Especialistas de HILAM crean nueva versión de tablas de dimensionamiento de losas de CLT

La construcción en madera requiere una constante innovación e incorporación de tecnologías, con el fin de continuar la mejora en aspectos como la optimización del material, realizar nuevas pruebas que garanticen, por ejemplo, aspectos tan importantes como la resistencia al fuego de la madera.

En esa línea, el equipo de especialistas de Hilam generó una segunda versión de la Tabla de Dimensionamiento para sus paneles de piso, con el fin de continuar facilitando el cálculo de dimensionamiento, tomando en cuenta criterios de diseño y así optimizar el uso de madera contralaminada (CLT) en un proyecto.

En una nota anterior publicamos una tabla de luces para los paneles de madera CLT Hilam, para facilitar el prediseño de losas gravitacionales en edificios de toda índole: residenciales, comerciales, industriales, etc.

La tabla considera tres condiciones de aplicación:

• Simplemente Apoyado en 1 tramo.
• Continuo en 2 tramos.
• Voladizo en 1 tramo.

Con estos datos, se puede calcular el espesor de la losa de CLT para una luz y condiciones de carga determinadas, o bien, definir la grilla o espaciamiento de los elementos de apoyo de las losas de manera de optimizar el uso del material.

 

Mejoras de la Segunda Versión de la Tabla de Dimensionamiento

En esta segunda versión de la Tabla de Dimensionamiento, se incorpora como novedad la resistencia al fuego (RF) asociada del panel de CLT, que es una restricción que se exige a las edificaciones, según lo establece la ordenanza OGUC (Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones).

Para el cálculo de la resistencia al fuego, se considera que la losa de CLT queda a la vista por debajo, es decir, sin un revestimiento.

Por lo tanto, si en un caso específico se necesitara aumentar la resistencia al fuego de la solución constructiva, se pueden seguir dos caminos:

• Aumentar el espesor del panel de CLT.
• Agregar un revestimiento que proteja a la madera, por ejemplo, yeso cartón.

Para el diseño en frío o sin fuego (el primer paso es calcular sin considerar el fuego), recordar que se asumen los siguientes supuestos:

• Láminas longitudinales C24 y transversales C16 de acuerdo a EN 338 para panel.
• Cargas de uso de la norma NCh1537.
• Restricciones de deformación según NCh1198.
• Vibraciones según NDS2018 y criterio CLT Handbook Canada y USA.

 

Para el diseño considerando el efecto del fuego, se asumen los siguientes supuestos:

• Fuego unilateral.
• Metodología de verificación tanto por metodología americana como europea, se toma el peor de los dos casos.
• Velocidad de carbonización del CLT HILAM calibrado según ensayos de carbonización en IDIEM, que son levemente superiores a los declarados por norma NDS2018 y Eurocódigo 5-2.

 

Metodología

El punto de partida es el diseño de la losa sin considerar el efecto del fuego, que define el espesor necesario para cumplir con las condiciones de cargas, espesor, calidad y apoyos del panel de CLT, tal como se mostró en la nota anterior. Luego, a esta condición, se agrega la variable minutos de fuego, subiendo escalonadamente desde 15, 30, 60, 90 y 120 minutos, hasta que el modo de falla flexión-fuego, es decir, la resistencia a flexión de la losa luego de que parte de su espesor se haya carbonizado, llega a un 100% de utilización. Lo anterior define la cantidad de minutos finales de resistencia al fuego del panel de CLT, sin afectar los otros modos de falla asociados al diseño sin fuego.

 

¿Cómo se usa la tabla?

En la primera columna se identifican las distintas opciones de paneles CLT HILAM y las tres siguientes la cantidad de apoyos:

Simplemente Apoyado en 1 tramo | Continuo en 2 tramos | Voladizo en 1 tramo

En las filas están los pesos propios y sobrecarga de uso requerida. Por último, en cada celda, la distancia en metros lineales de la luz a salvar. Así, fijando el peso propio adicional, la carga de uso y el tipo de apoyos del panel, se puede determinar el espesor de CLT HILAM que cumple para una luz entre apoyos en específico.

La segunda tabla tiene las mismas columnas de la anterior y en ella se puede encontrar la resistencia al fuego RF de la solución seleccionada, que puede ser 15, 30, 60, 90 o 120 minutos.

Caso de ejemplo 1: simplemente apoyado

En un caso hipotético donde se requiera proyectar un panel CLT de piso, con los siguientes requerimientos:

• Condiciones de apoyo: “Simplemente Apoyado 1 tramo”.
• Capacidad de soporte: 150 kgf/m2 de peso propio adicional.
• Sobrecarga de uso: 200 kg/m2 (proyecto residencial).
• Luz entre apoyos: 4 m.

Elegimos la opción de simplemente apoyado, identificamos la columna del requerimiento de peso propio 150 kg/m2 e identificamos la columna del requerimiento de sobrecarga de uso: 200 kg/m2.

En las celdas que muestran los metros de luz buscamos la opción que cumpla con al menos 4m.

Una vez cruzados los parámetros de sobrecarga de uso requerida y luz a salvar, se puede identificar en la primera columna de la misma línea de la celda elegida el tipo de panel CLT a utilizar definido por su espesor.

Resultado: se requiere un panel CLT HILAM 120 mm de espesor.

Luego en la tabla 2, para la misma posición de la tabla 1, se aprecia que la solución tiene una resistencia al fuego de F-60. Cabe destacar que según la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones OGUC, 60 minutos de fuego es lo que se requiere para losas en edificaciones residenciales de hasta 4 pisos.

 

Caso de ejemplo 2: continuo

En el caso que necesitamos verificar la misma condición, pero queremos revisar si es que existe una ventaja al darle continuidad a la losa sobre 2 tramos.

Para esto tomamos los mismos requerimientos anteriores:

• Condiciones de apoyo: “Simplemente Apoyado 1 tramo”.
• Capacidad de soporte: 150 kgf/m2 de peso propio adicional.
• Sobrecarga de uso: 200 kg/m2 (proyecto residencial).
• Luz entre apoyos: 4 m.

Pero vamos a la condición a la columna correspondiente a la opción de apoyo de 2 tramos. Y en las celdas que muestran los metros de luz buscamos la opción que cumpla con al menos 4m.

Una vez cruzados los parámetros de sobrecarga de uso requerida y luz a salvar se puede identificar en la primera columna de la misma línea de la celda elegida el tipo de panel CLT a utilizar definido por su espesor.

Resultado: se requiere un panel CLT HILAM 90 mm de espesor. Pero la resistencia al fuego baja a F-30, que de acuerdo con la OGUC aplicaría a viviendas de hasta 2 pisos.

Si aún así se requiriera que la solución fuera F-60, una opción es que se recubra con yeso cartón por debajo. Sin embargo, si se requiere que el CLT quede visto como cielo, necesariamente debiera ser de 120 mm de espesor, ya que cumple con F-60.

 

Caso de ejemplo 3: voladizo

En el caso de este requerimiento, pero en voladizo, para un peso propio de 150 kg/m2 y una sobrecarga de uso: 200 kg/m2 y una luz distinta, digamos 2m.

Resultado: para el diseño en frío, un panel de CLT HILAM de 120mm cumple con las exigencias propias del caso estudiado.

En cuanto a la resistencia al fuego, al cruzar los datos con la tabla de abajo se aprecia que esta solución tiene una resistencia al fuego de 90 minutos.

 

Conclusión

Se aprecia que la resistencia al fuego de un panel de CLT depende no solo del fuego, sino también de las cargas. Esto dado que los códigos internacionales imponen que luego de quemado el panel, el espesor remanente debe ser suficiente para resistir unas condiciones de carga particulares para el caso de fuego. Por eso es relevante ver ambas tablas al mismo tiempo, ya que son interdependientes.

 

Si necesitas más información sobre el uso de ambas tablas o asesoría para tu próximo proyecto en madera, envía un mensaje a hilam@arauco.com , con todos los detalles de la consulta o requerimiento.