Deformación en estructuras de madera. Tipos de flechas

La construcción de estructuras de madera está más vigente que nunca y muy ligada a las tendencias en materia de sostenibilidad actuales, pues es un material biodegradable, natural y renovable.

En este post, extraído del curso que imparto sobre Cálculo de estructuras de madera, profundizaré sobre las diferentes deformaciones a las que se enfrenta una viga de este material.

Antes de la puesta en carga

Contraflecha - Wc

Es la flecha que busca compensar las posteriores puestas en carga, estando en la dirección opuesta a éstas. Es común en vigas de madera laminada, no así en las aserradas. Se recomiendan valores alrededor de 1,5 veces la deformación por cargas permanentes (G).

Después de la puesta en carga

Flecha instantánea - Winst

La flecha instantánea es la deformación elástica dada durante el primer instante tras aplicar la carga. Debido a que se debe distinguir entre cargas permanentes y variables, se tienen dos cálculos diferentes de flechas instantáneas:

• Flecha instantánea para cargas permanentes - Winst G
• Flecha instantánea para cargas variables - Winst Q

Flecha diferida - Wdif o Wcred

La deformación de la viga aumentará al dejar las cargas aplicadas durante el tiempo, siendo este incremento de deformación la flecha diferida. Se debe fundamentalmente a las cargas permanentes, siendo la influencia de las variables menor, pues al dejar de aplicarse la madera tiende a recuperar su forma original.

Flecha total - Wtot

La flecha total es suma de todas las deformaciones, desde la contraflecha hasta la flecha final.

Wtot = Winst + Wdif

Flecha máxima - Wmáx

Se desprecia la contraflecha, pues esta deformación no afecta al servicio. Por lo tanto, es la distancia desde la horizontal hasta la flecha final. Si no hay contraflecha, la flecha total y la máxima son la misma.

Wmax = Wtot - Wc /// Si Wc = 0 => Wtot = Wmax

Flecha activa o relativa - Fact

La flecha activa es la deformación que pone en riesgo las condiciones de los elementos constructivos tales como particiones o tabiques. Está formada por la flecha diferida de las cargas permanentes y variables, y la flecha instantánea de las cargas variables.

Wact = WdifG + WintQ + WdifQ

Normativa

La normativa de cálculo estructural define dos límites adicionales sobre esta temática:

Límite por apariencia

Es la flecha apreciable por el ojo humano. No se debe poder percibir el abombamiento de la viga respecto a la horizontal.

Límite por apariencia = Flecha máxima

Límite de confort de uso del forjado*

Es la causada por las cargas variables, que cargan y descargan, aumentando la flecha y recuperándose de forma intermitente. Por lo tanto corresponde a la flecha activa, pero solo la causada por las cargas variables, sin las permanentes.

*Nota

"La flecha por confort, yo la calculo como describo en el post: es la suma de la flecha instantánea más la diferida debida a las cargas variables. El CTE dice “considerando solamente las acciones de corta duración”, lo que puede interpretarse como que sólo se considere la flecha instantánea por las cargas variables, pero no la diferida. Yo lo interpreto, para quedarme del lado de la seguridad, como: considero sólo las acciones de corta duración, que son las variables, pero éstas provocan una flecha instantánea y, con el tiempo, una flecha diferida. Es decir, una cosa son las acciones y otra las flechas que provoca en diferentes momentos."

Eduardo Medina es Doctor por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Máster en Estructuras de la Edificación y Máster en Técnicas y Sistemas en Edificación (por la UPM). Es autor de varios artículos, ponencias en congresos y libros, entre ellos “Construcción de estructuras de madera”. Tiene más de veinte años de experiencia en la ejecución de obras de edificación, incluso de viviendas con estructura de madera.

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