Los tirafondos son los elementos de unión más habituales en estructuras de madera de tamaño medio, imprescindibles en las obras de cubierta y en entramados ligeros, y presentes en prácticamente todas las estructuras ejecutadas con las escuadrías más habituales, sean de madera aserrada o laminada, debido a su versatilidad y fácil puesta en obra.
Son piezas de fijación válidas para unir elementos de madera con madera o con placa metálica. Además existe un buen número de prontuarios y programas de cálculo de los principales productores, lo que facilita mucho su uso.
Los tirafondos o tornillos para madera, constan de un fuste con una zona roscada en la punta (cuerda) y un tramo liso (caña). La forma de la cabeza puede ser lenticular, redonda, avellanada y hexagonal.
Según la norma UNE-EN 14592, el diámetro nominal (diámetro externo de la rosca), d, de los tirafondos utilizados para estructuras de madera no debe ser menor que 2,4mm ni mayor de 24mm. Generalmente, el diámetro varía entre 6 y 20 mm y la longitud entre 25 y 300mm.
Tipos de tirafondo:
Dentro de los tirafondos normalizados es frecuente el uso de los siguientes tipos:
- DIN 95. Tirafondo con cabeza embutida lenticular con ranura. Diámetro de 3 a 6mm y longitud de 12 a 80 mm.
- DIN 96. Tirafondo con cabeza redonda con ranura. Diámetro de 3 a 6mm y longitud de 10 a 80 mm.
- DIN 97. Tirafondo con cabeza avellanada con ranura. Diámetro de 3 a 8mm y longitud de 10 a 100 mm.
- DIN 571. Tirafondo con cabeza hexagonal (denominado normalmente barraquero). Diámetro de 4 a 20mm y longitud de 20 a 350 mm.
Además, algunos tirafondos disponen de punta autoperforante que facilita la introducción sin pretaladro. Otra de las ventajas de la punta autoperforante es que el tirafondo queda más alejado de la posible rotura por tracción debida a un excesivo anclaje en la punta.
En algunos diseños se incluye una zona de transición entre la cuerda y la caña con un perfilado especial denominado fresa, que amplía el taladro de alojamiento de la caña para reducir la fricción durante la inserción, evitando el riesgo de rotura por torsión.
Otros tienen todo el fuste roscado y se utilizan como elementos de anclajes de importancia y como refuerzos en agujeros o rebajes de piezas de madera.
Tipos de esfuerzos:
A la hora de elegir el tipo de clavija hay que tener en cuenta el tipo de esfuerzo que sea necesario transmitir según la unión. Los tirafondos resisten esfuerzos a cortante (carga lateral) y esfuerzos axiales.
A diferencia de los clavos, todos los tipos de tirafondos tienen capacidad de resistir esfuerzos axiales.
Carga lateral:
Para calcular la capacidad de carga lateral del tirafondo hay que tener en cuenta una serie de consideraciones, según el CTE DB_SE-M.
Se tendrá en cuenta el efecto de la parte roscada del mismo utilizando un diámetro eficaz (def). El diámetro eficaz varía según el tipo de tirafondo:
En tirafondos con la caña lisa (zona no roscada), cuyo diámetro en la parte roscada es igual al de la caña:
- El diámetro eficaz, def, se toma como el diámetro de la caña
- La penetración en la pieza de punta de la caña no es inferior a 4d
En otros casos:
- El diámetro eficaz, def, se toma igual a 1,1 veces el diámetro interno de la cuerda (o parte roscada).
Además, en tirafondos con caña lisa con diámetro d>6mm se aplicarán las mismas reglas de carga lateral que para pernos, los cuales los explicaremos en post posteriores. En otros diámetros se aplican las mismas reglas de carga lateral que para clavos (explicados en post anteriores).
Carga Axial:
Para la determinación de la capacidad de carga axial de las uniones con tirafondos deben comprobarse los siguientes modos de fallos, según el CTE DB_SE-M.
A la hora de diseñar uniones con tirafondos hay que tener en cuenta además del tipo de esfuerzo, la ejecución de la unión. La ejecución es un factor tan importante que es muchas veces el responsable de la dimensión final de las escuadrías de las piezas a unir.
Por ello, hay que tener en cuenta una serie de consideraciones constructivas según CTE DB_SEM:
- La penetración mínima de la parte roscada en la pieza debe ser igual a 6d;
- Además deben cumplirse las siguientes condiciones: 6mm < d < 12mm y 0,6 < d1/ d < 0,75; siendo d el diámetro exterior de la parte roscada y d1 el diámetro interior de la parte roscada;
- En tirafondos colocados en coníferas con un diámetro de la caña menor que 6mm, no se requiere pretaladro. En todos los tirafondos colocados en frondosas, o coníferas con diámetro de la caña > 6mm se requiere un pretaladro.
- Hay que respetar las distancias a borde del elemento de madera y la distancia entre los tirafondos.
Distancias a borde y entre tirafondos:
Es un elemento clave del diseño estructural, dado que muchas veces el diseño de las uniones repercute en el de la pieza a unir. Es habitual que las piezas puedan ser más esbeltas que lo que la unión requiere, y por ello es conveniente realizar un pre-diseño de uniones en fases iniciales de proyecto.
En cuanto al diseño de uniones, en carga lateral, y tirafondos d<6mm se aplican las reglas de los clavos:
Para carga lateral, y tirafondos d>6mm se aplican las reglas de los pernos:
Para carga axial, las separaciones mínimas y distancias mínimas al borde , manteniendo el grueso de la madera t> 12, son las siguientes:
En resumen, al igual que ocurre con las uniones mediante clavos, que desarrollamos en este post previo (ver aquí) las uniones con tirafondos conllevan una serie de condicionantes propios que son decisivos en el diseño de la unión y de la propia estructura a unir. En este post hemos desarrollado los más habituales, y para terminar, conviene recordar que más allá del diseño de proyecto, los cambios en obra también deben tener en cuenta lo aquí desarrollado.
Y como recordatorio, si queréis ver el post sobre otros tipos de uniones posibles en madera, lo podéis consultar en este link
