Las conexiones de madera incluyen varias formas de transmitir presión, tensión e influencias laterales entre elementos de madera. En el texto se muestran uniones prensadas y tensadas, tapones, muescas, ligas, uniones pegadas y placas de nudos.
1. Enlace presionado
Si la cara de un elemento está en contacto con la cara de otro elemento, y si el conjunto está asegurado contra el movimiento lateral, o si la cara de un elemento está en contacto con un elemento longitudinal, es suficiente instalar cuñas para evitar el movimiento lateral en las superficies de los componentes, o colocar sanguijuelas desde el exterior. Si se utilizan tapones pequeños, los orificios en los que encajan deben restarse de las superficies prensadas (fig. 1 y 2). Por lo tanto, las columnas verticales de las estructuras de celosía, especialmente si son más estrechas que las correas, su superficie completa se hunde en la correa aproximadamente 2 cm y se asegura ocultando un trozo de madera con una sección triangular (fig. 3).
Imágenes 1–3. Conexiones prensadas de elementos de madera.
En caso de que se supere la presión permitida perpendicular a las fibras, se insertan piezas de perfiles en C de madera dura o acero (fig. 4). Asimismo, la ampliación de la superficie prensada de columnas individuales se puede lograr insertando pies (fig. 5). En la figura. 6 muestra la conexión de la vertical con segmentos nupciales completos, cuya continuación se encuentra encima. Para conseguir una cierta rigidez de la unión se deben colocar listones de acero en forma de T. Si las columnas de madera redonda o torneada son continuas, y en su unión existen tensiones por flexión o torsión, es necesario absorber dichas tensiones con ligas de madera o acero colocadas lateralmente, mediante clavos o tornillos.
Imágenes 4–6. Refuerzos y continuaciones de enlaces prensados.
A menudo es conveniente cubrir el conjunto con una funda tubular. Para evitar que las fibras presionen entre sí sobre la composición, se coloca una capa de mortero de cemento semihúmedo y bien compactado antes de plantar la parte superior de la columna. Si los elementos se extienden horizontalmente o se juntan en ángulo, se deben asegurar contra el movimiento con sanguijuelas o tiras de acero plano y contra la torsión con troncos cortados en las esquinas (fig. 8 y 9). Para conectar las traviesas al andamio, se utilizan mejillas de madera dobles, fijadas con tornillos. Este tipo de construcción puede soportar momentos de flexión (fig. 10). Prav, es decir, lámina oblicua_, se utiliza cuando la composición está soportada y no hay suficiente espacio para que se soporten elementos individuales (por ejemplo, conexión de cornisa sobre los sujetadores del techo) (fig. 11 y 12). Para poder transmitir fuerzas de tracción mayores, a veces se colocan espaciadores entre las superficies de contacto.
Imágenes 7–11. Componentes, ligas y hojas.
2. Gorra
El taco sirve exclusivamente para asegurar la posición mutua de dos elementos de madera. Durante el montaje deberá mantener los elementos en su posición. En la figura. 13 muestra la conexión de verticales y diagonales con coronas dobles de andamios. Debajo de la cabeza del tornillo y la tuerca se colocan cuñas de tamaño 8/8 a 10/10 cm y espesor 8-10 mm. Los tornillos deben apretarse hasta agotar su resistencia a la tracción en el cuello, para transferir las mayores fuerzas de fricción posibles a las superficies de contacto de los elementos, debido al efecto de una fuerte presión. De esta forma se crean nodos rígidos.
Imágenes 12–15. Chapas, bujías y conexiones de bocina.
Si las vigas del tejado no se apoyan en la cumbrera, su fijación se realiza con una horquilla o taco con ranura completa (fig. 14). En algunos casos, los enchufes están expuestos a doblarse perpendicularmente a su dirección, p. como tapón en el medio de los travesaños de las estructuras del entrepiso (fig. 15). Las paredes alrededor de la ranura deben ser lo suficientemente gruesas para evitar salpicaduras de madera.
3. Muesca
La muesca se usa para hacer una conexión fuerte que pueda soportar la presión de las varillas que se encuentran en diagonal. Una construcción ordinaria está representada por un corte frontal, cuyo cuerpo a-b divide la esquina exterior, mientras que el ángulo bac suele ser mayor que 90o (fig. 16). De esta manera se consiguen las condiciones de tensión más favorables para el bisel y el umbral. Valores para a:
a ≤ 50o, profundidad de muesca t = 0,25h
a ≥ 60o, profundidad de muesca t = 0,17h
Entre los ángulos 50o y 60o se realiza una interpolación lineal. En el caso de que a sea menor que 50o, el uso de la sección de varilla será mejor si se aplica una doble muesca (Fig. 17). La desconfianza hacia este método de conexión está justificada, ya que a menudo no se encuentra la precisión necesaria en la construcción.
Imagen 16. Geometría de muesca frontal.
Las tensiones cortantes en la superficie a-e para madera de coníferas no deben exceder 900 kPa. La longitud mínima del voladizo delantero debe ser 15 cm. Si la longitud es limitada, se utiliza un corte por la mitad, es decir, un corte trasero. Debido al giro de los palos, al aplastamiento local y al proceso de contracción de la madera, puede suceder que la fuerza se transmita sólo al frente del corte y la junta se abra en la parte posterior; la consecuencia es la carga excéntrica de la hélice. Esto ocurre en menor medida en la conexión con una muesca en el medio, que actúa aproximadamente como una junta y al girar la varilla excluye la creación de una gran excentricidad. En el corte posterior existe el riesgo de que el diente se rompa (especialmente en caso de grietas por contracción de la madera) y el bisel se deslice.
Imágenes 17–20. Variantes de tapa con muesca e inclinada.
Para evitar cortes demasiado profundos, se añaden refuerzos laterales e inserciones (fig. 19). Asimismo, además de la muesca, una parte de la fuerza se transmite a través de las ligas clavadas a ambos lados; de esta forma, el nodo adquiere una cierta rigidez en cuanto a fuerzas laterales. No se recomienda la triple incisión, ya que se excluye la transmisión uniforme y simultánea de fuerza a través de las tres superficies frontales.
4. Tapón oblicuo
En comparación con la muesca, el tapón inclinado (fig. 20) tiene la ventaja de que la conexión a las influencias laterales muestra una mayor rigidez. Por otro lado, una construcción más pesada, una resistencia reducida y una mayor deformabilidad, especialmente en ángulos de conexión grandes, no indican que se recomiende su uso.
5. Enlace estrecho
Se utilizan ligas de madera o acero para cubrir los extremos expuestos a tensión; estos últimos son en su mayoría más caros, pero debido a su mejor apariencia y mayor seguridad en caso de grandes fuerzas, son más adecuados. En la figura. 21 muestra la conexión de un palo doble tensado, realizado con tres ligas de madera y cerebros en las uniones.
Imagen 21. Conexión estrecha con ligas y cerebros de madera.
Las vigas de acero se fijan: sólo con tornillos calculados, tacos con tornillos (fig. 22), tacos remachados o soldados para vigas de acero o tornillos para madera. Cada elemento de conexión de madera se perfora por separado según la plantilla correspondiente. La precisión de la perforación manual no es suficiente.
Imágenes 22–23. Ligas y lazos de acero con superposición inclinada.
Para construcciones pegadas, no se pueden utilizar tirantes comunes. Aquí es donde entran en juego las uniones diagonales en la primera fila. En los elementos a unir, la relación entre la altura del bisel y la longitud sobre la que se extiende el bisel debe ser al menos de 1:5 a 1:8. Además, es necesario adoptar dimensiones lo más pequeñas posible para las secciones transversales de los elementos a unir.
Imagen 24. Biseles de cuña de elementos de madera.
La imagen 23 muestra dos conjuntos prefabricados realizados con un pliegue inclinado. La presión necesaria para el pegado se crea mediante tornillos. También se utilizan conexiones con biseles en cuña (uniones frontales, fig. 24).
La figura 25 muestra la conexión entre una doble barra diagonal y también una doble correa (los elementos se encuentran en los mismos planos) con refuerzos laterales e inserciones. Para la conexión entre las piezas adicionales y el cinturón (carga oblicua a las fibras) se necesita un mayor número de tirantes que para la conexión entre ellas y la diagonal. Para que los cerebros encajen, el ancho de las piezas agregadas debe ser mayor que el ancho de la varilla de relleno. Las varillas de relleno de las estructuras de madera suelen estar unidas directamente a las correas.
6. Corte
Imágenes 25–26. Conexión de varilla diagonal y corte de correa.
Las varillas apretadas (en su mayoría dobles) cuando se cortan con un cinturón, se atan directamente. Las varillas tienen tantas muescas que transmiten sus fuerzas vertical o diagonalmente (mediante muescas) a la correa. (figura 26). También se puede instalar una barra tensora completa en el espacio entre la correa doble. El corte como conexión directa entre elementos sólo se puede aplicar en el caso de una fuerza pequeña, por lo que las barras suelen estar sobredimensionadas por razones estructurales. Cuida que los palos tengan bordes completamente afilados.
7. Conexiones de elementos con placas nodales
Si varias varillas se juntan en un nodo, o si las correas de una estructura de celosía se rompen bruscamente, se utilizan placas de nodos que imitan las láminas de nodos de las estructuras de acero; En términos de economía, no siempre son recomendables. Las placas de nudos de acero se utilizan con vigas de acero de sección transversal circular, espesor 20 mm, longitud 80 mm, para puentes muy cargados o puentes grandes con grandes luces y baja altura estructural, que normalmente se doblan en gran medida bajo la influencia del secado progresivo de la madera. A menudo se utilizan placas para juntas de madera contrachapada.
Además de las conexiones para elementos de madera enumeradas aquí, también hay una gran cantidad de conexiones que sólo los carpinteros realizan a mano; velar, encajar, “karma”, etc. En estas conexiones “gremiales” existe la tendencia a recibir, si es posible, fuerzas tensoras para evitar que los elementos se separen. Si tales conexiones se verifican mediante cálculos, se ve que las fuerzas que pueden aceptarse en el caso más favorable son muy modestas. Las conexiones de carpintero, que a menudo se elaboran con mucho cuidado y requieren un alto grado de mano de obra, hoy en día ya no son adecuadas en muchos casos.