Modelación Numérica de Uniones para Estructuras de CLT Mediante Teoría de Homogeneización

Abstract

Los puntos críticos en el diseño de estructuras de madera laminada cruzada (CLT) se encuentran en las uniones entre elementos, que deben diseñarse para transmitir cargas de servicio y permitir la disipación de energía bajo cargas sísmicas. Para materializar dichas uniones existen diversas tipologías de conectores formados por elementos metálicos auxiliares que se unen a los elementos de madera mediante clavos o tornillos especiales. Analizar una estructura real mediante un modelo numérico que incluya dichas uniones con su geometría y las diferentes configuraciones de elementos de sujeción, generaría un elevado costo computacional, que torna inviable esta alternativa. Para mantener un nivel de precisión adecuado en los resultados y reducir el costo computacional, en este trabajo se propone la formulación e implementación de un modelo de homogeneización estructural ad-hoc, que permite considerar en forma analítica diferentes morfologías de conectores y distribución de clavos. La unión homogeneizada contiene intrínsecamente las diferentes propiedades de la unión, tanto geométricas como mecánicas, de esta manera es posible derivar el comportamiento global de la estructura en función de los materiales componentes. Para calibrar el modelo homogeneizado se realiza un micro-modelo de la unión y luego se compara con resultados experimentales.