9.2 sistemas esqueletales madera

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SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN Y DE ESTIMACIÓN PROFESOR: Dr. Carolina Stevenson

Arquitecta Universidad Nacional

Doctorado en Arquitectura – 2006 University Of Nottingham, UK

Especialización en Enseñanza CPS: 2009 University of Liverpool, UK

SUPERESTRUCTURA: sistemas esqueletales-MADERA-

CONTENIDO

Relación con el suelo

Tipos de construcciones con madera

Entrepisos

Cerchas

Aspectos generales

Uniones

Sistemas compuestos

Entramados espaciales

Sistemas Esqueletales - Madera Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson

VENTAJAS DE LAS CONSTRUCCIONES CON MADERA

•Requiere poco gasto energético para su fabricación,

transporte y puesta en obra.

•Es ligera y con una buena relación resistencia/peso.

•Su comportamiento ante el fuego es predecible.

•Con el diseño y ejecución adecuados las soluciones

constructivas con madera son muy durables, incluso en

ambientes con altas concentraciones de productos ácidos

y soluciones de sales de ácidos.

• Es fácilmente manejable y mecanizable.

•Permite realizar montajes de forma rápida, limpia y en

ausencia de agua.

Aspectos Generales


Tipos de Construcciones

ESTRUCTURAS DE LUCES MENORES

Macizas

Tableros o placas

Entramados

Esqueleto principal (viga y columna)

Paneles




Macizas

Tableros o placas

Entramados


Paneles

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Macizas

Tableros o placas

Entramados


Paneles



Entramados

ESTRUCTURAS DE LUCES MAYORES

Planares

Colgadas

Vigas+cerchas+pilares

Arcos y pórticos biarticulados

triarticulados

Espaciales Laminares

Hiperbolas

Plegadas

Espaciales de entramado

Reticulados espaciales

Geodésicas




Planares

Suspendidas



triarticulados


Hiperbolas

Plegadas



Geodésicas

Sala de exposición y almacén Holz Altenried. Hergatz, Alemania, 1995.

Centro Deportivo. Valle Nevado, Chile




Planares

Suspendidas



triarticulados


Hipérbolas

Plegadas



Geodésicas




Planares

Suspendidas



triarticulados


Hipérbolas

Plegadas



Geodésicas

Pabellón Olímpico. Hamar, Noruega, 1992


Tipos de Construcciones: ESQUELETALES

Las estructuras de esqueleto principal son sistemas formados por elementos estructurales de gran espesor (superior a 80 mm),

normalmente colocados con distancias mayores a un metro entre ellos.

La madera puede estar vista, y por tanto, en estos casos

este elemento debe asegurar su capacidad portante en

situaciones de incendio durante el tiempo exigido por la

normativa.

Con elementos estructurales primarios se pueden salvar

grandes luces (pudiendo llegar a más de 100m).

Columna+viga+viguetas Columna+viga+entablado

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TABLA DE PREDIMENSIONADO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES PRINCIPALES EN MADERA LAMINADA O MACIZA



TABLA DE PREDIMENSIONADO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES PRINCIPALES EN MADERA LAMINADA O MACIZA


Tipos de Construcciones: ENTRAMADOS

Los entramados son sistemas formados por elementos estructurales de pequeño espesor (36-70mm) colocados a distancias

reducidas (inferior a un metro) y arriostrados entre si.

La capacidad portante de los entramados en situaciones de incendio suele ser

muy pequeña, por lo que normalmente requiere el empleo de elementos de

protección adicionales (aislantes, recubrimientos, etc.).

Con este sistema se pueden salvar luces máximas de proximadamente12m.

Entramado de plataforma

Entramado global o integral



Los entramados emplean, generalmente, tres elementos funcionales diferentes: estructura principal, estructura secundaria y el

revestimiento.

Lana mineral 120 mm

Aislamiento rígido hidrófugo 30 mm

Montante entramado 45/120 intereje 400 mm

(ESTRUCTURA PRINCIPAL)

Tarima de madera 22 mm (REVESTIMIENTO)

Perfil metálico 15 mm

Tablero OSB 9 mm (ESTRUCTURA SECUNDARIA)

Lámina impermeable/transpirable

Barrera de vapor

Placa de yeso 13 mm (REVESTIMIENTO)

ESTRUCTURA PRINCIPAL

REVESTIMIENTO

ESTRUCTURA SECUNDARIA


Pie derecho

Dintel

Puntal superior

Travesaño

Puntal inferior

Solera inferior

Vigas

Vigueta de piso Zancas

Solera superior

Solera de amarre Cuerda inferior

Cuerda superior Tipos de Construcciones: ENTRAMADOS

En el entramado ligero el muro está constituido por un conjunto de elementos, cada uno realizando con una función de transmisión

de cargas y de servir de soporte del revestimiento exterior e interior.

Dintel Testero superior

Montante

Jamba Riostra



En el entramado ligero el muro está constituido por un conjunto de elementos, cada uno realizando con una función de transmisión

de cargas y de servir de soporte del revestimiento exterior e interior.

1. Zapata de concreto armado

2. Impermeabilizante

3. Durmiente tratado a presión

4. Viguetas del forjado

5. Montante del muro 140x38 mm

6. Tablero OSB de 10-12 cm

7. Lamina barrera al vapor tipo Tivek

8. Acabado exterior a elegir

9. Aislante tipo Lana de Roca

10. Lamina polietileno

11. PLADUR de 13 mm pintado

http://www.youtube.com/watch?v=yERpT-4o9wY&feature=related




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Tipos de Construcciones: TABLEROS

Estos sistemas están formados por tableros como elementos estructurales trabajando como superficie. Este sistema se emplea

tanto para fachadas como para particiones, entrepisos y cubiertas.

Los espesores de estos tableros suelen estar en intervalos de 70 a 500 mm

acompañado por aislante y, según requerimiento de fuego o estético, por

tableros protectores.


Tipos de Construcciones: TABLEROS

Estos sistemas están formados por tableros como elementos estructurales trabajando como superficie. Este sistema se emplea

tanto para fachadas como para particiones, entrepisos y cubiertas.

Panel contralaminado macizo estructural 85 mm

Barrera de vapor

Panel de fibras de madera aislante 140 mm

Fachada ventilada

Lámina impermeable/transpirable

Placa de yeso 15 mm

http://www.youtube.com/watch?v=k2PfaM3oRfw

http://www.youtube.com/watch?v=hGbIKdsTnhc&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=Mq43Ea6uIaQ

http://www.youtube.com/watch?v=KML2oafKi4k&feature=related


UNIONES

Los elementos de unión juegan un papel importante en las estructuras de madera. Un buen diseño y cálculo de los mismos

junto con una buena ejecución disminuyen drásticamente la aparición de problemas posteriores.

Principales factores a tener en cuenta en la planificación de

los detalles de la unión son :

•Los tipos e intensidades de esfuerzos que deben transmitir (cargas

estáticas, dinámicas, tracción, compresión, flexión, cizallamiento, etc).

• La geometría de las barras a unir (barras en un mismo eje, o

encuentros con un ángulo).

•El tipo de sección de las barras a unir (sección rectangular, circular,

compuesta, etc).

• Las exigencias de montaje (prefabricación, etc).

•Las exigencias estéticas.


UNIONES: SEGÚN LA GEOMETRÍA Y EL TIPO DE ESFUERZO TRANSMITIDO

Los elementos de unión juegan un papel importante en las estructuras de madera. Un buen diseño y cálculo de los mismos

junto con una buena ejecución disminuyen drásticamente la aparición de problemas posteriores.


UNIONES: SEGÚN LOS ELEMENTOS QUE CONECTA


UNIONES: SEGÚN LOS ELEMENTOS QUE CONECTA

Uniones en un elemento continuo

Uniones con elementos externos

Uniones entro dos o mas elementos



http://www.youtube.com/watch?v=hGbIKdsTnhc&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=Mq43Ea6uIaQ

http://www.youtube.com/watch?v=KML2oafKi4k&feature=related

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UNIONES: SEGÚN El TIPO DE APOYO

Uniones Articuladas (apoyos)



Uniones Articuladas (en vigas)



Uniones Rígidas (viga-columna)



Uniones Rígidas (en vigas)


UNIONES: SEGÚN El ELEMENTO CONECTOR

Uniones Pegadas

Uniones Mecánicas


UNIONES: SEGÚN El ELEMENTO CONECTOR Tipo de unión Uso común Características

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Conectores metálicos





Elementos metálicos

Escuadras Estribos Estribos ocultos



Elementos metálicos

Escuadras Pies de pilar


UNIONES: PEGADAS

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Cola de Milano Caja y Espiga Machimbrado

Media madera y Cruz Con tarugos ocultos

UNIONES: ENSAMBLES

Caja oculta


UNIONES: ENSAMBLES


UNIONES: ENSAMBLES COMBINADOS


UNIONES: ENSAMBLES COMBINADOS


RELACIÓN CON EL SUELO

RECOMENDACIONES

•Evitar el contacto directo de la madera con el terreno,

manteniendo una distancia mínima de 20cm y disponiendo un

material hidrófugo (barrera antihumedad);

• El apoyo en su base debe realizarse a través de un material

intermedio, separador, que no transmita la posible humedad.

•Evitar que los arranques de soportes y arcos queden

embebidos en el concreto para ello se protegerán de la

humedad

•Evitar uniones en las que se pueda acumular el agua;



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Solución unión esquina de dos vigas perimetrales, dimensiones 2” x 10”, que se apoyan sobre un pilote de diámetro 10”. Unión

realizada en este caso mediante dos tirafondos de dimensiones definidas, según cálculo y bajo supervisión.







Viga perimetral del entramado de piso, se fija a solera de montaje en la fundación continua mediante ángulos metálicos. El

tabique soportante perimetral es anclado a la fundación mediante la colocación de espárrago con hilo y tuerca (diámetro de 6 a

8 mm), aproximadamente cada 0.80 m, uniendo la solera inferior del tabique con la solera de montaje a través del espárrago

anclado al sobrecimiento.



Solución de conexión de la viga perimetral al sobrecimiento, a través de

una solera de montaje tratada con preservante. Considera además,

aislación entre ambos materiales con fieltro alquitranado.


Entrepiso/ Diafragma

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Entrepiso/ Diafragma: UNION VIGUETAS Y VIGAS


Entrepiso/ Diafragma: RIGIDIZACION VIGUETAS Y VIGAS


Entrepiso/ Diafragma: PASO DE INSTALACIONES Y VACÍOS


Cerchas


Cerchas

Formby swimming pool, UK. Feilden Clegg Bradley Studios


Cerchas

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Cerchas


Sistemas Compuestos


Sistemas Compuestos


Por razones de secado y economía, fundamentalmente , se ha llegado a la conclusión de que el espesor de las láminas no debe ser

inferior a 19 mm ni sobrepasar los 50 mm. Si las láminas son paralelas al plano de flexión del elemento, se dice que la laminación

es "horizontal" y cuando estas son normales al plano neutro de flexión se dice que la laminación es "vertical“

Sistemas Espaciales Laminares

Radio mínimo para curvar madera: 40 espesor sentido curvatura


La estructura trabaja de manera espacial siendo cada elemento a la vez portante y estabilizador del elemento contiguo. Cada

volumen consta de una espina central, una serie de costillas paralelas y correas perpendiculares que garantizan la estabilidad del

conjunto.

Sistemas Espaciales Laminares

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