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Evaluaci�n param�trica del desempe�o de conexiones empernadas madera�acero-madera en configuraci�n de doble cortante seg�n el Euroc�digo 5

 

Parametric evaluation of the performance of bolted wood-steel-wood connections in double shear configuration according to Eurocode

 

Avalia��o param�trica do desempenho de liga��es aparafusadas madeira-a�o-madeira em configura��o de duplo cisalhamento segundo o Eurocode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: le.chavez@uta.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 11 de mayo de 2025 *Aceptado: 12 de junio de 2025 * Publicado: �01 de julio de 2025

 

        I.            Universidad T�cnica de Ambato, Ecuador.

      II.            Universidad T�cnica de Ambato, Ecuador.

   III.            Universidad T�cnica de Ambato, Ecuador.

   IV.            Universidad T�cnica de Ambato, Ecuador.

 

Resumen

El presente estudio realiza un an�lisis comparativo del comportamiento estructural de conexiones empernadas madera-acero en configuraci�n de doble cortante, evaluadas conforme a los lineamientos del Euroc�digo 5 (EN 1995-1-1:2022). Se aplic� un dise�o experimental factorial y un an�lisis param�trico mediante hojas de c�lculo programadas, considerando las variables m�s influyentes en la capacidad portante: tipo de conector, clase resistente de la madera, clase de servicio, �ngulo de carga, espesor de la placa de acero y n�mero de pernos. Los resultados demuestran que los pernos de di�metros intermedios (M7�M10) alcanzan el mejor equilibrio entre eficiencia estructural y constructiva. Las condiciones ambientales adversas (clase de servicio 3) y la orientaci�n diagonal de la carga (45�) generan reducciones superiores al 75% en la capacidad portante. Este estudio ofrece lineamientos t�cnicos para el dise�o optimizado de conexiones h�bridas madera-acero con base en principios normativos y comportamiento estructural real.

Palabras clave: conexiones empernadas madera-acero; Euroc�digo 5; capacidad de conexi�n; an�lisis param�trico; dise�o estructural h�brido.

 

Abstract

This study performs a comparative analysis of the structural behavior of bolted timber-steel connections in a double-shear configuration, evaluated according to the guidelines of Eurocode 5 (EN 1995-1-1:2022). A factorial experimental design and parametric analysis using programmed spreadsheets were applied, considering the most influential variables in bearing capacity: connector type, timber strength class, service class, loading angle, steel plate thickness, and number of bolts. The results demonstrate that bolts with intermediate diameters (M7�M10) achieve the best balance between structural and construction efficiency. Adverse environmental conditions (service class 3) and diagonal load orientation (45�) generate reductions in bearing capacity of more than 75%. This study offers technical guidelines for the optimized design of hybrid timber-steel connections based on normative principles and actual structural behavior.

Keywords: bolted timber-steel connections; Eurocode 5; connection capacity; parametric analysis; hybrid structural design.

 

 

 

Resumo

Este estudo realiza uma an�lise comparativa do comportamento estrutural de liga��es aparafusadas madeira-a�o em configura��o de duplo cisalhamento, avaliadas de acordo com as orienta��es do Eurocode 5 (EN 1995-1-1:2022). Aplicou-se um planeamento experimental fatorial e uma an�lise param�trica utilizando folhas de c�lculo programadas, considerando as vari�veis ​​mais influentes na capacidade de suporte: tipo de conector, classe de resist�ncia da madeira, classe de servi�o, �ngulo de carregamento, espessura da chapa de a�o e n�mero de parafusos. Os resultados demonstram que os parafusos com di�metros interm�dios (M7-M10) conseguem o melhor equil�brio entre a efici�ncia estrutural e construtiva. Condi��es ambientais adversas (classe de servi�o 3) e orienta��o diagonal da carga (45�) geram redu��es na capacidade de suporte de mais de 75%. Este estudo oferece orienta��es t�cnicas para o projeto otimizado de liga��es h�bridas madeira-a�o com base em princ�pios normativos e no comportamento estrutural real.

Palavras-chave: liga��es aparafusadas madeira-a�o; Euroc�digo 5; capacidade de liga��o; an�lise param�trica; projeto estrutural h�brido.

 

Introducci�n

La construcci�n con madera ha experimentado un resurgimiento significativo en las �ltimas d�cadas, posicion�ndose como una alternativa sostenible y estructuralmente viable frente a los materiales tradicionales de construcci�n (Tupenaite et al., 2023). Este renovado inter�s se fundamenta no solo en las propiedades mec�nicas favorables de la madera, sino tambi�n en su capacidad para contribuir a la reducci�n de la huella de carbono en el sector de la construcci�n (Qian et al., 2025). En este contexto, las conexiones madera-acero emergen como elementos cr�ticos que determinan el comportamiento estructural y la viabilidad de sistemas h�bridos, requiriendo un an�lisis detallado de su desempe�o bajo diferentes condiciones de carga y configuraciones geom�tricas (Jurkiewiez et al., 2022).

Las conexiones empernadas representan uno de los sistemas de uni�n m�s utilizados en estructuras h�bridas madera-acero debido a su capacidad para transmitir cargas elevadas y su comportamiento predecible bajo diferentes condiciones de carga (Dias et al., 2010). Los pernos, como conectores tipo pasador, funcionan principalmente como articulaciones que permiten ligeros movimientos bajo carga mientras mantienen una alta resistencia a fuerzas cortantes, caracter�sticas que las hacen especialmente adecuadas para aplicaciones donde los elementos estructurales experimentan fuerzas laterales considerables (Ataei et al., 2019). La efectividad de estas conexiones depende de m�ltiples factores, incluyendo las propiedades geom�tricas de los conectores (di�metro, n�mero y posici�n) y las caracter�sticas mec�nicas de los materiales involucrados y las condiciones de instalaci�n (pre‑torsi�n, tolerancias), tal como evidencian Wang et al. (2021).

El Euroc�digo 5 (EN 1995) constituye el marco normativo fundamental para el dise�o de estructuras de madera en Europa, estableciendo principios y metodolog�as que gobiernan diversos aspectos del comportamiento y seguridad de las conexiones (European Committee for Standardization, 2022). Esta normativa emplea principios de Dise�o por Estados L�mite (DEL), enfatizando la necesidad de que los dise�adores garanticen la seguridad tanto contra estados l�mite �ltimos (ELU) como estados l�mite de servicio (ELS) en sus dise�os (Jockwer et al., 2022). La aplicaci�n del Euroc�digo 5 a conexiones h�bridas madera-acero presenta desaf�os particulares debido a la naturaleza anisotr�fica de la madera y la interacci�n compleja entre materiales con propiedades mec�nicas significativamente diferentes (Ottenhaus et al., 2021)

La investigaci�n contempor�nea en conexiones empernadas madera‑acero se centra en m�ltiples aspectos cr�ticos que determinan su desempe�o estructural. Los modos de fallo constituyen un �rea de estudio fundamental, donde se identifican cinco categor�as predominantes: fallo por aplastamiento (bearing), fallo por hendidura (splitting), fallo por cortante en fila (row shear), fallo por cizalladura en bloque (block shear) y fallo por tracci�n neta (net tension). Entre estos, el fallo por aplastamiento es considerado el m�s deseable al indicar un modo de fallo d�ctil, mientras que los fallos por hendidura y cortante pueden conducir a fallos fr�giles que requieren consideraci�n especial en el dise�o de conexiones empernadas (Quenneville & Mohammad, 2000).

El an�lisis del comportamiento mec�nico de las conexiones empernadas revela que factores como el di�metro del perno, la calidad del acero y las tolerancias de fabricaci�n influyen significativamente en su desempe�o. Las conexiones empernadas tradicionales presentan limitaciones en cuanto a rigidez rotacional y capacidad resistente a momento debido a las holguras existentes entre los pernos y los agujeros pretaladrados (Z. Li et al., 2021). La investigaci�n indica que estas limitaciones pueden mitigarse mediante el uso de pernos de alta resistencia y t�cnicas de instalaci�n optimizadas que minimicen las holguras (Loss & Davison, 2017)

La capacidad portante de las conexiones empernadas madera-acero constituye un par�metro cr�tico que influye en la integridad estructural general de las estructuras de madera. El Euroc�digo 5 proporciona un marco espec�fico para evaluar esta capacidad en conexiones con pernos, incorporando enfoques tanto experimentales como te�ricos que consideran la resistencia al aplastamiento de la madera, la resistencia a flexi�n del perno y efectos como el efecto cuerda, que impacta significativamente en la capacidad portante final de la conexi�n empernada (Dobes et al., 2022). La evaluaci�n precisa de estos par�metros requiere modelos anal�ticos refinados capaces de predecir el comportamiento de las conexiones bajo carga.

Los factores ambientales presentan consideraciones adicionales en el dise�o de conexiones empernadas madera-acero. La exposici�n a la humedad puede conducir a la corrosi�n de los pernos y degradaci�n de la madera circundante, particularmente en aplicaciones exteriores (Poletti et al., 2019). Para mitigar estos riesgos, se recomienda el uso de pernos de acero inoxidable o galvanizado, junto con tratamientos apropiados de la madera para mejorar la durabilidad (Zelinka et al., 2010). Las fluctuaciones de temperatura y humedad pueden inducir expansi�n y contracci�n en la madera, afectando la tensi�n de apriete de los pernos y potencialmente conduciendo al aflojamiento de las conexiones empernadas (Lachowicz & Lachowicz, 2021).

El an�lisis comparativo de conexiones empernadas revela ventajas y limitaciones espec�ficas de este sistema de uni�n. Los pernos proporcionan excelente capacidad para transmitir cargas elevadas tanto en tracci�n como en cortante, pero requieren consideraciones especiales para minimizar las holguras que pueden afectar la rigidez de la conexi�n (Sawata, 2015). Las conexiones empernadas se caracterizan por su comportamiento predecible y su capacidad para redistribuir cargas en sistemas redundantes, aunque requieren ingenier�a precisa para optimizar su desempe�o estructural (Wang et al., 2021b).

Los desaf�os en conexiones empernadas h�bridas se manifiestan particularmente en la aplicaci�n del m�todo de componentes propuesto por el Euroc�digo para determinar la rigidez rotacional. Las asunciones conservadoras del m�todo pueden resultar en soluciones de conexi�n empernada sobredimensionadas, destacando la necesidad de enfoques anal�ticos m�s refinados espec�ficos para pernos (Tsalkatidis et al., 2018). El desempe�o de las conexiones empernadas madera-acero est� fuertemente influenciado por la resistencia a flexi�n de los pernos y las resistencias de aplastamiento de la madera, par�metros que deben modelarse con precisi�n para predecir el comportamiento estructural bajo diferentes condiciones de carga (Y. Li et al., 2024).

La investigaci�n futura en optimizaci�n de dise�os de conexiones empernadas es necesaria para mejorar el desempe�o y reducir el uso de materiales. Estudios recientes indican que configuraciones espec�ficas de pernos, incluyendo arreglos en m�ltiples filas y el uso de arandelas optimizadas, pueden incrementar significativamente la capacidad portante de las conexiones empernadas mientras mejoran la distribuci�n de tensiones (Pyykk� & Svensson, 2024). A medida que el campo de la construcci�n con madera contin�a evolucionando, las investigaciones en curso proporcionar�n conocimientos m�s profundos y soluciones innovadoras para dise�os efectivos de conexiones empernadas madera-acero.

En este contexto, el presente estudio se propone realizar un an�lisis comparativo integral de conexiones empernadas madera-acero basado en las especificaciones del Euroc�digo 5, evaluando diferentes configuraciones de pernos, modos de fallo espec�ficos de este tipo de conexi�n y estrategias de optimizaci�n que contribuyan al avance del conocimiento en el dise�o de estructuras h�bridas madera-acero y proporcionen directrices pr�cticas para la implementaci�n de sistemas empernados en la pr�ctica ingenieril contempor�nea.

 

Metodolog�a

Se desarroll� un estudio cuantitativo comparativo mediante an�lisis param�trico de conexiones empernadas madera-acero-madera, fundamentado en los principios normativos del Euroc�digo 5 (EN 1995-1-1:2022). La investigaci�n se estructur� como un dise�o experimental factorial completo, lo que permiti� evaluar de forma sistem�tica el efecto de m�ltiples variables independientes sobre la capacidad portante de las conexiones empernadas en configuraci�n de doble cortante. Esta aproximaci�n metodol�gica garantiz� una cobertura integral del espacio de dise�o y facilit� la identificaci�n de interacciones entre factores cr�ticos que influyen en el comportamiento estructural de las uniones h�bridas.

La implementaci�n t�cnica de la metodolog�a se llev� a cabo mediante el desarrollo de hojas de c�lculo programadas en Microsoft Excel. Estas herramientas computacionales fueron dise�adas espec�ficamente para integrar de forma automatizada las ecuaciones del modelo de Johansen, conforme a las disposiciones del Euroc�digo 5. Gracias a esta programaci�n, se logr� sistematizar los c�lculos de capacidad portante y evaluar con eficiencia un amplio conjunto de configuraciones geom�tricas y materiales bajo diversas condiciones de carga. La validaci�n de dichas hojas de c�lculo se realiz� mediante comparaci�n con resultados documentados en la literatura t�cnica especializada, garantizando la fiabilidad y precisi�n de los valores obtenidos.

El estudio se centr� exclusivamente en conexiones en doble cortante, donde una placa met�lica de acero se ubic� entre dos elementos de madera maciza, conformando el arreglo sim�trico madera-acero-madera (Figura 01). Esta configuraci�n fue seleccionada por su amplia aplicabilidad en la pr�ctica ingenieril contempor�nea y por representar un caso de estudio protot�pico en estructuras h�bridas.

 

Figura 01. Conexi�n Empernada Madera � Acero - Madera

 

Para asegurar la representatividad de los resultados, se definieron variables independientes que abarcaron un espectro amplio de condiciones constructivas reales. Entre ellas, se consideraron cuatro clases resistentes de madera (C18, C20, C24 y C35), seleccionadas por su uso frecuente en aplicaciones estructurales seg�n el Euroc�digo 5. Las secciones de los elementos de madera se establecieron en dimensiones uniformes de 100 mm � 100 mm, lo cual representa un tama�o est�ndar empleado en conexiones de mediana escala.

En cuanto a los elementos met�licos, se tom� en cuenta una placa de 5 mm fabricada con acero estructural S275 (fy = 275 MPa). Los pernos empleados fueron de di�metros nominales M4, M5, M6, M7, M8, M10, M12, M14 y M16, todos de clase de resistencia 4.6 (fy = 240 MPa, fu = 400 MPa). La cantidad de pernos por conexi�n fue determinada a partir de los requerimientos de espaciamiento m�nimo estipulados en el Euroc�digo 5, considerando tanto el di�metro del conector como las restricciones geom�tricas impuestas por las dimensiones del elemento de madera. Adicionalmente, se evaluaron tres �ngulos de aplicaci�n de carga: 0� (paralela a la fibra), 45� (diagonal) y 90� (perpendicular a la fibra), con el objetivo de analizar la influencia de la orientaci�n de la carga sobre la resistencia de la conexi�n, dada la naturaleza anisotr�pica de la madera.

Se incluyeron tambi�n las condiciones ambientales de exposici�n mediante el an�lisis de las tres clases de servicio definidas por la normativa: Clase 1 (ambiente seco), Clase 2 (humedad moderada) y Clase 3 (exposici�n exterior). Para cada clase se aplic� el correspondiente coeficiente de modificaci�n kmodk_{mod}kmod​, con el fin de ajustar los valores de resistencia en funci�n de la humedad y la duraci�n de la carga. En todos los casos, se adopt� una hip�tesis de carga permanente para la evaluaci�n del estado l�mite �ltimo (ELU), tal como lo exige el Euroc�digo 5 en condiciones de dise�o conservador.

La variable dependiente principal fue la capacidad portante de la conexi�n, expresada en newtons (N), determinada a partir de la aplicaci�n de las ecuaciones anal�ticas del modelo de Johansen para conexiones tipo pasador en doble cortante. Cada combinaci�n de par�metros fue evaluada en funci�n de los tres modos de fallo caracter�sticos del modelo: aplastamiento en la madera, flexi�n del perno y, cuando correspond�a, el efecto cuerdo (rope effect). Esta evaluaci�n sistem�tica permiti� generar una base de datos amplia y robusta sobre el comportamiento mec�nico de las conexiones estudiadas.

Finalmente, los datos obtenidos fueron procesados mediante an�lisis estad�stico descriptivo, incluyendo medidas de tendencia central y dispersi�n. Se aplic� an�lisis de varianza (ANOVA) con el prop�sito de determinar la significancia estad�stica de cada variable independiente sobre la capacidad portante. Los resultados se visualizaron mediante gr�ficos comparativos y tablas de resumen, lo que facilit� la interpretaci�n de tendencias, la identificaci�n de configuraciones �ptimas y la formulaci�n de recomendaciones pr�cticas para el dise�o eficiente de conexiones empernadas en estructuras h�bridas madera-acero.

 

Resultados y Discusi�n

Capacidad portante influenciada por el di�metro del perno

En la Figura 02, se muestra la relaci�n entre el n�mero de pernos utilizados en una conexi�n empernada madera-acero-madera y la capacidad de la conexi�n, expresada en Newtons (N), seg�n diferentes di�metros de perno que van desde M4 hasta M16. Cada curva representa una configuraci�n espec�fica con una cantidad determinada de l�neas de pernos, lo cual influye directamente en la capacidad m�xima alcanzable por la conexi�n. A medida que aumenta el n�mero de pernos, la capacidad portante se incrementa de forma progresiva, aunque este crecimiento var�a seg�n el di�metro del perno, debido a las limitaciones geom�tricas y a la eficiencia estructural propia de cada tama�o.

Figura 02. Valores de capacidad de la conexi�n empernada madera � acero � madera con una placa de 5 mm de espesor.

 

Los resultados evidencian una fuerte dependencia entre el n�mero de pernos, su di�metro y la capacidad portante total de la conexi�n madera-acero. En configuraciones con pernos de mayor di�metro como M14 y M16 (2 l�neas), se alcanzaron capacidades portantes m�ximas de aproximadamente 62.000 N con tan solo 20 pernos, lo que indica un alto rendimiento por conector. Esta eficiencia estructural es particularmente valiosa en aplicaciones donde se requiere limitar la cantidad de perforaciones en el elemento de madera o donde el espacio disponible es reducido. El perno M12, por ejemplo, logra una capacidad de alrededor de 55.000 N con �nicamente 16 pernos, lo que lo convierte en una opci�n pr�ctica para conexiones compactas de alto desempe�o.

Por otro lado, configuraciones con di�metros intermedios como M7, M8 y M10 muestran un comportamiento balanceado entre resistencia y cantidad de pernos. El perno M7 (6 l�neas) alcanz� una capacidad portante de 62.000 N utilizando 30 pernos, superando a M8, que necesita al menos 60 pernos para llegar al mismo nivel. M10, con 16 pernos, logra m�s de 45.000 N, mostrando un excelente compromiso entre resistencia y econom�a de conectores. Estas configuraciones resultan especialmente adecuadas para estructuras de escala media que requieren eficiencia tanto estructural como constructiva.

En contraste, los pernos de menor di�metro como M4 y M5, a pesar de permitir m�s l�neas de disposici�n (10 y 8 respectivamente), requieren un n�mero significativamente mayor de conectores para alcanzar niveles similares de capacidad portante. M4, por ejemplo, necesit� 66 pernos para superar los 60.000 N, lo que implica mayor densidad de perforaciones, m�s tiempo de montaje y un posible debilitamiento de la madera por acumulaci�n de agujeros. Aunque estas configuraciones pueden ser �tiles en estructuras ligeras o de bajo requerimiento mec�nico, su uso en sistemas estructurales exigentes se vuelve menos recomendable.

En t�rminos de eficiencia estructural, se concluye que los pernos de di�metros intermedios como M7 a M10 ofrecen el mejor equilibrio entre capacidad portante, n�mero de conectores y practicidad constructiva. Adem�s, al comparar los resultados con las exigencias normativas del Euroc�digo 5 respecto a espaciamientos m�nimos y resistencia de los materiales, estas configuraciones permiten un dise�o seguro, optimizado y racional desde el punto de vista estructural. Esto refuerza la idea de que la selecci�n del di�metro de perno debe basarse no solo en la capacidad individual, sino tambi�n en la interacci�n entre el n�mero total de pernos, la geometr�a disponible y la eficiencia global de la conexi�n.

La tabla 01 presentada resume el comportamiento porcentual relativo de la capacidad portante de conexiones empernadas madera�acero con placa de acero central (doble cortante), bajo diferentes combinaciones de variables: di�metro del perno, clase resistente de la madera, clase de servicio, y �ngulo de aplicaci�n de la carga. Los valores indican el incremento o reducci�n porcentual con respecto a una condici�n base, permitiendo interpretar la sensibilidad del sistema frente a variaciones de dise�o.

 

Tabla 01. Variaci�n Porcentual de la Capacidad Portante en Conexiones Empernadas Madera�Acero con Placa Central, seg�n Euroc�digo 5

Nota: Elaborado por autor

 

Influencia del �ngulo de carga

El �ngulo de aplicaci�n de carga (0�, 45�, 90�) influye significativamente en la capacidad portante. En general, los valores m�s altos de capacidad se alcanzan cuando la carga se aplica perpendicular a la fibra (Figura 03), especialmente en maderas de clase resistente alta como C35, donde se observa un aumento de hasta +47.9% en condiciones de servicio seco (SC1/SC2) para pernos con di�metro menor o igual a 7 mm. En contraste, cuando la carga se aplica en �ngulo de 45�, los resultados reflejan mayores reducciones de capacidad, llegando hasta -78.8% en madera C18, clase de servicio 3, y di�metros grandes (D > 7 mm), lo que evidencia el efecto combinado negativo de la anisotrop�a y la humedad sobre la resistencia.

 

Figura 03. Valores de capacidad de la conexi�n empernada madera � acero � madera con una placa de 5 mm de espesor con un �ngulo de aplicaci�n de la carga a 90� de la direcci�n de las fibras de la madera

 

Influencia del di�metro del perno

El comportamiento difiere seg�n el rango del di�metro. Para pernos de menor di�metro (4 mm ≤ D ≤ 7 mm), los valores de capacidad portante suelen ser m�s sensibles a las condiciones ambientales, presentando mayores reducciones cuando se combinan con clases de servicio severas (SC3). Por ejemplo, en madera C20 a 45� y SC3, la capacidad cae hasta -62.1%, mientras que en pernos m�s grandes (D > 7 mm) el descenso es a�n mayor (-77.6%). Sin embargo, en condiciones secas, los di�metros grandes tienden a mantener o incluso mejorar la capacidad portante: en C35 a 90� y SC1/SC2, se alcanza un +28.6%.

Influencia de la clase resistente de la madera

La clase de resistencia de la madera tiene un efecto determinante. Las maderas de clase alta (C35) mantienen mejor su capacidad, incluso bajo condiciones desfavorables. Por ejemplo, a 0� y SC1/SC2, la madera C35 presenta incrementos de hasta +25.3% (D ≤ 7 mm) y +18.9% (D > 7 mm). En cambio, la madera de clase baja C18 exhibe p�rdidas cr�ticas en condiciones h�medas: en SC3 y 45�, la p�rdida alcanza -64.5% para di�metros peque�os y hasta -78.8% para di�metros grandes.

Influencia de la clase de servicio

Las clases de servicio tienen una marcada influencia negativa, especialmente la clase 3 (SC3) que representa ambientes exteriores o con alta humedad. En todos los casos, se observan reducciones significativas de capacidad portante bajo SC3, con ca�das t�picas entre -20% y -75%, dependiendo del �ngulo, la madera y el di�metro del perno. Por ejemplo, en C24 a 45� con SC3 y pernos grandes, la capacidad se reduce en -75.1%, lo que demuestra la necesidad de utilizar tratamientos protectores o limitar la exposici�n en este tipo de conexiones.

 

Conclusiones

Este estudio permiti� realizar un an�lisis comparativo detallado del comportamiento estructural de conexiones empernadas madera�acero, basado en los principios del Euroc�digo 5 y sustentado en un enfoque param�trico de evaluaci�n multivariable. Las simulaciones permitieron identificar c�mo la interacci�n entre variables geom�tricas, materiales y ambientales influye decisivamente en la capacidad portante y el desempe�o global de las uniones.

Se evidenci� que las configuraciones que emplean pernos de di�metros intermedios, particularmente entre M7 y M10, ofrecen un equilibrio altamente eficiente entre resistencia mec�nica y practicidad constructiva. Estas configuraciones lograron capacidades superiores a 60 kN con un n�mero moderado de pernos, lo cual las posiciona como alternativas �ptimas para estructuras h�bridas de mediana escala que requieren rigidez, seguridad y facilidad de montaje.

El �ngulo de aplicaci�n de carga result� ser un factor cr�tico. Las conexiones sometidas a cargas perpendiculares a la fibra (90�) demostraron incrementos significativos de resistencia �alcanzando hasta un 47.9%�, mientras que los �ngulos diagonales (45�) condujeron a reducciones marcadas, en especial en maderas de baja resistencia y condiciones de exposici�n desfavorables, donde se registraron p�rdidas de hasta el 78.8% de capacidad portante.

Las condiciones ambientales, modeladas mediante las clases de servicio del Euroc�digo, demostraron tener un impacto severo en el desempe�o de las uniones. En particular, la clase de servicio 3 (SC3), correspondiente a ambientes h�medos o exteriores, provoc� reducciones estructurales significativas, lo cual reafirma la necesidad de dise�ar con criterios de durabilidad, considerando protecci�n de conectores, sellado de penetraciones y selecci�n de materiales resistentes a la degradaci�n.

Asimismo, se observ� que la clase resistente de la madera influye de manera determinante. Las especies clasificadas como C24 y especialmente C35 permitieron mitigar las p�rdidas por humedad y orientaci�n de carga, manteniendo comportamientos mec�nicos estables incluso en condiciones desfavorables. Estas maderas presentan ventajas no solo en capacidad portante, sino tambi�n en estabilidad dimensional y resistencia a fallos fr�giles.

Finalmente, la utilizaci�n de hojas de c�lculo programadas demostr� ser una herramienta eficaz y replicable para la evaluaci�n estructural de conexiones complejas bajo marcos normativos. Esta metodolog�a permiti� explorar combinaciones imposibles de abordar experimentalmente a gran escala, generando un cuerpo de datos confiable que contribuye tanto a la pr�ctica profesional como a la investigaci�n acad�mica.

Los resultados aqu� obtenidos aportan evidencia concreta para mejorar los criterios de dise�o de conexiones h�bridas madera-acero, promoviendo soluciones m�s eficientes, seguras y adaptadas a las exigencias de sostenibilidad, durabilidad y rendimiento estructural que caracterizan a la construcci�n contempor�nea.

 

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