Dentro del enorme campo de las uniones uno de los detalles que se repiten frecuentemente en muchos proyectos es el de las uniones entre vigas de madera al mismo nivel. Un ejemplo sería la unión de las viguetas de un forjado con las vigas principales o las correas entre los pórticos de una cubierta.
Si la geometría del proyecto lo permite, una solución sencilla para estos casos es apoyar la vigueta directamente en la cara superior de la viga. Además, este detalle nos permite que la vigueta sea continua sobre varios apoyos lo cual, como veíamos en este artículo, es muy interesante de cara a la optimización de la estructura. Sin embargo, en muchas ocasiones la falta de espacio disponible nos obliga a conectar la testa de la vigueta con el canto de la viga principal, quedando las caras superiores de ambas piezas en un mismo plano.
Uniones entre vigas de madera al mismo nivel
¿Y cómo hacemos esa unión? Hay varias formas de resolver este detalle. En este artículo vamos a repasar seis de las configuraciones más habituales para que puedas elegir la que mejor se adapte a tu proyecto. ¡Vamos!
UNIONES CARPINTERAS
Las dos primeras soluciones que vamos a plantear se encuadran dentro del grupo de las uniones carpinteras. Esto quiere decir que la transmisión de esfuerzos se realiza por contacto directo entre las piezas de madera.
CAJEADO
Una primera posibilidad consiste en practicar un cajeado en la viga principal que permita alojar la testa de la vigueta. La profundidad de este cajeado dependerá del valor del esfuerzo cortante en el extremo de la vigueta, que se transmitirá en forma de compresión perpendicular a la fibra a través de la superficie de contacto entre ambas piezas.
Es importante resaltar que al efectuar el cajeado se ha producido una importante pérdida de sección eficaz en la viga principal. Por lo tanto vemos que se trata de un detalle que nos obliga a aumentar el ancho de las vigas principales, sobre todo si éstas deben recibir una vigueta por cada lado.
En ocasiones se realiza una entalladura en el extremo de las viguetas para reducir el tamaño de los cajeados. Si te decantas por esta alternativa, no olvides repasar este artículo donde veíamos la comprobación de vigas con entalladura en el apoyo para evitar que un fallo por hienda ponga en peligro la seguridad de tu estructura.
COLA DE MILANO
Se trata de una solución muy estética (no solo por la belleza de su nombre) que ha sido muy empleada desde la aparición de los centros de mecanizado por control numérico. No obstante, en el mercado existen plantillas para poder realizar la cola de milano en la madera con una fresadora manual.
Si toda la estructura se ha mecanizado con precisión, esta solución presenta la ventaja de un ensamblaje muy eficiente. Sin embargo, esta ventaja se puede convertir en un inconveniente si hay que hacer algún ajuste en obra, ya que la propia geometría de la unión implica que las holguras de montaje sean muy reducidas.
La verificación de su capacidad de carga se verá en un futuro artículo, pero cabe adelantar que es conveniente el refuerzo mediante tirafondos de rosca completa para evitar problemas derivados de tracciones perpendiculares a la fibra. Además, estos tirafondos se encargarán de asumir la capacidad portante de la unión en situación de incendio y mantendrán la posición de la conexión en caso de que una inversión de esfuerzos trate de desacoplar la viga secundaria.
CLAVIJAS Y CONECTORES OCULTOS
En un segundo grupo de soluciones vamos a ver cómo resolver la unión mediante elementos metálicos que quedan ocultos en el interior de la madera. Este hecho tiene implicaciones tanto estéticas, al generarse una unión que podría pasar por carpintera, como estructurales, ya que la protección de los elementos metálicos resulta esencial en el cálculo de la unión en situación de incendio.
TIRAFONDOS CRUZADOS
Consiste en conectar las piezas mediante parejas de tirafondos de rosca completa introducidos a 45º desde las caras superiores de las vigas. El objetivo es que el esfuerzo cortante en el extremo de la vigueta se convierta en dos esfuerzos axiles en los tirafondos: uno de tracción y otro de compresión.
Como veíamos en esta entrada, los tirafondos de rosca completa tienen una capacidad de carga axial elevadísima, por lo que se trata de una solución muy eficiente. La ejecución en obra puede parecer complicada, pero se simplifica bastante si se fija un durmiente provisional a la viga principal para mantener la vigueta en su posición mientras se introducen los conectores.
Esfuerzos de tracción y de compresión en los tirafondos cruzados
Apoyo sobre rastrel para simplificar el montaje
"T" OCULTA
Consiste en un perfil metálico en forma de T que se puede fabricar en aluminio extruido o mediante el plegado de una chapa de acero. Este herraje se fija mediante clavos o tirafondos a la cara lateral de la viga principal. En la testa de la vigueta se debe ejecutar un mecanizado que consiste en un cajeado más una ranura central.
La conexión entre la vigueta y la T se puede realizar mediante pasadores lisos, si se empleó un herraje pretaladrado, o mediante pasadores autotaladrantes, que atraviesan el alma del perfil metálico en el momento de la instalación. La cabeza de estos pasadores se puede ocultar con tapones de madera que actúan como protección en situación de incendio.
COLA DE MILANO METÁLICA
¿Recuerdas la unión carpintera en cola de milano de la que hemos hablado antes? Pues, inspirados en esta solución tradicional, se han desarrollado una serie de herrajes con capacidades mecánicas realmente elevadas.
Aunque los distintos fabricantes han ido introduciendo modificaciones y variantes, básicamente se trata de herrajes en dos partes que se atornillan a las vigas a unir y permiten una conexión rápida y sencilla. En muchos casos se trata de una solución desmontable, por lo que es un tipo de unión muy adecuada para estructuras temporales como pabellones de exposición o volúmenes auxiliares de uso estacional.
Algunas referencias comerciales que puedes encontrar en el mercado son los conectores Sherpa, los UV, Rincon, Gigant, Duo, Walco y Megant de Rothoblaas, Magnos y Atlas de Eurotec o ETB y ETS de Simpson Strong-Tie.
CONECTORES VISTOS
Por último, vamos a ver una solución para aquellas situaciones en las que la estética y el cálculo en situación de incendio no sean aspectos relevantes, como un forjado que vaya a quedar oculto por un falso techo capaz de ofrecer la protección al fuego necesaria.
ESTRIBOS
Una de las soluciones más populares para la unión entre vigas de madera al mismo nivel son los estribos metálicos. Se trata de una opción muy económica y sencilla de ejecutar, pues simplemente hay que fijar el estribo a la viga principal con clavos o tirafondos y colocar sobre él la viga secundaria.
Como hemos comentado anteriormente, sus principales desventajas son estéticas, pues al ser un herraje visto puede no ser compatible con el diseño del proyecto en cuestión. Por otro lado, los elementos metálicos expuestos generan uniones vulnerables en situación de incendio que requieren comprobaciones adicionales.
En cualquier caso, los estribos vistos son una buena opción en partes de la estructura que van a quedar ocultas, en proyectos donde se busque una estética de tipo industrial o para su uso en estructuras auxiliares.
11 comentarios en «6 formas de resolver uniones entre vigas de madera al mismo nivel»
Muy buen artículo y además muy técnico y de fácil comprensión, gracias
Gracias por tu comentario, Hernan.
Un saludo.
Hola, Soy nuevo revisando su página web y he revisado solo 3 artículos y debo decir que son muy buenos.
Soy una persona a quien le interesa mas y mas este mundo de construcción con madera, y estas publicaciones me hacen acercar de la mejor forma por el buen camino.
Muchas felicidades.
Buenos días, Francisco:
Muchas gracias por tu comentario. Nos alegramos mucho de que nuestros artículos resulten de tu interés. Esperamos poder liberar un poco de tiempo para publicar las siguientes entradas que tenemos en mente.
Un saludo.
Buenas tardes, ¿En el encuentro en cola de milano implica el aumento de la sección útil de la viga o es despreciable por tratarse de un ensamble?
Te doy la enhorabuena, son artículos claros y muy interesantes
Buenas tardes, Emilio:
¡Gracias por tu comentario! Como los cajeados de las colas de milano suponen una interrupción en las fibras de madera, esa zona no se debe considerar en el cálculo. Lo correcto es hacer el cálculo de la sección requerida para la viga y luego aumentar el ancho necesario para poder hacer los cajeados.
Por ponerte un ejemplo, supón que en el cálculo de una viga de cumbrera que recibe cabios por ambos lados nos sale que debe tener una sección de 120×280. Si la caja del mecanizado tiene una profundidad de 30 mm, lo que haremos será emplear una sección bruta de 120+30+30 = 180×280 mm.
Es cierto que en la parte inferior de la viga quedaría una zona sin cajeados donde sí hemos aumentado la sección, pero su incidencia sería mínima y no se tiene en cuenta en el cálculo.
¡Un saludo!
Muy buen articulo. Faltan los estribos ocultos. Te quería preguntar si para unir una cubierta de pares a viga cumbrera que unión es mejor, uniones a testa de viga o uniones encima de viga cumbrera. Gracias
Hola, Rubén:
Gracias por escribir.
No es que una solución sea mejor que la otra; depende de los requisitos del proyecto. Apoyar los pares sobre la cumbrera en principio es más fácil porque solo tienes que mecanizar una pequeña entalladura en los pares y ya generas un buen apoyo horizontal. Sin embargo con esta solución te quedará un espacio entre la cumbrera y la cara inferior del tablero de cubierta.
Uniendo los pares a los laterales de la cumbrera eliminas ese espacio pero se dificulta mínimamente la unión y tendrías que emplear alguna de las soluciones de este artículo.
¡Un saludo!
Gracias por contestar. Mi pregunta anterior del tipo de unión en viga cumbrera era sobre el tema de empujes horizontales de esos pares en los muros de carga. Creo haber leído que las uniones encima de viga disminuian más esos empujes. Entalladuras en madera laminada no me gusta prefiero apoyar sobre cuñas. Un saludo
Excelente artículo. Me ayudó a visualizar la solución a un diseño de cubierta que me estaba complicando. Gracias !!!! Saludos.
¡Qué alegría, Carlos! Nos alegra mucho que te ha resultado de utilidad.
Un saludo.