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SISTEMAS ESTRUCTURALES EN MADERA Mauricio Ramírez Molina Arquitecto (ICA 7620) Master of Sciences UC Louvain | Energía y Sustentabilidad Magíster© UTFSM | Innovación Tecnológica y Emprendimiento
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SISTEMA PLATAFORMA ,[object Object]
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  • 13. MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 14. MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 15. MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 16. ESTRUCTURAS MENORES EN MADERA MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 17.
  • 19. Estructuralmente ineficaz, debido a la solicitación transversal de las fibras y a modo de conexión.
  • 21. Comportamiento térmico dado por mala conducción térmica de la madera (no es aislante ni tiene inercia térmica).
  • 22. Trabajo en los sellos y conexiones entre piezas para evitar variabilidad dimensional.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 23.
  • 24. Encuentros resueltos mediante uniones a tope, normalmente con 2 clavos de 3 ½” en todas las uniones.
  • 25. Estructura constituida por pilarización modulada a 40 o 60 cms
  • 26. Piezas constituyentes de igual ancho (45 mm) para envigados. Altura según luz y carga.
  • 27. Pilares sobre solera inferior y superior más solera de amarre.
  • 28. Cadenetas y cortafuegos cada 60 cms (evitar pandeo pilares y expansión del fuego)
  • 29. Arriostramiento mediante diagonales de madera o huinchas metálicas galvanizadas en cada eje.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 30.
  • 31. Estructura conformada por piezas de 45 x 95 mm modulado entre 40 y 60 cms.
  • 32. Mismo módulo para entramado de piso.
  • 33. Se rigidiza con planchas de contrachapado tanto en el plano horizontal como en el vertical exterior.
  • 34. Placas clavadas a 10 cms de distancia en bordes y 20 cms en piezas interiores.
  • 35. En paramentos exteriores las placas se disponen de forma horizontal, evitando junturas en todo el alto de la construcción.
  • 36. Se monta primero la placa de piso, luego los paramentos verticales. Sobre solera superior se monta la solera de amarre que recibirá la plataforma del segundo piso.
  • 37. Uso de contrachapado da gran rigidez estructural al conjunto
  • 38. Se puede remplazar el contrachapado o placa por entablado diagonal.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 39.
  • 40. Se levanta toda la envolvente, para luego colocar la cubierta y revestimiento exterior (realizar terminación bajo techo)
  • 41. Pies derechos de la altura total de la vivienda (1 pio o 2 pisos).
  • 42. Entramados de piso clavados lateralmente a los pies derechos y apoyados sobre viga longuitudinal.
  • 43. Arriostramiento formado por diagonales de madera, huinchas metálicas o contrachapados de sobre 12mm.
  • 44. Sistema con dificultades para prefabricación, debido al entrelazamiento de elementos soportantes.
  • 45. También es difícil encontrar largos suficientes para 2 pisos.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 46.
  • 47. Ambos transmiten las cargas estáticas y dinámicas desde las vigas a los pilares y luego a las fundaciones.
  • 48. La diferencias está en la forma de apoyar el elemento vertical en el cimiento, que tienen respuesta distinta a las solicitaciones estructurales.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 49.
  • 50. No se debe transmitir la carga del pilar del segundo piso sobre la viga maestra, sino a refuerzos laterales que unan el pilar del primer piso con el del segundo piso.
  • 51. Pilares son más anchos que viga maestra para realizar rebajes laterales de apoyo.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 52.
  • 53. Sistema que permite la prefabricación de todos los tabiques, interiores o exteriores, con una misma altura.
  • 54. Requiere herraje complejo en todas las uniones que permita la conexión de todas las piezas.
  • 55. Sistema usado para armado industrializado, que justifica inversión en herrajes por volumen.
  • 56. Envigado de piso con direcciones alternadas para asegurar igual carga sobre pilares.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 57.
  • 58. Fijación entre elementos realizada con clavos o pernos, dependiendo de la luz y la carga.
  • 59. Sistema permite trabajar con vigas maestras de menor sección dada la continuidad de los elementos estructurales.
  • 60. Vigas prolongadas por sobre plomo exterior permiten balcones y voladizos.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 61.
  • 62. Transmisión de cargas dada por clavos o pernos.
  • 63. Elementos estructurales no se cortan, lo que permite pilares continuos para 2 pisos.
  • 64. Doble pilar se sobredimensiona o se usa un taco para evitar pandeo y por resistencia al fuego.
  • 65. Sistema recomendable para luces y cargas mayores que justifiquen uso de pilares dobles o cuádruples.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 66.
  • 67. Sistema en base a placa con bastidor de madera y revestimientos laterales.
  • 68. Incluye aislación térmica, barrera de vapor y humedad, ventanas y puertas.
  • 69. En obra solo algunos recubrimientos y uniones entre placas.
  • 70. Diferencias dadas por uniones: listones, perfiles de aluminio, acero, pernos, etc.
  • 72. Requiere diseño especial para sellos aire-agua eficientes.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 73. ESTRUCTURAS MAYORES EN MADERA MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 74. SISTEMA PLANARES Concebidas para cubrir mayores luces en base a uno o varios elementos lineales rectos o curvos, simple o compuestos. Aquí se incluyen: vigas, cerchas, marcos y arcos. Se pueden disponer en forma lineal o radial. Habitualmente de usan de forma ortogonal, sumando elementos de rigidización. Están solicitadas por cargas en 2 direcciones: paralelas y perpendiculares a su plano. Requiere un sistema de arriostramiento conformado por. Estructuras reticulares trianguladas de madera o metal, paneles o entablado diagonal. MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 75. SISTEMAS PLANARES: VIGAS Elemento estructural lineal, apoyado en 2 o más puntos, con largo mucho mayor a la dimensión de su sección. Trabaja principalmente a la flexión y el corte. Se usa colocada de canto, con proporción recomendada de 1:4 a 1:8 entre ancho y alto. Generalmente, el momento flector máximo se produce en la mitad de la luz a cubrir. Se pueden optimizar las vigas mediante laminación (sección variable); concentrando más material mediante disposición de componentes (vigas compuestas); o mediante diseño del conjunto de vigas (vigas continuas de varios tramos) , reduciendo momentos flectores. MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 76. SISTEMAS PLANARES: CERCHAS Al igual que una viga cumple la función de salvar una luz y recibir cargas permanentes y variables que serán transmitidas a sus apoyos. Es una estructura de entramado, compuesta por elementos lineales o barras unidas entre sí. Su trazado está constituido por triángulos, única figura planar indeformable por naturaleza geométrica. En teoría su forma permitiría trabajar solo con esfuerzo axiales (tracción y compresión) lo que permite secciones reducidas. En la práctica, elementos intermedios como diagonales y montantes trabajan a tracción y compresión Y cordones superior e inferior resisten flexo-tracción o flexo-compresión. Permite una multiplicidad de formas optimizadas por triangulaciones. MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 77.
  • 78. Uso frecuente por simplicidad en diseño y construcción.
  • 79. Conceptualmente es un sistema de viga y pilar conectada por unión rígida.
  • 80. Al estar conectada al pilar, la viga puede resistir mas flexión.
  • 82. En voladizo: requiere empotramiento
  • 83. Bi-Articulados: vigas recta, inclinada o curva más un pilar que va conectado mediante articulación al suelo.
  • 84. Tri-Articulado: viga con unión rígida a pilar y 3 puntos de conexión.
  • 85. Empotrado: pilares empotrados a las fundaciones, que permiten mejor distribución de la flexión en las piezas y disminución de algunas secciones.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 86.
  • 87. Apoyos deben ser diseñados para mantener línea de acción de las fuerzas.
  • 88. Los esfuerzos van de forma continua a las fundaciones, sin cambiar de dirección (como en el marco)
  • 89. Arcos bi-articulados son estáticamente indeterminados
  • 90. Arcos tri-articulados son estáticamente determinados.
  • 91. Pueden ser construidos con madera laminada y en base a entramados.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 92.
  • 93. Se han desarrollado en madera debido a la aparición de las placas.
  • 94. También debido al desarrollo de moldajes para cáscaras de hormigón.
  • 95. Se encuentran aquí las: -estructuras plegadas: formadas por láminas y ordenadas en pliegues. -estructuras cáscaras: generadas por rectas, curvas parábolas o elipses. -estructuras colgadas o tensadas conformadas por elementos que trabajan esencialmente a tracción (estructuras mixtas con uso de cables). MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 96.
  • 97. Estructuras plegadas prismáticas: formadas por láminas rectangulares longitudinales arriostradas por láminas transversales o pórticos rígidos.
  • 98. Estructuras plegadas semiprismáticas: conformadas por rectángulos, triángulos, rombos o trapecios.
  • 99. Estructuras plegadas piramidales: Constituidas por láminas triangulares.
  • 100. Su sección puede ser H o de cajón
  • 101. Son livianas, resistentes, fáciles de prefabricar y rápidas de erigir.
  • 102. Placas requieren conexiones rígidas entre sí o incluir tirantes o apoyos rígidos.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 103. SISTEMAS ESPACIALES: CÁSCARAS Estructuras resistentes por la forma, tan delgadas que no desarrollan flexión, pero suficientemente gruesas para resistir compresión, corte y tracción. Simple o de doble curvatura. No desarrollable: solo se puede “aplanar” cortándola en una serie de secciones (cúpulas) Desarrollables: aplanables sin cortes (bóveda) Cáscara de revolución: se generan por rotación de una curva alrededor de un eje. Cáscara de traslación: a partir de una curva o recta que se desliza sobre otra curva o recta. Cáscara reglada: son las que se generan por desplazamiento de los extremos de un segmento de recta sobre 2 curvas. MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 104.
  • 105. Pueden apoyarse a lo largo de muros laterales (bóveda de cañon / empuje lateral) o en lo muros extremos(cañon cáscara /comportamiento de viga).
  • 106. Bóvedas nervadas: constan de nervios de laminados o de celosías formando arcos.
  • 107. Bóvedas de lamelas: consisten en barras puestas de canto y unidas entre sí en ángulo.
  • 108. Bóvedas de arcos triarticulados: cuyo arriostramiento longitudinal se logra a través de costaneras y tensores diagonales de acero o por medio de una membrana.
  • 109. Bóvedas de contrachapado: en base a paneles tensionados curvos.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 110.
  • 111. Cubre espacios circulares, pero por intersección de bóvedas cilíndricas de cubren espacios cuadrados o poligonales.
  • 113. Membrana de tablas: nervios de madera laminada apoyado en anillo superior e inferior más 3 capas de entablado (2 diagonal y uno circular)
  • 114. Nervados: reemplaza el entablado diagonal por diagonales entre nervios.
  • 115. Lamelas: entre nervios se usan barras de pequeñas dimensiones apernadas entre sí.
  • 116. Arcos: uso de arcos bi o triarticulados que convergen a un anillo metálico. Se unen entre sí por costaneras o vigas.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 117.
  • 118. Se generan a partir de 2 parábolas perpendiculares entre sí, de las cuales una se desliza sobre la otra generando el espacio cubierto.
  • 119. Como estructuras están compuestas de arcos que son interceptados por un sistema de cables o tensores suspendidos. Requieren de vigas perimetrales rígidas en base a laminados.
  • 120. La forma curva no debe ser demasiado plana pues se puede pandear el diafragma.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 121.
  • 122. La forma es generalmente un arco invertido que absorbe las cargas por tracción.
  • 123. Lo más complejo es la unión entre el tirante traccionado y el apoyo, resuelto con conectores metálicosMAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 124.
  • 125. Permite resolver problemas de grandes luces con madera aserrada natural y no necesariamente laminada.
  • 126. Se usa especialmente en cubiertas.
  • 127. Con los actuales programas de calculo han tenido un desarrollo más intenso.
  • 128. Se clasifican como reticulados espaciales (cúbicos y triangulares), geodésicas (derivadas de las cúpulas) y lamelas (derivadas de las bóvedas).MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 129.
  • 130. Estereométricas o reticuladas espaciales triangulares: conformadas por pirámides y tetraedros regulares. También se puede decir que son 2 retículas cuadriculadas desfasadas entre sí, unidas por diagonales en 45° o 60°.
  • 131. Estructuras muy livianas y económicas si son bien diseñadas.
  • 132. Uniones relativamente complejas, mediante conectores planos multidireccionales o uniones esféricas.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 133.
  • 134. Se usa el triángulo como módulo base para conformar el total de la cúpula.
  • 135. Dos tipos: Triángulos iguales (BuckminsterFuller) y las conformadas por superficies planas que disminuyen al acercarse a la cúspide.
  • 136. Para dimensionar las barras se requiere saber esfuerzos de tracción y compresión presentes en ellas.MAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl
  • 137.
  • 138. Fundado en el uso de muchas barras relativamente pequeñas en sus secciones y que entrelazadas permiten grandes luces.
  • 139. Se pueden generar arcos o arcos ojivales.
  • 140. El plano consta de múltiples pequeñas barras colocadas en diagonales encontradas. En cada nudo hay 3 piezas: una es continua y las otras 2 rematan de tope lateralmente
  • 141. Solo se pueden generar espacios cuya envolvente es cilíndricaMAURICIO RAMIREZ MOLINA | ARQUITECTO | MSc UC Louvain | Master© UTFSM | eramirez@utalca.cl FFF
  • 142. SISTEMAS ESTRUCTURALES EN MADERA Mauricio Ramírez Molina Arquitecto (ICA 7620) Master of Sciences UC Louvain | Energía y Sustentabilidad Magíster© UTFSM | Innovación Tecnológica y Emprendimiento