6.4. refuerzo de vigas de madera mediante kit tensor

6.4. REFUERZO DE VIGAS DE MADERA MEDIANTE KIT TENSOR
6.4.1. DESCRIPCIÓN DEL REFUERZO
Existen forjados formados por viguetas de madera en buen estado donde es necesario limitar la flecha
ya que ésta puede ser más de la recomendada por la normativa actual o bien, se quiere limitar para su
posterior uso.
El caso más común es cuando se quiere eliminar un tabique, que aun no siendo en elemento estructural,
tras su eliminación aparecen deformaciones no esperadas.
Ante esta problemática HERMS ha diseñado un refuerzo, llamado KIT TENSOR, que permite estabilizar
las deformaciones futuras de las vigas de madera.
Las características del refuerzo son:
o
o
o
o
o
Aumento de la rigidez de la viga en un 70% respecto a la rigidez anterior a la intervención
Mínima pérdida de altura libre
Sin necesidad de soldadura ni mortero
Rápido y económico
Mínimo incremento de peso a la estructura existente
El KIT TENSOR consiste en la colocación de dos pletinas antideslizantes conectadas en la cara inferior
de la viga en los dos extremos de la misma y un tensor de acero central.
-Vista en perspectiva del KIT TENSOR-
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Las pletinas se conectan con la cara inferior de la viga mediante tornillos conectores y además, para
aumentar la adherencia del conjunto, dichas pletinas están estriadas por su cara superior, que le
configura el carácter antideslizante. Para garantizar todavía más la adherencia del conjunto pletina-viga,
se impriman dichas pletinas con cola de impacto.
La función del estriado es mejorar la adherencia, ya que al incrementarse las cargas, las estrías se van
clavando en la madera, mejorando sensiblemente la unión. Es muy importante que el conjunto tenga una
unión lo más perfecta posible porque es la encargada de absorber los esfuerzos rasantes de las futuras
sobrecargas.
Una vez colocadas las pletinas, que nunca llegarán a cubrir la longitud total de la viga, se colocan los dos
tensores roscados, que se ajustan a la medida necesaria definitiva.
6.4.2. COMPONENTES DEL SISTEMA
Pletinas antideslizantes
Están formadas por pletinade acero de 120x5 mm y de 1.500 mm de longitud, con la cara superior
estriada.
En uno de los extremos, lleva soldada la pletina donde se alojan los tensores, formada por un pasamano
transversal de 40 x 20 mm y 120 mm de longitud, con dos taladros de Ø18 y reforzado mediante sendos
pasamanos de 40x 5 mm y 140 mm de longitud, soldados a ambos lados de la pletina a modo de
cartelas.
Cada pletina antideslizante dispone de 11 taladros de Ø12, nueve de ellos realizados a tresbolillo cada
150 mm, y dos más en la zona de unión con los tensores. En estos taladros es donde irán alojados los
conectores de M10x120.
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Las estrías tienen una profundidad de 0,8 mm y una anchura de 4 mm cada una.
-Detalle de las estrías de la pletina
en la zona de contacto con la viga de madera-
Tensor
Los tensores son barras roscadas de M16 zincadas, que van colocadas en la zona central del refuerzo.
Son los elementos que unen las dos pletinas antideslizantes. La longitud de los tensores variará en
función de la longitud de la viga a reforzar. Dicha medida se ajusta cortando la longitud sobrante de la
barra roscada.
Conector
Es un tornillo barraquero específico para madera, de M10 y de 120 mm de longitud, que se coloca a
tresbolillo cada 150 mm. En la unión de la pletina con el tensor, se colocan dos conectores más para
garantizar la estabilidad del conjunto.
Esta distribución y disposición de los conectores, junto con el estriado de las pletinas y la cola de
impacto, es suficiente para absorber los esfuerzos rasantes y evitar que se separe la pletina de la viga de
madera, asegurando la eficacia de la unión (según ensayos del Laboratorio de Elasticidad y Resistencia
de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona)
Puente de unión
La unión entre la viga de madera existente y las pletinas antideslizantes se realiza mediante la aplicación
de cola de impacto.
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6.4.3. REQUISITOS PARA LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA
Como se ha argumentado anteriormente, se trata de un sistema que trabaja conectado a la
viga de madera, por lo que necesita que la madera no esté en malas condiciones para poder
conformar el elemento mixto madera-acero.
Si la madera presenta patologías, del tipo carcoma, termitas, humedades, o cualquiera que
reste resistencia a la madera, el sistema KIT TENSOR no se puede utilizar.
En estos casos hay que recurrir a sistemas de refuerzo sustitutivo como IPE 2T o IPE
EXTENSIBLE.
Es muy importante analizar el estado de la viga de madera antes de utilizar este sistema.
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6.4.4. MONTAJE DE KIT TENSOR PARA VIGAS DE MADERA
1. Presentación de la pletina 1
2. Marcar primer y último taladro con la punta del tornillo barraquero
3.Taladrar el primer y último taladro con broca de 7 y profundidad 11cm.
4.Aplicar el adhesivo en toda la superficie de la pletina 1
5. Fijar pletina 1 a la viga de madera con los tornillos barraqueros M10x120 en los dos orificios preparados
6. Con la pletina 1 prefijada, realizar en la viga de madera el resto de taladros
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7.Colocar el resto de los tornillos barraqueros en la pletina 1
8. Presentar la pletina 2 y realizar los mismos pasos 2 a 7 explicados anteriormente
9. Una vez colocados los tornillos barraqueros de la pletina 2, insertar barras roscadas M16 en la placa de
unión de ambas pletinas de forma que queden centradas respecto al eje de la viga de madera.
10. Colocar las tuercas en los extremos de las barras roscadas y apretar con la ayuda de una llave inglesa.
11. Vista de la viga acabada
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6.4.5. ENSAYO
Se trata de la realización de un ensayo comparativo a flexión de una viga sin reforzar y de una viga
reforzada con el KIT TENSOR.
El KIT TENSOR utilizado en el ensayo consiste en dos pletinas estriadas de 100 x 5 mm, de 1.540 mm
de longitud, encolados y atornillados a la viga de madera en su cara inferior, en los extremos de la viga,
mediante 10 tornillos de M10 x 120 mm de longitud, y unidas entre ellas por su parte central mediante 2
tensores de M16.
El objetivo del ensayo es comprobar el comportamiento del refuerzo de la viga sometida a un momento
flector.
A continuación se describe el ensayo realizado en el Laboratorio de elasticidad y Resistencia de
Materiales de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona.
Descripción del ensayo
-viga de madera deteriorada (recuperada de un
forjado de unos 100 años), de longitud 4,00 m y
de sección circular variable entre 150 y 180 mm
de diámetro
-la viga de madera se coloca sobre dos medias
cañas, con una distancia entre apoyos de 3.800
mm, sin el KIT TENSOR colocado. Se realiza
una carga hasta 4 kN y se descarga.
-a continuación se coloca el KIT TENSOR en la
viga
y
se
vuelve
a
aplicar
carga
progresivamente hasta provocar el fallo por
rotura de la viga de madera.
-la carga es aplicada mediante un cilindro
hidráulico a través de un sistema de vigas
articuladas, que garantiza la aplicación de
cuatro fuerzas iguales en la cara superior de la
viga.
-la fuerza se mide mediante un captador de
fuerza extensométrico de capacidad 200 kN, y la
flecha máxima se mide mediante dos
captadores de desplazamiento situados en la
sección media.
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Resultados
A partir de los datos registrados en el ensayo se obtiene la rigidez (fuerza total aplicada / flecha en el
centro) de cada ensayo hasta 4 kN.
Se observa que ha aumentado la rigidez en un 70%
A partir de los datos experimentales registrados se obtienen los gráficos Fuerza – Flecha que se
muestran a continuación:
Flexión viga de madera vieja
60
50
F(kN)
40
30
20
sin tensor
con tensor
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
flecha (mm)
Pendiente de la viga sin el tensor de refuerzo
Pendiente de la viga con el tensor de refuerzo
100
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