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CONTENIDO

PRÓLOGO

PREFACIO

¿CÓMO LEER ESTE LIBRO?

1. DISEÑO ESTRUCTURAL CON CLT

1.1 Introducción y base mecánica diferenciadora

1.1.1 Placa ortótropa gruesa

1.1.2 Capas perpendiculares sin contribución axial efectiva

1.1.3 Solicitaciones de rodadura en capas perpendiculares

1.2 Modelos de cálculo tipo viga

1.2.1 Valores seccionales

1.2.2 Modelo de viga flexible de Timoshenko

1.2.3 Aplicación del método γ

1.2.4 Modelo de la analogía de corte (shear analogy)

1.2.5 Teoría de componentes (k-method)

1.3 Modelo de cálculo tipo placa; teoría de placas con contribución de corte de primer orden

1.3.1 Suposiciones fundamentales de la teoría de placas de Mindlin

1.3.2 Formulación de desplazamientos en la teoría de Mindlin

1.3.3 Deformaciones

1.3.4 Esfuerzos y tensiones en la placa

1.3.5 Matriz de rigidez del elemento

1.3.6 Rigidez de la membrana

1.3.7 Modelo de Schickhofer para reducción de rigidez de corte en el plano

1.3.8 Componentes de rigidez flexional y torsional

1.3.9 Factor de reducción de rigidez torsional

1.3.10 Componentes de rigidez de cortante transversal

1.3.11 Cálculo de tensiones en cada lámina

1.3.12 Verificaciones en cada lámina

1.4 Verificaciones analíticas de elementos estructurales

1.4.1 Tracción paralela a la placa

1.4.2 Tracción perpendicular a la placa

1.4.3 Compresión paralela a la placa

1.4.4 Compresión perpendicular a la placa

1.4.5 Flexión fuera del plano

1.4.6 Flexión en el plano

1.4.7 Cortante perpendicular a la placa

1.4.8 Cortante en el plano

1.4.9 Combinación de esfuerzos

1.4.10 Resumen de verificaciones analíticas en miembros de CLT

1.5 Diseño de uniones

1.5.1 Tipos de uniones

1.5.2 Concepción de uniones lineales (líneas de unión)

1.5.3 Influencia de los huecos (gaps) y ranuras de los tablones

1.5.4 Concepción de desangulaciones 3D y simplificaciones en conectores inclinados

1.5.5 Efecto refuerzo de lámina perpendicular e incremento de ductilidad local en conectores laterales insertados en caras

1.5.6 Posibilidad de fallo por tracción perpendicular de conectores laterales en bordes solicitados fuera del plano

1.5.7 Recomendaciones generales sobre el uso de conectores en el CLT según su disposición y el tipo de carga

1.5.8 Procedimiento de diseño

1.5.8.1 Capacidad de extracción axial

1.5.8.2 Capacidad de aplastamiento lateral

1.6 Consideraciones para el diseño de edificios

1.6.1 Muros

1.6.1.1 Principio mecánico de un muro desacoplado

1.6.1.2 Predicción de capacidad lateral en muros de corte desacoplados

1.6.1.3 Predicción de rigidez lateral en muros de corte desacoplados

1.6.1.4 Rigidez de muros desacoplados con aperturas

1.6.1.5 Verificación de muros

1.6.1.5.1 Verificación de vuelco

1.6.1.5.2 Verificación de corte en claves de corte

1.6.1.5.3 Verificación de la deformación

1.6.1.5.4 Otras verificaciones

1.6.2 Losas

1.6.2.1 Efecto de las aperturas en el análisis gravitacional

1.6.2.2 Cortante perpendicular paralelo a la luz, Vy, y descarga gravitacional sobre muros transversales

1.6.2.3 Reparto biaxial de cargas concentradas y lineales

1.6.2.4 Losas nervadas de CLT (rib slabs)

1.6.2.5 Función de diafragma

1.6.2.5.1 Esfuerzos en ULL debido a la carga lateral

1.6.2.5.2 Estimación de rigidez

1.6.3 Verificaciones y modelación de rigideces de las líneas de unión

1.6.3.1 Unión cubierta-muro (UCM)

1.6.3.2 Unión muro-losa-muro (UMLM)

1.6.3.3 Unión muro-fundación (UMF)

1.6.3.4 Unión losa-losa (ULL)

1.6.3.5 Unión muro-muro (UMM)

1.6.4 Notas sobre la estimación del periodo

1.6.5 Reparto de cargas

1.6.6 No linealidad de la relación rigidez-capacidad y ruptura de la simultaneidad en la cedencia

1.6.7 Lecturas adicionales

2. FUNDAMENTOS DE LA MODELACIÓN NUMÉRICA DE ESTRUCTURAS DE MADERA

2.1 Introducción

2.2 Contexto global de la modelación numérica en la madera

2.2.1 Escalas de modelación

2.2.2 Modelos de verificación y modelos de emulación

2.2.3 Modelación elástica de la madera y productos derivados

2.2.4 Principales no-linealidades materiales abordables en la modelación

2.2.4.1 Modelación de la plasticidad

2.2.4.2 Predicción del fallo

2.2.4.3 Predicción del fallo en caso de concentración de tensiones

2.2.4.4 Modelación post-fallo de tracción y cortante

2.2.4.5 Modelación reológica y fatiga

2.3 Algunas herramientas disponibles para modelar estructuras de madera

2.4 Modelación de estructuras de madera

2.4.1 Modelación de elementos tipo barra

2.4.2 Modelación de tableros

2.4.3 Modelación de elementos sólidos

2.4.4 Modelación de uniones

2.4.4.1 Modelación monotónica

2.4.4.2 Modelación histerética

2.4.5 Modelación muros

2.4.5.1 Muros de entramado ligero

2.4.5.2 Muros de CLT

2.4.6 Modelación de diafragmas

2.4.6.1 Diafragmas de entramado y CLT

2.5 Lecturas adicionales

3. FUNDAMENTOS DEL DISEÑO ANTI-INCENDIOS

3.1 Introducción

3.1.1 Alcance

3.1.2 Enfoque

3.2 Contexto general de la ingeniería contra incendios

3.2.1 Seguridad contra incendios

3.2.2 Dinámica de incendios

3.2.2.1 Proceso de desarrollo un incendio

3.2.2.2 Energía y carga de combustible

3.2.2.3 Tipos de incendios e incendios de diseño

3.2.3 Transferencia de calor

3.2.4 Severidad y resistencia al fuego

3.3 Comportamiento al fuego de la madera

3.3.1 Pirolisis y descomposición de la madera

3.3.2 Perfiles de temperatura

3.3.3 Propiedades termo-mecánicas a altas temperaturas

3.3.3.1 Propiedades térmicas

3.3.3.2 Propiedades mecánicas

3.3.4 Velocidades de carbonización

3.3.4.1 Velocidades de carbonización en elementos inicialmente protegidos

3.3.4.2 Velocidades de carbonización en elementos de sección transversal de pequeñas dimensiones

3.3.4.3 Filosofía de protección de entramados ligeros y madera masiva

3.3.4.4 Incendios en compartimentos con envolvente de madera y auto-extinción

3.4 Análisis de integridad estructural en situación de incendio

3.4.1 Diseño estructural en frío

3.4.1.1 Solicitaciones en frío

3.4.2 Diseño estructural en situación de incendio

3.4.2.1 Solicitaciones en caso de incendio

3.4.2.2 Propiedades de los materiales

3.4.2.3 Reducción de propiedades mecánicas

3.4.2.3.1 Determinación del espesor de la capa de resistencia nula

3.4.2.3.2 Variabilidad de las propiedades materiales

3.4.2.4 Procedimiento de diseño de elementos de madera aserrada y MLE

3.4.2.5 Procedimiento de diseño de elementos de CLT

3.4.2.5.1 Concepto de diseño según el método europeo

3.4.2.5.2 Concepto de diseño según el método estadounidense

3.4.2.6 Procedimiento de diseño de entramados ligeros de madera

3.4.2.6.1 Capacidad de soporte de carga (integridad estructural)

3.4.2.6.2 Función de compartimentación (aislación térmica)

3.4.2.6.3 Detalles constructivos

3.4.2.7 Diseño de uniones

3.5 Lecturas adicionales

ANEXO A. EJEMPLO DE CÁLCULO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS CON EL SISTEMA MARCO-PLATAFORMA

A.1 Descripción de la edificación y condiciones de cálculo

A.1.1 Vista en planta y configuración del edificio

A.2 Materiales y descripción de elementos estructurales

A.2.1 Escantillón de muros y sus elementos

A.2.2 Escantillón de losa de entrepiso

A.3 Cargas de diseño

A.3.1 Carga muerta

A.3.2 Sobrecargas de uso

A.3.3 Combinaciones

A.4 Metodología de análisis

A.4.1 PASO 1: Determinación de la matriz de rigidez del edificio sin considerar aporte de flexibilidad del anclaje por volcamiento

A.4.2 PASO 2: Evaluación de Propiedades dinámicas de la estructura

A.4.3 PASO 3: Distribución de fuerzas horizontales equivalentes para cada modo de vibración

A.4.4 PASO 4: Determinación de la matriz de rigidez del edificio considerando el aporte de flexibilidad del anclaje por volcamiento

A.4.5 PASO 5: Análisis estáticos para cada modo de vibración y evaluación de las fuerzas internas en los muros por medio de la combinación modal

A.4.6 PASO 6: Verificación de capacidades resistentes a corte de los muros

A.4.7 PASO 7: verificación de desplazamientos laterales admisibles

A.5 Desarrollo del ejemplo para el diseño del edificio de seis pisos

A.5.1 Consideraciones previas

A.5.2 PASO 1: Determinación de la matriz de rigidez del edificio sin considerar aporte de flexibilidad del anclaje por volcamiento

A.5.3 PASO 2: Evaluación de las propiedades dinámicas de la estructura

A.5.4 PASO 3: Distribución de fuerzas horizontales equivalentes para cada modo de vibración

A.5.5 PASO 4: Determinación de la matriz de rigidez del edificio considerando el aporte de flexibilidad del anclaje por volcamiento

A.5.6 PASO 5: Análisis estáticos para cada modo de vibración y evaluación de las fuerzas internas en los muros por medio de la combinación modal

A.5.7 PASO 6: Verificaciones de capacidades resistentes a corte de los muros

A.5.8 PASO 7: verificación de desplazamientos laterales admisibles

A.5.9 Resultados en cuanto a la conformación de los muros estructurales

A.5.10 Lecturas adicionales

ANEXO B. MÉTODO SIMPLIFICADO DE PREDISEÑO DE EDIFICIOS DE MARCO-PLATAFORMA

B.1 Introducción

B.2 Resumen y filosofía del método

B.3 Niveles de desempeño y sismos asociados

B.4 Tipos de muro

B.5 Modelo computacional

B.6 Rigidez y capacidad de muros

B.7 Registros sísmicos empleados

B.8 Determinación de la distribución óptima de capacidad en altura

B.9 Análisis de la distribución de capacidades optimizada con sismos de intensidad creciente

B.10 Estimación del factor α partir de un análisis por desempeño

B.11 Resumen del procedimiento de prediseño simplificado

B.12 Lecturas adicionales

ANEXO C. AYUDAS AL CÁLCULO

C.1 Tablas de espesor mínimo en conectores

C.2 Factor de modificación de humedad y duración de la carga

C.3 Resumen de aplicación de factores de modificación según NCh1198

C.4 Estimación conservadora de propiedades de MLE

C.5 Valores seccionales comunes del CLT

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