Hacia un análisis fiable y eficiente de las uniones de madera: ensayos de material e interacción, y modelado numérico
Towards a Reliable and Efficient Analysis of Connections in Timber: material and interaction testing, and numerical modeling
Fechas inicio - fin: 01/09/2021 – 31/08/2025
Investigador Principal: José Manuel Cabrero
Otros investigadores: Ignacio Arteaga, Borja Iraola, Thomas Bader, Josef Füssl
Asistentes investigación: Ezequiel Moreno, Mar Basterrechea, Juan Carlos Sánchez
Entidades participantes:
- Universidad de Navarra (Departamento CIE)
- Instituto Eduardo Torroja (CSIC)
Resumen:
La expansión de la construcción con madera podría producir una combinación de reducción de emisiones y secuestro de carbono equivalentes a eliminar las emisiones de la construcción, comparable a la contribución actual de las energías renovables. Los edificios de madera en altura son cada vez más populares al tiempo que desafían nuestro sorprendentemente escaso conocimiento científico de las estructuras de madera. De hecho, los enfoques de diseño actuales todavía se basan en la experiencia y la tradición, y no son eficientes ni confiables: mientras que la mayoría de los elementos en las estructuras de madera están sobre-dimensionados en un 40-60% debido a los requisitos de unión, casi el 25% de los colapsos recientes de estructuras de madera estaban relacionadas con las uniones. La descripción precisa del comportamiento estructural de las uniones de madera estructural sigue siendo un tema abierto, que plantea muchos desafíos sin resolver.
REACT está ambiciosamente comprometido en el desarrollo de un marco confiable para el diseño de uniones y estructuras de madera. Gracias a una extensa campaña experimental y a nuevos modelos multiescala, proporcionará una sólida evaluación de la fiabilidad de las uniones de madera. Este conocimiento se derivará de un análisis multinivel, desde el material hasta el nivel de unión, con un enfoque especial en la interacción de la madera con los conectores tipo clavija. Como principal contribución, el proyecto entregará información para la práctica del diseño de uniones (ambos IPs colaboran activamente en el desarrollo del Eurocódigo 0 -bases de diseño- y 5 -diseño de estructuras de madera-), permitiendo hacer uso de los conocimientos obtenidos de una manera sencilla pero eficiente.
La campaña experimental se centra en tres niveles de observación: material, interacción madera-conector, y uniones. En este último, la atención se centrará en patrones de carga realistas, en los que están presentes la flexión, el cortante y el axial, para proporcionar una comprensión de la interacción existente entre ellos. Esto desafía el conocimiento actual, principalmente basado en esquemas de carga simples. Este conocimiento experimental basado en niveles permitirá el desarrollo de un modelo numérico de múltiples escalas para uniones de madera que se utilizará para llevar a cabo los modelos estocásticos requeridos para la simulación MonteCarlo y el posterior análisis de confiabilidad de las uniones de madera estructural.
El proyecto de investigación cuenta con la experiencia de dos equipos de investigación: la Universidad de Navarra (UNAV), especializada en el modelado y diseño de estructuras de madera, y el grupo del Insitituto Torroja (IETcc) en evaluación de seguridad y fiabilidad de estructuras. Ambos subproyectos constituyen una simbiosis perfecta para el análisis y evaluación de fiabilidad de modelos de diseño para uniones de madera. Los equipos de investigación involucrados han hecho contribuciones clave en relación a los temas principales del proyecto, destacándose para llevarlo adelante.
Para explotar el extraordinario potencial ecológico y permitir la expansión del uso estructural de la madera, se requiere una mejor comprensión de la respuesta estructural de las uniones de madera. REACT puede marcar una diferencia significativa hacia construcciones de madera más eficientes, fiables y seguras.
Organismo financiador: Por definir.
Cantidad financiada: 132.495 €.