27 Jun 2023 Simpson Strong Tie Chile presenta a los socios de AICE conexiones estructurales, ensayos y certificación para madera
Con la presentación de ensayos in situ, los socios de AICE conocieron más de las diversas soluciones de conexión estructural de Simpson Strong-Tie.
Simpson Strong Tie Chile ofreció una charla didáctica para los socios de la Asociación de Ingenieros Civiles Estructurales (AICE). La presentación, dirigida por el ingeniero Tomás Garay, se enfocó en conexiones estructurales, ensayos y certificación.
En un formato interactivo los asistentes presenciaron en vivo diversos ensayos de conexiones estructurales, adquiriendo una valiosa comprensión práctica sobre su funcionamiento en la industria de la construcción.
Por una parte, uno de los ensayos ocurrió en Estados Unidos y fue realizado este 2023: una estructura de 10 niveles, equivalentes a 34 metros de altura, de madera masiva Mass Timber, una nueva tendencia que ha ganado popularidad dentro de los proyectos. “En este caso la estructura se sometió a sismos de gran magnitud, con registros de: Northridge, Loma Prieta y Chichi de Taiwán. En esta ocasión, se muestran los resultados para Loma Prieta. Entonces ahí, para que tengan claro que no es solamente ensayar elementos frente una certificación, sino también se trata de ver cómo están funcionando los proyectos a gran escala, verificar si el comportamiento de las conexiones que se diseñan cumplen con los resultados esperados y también impulsar a la industria”, comentó Garay.
De esta manera, se mostraron cuatro muros estructurales que van desde la fundación hasta el último nivel, con barras postensadas, “que es una especie de ATS que amarra desde el primer nivel hasta el último nivel. Como son muros mucho más rígidos que el entramado ligero, las barras tienen que ser postensadas. Esto está en desarrollo y los papers y la investigación todavía no salen a la luz, así que está muy encima”, añadió el profesional.
A nivel nacional, la torre PymeLab Madera de la Universidad del Bío-Bío, construida con madera contralaminada (CLT), también propone e impulsa a las pymes a involucrarse en este tipo de proyectos que generan gran atención.
“Aquí podemos ver las distintas conexiones que fueron utilizadas en el proyecto. Es una torre esbelta de 25 metros cuadrados por planta, hay algunas conexiones que se pueden ver dentro del proyecto, que pretende ver el comportamiento térmico de la estructura tanto dentro como por fuera, cómo son los cambios volumétricos que eso puede generar en la madera, debido a que la madera interactúa, es decir, gana y pierde humedad, por lo tanto, se contrae y se expande, entonces eso se tiene que analizar”, especificó Garay.
También señaló que se debe medir el confort acústico que otorga la madera junto con fachadas ventiladas, como que es el caso del segundo y tercer nivel. Además, hay una estructura tipo balloon frame en el último nivel. “Es una composición que quiere desarrollar e investigar distintas componentes en una misma torre, además de los movimientos sísmicos, porque está con sensores que van a permitir ver cómo se va a comportar frente a sismos y a una escala real como es Chile, la mesa sísmica más grande del mundo, pero no así de investigación”, explicó.
Comparación normativa
La comparación entre normativas europeas y las de Chile y Estados Unidos fue otro punto crucial, resaltando la importancia de seguir criterios adecuados para garantizar la seguridad y calidad de los productos utilizados en la construcción.
Tomás Garay explicó que los proyectos exhibidos tienen en común que fueron hechos con madera masiva, que nace en Europa hace aproximadamente 25 años atrás, de la mano del Eurocódigo. “El Eurocódigo utiliza estados límites últimos versus lo que utilizamos en Chile y en Estados Unidos, donde nos basamos en tensiones admisibles. Este es un tema súper importante, porque nos hemos dado cuenta que arquitectos, constructores e ingenieros se equivocan al momento de especificar las conexiones, porque toman un catálogo de algún proveedor de Europa y consideran todas las consecuencias que eso tiene por detrás”, precisó.
El ingeniero de Simpson Strong-Tie especificó que las tensiones admisibles se basan en probetas pequeñas, es decir, sin anomalías como nudos, rajaduras, las probetas son prácticamente “perfectas” versus las probetas que se ensayan en Europa, donde son de tamaño estructural, es decir, una viga completa, una columna, una diagonal de un proyecto como tal, que contiene sus nudos dentro de la misma probeta.
Por lo tanto, “aquí podemos ver, a simple vista, que hay una gran brecha entre el diseño por ASD, donde claro, como pretendemos que estas probetas pequeñas proyecten la resistencia real en el proyecto, obviamente que deben tener gran castigo detrás, versus lo que realiza Europa con las condiciones de estado de límites últimos, entonces eso trae consigo otras formulaciones y consideraciones dentro de la metodología o filosofía de diseño”, sostuvo.
Lo primero es que la densidad utilizada en Europa trae implícito un contenido de humedad del 12% en sus formulaciones, versus lo usado en Chile y en Estados Unidos. “Cabe destacar que nuestra normativa chilena se basa mucho en la NDS de Estados Unidos, utilizamos densidad anhidra media al 0%, entonces ya tenemos un cambio dentro de las formulaciones que utilizamos para diseñar. Lo otro es el factor KD o duración de la carga, donde en Europa está calibrado para una duración de menos de siete días, versus en tensiones admisibles, en donde al considerar una duración de 10 años, tendríamos el factor igual a 1. Bueno, lo otro es la resistencia a la fijación y también utiliza otro tipo de ensayo para obtener el momento plástico y la tensión de fluencia por nuestra parte”, analizó.
Finalmente, la rosca tiene un diámetro superior y a simple vista es posible notarlo al tomar un tornillo. “En Europa, se publica el diámetro de la rosca, en la NDS y en Chile publicamos el diámetro del núcleo del vástago, que es mucho menor. El núcleo me refiero en la rosca, cuando es de hilo continuo, o el vástago, cuando es de hilo parcial, y ahí trae muchas preguntas desde los clientes, constructores, arquitectos de por qué me estás especificando o por qué esta es una especificación con un tornillo de menor diámetro o de menor capacidad, cuando no es así, el tema es por la nomenclatura que se utiliza y las formulaciones que hay detrás de ello”, aclaró el ingeniero.
Y precisó que Simpson Strong-Tie también tiene cobertura dentro de Europa y los mismos tornillos se repiten en algunas ocasiones y en otras no. “En este caso tenemos el mismo tornillo con distintas tablas de publicación. Arriba, que es el catálogo chileno que está ensayado con pino radiata, podemos ver que la nomenclatura es 5,6 por 127, que serían 5 pulgadas aproximadas, versus acá abajo tenemos un tornillo de diámetro 8,0 por el largo 127 y hay una gran diferencia”, añadió.
Asimismo, se refirió a la resistencia característica que se publica del mismo tornillo: “para Europa, en tensiones últimas tenemos casi 400 kilogramos versus los 165 kilogramos en tensiones admisibles, si consideramos KD igual 1.6, que es la amplificación por duración de la carga, es decir, sismo o viento, a lo mucho llegaríamos a 264 kilogramos, sigue siendo más de 100 kilogramos de diferencia. Hay una gran diferencia si consideramos cinco tornillos, por ejemplo, en una conexión típica de cuatro tornillos estructurales, tendríamos 500-600 kg de diferencia entre un tipo de diseño u otro”.
“Cuando consideramos herrajes, es más complejo aún”, insistió. “No es tan fácil de ver porque producto de los mismos criterios de ensayo, muchas veces se toman en cuenta la deformación y la rigidez de la conexión, se tiene que parar el ensayo mucho antes de que llegue a la rotura. Si podemos ver acá, en la dirección de corte principal en este punto, la diferencia entre lo postulado en Europa, que son cinco toneladas, versus lo que consideraríamos con el factor 1.6 acá, son 1600 kilos, o sea, es una diferencia de tres veces. Bueno, eso va a variar dependiendo de la dirección de la carga, ya sea perpendicular a su plano, empujando contra él, traicionándolo, de eso va a depender, por eso es muy complejo hacer una conversión de un herraje que está ensayado con estados límites últimos para pasarlo a ASD o viceversa, no es tan simple”, enfatizó.
Con un énfasis en la relevancia de informes de evaluación y certificación externos, como la International Code Council (ICC), se asegura que productos y soluciones alternativas cumplan con los estándares de calidad y seguridad requeridos.
Los ensayos en vivo durante la charla evidenciaron la fiabilidad y eficacia de las soluciones presentadas, como el soporte de viga (LUS 26), amarre para huracanes y tornillo de hilo continuo.
La participación de Simpson Strong Tie Chile refuerza su compromiso con el desarrollo e innovación en la industria de la construcción, promoviendo la eficiencia y seguridad en los proyectos.
“Hoy tenemos una dinámica distinta. Si ustedes se fijaron, además de la charla, vamos a realizar unos ensayos, en función del criterio de aceptación que está dentro de la hoja que posteriormente les vamos a entregar. Entonces, la idea de esto es que, al final de la presentación, salgamos todos y veamos el ensayo como tal, porque la otra forma sería a través de un streaming, que no es lo mismo”, precisó el ingeniero de Simpson Strong-Tie.
