SISTEMA DE CALCULO DE ESTRUCTURA

Generalidades

La estructura de una vivienda está conformada por la fundación, los entramados horizontales (plataforma primer piso, entrepiso en el caso de una vivienda de dos pisos y cielo), entramados verticales (tabiques soportantes y autosoportantes), y estructura de techumbre, como se observa

En el proceso de montaje se consideran los revestimientos necesarios para lograr la rigidez adecuada, además de considerar, a medida del avance de la obra, los arriostramientos provisorios que permitan eliminar riesgos que signifiquen posibles accidentes o daños estructurales.

En la Figura 6-1 se muestra en detalle la solución estructural del sistema de plataforma, que es el método más extendido y ventajoso

para la construcción de una edificación de una vivienda de dos pisos.

FIGURA N°

Clasificación de los sistemas estructurales

Los sistemas estructurales desarrollados para viviendas de madera se dividen en dos grandes grupos, según el largo de los elementos estructurales y las distancias o luces entre los apoyos:

Estructuras de luces menores

Estructuras de luces mayores

Estructuras de luces menores

Se subdividen en:

Estructuras macizas

Estructuras de placa

Estructuras de entramados

Estructuras macizas:

Sistema constructivo que por sus aspectos de arquitectura, solución estructural y constructiva, es particularmente diferente. Su presentación es de una connotación de pesadez y gran rigidez por la forma en que se disponen los elementos que lo constituyen, en este caso rollizo o basa.

Estructuralmente no corresponde a una solución eficaz, ya que por la disposición de las piezas, éstas son solicitadas perpendicularmente a la fibra, o sea en la dirección en la cual la resistencia es menor.

Sin embargo, el disponer de esta forma el material facilita el montaje de los diferentes elementos que conforman la estructura de la vivienda.

Otra ventaja que ofrece el sistema es la buena aislación térmica, garantizada por la masa de la madera, pero presenta problemas en la variabilidad dimensional por efecto de los cambios climáticos, los que afectan en gran medida en los rasgos de ventanas y puertas como también en las instalaciones sanitarias.

Hoy el avance de la industria ha permitido mejorar el sistema de construcción maciza, introduciendo nuevos diseños, aprovechando los aspectos de aislación, facilitando y mejorando los aspectos estructurales y los de montaje de la construcción.

Estructuras de placas:

La necesidad de reducir los plazos en la construcción, y de mejorar y garantizar la calidad de terminación del producto, ha conducido a que gran parte de los elementos que conforman la estructura de la vivienda sean fabricados y armados en industrias especializadas o en talleres de las propias empresas constructoras y cuya aplicación se ha ido acentuando en la medida que aumenta la mecanización de los procesos constructivos.

Arriostren y se obtenga la rigidez necesaria para la estructura.

Estructuras de entramados:

Cuyos elementos estructurales básicos se conforman por vigas, pilares o columnas, postes y pie derecho.

Según la manera de transmitir las cargas al suelo de fundación, podemos distinguir los sistemas:

a) De poste y viga, aquellos en que las cargas son transmitidas por las vigas que trasladan a los postes y estos a las fundaciones.

b) De paneles soportantes, aquellos en que las cargas de la techumbre, entrepisos son transmitidas a la fundación a través de los paneles.

Sistema poste- viga

Utilizado principalmente cuando se deben salvar luces mayores a las normales en una vivienda de dos pisos, pudiendo dejar plantas libres de grandes áreas. Utiliza pilares o postes, los cuales están empotrados en su base y se encargan de recibir los esfuerzos de la estructura de la vivienda a través de las vigas maestras, ancladas a estos, sobre las cuales descansan las viguetas que conformarán la plataforma del primer piso o del entrepiso.

Sistema de paneles soportantes

En el sistema de paneles soportantes se des- tacan:

- Sistema continúo

- Sistema plataforma

Sistema Continuo

Los pie derecho que conforman los tabiques estructurales perimetrales e interiores son continuos, es decir, tienen la altura de los dos pisos (comienzan sobre la fundación y terminan en la solera de amarre superior que servirá de apoyo para la estructura de techumbre).

Paralelamente a la materialización de dicha plataforma de primer piso de hormigón o madera, se pueden prefabricar externamente los tabiques para ser erguidos a mano o mediante sistemas auxiliares mecánicos simples, como se observa en la Figura 6-10.

Figura 6 - 9: Construida la plataforma de piso, se inicia la construcción de los tabiques soportantes y autosoportantes. La plataforma de madera se caracteriza por estar conformada por elementos horizontales independientes de los tabiques, apoyados sobre la solera de amarre de ellos, la que además servirá como una barrera cortafuego a nivel de piso y cielo para la plataforma. FIGURA

Sistema de plataforma

Es el método más utilizado en la construcción de viviendas con estructura en madera.

Su principal ventaja es que cada piso (primero y segundo nivel) permite la construcción independiente de los tabiques soportantes y autosoportantes, a la vez de proveer de una plataforma o superficie de trabajo sobre la cual se pueden armar y levantar.

El entramado horizontal de la plataforma está dispuesto de tal manera que coincide en general, con la modulación de los pie derecho de los tabiques, conformando una estructura interrelacionada. Por otra parte, requiere de un elemento estructural que funcione como una placa arriostrante, en reemplazo del tradicional entablado, conocido como “Sistema Americano”. En la actualidad, se cuenta con dos tipos de placas arriostrantes: el contrachapado estructural y la placa de OSB (Oriented Strand Board), los que ayudarán en la resistencia de la plataforma y sobre los cuales se fijarán las soleras de los tabiques del piso superior, además de recibir la solución de pavimento que indique el

Figura Elementos horizontales (vigas) apoyadossobre las soleras de amarre de los tabiques del primer piso. Arriostrando el entramado horizontal (plataforma de entrepiso) con tableros contrachapado estructural.

1. Dimensionamiento de piezas estructurales de madera aserrada

1.1. Consideraciones generales de diseño

1.1.1. Tensiones y módulos de elasticidad de diseño

Las tensiones de diseño se determinan como el producto de las tensiones admisibles por los factores de modificación que resulten pertinentes y que se definen en los capítulos correspondientes a cada solicitación.

El módulo de elasticidad de diseño, Ef,dis, se determina como el producto del módulo de elasticidad en flexión, Ef, que se incluye en la tabla 4 por los factores de modificación que resulten pertinentes y que se definen en los capítulos correspondientes a cada solicitación.

1.1.2. Secciones transversales mínimas

Las piezas estructurales individuales simples deben tener un espesor mínimo de 25 mm y una sección transversal mínima de 1500 mm2, salvo que las especificaciones de los medios de unión exijan dimensiones mínimas superiores.

Los entablados estructurales deben tener un espesor mínimo de 16 mm y una sección transversal mínima de 1100 mm2

1.1.3. Debilitamientos de sección transversal

Las aristas faltantes que respeten los límites establecidos en las normas NCh1970/1,

NCh1970/2 y NCh1207, no necesitan ser consideradas como debilitamientos.

1.1.4. Uniones excéntricas

Las tensiones que se generan debido a excentricidades en uniones deberán ser especialmente consideradas en el diseño.

La unión de barras de enrejado debe materializarse en la forma más centrada posible. En el caso de uniones clavadas y con placas dentadas las tensiones que se induzcan debido a excentricidades necesitan ser verificadas si la excentricidad e excede la mitad de la altura del cordón (e > hc/2 ; ver figura).

1.2. Elementos en flexión

En el diseño de elementos simples de madera aserrada sometidos a flexión se debe verificar que:

a) las tensiones de trabajo no sobrepasen las correspondientes tensiones de diseño en flexión, tanto en la zona comprimida como en la fraccionada, cizalle y compresión normal.

b) la flecha de cálculo no exceda los límites especificados en la presente norma.

Los entablados y tablones de madera aserrada dispuestos en forma de vigas continuas, se deben considerar, en la práctica, como una serie de vigas simplemente apoyadas. En cubiertas de techumbre se puede incorporar en el cálculo el efecto de continuidad, cuando los empalmes queden detallados en los planos.

Las reacciones de apoyo de vigas continuas y de costaneras con varios apoyos se pueden determinar analizándolas como vigas simplemente apoyadas, siempre, que la relación entre las luces de tramos vecinos varíe entre 2/3 y 3/2. Se excluyen de esta práctica las vigas continuas de dos tramos.

Si se desarrolla la verificación para neutralizar la carga concentrada correspondiente al peso de un hombre, establecida en la norma NCh1537 (1 kN), se puede incorporar en el cálculo

el ancho colaborante, t, de cubierta de techumbre o de piso, considerando como ancho de aplicación de carga los siguientes valores de t:

- En cubiertas de techumbre y pisos constituidos de tablas y tablones unidos entre sí por machihembrado o semejantes, independientemente del ancho de la pieza individual: .... t = 350 mm;

- Para tablas o tablones no interconectados: ..... t = 160 mm

1.3. Luz efectiva

La luz efectiva de elementos de un tramo, sometidos a flexión, se debe considerar igual a la distancia entre las caras interiores de los apoyos más la mitad de la longitud mínima de apoyo requerido en cada extremo. En vigas continuas la luz corresponde a la distancia entre centros de apoyo.

1.4. Distancia entre apoyos laterales, Ia

- Si sólo se cuenta con apoyos laterales en los extremos, la distancia entre ellos, Ia, es igual a la luz de la viga o en el caso de voladizos, a la longitud del mismo.

- Si existen costaneras unidas a la viga de tal forma que constituyen apoyos que impidan el desplazamiento lateral de su canto flexo-comprimido, la distancia entre apoyos laterales, Ia, equivale a la máxima distancia existente entre costaneras.

- Si el canto flexo-comprimido de la viga es impedido a desplazarse lateralmente en toda su extensión, la distancia entre apoyos laterales, L, se considera nula. Los elementos de la cubierta que originen esta acción deben ser fijados al elemento flexionado y además entre sí, de modo que se conforme un diafragma rígido.

C O N C L U S I O N

Luego de haber realizado esta investigación sobre la madera, he llegado a la conclusión de que este material es uno de los más utilizado del sistema constructivo

Gracias, a la gran variedad de ella que podemos encontrar en el país, y las diferentes características que ella posee, es lo que la hace estar un lugar privilegiado dentro del rubro de la construcción, ya sea en obra gruesa, terminaciones, o como ornamento Además debemos considerar que el costo que tiene este producto en el mercado, tiene directa relación con tipo de madera y su utilización