Elementos Estructurales de Madera

3. Una característica saliente de las
viviendas de madera es el bajo peso de su
estructura, comparado con los sistemas
constructivos tradicionales, por lo que los
esfuerzos transmitidos al suelo son
bastante menores.
Esto facilita el uso de Fundaciones
Superficiales, ya que normalmente los
estratos superiores del terreno son
capaces de soportar las cargas de la
estructura.
Si así no ocurriera se deberá recurrir a
Fundaciones Profundas, particularmente
pilotes.

4. Fundaciones Superficiales
Continuas
Se extienden a lo largo de los muros y constan al menos de dos
elementos:
1) Cimiento: prisma formado por la excavación del pozo de caras
paralelas con un ancho y una altura según cálculos. Los cimientos
reciben las cargas de la vivienda y las transmiten al terreno.
2) Sobrecimiento: prisma ubicado sobre el cimiento de ancho igual o
mayor al del mura, recibe, ancla y aísla a los muros portantes, siendo
el nexo entre estos y los cimientos.

5. Fundaciones Superficiales
Continuas: Zapatas
Elemento estructural ubicado bajo el cimiento. Es requerido cuando la
capacidad de carga del terreno es insuficiente. Evitan tener que
ensanchar todo el cimiento para lograr distribuir las tensiones e el terreo
y tener la capacidad portante necesaria.

6. Fundaciones Superficiales
Aisladas
Pueden ser materializadas mediante pilotes cortos de hormigón armado
o de madera (excavación mínima de 40x40x80cm). Transmiten la carga
básicamente por compresión a través de la punta. Son utilizadas en
terrenos de buena resistencia pero ¨difíciles”.

7. Fundaciones Superficiales
Continuas
Cuando los estratos superficiales del suelo no tienen capacidad portante
suficiente, la fundación debe profundizarse para transferir la carga por
compresión a estratos profundos y transferir la carga por fricción entre el
cimiento y el terreno.
Esta fundación se realiza por medio de pilotes cilíndricos o prismáticos de
madera, hormigón o metal hincados en el suelo. Sobre los pilotes se apoyarán
los encadenados de vigas maestras de madera, según corresponda.

8. Las columnas son elementos donde
las cargas principales actúan paralelas al
eje del elemento, y por lo tanto trabaja
principalmente a compresión,, aunque
también trabajan a flexión combinada
(flexo-compresión); cuya longitud es
varias veces mayor que su dimensión
lateral más pequeña. El esfuerzo de
compresión es muy peligroso en este tipo
de elemento estructural, por la presencia
de pandeo, que es una falla por
inestabilidad.

9. Diseño de Columnas
Para Compresión Axial:
1. Definir las bases de cálculo.
a) Grupo estructural de la madera a utilizar.
b) Cargas a considerarse en el diseño.
c) Condiciones de apoyo, y factor de longitud afectiva.
2. Determinar efectos máximos.
3. Establecer los esfuerzos admisibles, módulo de elasticidad.
4. Asumir una escuadría, y extraer sus propiedades geométricas.
5. Calcular la esbeltez para cada dirección.
6. Calcular la carga admisible, y compararla con la carga solicitante.
Para Flexo-Compresión:
1. Se determina de la misma manera que para las anteriores, y se
anexa los siguientes pasos.
2. Determinar la carga crítica de Euler.
3. Calcular el factor de amplificación de momentos Km.
4. Verificar que la ecuación general de elementos a flexo-
compresión sea satisfecha, que de un valor < a 1.

10. Una viga es un elemento estructural
que resiste cargas transversales.
Generalmente, las cargas actúan en
ángulo recto con respecto al eje
longitudinal de la viga. Las cargas
aplicadas sobre una viga tienden a
flexionarla y se dice que el elemento
se encuentra a flexión. Por lo común,
los apoyos de las vigas se encuentran
en los extremos o cerca de ellos y las
fuerzas de apoyo hacia arriba se
denominan reacciones.

11. Diseño de Vigas
El tablero de madera tensada descansa sobre vigas transversales.
Estas vigas son la encargadas de recibir las cargas permanentes y
móviles provenientes del tablero y trasversales depende de la
resistencia y rigidez del tablero, y de la carga de diseño.
Cargas permanentes sobre Vigas Transversales
Las cargas permanentes provienen del tablero y se transfieren a las
vigas transversales. A continuación se describen las cargas actuales:
Carga por peso propio, Qpp: El peso propio se calcula según la
ecuación siguiente:
Qpp= Ytrans’ A
Donde:
Ytrans= peso específico del material de la viga transversal.
A= área de la viga transversal del perfil.

12. La cercha es una composición de
barras rectas unidas entre si en sus
extremos para construir una armazón
rígida de forma triangular, capaz de
soportar cargas en un plano,
particularmente aplicadas sobre las
uniones denominas nodos; en
consecuencia, todos los elementos se
encuentran trabajando a tracción o
compresión sin la presencia de flexión
y corte.

13. Diseño de Cerchas
Una vez resuelta la cercha, se precede a obtener las dimensiones de los
elementos, siguiendo un diseño de tracción o compresión:
Diseño por Tracción:
Ciertos miembros de la cercha esta sometidos a fuerzas axiales de tracción
y la sección transversal puede tener varias formas, ya que para cualquier
material, el único factor que determina la resistencia es el área transversal.
Consiste en seleccionar un elemento con área transversal suficiente para que
la carga factorizada “Pu” no exceda la resistencia de diseño. En general es un
procedimiento directo y las secciones típicas están formadas por perfiles y
perfiles combinados más placas, donde el ángulo más común es el doble.

14. Diseño de Cerchas
Diseño por Compresión:
El procedimiento general de diseño a compresión es de tanteos, donde se
supone un perfil y luego se comprueba la resistencia del perfil. Si la
resistencia es muy pequeña o demasiadao grande, deberá hacerse otro
tanteo. Un enfoque sistemático par ahacer la selección de tanteo es la sigue:
1. Seleccionar un perfil de tanteo.
2. Calcular para el perfil de tanteo.
3. Revisar el perfil de tanteo con la fórmula de interacción ,si la resistencia
de diseño es muy cercana a la carga se tiene la solución
De otra manera, se repite todo el procedimiento.

15. Cuando nos toca realizar un entrepiso, la
madera es un material tradicionalmente
aceptado. Parecen ser una solución ideal para
realizar entrepisos en construcciones ya
terminadas y con personas viviendo en ellas.
Su rapidez y limpieza de montaje la hacen ideal
para esos usos.
Las funciones que debe cumplir un entrepiso
son la estructural –como requisito básico de
cualquier construcción, independientemente de
su materialidad– y la estética. Además, debe
cumplimentar requisitos de aislación acústica,
de manera que los sonidos de las pisadas o los
ruidos generados al mover objetos no se
transmitan, o lo hagan lo menos posible, hacia
el ambiente inferior. Si el entrepiso fuera un
techo, se agregan requerimientos de aislación
térmica e hidrófuga.

16. Diseño de Entrepisos
La resistencia estructural, como claro está, es la condición principal que
debe cumplir un entrepiso. Cuando los mismos se materializan en seco,
tanto en madera como en acero, presentan estructuras que se caracterizan
por estar armadas en una sola dirección, es decir, que conducen las cargas
generadas por su propio peso y el de los objetos que sobre él se apoyan en
un solo sentido.
Esta es una de las diferencias principales respecto de una superficie
horizontal de hormigón, que en muchos casos conducen las cargas en dos
direcciones diferentes en el mismo plano.
En función de la escala de los espacios a cubrir y de las cargas
generadas, estas estructuras horizontales se pueden armar en dos o más
planos de vigas. Cada plano de vigas apoya sobre el inferior en forma
normal al mismo, y así se obtienen planos de vigas principales,
secundarias, terciarias.

17. Diseño de Entrepisos
Cuando el entrepiso posee más de un plano de vigas, el plano secundario
puede apoyar sobre el plano primario o directamente sujetarse a un mismo
nivel mediante uniones metálicas, reduciendo así la altura del mismo.
Por ejemplo, en un entrepiso con tres planos de vigas realizado en la costa
bonaerense, las vigas principales se realizaron con madera laminada
encolada de 6 por 18 pulgadas y 9,5 metros de longitud. Sobre ellas se fijan
las vigas secundarias de 4 por 12”, también de madera laminada encolada.
Finalmente, un tercer plano de vigas materializa la superficie de apoyo. Estas
últimas se fijan sobre las vigas secundarias.
La separación de las vigas que conforman el plano final usualmente se
colocan entre los 40 a 60 cm de separación dependiendo del proyecto o del
tipo de solado.
Una vez conformada la estructura de soporte del entrepiso, se realiza la
superficie de apoyo para la cual hay diferentes alternativas que pueden ser
machimbre, placas de multilaminado o incluso placas cementicias.

18. La función principal de un techo es la de
proteger la edificación de los factores climáticos,
como la lluvia, el sol o el viento. Entre las
características principales de los techos se
mencionan las siguientes: durabilidad,
aislamiento de calor, impermeabilidad. Un techo
durable bien diseñado puede compensar una
gran cantidad de problemas que podrían surgir
en otras partes de la edificación.
Una edificación se proyecta como un sistema
global, ya sea desde la perspectiva
arquitectónica o estructural. En este sentido una
edificación se diseña desde el sistema total
hasta llegar a establecer el diseño y
funcionamiento de aspectos locales.
Específicamente, el diseño estructural de la
edificación se puede establecer como un sistema
estructural total, en el cual se puede identificar
tres subsistemas principales: cimentaciones,
elementos verticales resistentes, elementos
horizontales resistentes.

19. Diseño de Techos
Las estructuras que utilizan elementos de madera para soportar las cargas
generadas por las cubiertas y por sí mismas. Hay una variedad de formas y de
tipos de madera que son utilizados para la elaboración de estas estructuras.
En la siguiente figura los elementos utilizados son secciones de madera
comunes en el ámbito local (6”x3”, 3”x3¨, etc.), aunque en ocasiones se
observa secciones especiales.
Los tipos de elementos son secundarios, primarios y arriostramientos, que
en ocasiones ayuda a incrementar la rigidez del techo.

21. Planta Baja

22. Planta Alta