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d = diámetro del clavo

10.2.5.3. Espaciamientos mínimos para simple cizallamiento con pretaladro o doble cizallamiento clavado alternadamente de ambos clavos.

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Enlazados Amarengo está alojado por: LLIKA: Web, Alojamiento & Ideas	Principal » Breves » Temas Legales » General » RNE » Título III: Edificaciones » Estructuras » Madera - Norma E.010 Uniones - Diseño de madera ARTICULO 10: UNIONES 10.1. ALCANCES 10.1.1. Las normas aquí consignadas se refieren a uniones clavadas y empernadas. Se aceptarán otro tipo de elementos de unión tales como anillos, grapas, conectores, multiclavos, etc., siempre y cuando su fabricación y uso cumplan con normas extranjeras reconocidas, mientras se establecen normas nacionales. 10.2. UNIONES CLAVADAS 10.2.1. Generalidades 10.2.1.1. Las recomendaciones de diseño que se presentan en las secciones siguientes de esta Norma, son aplicables a uniones con clavos comunes de alambre de acero, de sección transversal circular y caña lisa. Para clavos de otro tipo de acabado o clavos de alta resistencia estos criterios son en general conservadores. 10.2.1.2. Para maderas que presentan dificultad al clavado debe pre-taladrarse previamente con un diámetro de orden de 0,8 veces el diámetro del clavo. 10.2.2. Cargas admisibles de uniones a cizallamiento 10.2.2.1. Deberá considerarse, para el diseño de uniones con clavos que la carga admisible de una unión clavada es directamente proporcional al numero de clavos, teniendo en cuenta que éstos deben satisfacer los requisitos de espaciamiento mínimo, especificado en la presente Norma. 10.2.2.2. Para el diseño de uniones deberán utilizarse los valores de la tabla 10.2.2.2 que presenta las cargas admisibles, en condiciones de servicio, para un clavo perpendicular al grano sometido a simple cizallamiento: los valores están dados en Newtons “N” y en (kg). TABLA 10.2.2.2 Los valores de la Tabla 10.2.2.2, son para maderas que cumplan con lo señalado en el Capítulo 2 de la presente Norma. Si excepcionalmente fuera necesario clavar elementos de madera húmeda, deberá considerarse 80% de las cargas admisibles indicadas en la Tabla 10.2.2.2. 10.2.3. Factores de modificación de la carga 10.2.3.1. La carga admisible para un clavo sometido a doble cizallamiento, clavos lanceros y clavos a tope se debe determinar multiplicando los valores de la tabla anterior por los factores correspondientes a cada caso que se presentan en la Tabla 10.2.3.1 Tabla 10.2.3.1 FACTORES MODIFICATORIOS DE LAS CARGAS ADMISIBLES PARA UNIONES CLAVADAS SOMETIDAS A CIZALLAMIENTO Tipo de Unión Factor a Cizallamiento simple, clavo perpendicular al grano 1,00 b Cizallamiento simple, clavo a tope (paralelo al grano de la madera que contiene a la punta) 0,67 c Cizallamiento simple, clavos lanceros 0,83 d Cizallamiento doble, clavo perpendicular al grano 1,80 10.2.4. Espesores mínimos y penetración de los clavos 10.2.4.1. Simple cizallamiento En uniones con clavos a simple cizallamiento, el espesor del elemento de madera más delgado (que contenga a la cabeza del clavo debe ser por lo menos 6 veces el diámetro de clavo y la penetración del clavo en el elemento que contiene a la punta debe ser por lo menos 11 diámetros. Si se tienen espesores o penetraciones menores, las cargas admisibles deben reducirse de acuerdo a la menor de las siguientes relaciones: Dividiendo el espesor del elemento más delgado adyacente a la cabeza entre 6 diámetros del clavo. Dividiendo la longitud de penetración real entre 11 diámetros del clavo. Para clavos lanceros estos mínimos no son aplicables. Los clavos lanceros deben ser introducidos en puntos ubicados a una distancia igual a 1/3 de la longitud del clavo a partir del plano de unión y formando un ángulo de aproximadamente 30° con la dirección del grano. 10.2.4.1. Doble cizallamiento Para uniones de madera con clavos a doble cizallamiento el espesor del elemento central deberá ser por lo menos igual a 10 veces el diámetro el clavo y tanto el elemento lateral adyacente a la cabeza del clavo como la penetración del clavo en la madera de la punta, no deberán ser menores a 5 diámetros del clavo. Si no se cumplen estos requisitos las cargas admisibles deben reducirse de acuerdo a la menor de la relaciones siguientes: Dividiendo el espesor del elemento central entre 10 diámetros. Espesor del elemento adyacente a la cabeza entre 3 diámetros. Longitud de penetración en la madera que contienes a la punta entre 5 diámetros. 10.2.5. Espaciamiento mínimos entre clavos a cizallamiento 10.2.5.1. Generalidades Los espaciamientos mínimos especificados en esta sección deben cumplirse para evitar rajaduras a clavar la madera. Con frecuencia estos requisitos obligan a utilizar elementos de madera de dimensiones mayores a las estrictamente necesarias por resistencia. En uniones constituidas por elementos de madera orientados en direcciones diferente se deberá verificare por separado los requisitos de espaciamiento en cada uno de ellos, resultando para la unión los que sena mayores en cada dirección. 10.2.5.2. Espaciamientos mínimos para simple cizallamiento o doble cizallamiento clavado desde un lado Elementos cargados paralelamente al grano (Figura 10.2.5.2a) A lo largo del grano: Espaciamiento entre clavos Distancia al extremo	16d 20d
2. Perpendicular a la dirección del grano
Espaciamiento entre clavos Distancia a los bordes	8d 5d
Elementos cargados perpendicularmente al grano (Figura 10.2.5.2b)
A lo largo del grano:
Espaciamiento entre clavos	16d
2. Perpendicular a la dirección del grano
Espaciamiento entre clavos Distancia al borde cargado Distancia al borde no cargado	8d 10d 5d

10.2.6. Unidades clavadas sometidas a extracción
10.2.6.1. En lo posible, en el diseño de estructuras deberá evitarse que los clavos queden sometidos a fuerzas de extracción.
10.2.6.2. La carga admisible en uniones clavadas sometidas a extracción debe calcularse por medio de la Tabla 10.2.6.2.

Tabla 10.2.6.2

Siendo:
a = longitud de penetración del clavo en el elemento que contiene la punta (cm)
d = diámetro del clavo (cm)

10.2.6.3. Los valores de la tabla anterior son para maderas que cumplan con lo señalado en el Capítulo 2 de la presente Norma.
10.2.6.4. Para clavos lanceros, la carga admisible en extracción se determinará multiplicando los valores de la tabla anterior por 2/3.
10.2.6.5. Los clavos a tope, orientados siguiendo la dirección del grano de la madera que contiene a la punta, no deben considerarse resistentes a la extracción.
10.2.6.6. Tanto los espesores de las maderas como el espaciamiento de los clavos en uniones a extracción son similares a los indicados en uniones a simple cizallamiento.
10.2.7. Requerimientos mínimos para unidades clavadas en construcción liviana
El cálculo de las uniones clavadas deberá efectuarse de acuerdo a lo señalado en la presente norma y no podrían se menores a lo señalado a continuación para uniones típicas en construcciones livianas.

1. Las viguetas de piso, muro y techo, apoyadas perpendicularmente a las soleras, llevaran dos clavos lanceros, uno por lado.
   
2. Las viguetas apoyadas paralelamente a las soleras llevaran un clavo lancero cada 30 cm.
   
3. Los frisos unidos perpendicularmente a los extremos de las vigas, se fijaran con dos clavos de punta, en cada encuentro.
4. Los frisos apoyados paralelamente a las soleras, llevaran un clavo lancero cada 30 cm.
   
5. Los bloques, ubicados entra las vigas, se fijarán en un extremo con tres clavos lanceros y en el otro extremo con tres clavos de punta; desde la cara posterior de la vigueta. De la misma forma los bloques se fijarán a las soleras con un clavo lancero cada 30 cm.
   
6. Los encuentros entre las piezas de los muros entramados, pie derechos, soleras, dinteles, travesaños y riostras, se fijarán con dos clavos de punta. Donde esto no fuera posible se colocarán dos clavos lanceros.
   
7. En el encuentro del muro entramado con la base, sea esta cimiento, piso, entrepiso u otro muro, se colocará un clavo cada 30 cm de la solera inferior al apoyo. Este apoyo en el caso de cimiento o piso de cemento, será sobre una solera de zócalo debidamente anclada.
   
8. En el encuentro de dos muros entramados se colocará entre los pie derechos colindantes un clavo cada 30 cm.
   
9. La solera de amarre se fijará a la solera superior de los muros con un clavo cada 30 cm en la parte intermedia y dos clavos en los extremos.
   
10. Dos viguetas colindantes serán unidas con un clavo cada 30 cm.
    
11. Las correas en sus apoyos a las viguetas o cuerdas de tijerales o tímpanos se fijarán con dos clavos lanceros, uno por lado.

10.3. UNIONES EMPERNADAS

10.3.1. Generalidades
10.3.1.1. Las recomendaciones de esta sección son aplicables a uniones empernadas de dos o más elementos de madera, o entre elementos de madera y pletinas metálicas.
10.3.1.2. Todos los elementos metálicos utilizados deben diseñarse para tomar las fuerzas actuantes.
10.3.1.3. Deberán colocarse arandelas o pletinas metálicas ente la cabeza o tuerca del perno y la madera.
En caso de usar arandelas, éstas deberán ser lo suficientemente grandes para evitar esfuerzos de aplastamiento excesivos en la madera.

10.3.2. Cargas admisibles para uniones empernadas a doble cizallamiento
10.3.2.1. La Tabla 10.3.2.1 presenta las cargas admisibles para las uniones de tres elementos de madera con un solo perno sometido a doble cizallamiento.

Tabla 10.3.2.1

10.3.2.2. Los valores indicados como P son cargas admisibles para el caso en que la fuerza en la unión sigue la dirección del grano (Figura 10.3.2.2.a) y Q cuando la fuerza es paralela al grano del elemento, pero perpendicular al grano de los elementos laterales. Figura 10.3.2.2b.

10.3.2.3. Las cargas admisibles P y Q corresponden a dos situaciones límites. Si la carga aplicada sigue la dirección del grano en el elemento central pero forma un ángulo  con la dirección del grano en los elementos laterales o viceversa, la carga admisible debe determinarse con la formula siguiente:

Fig. 10.3.2.3. Unión empernada, cargas inclinadas con relación al grano.

10.3.2.4. Si los elementos laterales son pletinas metálicas, los valores indicados como P en la tabla anterior debe incrementarse en 25 por ciento. No deben considerarse incrementos similares para cargas perpendiculares a la dirección del grano, Q.

Fig. 10.3.2.4. Unión empernada con pletinas metálicas.

10.3.2.5. La carga admisible para un perno sometido a simple cizallamiento debe considerarse como la mitad de la carga dada por doble cizallamiento.
Para uniones empernadas de cuatro o mas elementos la carga admisible debe determinarse sumado las cargas admisibles para cada plano de cizallamiento.

Fig. 10.3.2.5. Unión empernada sometida a cizallamiento simple

Fig. 10.3.2.6. Unión empernada sometida a cizallamiento múltiple

10.3.2.6. Si la fuerza actúa en dirección inclinada con relación al eje del perno las componentes que produce el cizallamiento y fuerza axial debe considerarse separadamente.

Fig. 10.3.2.7. Unión empernada sometida a cizallamiento y fuerza axial

10.3.2.7. Las fuerzas de la tabla de carga admisible para uniones empernadas, corresponden a uniones con un solo perno. Para uniones con más pernos la carga admisible debe obtenerse sumando las fuerzas para cada perno y multiplicando este total por un factor de reducción.

10.3.2.8. La Tabla 10.3.2.9 indica los factores de reducción que deben utilizarse. Estos son función de números de pernos por línea paralela a la dirección de la fuerza aplicada y no del número total de pernos en la unión.

Tabla 10.3.2.9

10.3.3. Espaciamiento mínimos de uniones empernadas.
10.3.3.1. El espaciamiento entre pernos y las distancias entre éstos y los bordes de los elementos de madera deberán se suficientes como para permitir que cada perno desarrolle toda su capacidad resistente.
10.3.3.2. En uniones constituidas por elementos de madera orientados en direcciones diferentes, se deben verificar por separado los requisitos de espaciamiento en cada de ellos, resultado para la unión los que sean mayores en cada dirección.
10.3.3.3. En la tabla siguiente se presentan las distancias entre pernos, separación de las filas, distancia a los bordes y extremos, para fuerzas aplicadas que siguen la dirección del grano y para elementos cargados perpendicularmente.

Elementos cargados paralelamente al grano (Figura 10.3.3.3a)
A lo largo del grano:
Espaciamiento entre pernos 4 d Distancia al extremo en tracción Distancia al extremo en compresión	4d 5d 4d
2. Perpendicular a la dirección del grano
Espaciamiento entre líneas Distancia a los bordes	2d 2d
Elementos cargados perpendicularmente al grano (Figura 10.3.3.3b)
A lo largo del grano:
Espaciamiento entre pernos Para l/d  2 Para l/d  6 Para 2  l/d 6	s = 2,5 d s = 5 d 2,5 d  s  5 d
2  Perpendicular a la dirección del grano
Espaciamiento entre clavos Distancia al borde cargado Distancia al borde no cargado	4d 4d 2 d

Siendo:
s = Espaciamiento entre líneas de pernos
d = diámetro del pernos

10.3.3.4. Como se indica el espaciamiento entre líneas de pernos “s”, es función de la relación l/d. Para l/d mayor que 2 y menor que 6 se debe hacer una interpolación lineal.
Todas estas distancias deben medirse a partir del eje del perno. (Figura 10.3.3.3.b).