Arturo Cisneros Lizeth Rodríguez Fermain Rivas Marta ...
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Presentación…………………………………1
1. La madera como un recurso……..3
2. Propiedades de la madera………..5
2.1 Anatomía de la madera………………5
2.2 Resistencia a la Tensión y
aaaCompresión……………………………….6
2.3 Aislamiento……………………………….6
2.4 Moldeabilidad……………………………6
2.5 Resistencia a sales corrosivas……..6
2.6 Densidades……………………………….7
3. Protección a la madera……………..8
3.1 Agentes que deterioran la
am madera………………………………….….8
3.2 Comportamiento al fuego de las
aan estructuras de madera………………..8
3.3 Condiciones atmosféricas………….11
3.4 Pudrición…………………………………12
4. Elementos estructurales………….15
4.1 Madera aserrada………………………15
4.2 Tableros…………………………………..16
4.3 Estructuras mixtas…………………….17
4.4 Madera Laminada…………………….18
4.5 Estructuras de cubierta……………..19
5. Sistemas constructivos…………..23
5.1 Fundaciones…………………………….23
5.2 Entrepisos……………………………….25
5.3 Paredes…………………………………..29
5.4 Cubiertas…………………………………32
5.5 Pisos exteriores (terrazas)………….34
Bibliografía…………………………………..36
INDICE
Autor:
Arturo Cisneros
Diagramación:
Lizeth Rodríguez
Ilustraciones:
Arturo Cisneros
Lizeth Rodríguez
Fermain Rivas
Marta Eugenia Madrid
Vanesa Figueroa
Diseño de Portada:
Mario Lungo
Fotografía de Portada:
Construcción de un
pabellón en Puebla
México (Vilam)
Pasarela peatonal en
Bormio Italia (Holtza)
1
Con este primer documento de su nueva
serie, el Departamento de Organización del
Espacio, a través del Laboratorio del Hábitat
Popular, presenta el resultado de otro trabajo
de investigación y planificación relacionado
con el hábitat popular.
Se espera con el mismo contribuir al debate
sobre las posibilidades de la construcción en
madera y la necesidad de continuar en la
búsqueda del mejoramiento del hábitat
basado en el conocimiento de las ventajas de
la utilización de la madera en procura de
mejorar las técnicas de construcción actuales
utilizadas.
Así mismo, con su difusión, se busca dotar a
las diferentes universidades e instituciones
gubernamentales y no gubernamentales que
se dedican a solucionar la problemática del
hábitat popular, de mayores elementos de
juicio para adoptar tecnologías que en
muchos de los casos ya hemos olvidado.
Patricia Fuentes
Coordinadora del Laboratorio de Hábitat
Popular
Departamento de Organización del Espacio
DOE/UCA
PRESENTACION
2
3
MADERA:
Sustancia dura y resistente que constituye el
tronco de los árboles conformada
básicamente por celulosa y lignina, la cual se
ha utilizado durante miles de años como
combustible y como material de construcción.
TABU: IMPLEMENTAR LA INDUSTRIA
FORESTAL EN EL SALVADOR ES
DEPREDAR EL PAÍS
Al hablar de madera como una alternativa en
materia prima para el rubro de la
construcción, es frecuente encontrarse con
escépticas opiniones en cuanto a “la
posibilidad de diseñar y construir con este
material, ya que con tal acción se estaría
contribuyendo a aumentar el porcentaje de
deforestación y depredación de bosques en el
país”.
Aparte del escepticismo también se
considera el alto costo a pagar en mano de
obra especializada así como la adquisición y
transporte de tan preciado material.
Pese a todos los factores aparentemente
negativos, la madera cuenta con la bondad
de ser un RECURSO NATURAL RENOVABLE
que le permite ser auto sostenible. Ya que
después de la tala se procede a un proceso
de reforestación en la que se plantan nuevos
árboles y se ayuda a que el terreno se
regenere de forma natural.
En la práctica, lo más frecuente en la
construcción formal es utilizar acero y
concreto y se dice que “construir en madera
no es viable porque El Salvador no es
productor de madera”. ¿ACASO LO ES DE
ACERO? Y sin embargo se diseña y
construye con acero.
“Se debe utilizar únicamente madera
certificada procedente de bosques
reforestados”.
1. LA MADERA COMO UN RECURSO
4
ENERGIA NECESARIA PARA
TRANSFORMAR
1 tonelada
de madera
1 tonelada de
acero
1 tonelada de
aluminio
430 Kwh 2,700 Kwh
17,000 Kwh
Energía de fabricación
La naturaleza fabrica la madera en los
bosques con un elevado grado de
especialización y complejidad. En el
proceso de fabricación los árboles utilizan
la energía solar. (fotosíntesis)
La madera es un material de construcción
que a diferencia de otros materiales una
vez extraída del bosque está lista para su
transformación.
El consumo de energía en el proceso de
transformación de la madera es muy
inferior cuando se compara con el de otros
materiales de construcción como, el acero
y el aluminio. (Ver tabla 1)
La principal causa del efecto invernadero es
la emisión del gas carbónico, y la madera
como materia prima constituye el único
material de construcción que permite
almacenar dicho gas.
TABLA 1
Fuente: La madera un elemento vivo
5
2.1 ANATOMIA DE LA MADERA
El tronco del árbol está conformado
por una serie de círculos
concéntricos de crecimiento anual
envueltos en una corteza protectora
(Fig.1), estos círculos son fácilmente
distinguibles en una sección
transversal. Están compuestos por
una serie de: tubos orientados
longitudinalmente a lo largo del
tronco los cuales se unen a través
de sus paredes y cuyos
componentes son, Celulosa y
Lignina. (Fig.2)
El árbol crece únicamente en la
parte superior del tronco y en una
delgada capa que existe entre los
anillos y la corteza llamada cambium
formando cada año un nuevo anillo,
estos anillos son los que conforman
propiamente la madera, los cuales
poseen un grado de dureza mayor;
los que están ubicados en la parte
central y forman el duramen
presentando un color más oscuro
que los ubicados cerca de la
periferia y que forman la albura.
La combinación de materiales de los
tubos (celulosa y lignina) le
proporciona una relación peso-
resistencia extraordinaria al
compararla con otros materiales.
2.2 RESISTENCIA A LA
TENSIÓN Y COMPRESIÓN
La Celulosa, se encuentra enrollada
en forma helicoidal en los tubos, y
tienen una resistencia a la tensión de
10,000 kg/cm2 (superior a la del
acero).
FIG. 2
FIG. 1
Sección transversal del tronco
duramen
corteza
albura
cambium
Detalle de tubos leñosos
2. PROPIEDADES DE LA MADERA
6
La Lignina, constituye la masa de la
pared de los tubos, y actúa como
aglomerante de la celulosa, y tiene una
resistencia a la compresión de
2,400kg/cm2
(superior a la del
hormigón).
Sin embargo hay que considerar que la
madera no es un material homogéneo y
por lo tanto la resistencia de una pieza
puede variar notablemente,
dependiendo si esta ha sido cortada del
tronco en sentido transversal ó
longitudinal, pues la resistencia es
mayor en el sentido paralelo a la fibra,
que en el sentido perpendicular.
(Fig.3 y 4)
2.3 AISLAMIENTO
A demás de su resistencia, la madera
debido a su composición posee
excelentes propiedades de aislamiento:
- Térmico,
- Acústico,
- Eléctrico y
- Magnético
2.4 MOLDEABILIDAD
Esta propiedad permite con tecnologías
adecuadas, el diseño de estructuras en
forma curva (arcos y bóvedas) tanto en
cubiertas como en paredes.
2.5 RESISTENCIA A SALES
CORROSIVAS
Propiedad que la convierte en el
material idóneo para estructuras de
cubierta de piscinas, bodegas, y
construcciones marinas.
FIG. 4
FIG. 3
Corte longitudinal
Corte Transversal
7
ESPECIES DENSIDAD
ESPECIFICA
Abedul 0.66
Abeto 0.42
Abeto oriental 0.43
Abeto occidental 0.44
Abeto Douglas 0.51
Abeto rojo 0.39
Acacia 0.71
Alamo 0.40
Alerce 0.56
Alerce occidental 0.59
Arce, duro 0.68
Arce suave 0.51
Castaño 0.45
Cedro blanco 0.32
Cedro Port Orford 0.44
Cedro rojo 0.34
Cerezo 0.53
Ciprés 0.48
Fresno blanco 0.64
Fresno negro 0.53
Magnolia 0.48
Magnolia siempre viva 0.53
Nogal, pacana 0.72
Nogal 0.40
Nogal negro 0.56
Olmo americano 0.55
Olmo de las rocas 0.66
Olmo occidental 0.56
Pino amarillo 0.58
Pino blanco 0.37
Pino ponderosa 0.42
Roble 0.68
Sauce 0.41
Sequoia 0.39
Sicomoro 0.54
Tilo 0.40
Tupelo 0.52
Tupelo negro 0.55
2.6 DENSIDADES
En la siguiente tabla se muestra la densidad
específica de algunas maderas estructurales
TABLA 2
Fuente: Diseño moderno de Estructuras de Madera.
8
3.1 AGENTES QUE
DETERIORAN LA MADERA
La madera puede ser
deteriorada por diferentes
agentes entre los que se
pueden mencionar los
siguientes:
El fuego
Condiciones atmosféricas
como la humedad,
asoleamiento y cambios
bruscos climáticos.
Pudrición causada por
agentes bióticos como los
hongos xilófagos, termitas
y otros insectos.
3.2 COMPORTAMIENTO AL
FUEGO DE LAS
ESTRUCTURAS DE
MADERA
Reacción al Fuego
Podemos considerar todos los
materiales por su reacción al
fuego como combustibles o no
combustibles, dependiendo si
arden o no ante la presencia de
una llama.
La madera siendo un material
orgánico y sus principales
componentes celulosa y lignina
están formados básicamente de
carbono en distintas
proporciones, pero en su
conjunto podemos decir que la
madera es aproximadamente
cincuenta por ciento carbono y
por lo tanto se considera un
material combustible pues arde
ante la presencia de una llama.
Resistencia al Fuego
La madera presenta una
excepcional resistencia ante el
fuego, en comparación con
otros materiales tradicionales,
como el acero, al permitir
alcanzar elevados tiempos de
resistencia a fuego aun sin
ninguna protección o
mantenimiento.
La madera no arde fácilmente,
sin la presencia de la llama,
necesita una temperatura en la
superficie superior a 400º C
para comenzar a arder.
En los incendios aun en los de
gran intensidad, la madera, se
consume lenta y
superficialmente quedando la
parte central perfectamente
sana conservando su
estabilidad y resistencia, no
sufre ninguna variación en sus
dimensiones, por lo tanto las
secciones restantes conservan
todas sus propiedades
mecánicas, diferente ocurre
con las estructuras de acero
que en un incendio, colapsan al
disminuir su resistencia por las
altas temperaturas y por los
desplazamientos ocurridos en
los apoyos por dilatación.
3. PROTECCIÓN DE LA MADERA
9
En la pieza de madera (H,B) ilustrada en
la figura 5, al retirar el carbón de la zona
calcinada, la sección resultante (h,b)
conserva sus propiedades mecánicas.
Los ensayos realizados en laboratorios
de muchos países muestran que la
velocidad de propagación de la madera
sin ninguna protección es de
aproximadamente 0.7 mm/min en las
confieras y alrededor de 0.5 mm/min en
las maderas más duras como el fresno
y el roble.
Las estructuras de madera bajo la
acción del fuego no se dilatan y por
consiguiente no hay desplazamiento de
apoyos, ni movimientos, por lo que no
se derrumban facilitando así la labor de
seguridad y rescate.
Con la presencia de la llama y sin
ninguna protección, la madera arde
cuando ha alcanzado una temperatura
alrededor de los 300 grados C, se
inflama y comienza un proceso de
carbonización superficial. Esta capa de
carbón frena poco a poco la
propagación de las llamas al corazón
de la pieza de madera, formando una
capa natural, que constituye una
protección de la estructura.
Esta capa protectora de carbón, cuya
conductividad calorífica es 1/6 de la
correspondiente a la madera, actúa
como poder calorifugante e impide la
penetración del oxígeno en las capas
interiores, factores suficientes para que
no exista combustión, pues para ello ha
de estar completo el Triángulo del
Fuego: alta temperatura, combustible y
oxígeno.
La combustión será más rápida cuando
la relación superficie/volumen sea
mayor, en la figura 6, la pieza de la
derecha arderá más rápidamente que
la de la izquierda, aunque ambas
presentan un área de exposición
similar.
FIG. 5
FIG. 6
Zona calcinada
10
Protección contra fuego
Es posible aumentar la resistencia al
fuego de las estructuras de madera
impregnándola con productos ignifugos,
ya sea superficial o a profundidad según
los requerimientos de diseño y uso.
Los productos ignifugos reaccionan a una
temperatura ligeramente menor que el
punto de ignición de la madera y
producen una capa de carbón que sirve
de aislante a la superficie de la madera,
retardando su combustión. Esto permite
aumentar la seguridad de los ocupantes
así como proporciona un tiempo
adicional para poder combatir el
incendio.
La protección contra el fuego debe ser
considerada con gran profundidad en la
elaboración de un proyecto desde la
concepción del diseño, se puede
destacar lo siguiente.
Las instalaciones eléctricas, tanto
los conductores como los
mecanismos deben estar aislados
térmicamente y separados de la
estructura. (Fig.7)
El diseño de las estructuras debe
de evitar en lo posible que sus
elementos presenten ángulos
agudos y aristas vivas. (Fig.8)
Utilizar piezas de grandes
secciones.
Protección especial en puntos
de riesgo como: proximidad a
chimeneas, conductores
eléctricos, ductos y
calentadores
Utilización de barreras
retardadoras como: tabiques en
los sitios superiores a las cajas
eléctricas (Fig.9) y puertas
contra fuego para aislar
secciones.
FIG. 8
FIG. 7
Material aislante
Caja eléctrica
FIG. 9
Tabiques
contra fuego
Caja eléctrica
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3.3 CONDICIONES
ATMOSFERICAS
La madera expuesta a la
humedad se ve afectada al
aumentar su volumen pues
el agua tiende a saturar las
fibras de las paredes de sus
vasos leñosos haciéndola
aumentar sus dimensiones y
disminuir sus propiedades
mecánicas, además se
vuelve sensible al ataque de
hongos que causan la
pudrición.
El sol afecta la superficie de
la madera por la acción de
los rayos ultravioleta
decolorándola y atacando
principalmente la lignina, que
es la materia que sirve de
aglomerante a las fibras de
la celulosa y actúa como
impermeabilizante de la
madera.
Los cambios bruscos
climáticos en muchas
ocasiones no pueden ser
seguidos con la misma
velocidad por la madera, por
ejemplo: Si después de un
período de excesiva
humedad ocurre un fuerte
asoleamiento, en la
superficie expuesta de la
madera, pueden originarse
grietas que con el tiempo
afectaran sus propiedades
mecánicas y facilitaran el
ingreso de insectos xilófagos
que la atacarán desde el
interior.
Protección contra la humedad
Secado
La madera recién cortada posee
un contenido de agua que varia
de un 35 a un 50% de su peso
total.
Para que las estructuras de
madera se comporten en optimas
condiciones su contenido de
humedad no debe exceder el
18%, por lo que la madera
después de ser cortada y
aserrada debe ser sometida a un
proceso de secado, el cual puede
efectuarse en patios siendo este
un procedimiento que toma
varios meses, o en hornos,
procedimiento que se lleva a
cabo en pocos días.
En ambos casos la madera
deberá apilarse adecuadamente
y el secado deberá ser controlado
para evitar deformaciones, tales
como: torsión, pandeo y grietas.
(Fig.10)
FIG. 10
Torsión
Pandeo
Grietas
12
3.4 PUDRICION
El exceso de humedad es la
principal causa de la pudrición
de la madera al permitir el
ataque de hongos e insectos
xilófagos.
Para que ocurra la pudrición
es necesario que se den
cuatro factores:
Una temperatura
favorable: entre 15 y
30C.
Una fuente de oxigeno
Un contenido de
humedad de la madera
superior al 20%.
Una fuente de alimento
(la fibra de la madera).
Al suprimir cualquiera de estos
factores, no se dará el ataque
de insectos y hongos, por lo
tanto se evitará la pudrición.
Es posible combatir la
pudrición de dos maneras:
A. Con diseños adecuados:
Elaborando los sistemas
constructivos,
resguardando los
componentes
estructurales de los
elementos y diseñando
detalles que permitan su
inspección y
mantenimiento.
Evitando la permanencia
del agua en las
superficies de madera,
especialmente en sus
puntos sensibles y
además facilitar su
escurrimiento.
B. Sometiendo la madera a
tratamientos con productos
que la protejan de la
humedad, asoleamiento,
hongos, termitas u otros
insectos, según
requerimientos de diseño, de
acuerdo al tipo de riesgo al
que estará sometida la
madera una vez puesta en
obra.
Los tipos de riesgo pueden
ser clasificados según
normas europeas en cinco
clases, según su condición
de exposición:
1. Maderas en interior en
ambiente seco en
función de
revestimiento, sin
contacto con el suelo,
bajo cubierta.
2. Maderas en función
estructural y ambiente
seco o madera en
función no estructural y
riesgo accidental de
humedad sin contacto
con el suelo, bajo
cubierta.
3. Maderas sin contacto
con el suelo, al
descubierto (situación
expuesta).
4. Maderas en contacto
con una fuente de
humedad permanente
(el suelo, o con agua
dulce).
5. Maderas en contacto
permanente con agua
salada.
13
El tratamiento al que deberá ser
sometida la madera según el tipo de
riesgo, deberá incluir componentes
según requerimientos de diseño:
Pigmentos minerales, que
reflejen la radiación de los rayos
ultravioleta; que son los
responsables de la decoloración
y agrietamiento de la madera.
Resinas acrílicas, para repeler
el agua de la superficie de la
madera.
Elementos biocidas,
(insecticidas y funguicidas) que
protegen la madera contra los
agentes destructores como
hongos e insectos.
Deberá emplearse productos de
penetración, y no los que forman
película superficial, pues ésta, una vez
agrietada deja a la madera sin
protección.
Los tratamientos protectores de
acuerdo a la penetración del producto
pueden ser: Superficial, medio ó a
fondo.
Tratamiento superficial
(penetración de 1 a 3 mm):
Consiste en aplicar un
preservante con brocha, rodillo
o pulverizador, a la superficie de
la madera en la obra terminada.
(Fig.11)
Tratamiento medio (penetración
mayor de 3 mm): Sin llegar al
75% del volumen de la madera):
Se aplica por inmersión de los
elementos que conformaran las
estructuras. (Fig.12)
Tratamiento a fondo (más del
75% de la masa): Se aplica en
autoclave. (Fig.13)
Las piezas de madera que han sido
sometidas a un tratamiento medio o a
fondo y son aserradas nuevamente,
deberán volver a protegerse en las
zonas de corte.
FIG. 11
FIG. 12
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Tipo
de riesgo
Ejemplos Exposición a
humedad
Protección
necesaria /
recomendada
Métodos de
aplicación
1-
Bajo cubierta
Estructuras de:
entrepisos,
cubiertas y
paredes
interiores
Ninguna
No necesaria
Recomendable
superficial
Brocha o rodillo
2-
Bajo cubierta
Estructuras
cerca de
desagües o
instalaciones
sanitarias,
cubiertas y
paredes
exteriores
Ocasional
Necesaria superficial
Recomendable
media
Brocha o rodillo
Inmersión
3-
Intemperie.
Sin contacto
con el suelo
Obras de
carpintería
exterior,
puentes y
pasarelas,
pérgolas
Frecuente
Necesaria media
Recomendable
profunda
Inmersión
Autoclave
4-
Intemperie.
En contacto
con el suelo
o el agua
Postes, cercas,
pilares, pilotes
Permanente
Necesaria profunda
Autoclave
5-
Contacto con
agua salada
Muelles
Permanentes
Necesaria profunda
Autoclave
FIG. 13
En la siguiente tabla se muestran los diferentes riesgos y el tratamiento
requerido.
TABLA 3
Fuente: Madera tratada en autoclave
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4.1 MADERA ASERRADA
Se conoce como madera aserrada
a los elementos extraídos del
tronco de un árbol, y que sin pasar
previamente por un proceso de
manufactura, puede utilizarse en
piezas de estructuras y carpintería
en general, por ejemplo: cuartones,
costaneras, etc.
En Centroamérica, las piezas de
madera aserrada, presentan
tamaños modulares que son
extraídos de trozas que
normalmente miden 12x12”
aproximadamente (30x30cm),
existiendo en algunas especies de
maderas de color trozas de 16x16”
(40x40 cm)
De una troza se extraen 4 tablones
de 12x3” (30x7.5 cm) o cuatro
pilares de 6x6” (15x15 cm).
(Fig.14)
De un tablón se extraen dos
cuartones, dos tabloncillos ó
tres tablas.
De una tabla se extraen tres
reglas pachas.
De un pilar se extraen dos
cuartones.
De un cuartón se extraen dos
costaneras.
De una costanera se extraen
dos riostras.
FIG. 14
Pilar
Cuartón
Costanera Riostra
Tablón
Tabloncillo
Cuartón
Tabla
Regla
pacha
4. ELEMENTOS ESTRUCTURALES
16
4.2 TABLEROS
Se conoce como tableros a las piezas
de madera en que predomina
grandemente la longitud y la anchura
sobre su espesor.
El uso de los tableros en la construcción
de madera está generalizado como
elemento de arriostramiento en
paredes, así como base para el
acabado del piso y de la cubierta,
también son utilizados en la fabricación
de estructuras mixtas.
Entre lEntre los tableros podemos distinguir
los siguientes:
Tableros de madera sólida: Estos
están formados por tablas de
madera maciza machiembradas
encoladas ó no. (Fig.15)
Tableros contrachapados: Estos
están formados por láminas de
madera encolada, de tal forma
que las fibras de dos chapas
consecutivas formen un ángulo
recto entre sí, con el objeto de
homogeneizar su resistencia en
ambos sentidos. Se fabrican con
un número impar de chapas, de
manera que la primera y la última
conserven la misma dirección y
así evitar posibles deformaciones,
ejemplo: el plywood. (Fig.16)
Tableros aglomerados: Formados
por fibras de madera u otros
materiales leñosos unidos entre sí
por adhesivos y a presión,
ejemplo: el durapanel. (Fig.17)
Los tableros son fabricados
generalmente en medidas de 4x8’ pies
(1.22 x 2.44 m)
FIG. 15
FIG. 16
FIG. 17
17
4.3 ESTRUCTURAS
MIXTAS
Se conoce como estructuras
mixtas a los elementos
estructurales formados por
piezas de madera maciza y
tableros unidos entre si por
medio de cola o clavos.
Entre estos elementos
podemos destacar las vigas y
los paneles.
Las vigas
Estas estructuras se
caracterizan por estar
diseñadas de tal forma que los
cabezales sean de madera
aserrada y puedan resistir
mayormente los esfuerzos
axiales y de flexión mientras
que el alma se construye a
base de tableros que resistan
los esfuerzos cortantes. Estas
vigas se construyen en forma
de doble T o de cajón.
(Fig. 18)
Estas vigas se fabrican con
rigidizadores interiores con el
fin de distribuir las cargas
concentradas y evitar el
pandeo.
Los paneles
Son elementos formados por
marcos de madera aserrada y
piezas verticales de madera
en modulo de 30, 40 o 60 cm
a lo ancho y por 2.44 m de
alto, forrados con tableros en
una o ambas caras,
constituyen fundamentalmente
las paredes de una
edificación. (Fig. 19)
FIG. 18
FIG. 19
Armazón de
madera aserrada
Forro de tablero
Rigidizadores
de apoyo
Vigas Cajón
Viga Doble T
18
7
4.4 MADERA LAMINADA
Es un material compuesto por
madera y cola fabricado a base de
tablas empalmadas entre si en el
sentido longitudinal de la fibra, con
el objeto de alcanzar grandes
claros y encoladas en sentido
vertical con el fin de conseguir
grandes peraltes.
El proceso consiste en seleccionar
la madera eliminando los nudos y
las imperfecciones naturales, a
continuación se fresan los bordes
de las tablas en forma
multidentada, se encolan y se unen
a presión hasta obtener la
longitud requerida, posteriormente
las tablas se unen con cola en
sentido vertical hasta lograr el
peralte deseado. (Fig. 20)
Con esta tecnología se logra una
gran versatilidad en el diseño
arquitectónico al ser posible la
construcción de elementos
estructurales tanto rectos como
curvos de gran tamaño propios
para cubrir espacios de grandes
dimensiones y con una
conformación más homogénea en
toda la masa de la estructura al
haber eliminado todas las
imperfecciones naturales de la
madera.
FIG. 20
19
4.5 ESTRUCTURAS DE
CUBIERTA
Tradicionalmente las estructuras
para la cubierta de una edificación
se han construido a base de tijeras
de madera aserrada, a una o dos
aguas y con un claro limitado, pero
con la tecnología de la madera
laminada es posible diseñar
estructuras de cubierta en forma
recta o curva y con claros que
pueden sobrepasar los 100 m.
En la tabla 4 se muestran algunos
diseños de tijeras de madera
aserrada y madera combinada con
cables, indicando los claros posibles
y sus detalles de unión.
En las tablas 5 y 6 se muestran
algunas estructuras de madera
laminada con su geometría y
predimensionado, sin embargo el
diseño final debe ser sometido a un
cálculo estructural de acuerdo a las
cargas y espaciamientos.
Las uniones entre estas estructuras
y sus apoyos deben hacerse
articuladas por medio de clavos
espiralados o conectores metálicos.
En la figura 21, se muestran algunos
ejemplos de estas uniones.
FIG. 21
20
SISTEMAS ESTRUCTURALES LUCES DETALLES
TIJERA
Hasta 7m
TIJERA CON PENDOLON Y
TORNAPUNTA
Hasta
12m
TIJERA CON TIRANTES Y PENDOLÓN
METALICOS
Hasta
12m
TIJERA CON VARIAS TORNAPUNTAS Y
PENDOLAS
Hasta
20m
TIJERAS DE MADERA ASERRADA
TABLA 4
Fuente: Documentos Curso de Madera Universidad del Bio Bio
21
SISTEMA ESTRUCTURAL PEN
DIENTE
SEPA
RACIÓN
LUCES PREDIMEN
SIONADO
5-12
20-100
H = L/50
12
5-12
15-50
H = L/25-
L/30
5-10
20-60
H = L/35
5-15
5-10
10-20
h = L/30
H = L/15
t = 7L/20
12
5-15
5-10
10-20
h = L/30
H = L/15
ESTRUCTURAS DE MADERA LAMINADA
TABLA 5
ARCO TRIARTICULADO
ARCO TRIANGULAR
ARCO CARPANEL
VIGA A DOS AGUAS CON ARCO Y
TRAMO RECTO
VIGA A DOS AGUAS CON ARCO
Fuente: Documentos Curso de Madera Universidad del Bio Bio
22
SISTEMA ESTRUCTURAL PEN
DIENTE
SEPA
RACIÓN
LUCES PREDIMEN
SIONADO
VIGA VIENTRE DE PEZ
5-12
15-35
h = L/30
H = L/50
VIGA CON TIRANTE
5-12
10-35
h = L/40
f = L/12
VIGA EN VOLADIZO
2-12
5-10
K= 5-
20
L/K = 1/3
h = K/45
H = K/10
VIGA RECTA
5-12
10-30
h = L/17
VIGA CONTINUA
5-12
10-35
h = L/20
PORTICO VOLADIZO
2-12
5-7
5-8
h = L/45
H = L/10
PORTICO TRIARTICULADO
30-40
5-10
8-20
h = L/35
H = L/16
PORTICO TRIARTICULADO
10-40
5-12
10-60
h = L/40
H = L/17
R 5m
ESTRUCTURAS DE MADERA LAMINADA
TABLA 6
Fuente: Documentos Curso de Madera Universidad del Bio Bio
23
,
5.1 FUNDACIONES
Los sistemas de fundación
en este tipo de
construcciones no difieren
mucho a las de la
construcción convencional
de concreto, ladrillo o bloque.
La mayor diferencia radica,
en el menor peso de las
construcciones de madera
que necesitan una fundación
de menores dimensiones.
Sobre el muro de concreto o
mampostería y a un nivel
superior a los 15 cm por
encima del terreno, se
coloca un durmiente de 2x4
pulgadas (5x10 cm). (Fig. 22)
Estos durmientes de madera
deben ser tratados contra la
humedad y los insectos, se
separa del muro por medio
de una lámina asfáltica que
hace las veces de
impermeabilizante y evita el
paso de humedad del
concreto a la madera. La
forma de anclar el durmiente
a la base de concreto es por
medio de pernos o varillas
roscadas, las cuales han
quedado empotradas en el
concreto y se enroscan una
vez colocado el durmiente.
Se empotran estas varillas o
pernos a cada metro lineal
aproximadamente de pared
y en los extremos o esquinas
de la misma.
FIG. 22
FIG. 23
Losa de fundación
Armazón de pared
Soporte provisional
Madera tratada a presión
Durmiente
Madera tratada a presión
Pernos de anclaje
Refuerzo
Terreno natural
5. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS
24
La humedad es el principal
factor que provoca su deterioro
y puede provenir básicamente
de la fundación, la cubierta, las
fachadas y las instalaciones. En
la fundación existen formas de
evitar el paso de la humedad
hacia la edificación. Una de ellas
es la creación de un entrepiso
elevado que deja una cámara
de aire que impide la infiltración
de agua.
Una alternativa de fundación
consiste en construir una losa
de cimentación continua de
aproximadamente 10 cm de
espesor, (Fig. 23) debiendo
considerarse la ubicación de
tuberías y ductos eléctricos.
Para la fundación de columnas
aisladas en el caso de
corredores, terrazas cubiertas o
pérgolas, estas podrán
construirse de dos maneras:
1. Enterrando la columna
tipo pilote, (Fig. 24) en
este caso deberá
considerarse para la
madera el tipo de riesgo
numero 4. (en contacto
con el suelo)
2. Construyendo sobre
pedestales, (Fig. 25) en
este caso se considera el
tipo de riesgo numero 2
(bajo cubierta sin contacto
con el suelo) en el caso
de las pérgolas el riesgo
es numero 3 (intemperie
sin contacto con el suelo.
En una edificación podrá haber
diferentes tipos de fundación
según diseño arquitectónico.
(Fig.26)
FIG. 26
FIG. 24
FIG. 25
25
FIG. 24
FIG. 25
5.2 ENTREPISOS
Los entrepisos separan
completamente las
paredes de los diferentes
niveles (Fig. 27) y se
componen de viguetas,
que descansan sobre los
muros o vigas de carga y
de tableros que hacen las
funciones de base, para el
acabado de piso. El peso
propio del entrepiso es
muy reducido y lo que
realmente lo dimensiona
son las sobrecargas y la
rigidez que se pretenda.
La separación entre
viguetas es normalmente
de 40,6 cm (16 pulgadas)
o 61 cm (24 pulgadas)
según requerimientos de
diseño.
Al planificar la disposición
de las viguetas conviene
recordar que los paneles
miden 1.22x2.44 m. Las
viguetas descansan en los
durmientes y se arriostran
mediante secciones de
madera transversales. En
el caso de viguetas con
conectadores podremos
pasar conductos de
saneamiento e incluso
aire acondicionado por los
huecos interiores del
entrepiso. Cuando
utilicemos viguetas de
madera maciza, los
huecos que se realicen en
las mismas para el paso
de conductos nunca
serán de diámetro
superior a 5 cm y se
efectuarán en la fibra
central de la vigueta, que
es la menos exigida.
Viguetas paralelas
al muro
Viguetas perpendiculares
al muro
FIG. 27
26
Las vigas:
Los elementos que
componen las vigas o
viguetas en una
edificación de
estructura de
madera, pueden ser
tanto de madera
maciza, como
compuestas tipo
doble T o de cajón o
de madera laminada,
ya que los procesos
industriales actuales
permiten con
tecnologías
adecuadas construir
estos elementos que
mejoran las
propiedades de las
vigas tradicionales de
madera maciza.
Los Tableros:
Los tableros, que
servirán de base al
piso y de
arriostramiento, se
clavan y encolan a las
vigas del entrepiso, la
aplicación de cola en
combinación con los
clavos, tiene como
resultado una
disminución en el
ruido característico
de los pisos de
madera. Su
colocación debe ser
alternada en una
forma “cuatrapiada”.
(Fig. 28)
FIG. 28
FIG. 29
Doble vigueta
Doble
vigueta
Tablero
3mm entre juntas
Tableros
cuatrapiados
Tablero
27
Ductos
En un entrepiso de madera
es posible la construcción
de ductos, para
instalaciones o escaleras,
para lo cual se refuerzan
las viguetas de apoyo en el
sentido paralelo y
colocando viguetas
adicionales en el sentido
perpendicular. (Fig. 29)
Voladizos
Para la construcción de un
voladizo las viguetas de
soporte del mismo,
deberán penetrar en el
entrepiso y adosarse a las
viguetas de éste ó
conectarse a los
separadores, la penetración
deberá ser de una longitud
igual o mayor a la longitud
del voladizo. (Fig. 30)
Arriostramiento
Con el objeto de evitar
desplazamientos de las
viguetas del entrepiso,
deberán colocarse
separadores o crucetas
entre las viguetas.
(Fig. 31)
Empalmes
En la figura 32 se muestra
el detalle de diferentes
tipos de empalme de
viguetas en un entrepiso
utilizando diversos tipos de
herrajes o clavos en las
uniones.
FIG. 30
Vigueta
Cabezal
Vigueta
Vigueta
Montante
Vigueta del voladizo
Vigueta
Cabezal
Vigueta
Vigueta
Montante
Vigueta del voladizo
Durmiente
28
ARRIOSTRAMIENTO DE ENTREPISO
FIG. 31
FIG. 32
Separador
Vigueta
Riostra
Vigueta
Vigueta
perimetral
Tablero de entrepiso
Cruceta
Vigueta
EMPALMES DE VIGUETA Y VIGA
29
SEPARADOR
RIOSTRA
TABLERO DE ENTREPISO
VIGUETA DE ENTREPISO
CRUCETA
VIGUETA DE
BORDE
VIGUETA
VIGUETA DE
BORDE
5.3 PAREDES
Las paredes transmiten
las cargas de los
entrepisos o de las
cubiertas a las
fundaciones a través de
los montantes. Se fijan
sobre los durmientes
anclados a la solera de
fundación, las paredes
se arman en el piso o se
prefabrican en forma de
paneles si se trata de
construcciones en serie.
Las paredes se
componen de piezas
verticales o montantes
de madera aserrada de
2x4 pulgadas (5x10
cms) separadas 30 o 40
centímetros, según
requerimientos de
diseño, y de una pieza
inferior y otra superior de
la misma medida que
las verticales.
Una vez armada la
pared en el suelo se gira
sobre el durmiente
anclado a la fundación
para colocarla en
posición vertical. Para
unirla al resto de las
paredes y consolidar el
conjunto, es necesario
colocar pies derechos
adicionales en las
esquinas y en los
empalmes con las
paredes o tabiques
interiores. (Fig. 33)
FIG. 33
Uniones en L
Uniones en T
30
Para que las paredes sean
capaces de soportar esfuerzos
horizontales es necesario
arriostrarlas. Para esto hay
que clavar tableros
contrachapados a los
elementos verticales (Fig.34) o
fijar piezas de madera
aserrada en forma diagonal en
los extremos de cada pared
portante. (Fig. 35)
Todas las paredes que
soporten alguna carga del
entrepiso o de la cubierta
llevarán en la parte superior un
durmiente adicional para
distribuir adecuadamente a los
montantes cualquier carga
concentrada. (Fig. 36)
Para la instalación de puertas
y ventanas será necesario
reforzar los huecos de estas
cuando excedan la medida de
80 centímetros. (Fig. 37)
Las paredes de los pisos
superiores se construyen de la
misma manera que las del
primer nivel con la diferencia
de que los durmientes
inferiores se fijan sobre los
tableros de los entrepisos. (ver
figura 27)
Con este sistema, conocido en
Norteamérica como Frame
Construction se pueden
construir hasta cuatro niveles.
Las paredes divisorias o
tabiques se construyen de
igual manera que las de carga
con la salvedad de que llevan
en la parte superior
únicamente un durmiente y
pueden construirse después
de colocadas las estructuras
de entrepiso o de cubierta.
FIG. 35
Arriostramiento
FIG. 34
Aislamiento si es necesario
Tableros de
arriostramiento
Fundación
31
FIG. 37
FIG. 36
Vanos hasta
80cm
Vanos mayores
de 80cm
Refuerzo adicional
en vanos
Doble
durmiente
superior
32
Apoyo
Alero
5.4 CUBIERTAS
La cubierta de una construcción de
madera se puede construir básicamente
de dos maneras: con tijeras o con viguetas
utilizando una cumbrera.
Con tijeras
Se emplean estructuras similares a las
que se muestran en la tabla 4, las cuales
se prefabrican previamente, se apoyan en
los durmientes superiores de las paredes
exteriores por medio de conectores
coincidiendo el punto de apoyo con los
montantes y con la unión de las cuerdas
superiores con la inferior de la tijera. En
caso que la cubierta este dotada de
aleros, deberán prolongarse las cuerdas
superiores para conformarlo. (Fig.38)
Utilizando una
cumbrera
En este caso, además de utilizar
las paredes exteriores como
apoyo, se utiliza una viga o una
pared interior para apoyar las
viguetas, las cuales se cortan
previamente dándoles a todas
la misma forma y tamaño, se
montan con una separación de
61cm de centro a centro y
cada par se une sobre la
cumbrera por medio de
conectores. (Fig.39)
En el extremo inferior de las
tijeras o viguetas se fija la fascia
ajustando la parte superior de
esta a la inclinación de la
cubierta.
FIG. 38
Cumbrera
Vigueta
Conector
Fascia
FIG. 39
33
Arriostramiento
Para rigidizar la cubierta y
que sea capaz de resistir
las cargas de vientos y
movimientos sísmicos es
necesario un
arriostramiento con
tableros los cuales se
colocaran en forma
cuatrapiada, (Fig.40)
estos tableros además
servirán de base para la
fijación del material del
techo, el espesor de los
tableros dependerá de la
separación de las tijeras
o viguetas.
Ventilación e
impermeabilización
Para evitar el exceso de
humedad que suele
acumularse bajo la
cubierta es necesario
dotarla de un sistema de
ventilación, para esto se
coloca un respiradero de
tela metálica en la parte
superior de las paredes y
capotes con respiraderos
en la cumbrera. (Fig.41)
Previo a la colocación del
material del techo, los
tableros deberán
impermeabilizarse con
láminas de polietileno y
sobre estas se colocarán
los elementos de fijación
del techo de acuerdo a
las recomendaciones del
fabricante.
Tableros
FIG. 40
Respiradero de
cumbrera
Viga de
cumbrera
Vigueta
Respiradero
Fascia
Tablero
Tablero
Vigueta
FIG. 41
34
5.5 PISOS EXTERIORES
(Terrazas)
Para la construcción de terrazas
primeramente deberán
construirse los pedestales que
servirán de base a los postes
que darán soporte a las vigas de
apoyo.
Es necesario la colocación de un
apoyo perimetral que servirá de
soporte a las viguetas en la
colindancia de la terraza con la
edificación, este apoyo deberá
protegerse con un botaguas.
(Fig.42)
Fundación
Postes
Pedestal
Vigas
Apoyo
colindante
Arriostramiento
Vigueta
Botaguas
Cubierta
FIG. 42
35
A continuación se
empalman las vigas con
los postes por medio de
conectores según
detalles mostrados en la
figura 43.
Seguidamente se
empalman las viguetas
con las vigas
sobreponiéndolas o
alineándolas.
(Ver detalles en fig. 32)
Las viguetas deberán
arriostrarse, como se
detalla en la figura 42.
Finalmente se colocan
los tabloncillos o
cuartones que servirán
de piso, separándolos
entre sí 4 mm como
mínimo. Y clavándolos
en ángulos opuestos.
(Fig. 44)
FIG. 43
FIG. 44
36
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