de la unión de la pared y el
entramado de la cobertura, X-PLATE TOP (B).
El estudio se realizó mediante un modelo FEM – 3D utilizando el
software de cálculo Psi-Therm 3D.
A continuación se ofrece un resumen del estudio con algunos de los
resultados obtenidos.
Para conseguir el informe del estudio completo o para más información,
contactar con el departamento técnico de Rothoblaas.
B
A
La estratigrafía de referencia considerada representa una posible situación estándar observable en la práctica edilicia actual.
La simulación 3D del puente térmico se efectúa con X-RAD en configuración sin X-SEAL y con X-SEAL.
En la imagen (fig. C) se puede observar el paquete constructivo y los materiales considerados.
La selección de materiales específicos permite contextualizar las verificaciones sin excluir el uso de productos diferentes.
Se puede tomar como referencia el informe de prueba completo para evaluar las distintas elecciones ejecutivas.
1
fig. C
2
7
U1
3
6 6
4 5 6
8
U2
9
1. CLT 10 cm
2. Aislante fibra de madera 5 cm
3. Cartón yeso
4. Pavimento de madera
5. Losa de hormigón
6. Poliestireno XPS extrudido 12 cm
7. Aislante fibra de madera 12 cm
8. Hormigón
9. Terreno
Las simulaciones térmicas se conducen variando los espesores de aislante (12cm, 16cm y 24cm), tratando de identificar a grandes
rasgos las clases energéticas posibles y sus respectivas prestaciones.
Las simulaciones se realizan en 3 contextos climáticos que reflejan las condiciones climáticas más frecuentes en la zona templada
boreal y austral, tomando como referencia la temperatura media mínima del mes más frío (Te).
Para conseguir el informe del estudio completo y para más información, contactar con el departamento técnico de Rothoblaas.
24
El análisis ha dado distintos datos e información, como las isotermas, el valor Χ (Chi) y el valor fRsi.
Χ (Chi) representa el flujo térmico adicional del puente térmico tridimensional respecto de la transmitancia de los elementos
constructivos y los puentes térmicos bidimensionales de las uniones entre ellos. El valor es universal e independiente de los datos
climáticos, pero se ve influido por el aislamiento de los elementos constructivos (consultar el informe final en el departamento
técnico de Rothoblaas).
Norma de referencia: EN 10211
fRsi es el instrumento universal para el cálculo de la temperatura superficial interior Tsi en cualquier lugar. Mientras que el fRsi
es universal, la temperatura superficial interior depende del clima exterior. Mediante la Tsimin se evalúa el peligro de moho y de
condensado.
Norma de referencia: EN 13788
NODO 1: UNIÓN AL SUELO
coeficiente
X Chi (16 cm)
fRsi(Te=-5°C)
descripción
Flujo térmico
Factor de temperatura
valor
-0,330 W/nodo
0,801
transmitancia pared
0,190 W/m2K
0,160 W/m2K
0,121 W/m2K
valor
-0,380 W/nodo
-0,330 W/nodo
-0,260 W/nodo
Nodo 1 flujo térmico: valor Chi
aislante
12+5 cm
16+5 cm
24+5 cm
Nodo 1 peligro de moho: Tsi
temperatura (Te)
fRsi-average
-5,0°C
0,0°C
5,0°C
Tsi aislante 12 cm
0,801
15,2°C
16,0°C
16,8°C
Tsi aislante 16 cm
0,811
15,5°C
16,2°C
16,9°C
Tsi aislante 24 cm
0,824
15,8°C
16,5°C
17,1°C
NODO 1: UNIÓN ENTRAMADO-TECHO
coeficiente
X Chi (16 cm)
fRsi(Te=-5°C)
descripción
Flujo térmico
Factor de temperatura
valor
-0,142 W/nodo
0,744
transmitancia pared
0,190 W/m2K
0,160 W/m2K
0,121 W/m2K
valor
-0,380 W/nodo
-0,330 W/nodo
-0,260 W/nodo
Nodo 1 flujo térmico: valor Chi
aislante
12+5 cm
16+5 cm
24+5 cm
Nodo 1 peligro de moho: Tsi
temperatura (Te)
fRsi-average
-5,0°C
0,0°C
5,0°C
Tsi aislante 12 cm
0,744
13,6°C
14,9°C
16,2°C
Tsi aislante 16 cm
0,766
14,1°C
15,3°C
16,5°C
Tsi aislante 24 cm
0,800
15,0°C
16,0°C
17,0°C
25
3.2 COMPORTAMIENTO ACÚSTICO
Con X-RAD los nudos estructurales se concentran en puntos individuales y diferenciados. Por lo que concierne a la acústica, se ha
realizado un estudio específico calibrado sobre el nuevo concepto de construir en vistas de lograr la caracterización acústica de
los nudos estructurales realizados con X-RAD.
X-SEAL impide la transmisión acústica directa por vía aérea causada por el “vaciado” de la masa del nudo debido al corte a 45°
sobre el panel de CLT.
En cuanto a la transmisión lateral estructural a través de los elementos pesados X-ONE y X-PLATE, la cuantificación de la energía
que se transmite por la vibración de los elementos estructurales que constituyen la conexión se realiza según la normativa EN
12354 y se articula en varios pasos:
• Medición del índice de reducción de las vibraciones (Kij y Dnvij) según la norma ISO 10848: requerido por la norma EN 12354-1
para el cálculo previsional de las prestaciones acústicas componentes del edificio en obra. En particular, el índice de reducción
de las vibraciones expresa la potencia sonora transmitida por vibración estructural entre dos elementos, paredes o entramados,
conectados entre sí.
• Confrontación entre la conexión X-RAD y las soluciones tradicionales (Titan, WHT y afines).
• Redacción del ábaco de las conexiones para la proyección acústica según EN 12354: valores Kij y Dnvij ya caracterizados,
calculados y verificados a introducir en la fórmula prevista por la normativa europea.
Analizador
Condicionador
de carga
Elemento 1
Cámara B
Elemento 2
Cámara A
Acelerómetros
26
CUIDADO DEL DETALLE
Gracias a la colocación puntual de los nudos estructurales en los
vértices de las paredes de CLT, X-RAD permite la no-interposición de
los entramados entre las paredes. Esto implica importantes beneficios
desde el punto de vista acústico, que aumentan con la adopción de
perfiles específicos.
• Perfiles selladores de EPDM y butílicos
Estanqueidad al aire, protección del estrato
aislante y eliminación de puentes acústicos
aéreos.
• Perfiles acústicos resilentes de EPDM
Cierre hermético de la unión entre los elementos
estructurales y amortiguación de las vibraciones
acústicas entre el entramado y la pared. El estrato
resilente que se crea amortigua la onda sonora,
que de lo contrario sería transmitida por la
estructura en sentido vertical y horizontal.
• Perfiles acústicos resilentes de PUR
Cierre hermético de la unión entre los elementos
estructurales y amortiguación de las vibraciones
sonoras independientemente de la carga estática
o dinámica aplicada, manteniendo un alto grado
de elasticidad y prestaciones a lo largo del tiempo.
Espesor entre 1 y 3 mm
Espesor entre 3 y 5 mm
Espesor > 5 mm
Todos estos materiales se deben prever durante la fase de diseño y
corte de los paneles.
27
4. INGENIERÍA ESTRUCTURAL
El objetivo de esta sección es proporcionar al proyectista un dominio de resistencia (característico y de proyecto) que
describa la resistencia del elemento X-ONE sujeto a esfuerzos en diferentes direcciones.
El objeto de estudio es el componente preensamblado X-ONE, fijado en el panel de CLT mediante conectores y
compuesto por:
1. caja externa de chapa plegada de 2,5 mm de espesor
2. placa interna de rigidez de 6 mm de espesor con orificios de conexión para pernos M16
3. aplicación de Laminated Veneer Lumber (LVL)
4. placas-arandelas de 2,5 mm de espesor
5. pernos internos M12 con tuerca
6. conectores todo rosca VGS Ø11 mm (cód. XVGS11350)
3
2
1
4
5
6
X-ONE y conectores
Disposición de los conectores con inclinación variable
Para determinar el dominio de rotura de X-ONE en un campo de esfuerzos variables entre 0° y 360° (en el plano del panel de CLT)
se estudia el componente según 3 enfoques:
• Estudios experimentales: pruebas de carga en la conexión con esfuerzos en distintas direcciones
• Análisis de los elementos finitos (FEM): extensión de los resultados experimentales a diferentes direcciones de esfuerzo
• Modelos analíticos: confirmación de los resultados experimentales y del análisis FEM y simplificación del enfoque proyectual
Los resultados obtenidos constituyen la base de la European Technical Assessment ETA 15/0632 expedida por OIB (Österreichisches
Institut für Bautechnik - AT).
28
4.1 ESTUDIOS EXPERIMENTALES
Las pruebas de laboratorio se realizaron en tres centros de investigación:
• TU-GRAZ (Lignum Test Center de la Universidad de Graz - AT): pruebas monótonas para identificar los parámetros de resistencia
y rigidez contenidos en ETA 15/0632
• CNR-IVALSA (Instituto para la Valorización de la Madera y de las Especies Arbóreas de San Michele A.A - IT): pruebas monótonas
y cíclicas para la definición de ductilidad y comportamiento en campo sísmico
• DICAM (Departamento de Ingeniería Civil Ambiental y Mecánica de la Universidad de Trento - IT): pruebas del sistema complejo
pared-conexión
200
F
180
160
α
141
Force [kN]
140
120
100
80
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
15
16
18
20
22
24
Ejemplo de output de prueba monótona:
curvas fuerza-desplazamiento para esfuerzo α = 45°
Displacement [mm]
150
F
α
100
Force [kN]
50
-40
F
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
-50
-100
1st envelope curve
2nd envelope curve
3rd envelope curve
Hysteresis
-150
Displacement [mm]
Ejemplo de output de prueba cíclica: diagrama
fuerza-desplazamiento para esfuerzo α = 135° - 325°
29
El estudio experimental de X-ONE permitió proyectar y ejecutar en la Universidad de Trento pruebas cíclicas a rotura en sistemas
de pared completos con panel de CLT conectado al suelo mediante X-RAD. La campaña experimental se concluyó con la prueba
de un sistema complejo con conexión X-RAD múltiple entre 4 paneles CLT que permitió analizar la interacción entre los distintos
componentes (X-ONE, X-Plate, paneles de CLT).
200
150
Force [kN]
100
50
0
-40
-30
-20
-10
10
20
30
40
-50
-100
-150
-200
Ejemplo de output de prueba cíclica en sistema
de pared: diagrama fuerza-desplazamiento y
configuración de prueba para panel individual
Displacement [mm]
En todas las pruebas realizadas, la conexión se llevó a rotura con
el fin de observar el comportamiento del sistema al variar la
dirección del esfuerzo aplicado.
Concluida la fase experimental, se definió el
diagrama de resistencia de la conexión a través de la
interpolación de los valores medidos.
[kN]
130
110
90
α
70
14
1k
N
α= 0°
50
kN
97
30
α=45°
10
-230 210
-190 -170
-150 -130 -100 -90
-70
-50
-30
-10
-30
-50
-70
-90
-110
-130
-150
-170
Esquematización de las modalidades de rotura observadas al variar la
dirección del esfuerzo (0° ≤ α < 360°)
-190
-210
-230
• α = 0° - 90° - 135° - 315° tracción conectores VGS
• α = 45° block tearing de las placas
• α = 180° - 225° - 270° mecanismos de rotura lado madera
30
Dominio de resistencia experimental
α=0°
0
10
30
50
70
90
110
130
[kN]
4.2 ANÁLISIS DE LOS ELEMENTOS FINITOS
Los resultados obtenidos en las pruebas experimentales y la observación de las modalidades de rotura condujeron a la realización
y validación de un modelo de elementos finitos apto para describir el comportamiento global de la conexión X-ONE sujeta a
desplazamientos en diferentes direcciones.
Se simularon análisis de tipo push-over, linealizados a través de biláteras con el fin de proveer los valores de resistencia máxima al
variar la dirección de desplazamiento.
180
150
Force [kN]
120
90
60
Pushover
Bilátera
30
0
FEM del elemento X-ONE
y de los conectores
5
10
15
20
25
30
Displacement [mm]
Ejemplo de curva de capacidad con linealización
[kN]
Los puntos representativos de las resistencias mecánicas medidas
por los análisis FEM permiten la definición de un ulterior dominio
de resistencia de la conexión.
130
110
90
70
50
30
10
-230 210
-190 -170
-150 -130 -100 -90
-70
-50
-30
-10
α=0°
0
10
30
-30
50
70
90
110
130
[kN]
-50
-70
-90
-110
-130
-150
-170
-190
-210
-230
Dominio de resistencia según simulaciones FEM
31
4.3 MODELOS ANALÍTICOS
La campaña experimental y el modelo de elementos finitos
evidencian que el sistema X-ONE+panel de CLT manifiesta
modalidades de rotura diferentes al variar la dirección del
esfuerzo. Para la definición de los modelos de cálculo se
identificaron 8 direcciones principales de esfuerzo dentro
de un sistema de referencia x-z, donde se evidencian las
simetrías de comportamiento de la conexión.
Partiendo de la observación de las modalidades de colapso
experimentales, se identificaron las configuraciones de
equilibrio de la conexión para cada dirección de esfuerzo
de conformidad con el teorema estático del análisis límite.
A título de ejemplo, se indicaron los mecanismos resistentes
para dos configuraciones:
F
α
2RVGS,t
z
50°
2RVGS,t
2RVGS,t
α
Configuración para α = 45°
x
α= 0°
F
α
2RVGS,c
50°
2RVGS,t
Configuración para α = 135° - 315°
Sobre la base del modelo analítico es posible generar un
ulterior dominio de resistencia muy próximo a aquellos
identificados experimentalmente y mediante modelo FEM.
Esto confirma la estabilidad del comportamiento de la
conexión y de la validez de los métodos de análisis adoptados.
[kN]
130
110
90
70
50
30
10
-230 210
-190 -170
-150 -130 -100 -90
-70
-50
-30
-10
-30
α=0°
0
10
30
50
70
90
110
130
[kN]
-50
-70
-90
-110
-130
-150
-170
-190
-210
-230
32
Dominio de resistencia según cálculo analítico
4.4 RESISTENCIAS DE PROYECTO
Sobre la base de las consideraciones anteriores, para las
verificaciones proyectuales se utilizaron las resistencias
suministradas por ETA (experimentales), complementadas
por las resistencias analíticas, y así se identificó el dominio de
resistencia característico de X-ONE.
[kN]
130
110
Rk
90
70
50
30
10
-230 210
-190 -170
-150 -130 -100 -90
-70
-50
-30
-10
α=0°
0
10
-30
30
50
70
90
110
130
[kN]
-50
-70
-90
-110
-130
-150
-170
La fase de estudio de la conexión condujo, mediante un
proyecto del sistema de acuerdo con los conceptos de jerarquía
de las resistencias, al sobredimensionamiento de algunos
elementos constituyentes de X-ONE, favoreciendo de esta
manera determinadas modalidades de rotura:
• rotura por tracción de los conectores VGS
• rotura por block tearing en correspondencia con los orificios
M16 en el sistema caja + placa interna
• rotura lado madera (extracción de los conectores VGS o
compresión de la madera)
-190
-210
-230
Dominio de resistencia característico
A continuación se ofrece una tabla de recapitulación de las resistencias características en las distintas configuraciones de
esfuerzo y una referencia al relativo coeficiente de seguridad en función de la modalidad de rotura (acero o madera).
α
0°
45°
90°
135°
180°
225°
270°
315°
360°
(1)
resistencia
global
Rk
[kN]
111,6
141,0
111,6
97,0
165,9
279,6
165,9
97,0
111,6
componentes
de resistencia
Vk
Nk
[kN]
[kN]
111,6
0,0
99,7
99,7
0,0
111,6
-68,6
68,6
-165,9
0,0
-197,7
-197,7
0,0
-165,9
68,6
-68,6
111,6
0,0
coeficientes
parciales
de seguridad(1)
γM
modalidad de rotura
tracción VGS
block tearing sobre orificios M16
tracción VGS
tracción VGS
extracción rosca VGS
compresión de la madera
extracción rosca VGS
tracción VGS
tracción VGS
acero
acero
acero
acero
madera
madera
madera
acero
acero
γM2 = 1,25
γM2 = 1,25
γM2 = 1,25
γM2 = 1,25
γM,madera = 1,3
γM,madera = 1,3
γM,madera = 1,3
γM2 = 1,25
γM2 = 1,25
Para garantizar las prestaciones máximas
de X-ONE y prevenir fenómenos de agrietamiento de la madera se recomienda colocar
2 conectores todo rosca VGS ortogonalmente
al panel de CLT (ver la imagen de la página 28).
Los coeficientes parciales de seguridad deben considerarse en función de la normativa vigente utilizada para el cálculo.
En la tabla se indican los valores lado acero según EN1993-1-8 y lado madera según EN1995-1-1
33
Partiendo de los valores de resistencia característicos, se define el dominio de resistencia de proyecto de X-ONE, con el fin de
realizar las verificaciones al Estado Límite Último.
Los valores de resistencia de proyecto se obtienen de la siguiente manera:
rotura lado acero:
rotura lado madera:
con los coeficientes kmod y γM, a considerar en función de las modalidades de rotura y la normativa utilizada para el cálculo.
La verificación de la conexión X-ONE se
considera cumplida cuando el punto
representativo del esfuerzo Fd cae dentro del
dominio de resistencia de proyecto:
N [kN]
130
110
Rk
Rd
Rd
90
EN 1995-1-1
70
Fd ≤ Rd
Fd
50
30
10
-230
210
-190
-170
-150
-130
-100
-90
-70
-50
-30
-10
0
α=0°
10
30
50
70
90
110
130
V [kN]
-30
-50
-70
-90
-110
-130
-150
-170
-190
-210
-230
El dominio de proyecto de X-ONE se refiere a
los valores de resistencia y a los coeficientes γM
indicados en la tabla y para cargas con clase de
duración instantánea (sismo y viento) (1).
Dominio de resistencia de proyecto según EN1995-1-1 y EN1993-1-8
(1)
La conexión por medio de X-ONE sirve de conexión entre paredes de CLT para prevenir el vuelco y el desplazamiento en presencia de acciones sísmicas y del viento (clase de duración
instantánea). Las fuerzas verticales estáticas se transmiten directamente por contacto pared-pared, sin solicitar la conexión.
El uso de X-ONE en presencia de cargas con clases de duración breve, media o permanente (kmod < 1) requiere una reevaluación del dominio de proyecto, ya que la jerarquía de las
resistencias podría modificarse. En estos casos, para favorecer la seguridad, se sugiere tratar todas las resistencias de proyecto como resistencias lado madera, con la aplicación de los
correspondientes coeficientes kmod y γM.
34
NOTAS
e-mail: [email protected]
35
1500556_04
01XRADTG1ES
Tel. +39 0471 81 84 00 - Fax +39 0471 81 84 84
[email protected] - www.rothoblaas.com
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