Sistema estructural de la madera.

1. Diseño de Miembros
Estructurales en Madera
Barquisimeto, Julio 2015
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN BARQUISIMETO
DEPARTAMENTO DE ARQUITECTURA
Alumna:
Gina Valentina Gil
CI. 21.054.906

2. Sistema Estructural en la Madera
La madera como recurso natural renovable es explotada
en la mayor parte de los países y usada extensivamente
en forma industrializada para la construcción de
viviendas. La madera ha sido un material importante
para la construcción de edificios a través de la historia
de todas las regiones del mundo.
En los Estados Unidos y Canadá donde la construcción
de viviendas tiene los mismos patrones que la industria
automovilística, la producción de viviendas
unifamiliares de madera constituye el 90 % del total
edificado.
Los países industrializados (EEUU, Canadá, Inglaterra,
Alemania y Francia, entre otros), han utilizado desde
hace muchos años la madera como material de
construcción, bien sea sola o en combinación con otros
materiales.

3. Pero a pesar de que Venezuela es un país con amplios
recursos forestales, los sistemas constructivos
tradicionalmente empleados para la construcción de los
programas habitacionales se han fundamentado
principalmente en el uso de materiales de construcción
como el concreto y el acero, entre otros, por lo que en el
presente trabajo haremos una breve descripción de los
elementos que conforman el sistema estructural en la
madera

4. Fundaciones
Para trabajar con estructuras de madera se debe considerar sus fundaciones,
los elementos estructurales horizontales (envigados), verticales (tabique) y de
techumbre. Luego de esto podemos pasar a desarrollar las instalaciones,
Las terminaciones y las obras complementarias. En todas estas etapas
podemos utilizar la madera estructural, pero de distinta madera
Las contracciones de madera adoptan, por lo regular, dos forma: la
construcción con marcos ligeros y la construcción con madera pesada
-la construcción de marcos ligeros de madera utiliza miembros delgados muy
cercanos entre si para formar muros, pisos y techos
En un sistema llamado construcción con estructura de plataforma.
- La construcción con madera pesada utiliza miembros mas grandes
dispuestos con un sistema de postes y vigas. La construcción con marcos
Ligeros de madera o la construcción con madera pesada se pueden combinar
con estructuras de mampostería para obtener un incremento en la
resistencia al fuego y la capacidad de carga.

5. Toda edificación requiere bajo el nivel natural
del suelo, una base de sustentación permanente
encargada de recibir diferentes esfuerzos y
transmitirlos al suelo. A esta base de
sustentación se le denomina fundación.
El tipo de esfuerzo relevante a que se somete el
suelo es el de compresión, producto del peso
propio de la fundación, muros, entrepisos y
techumbre, más las sobrecargas de uso y las
accidentales de diversas magnitudes y en
distintas direcciones, como por ejemplo
sobrecargas accidentales por sismo, nieve o
vientos, y esfuerzos normales no uniformes
transmitidos a la fundación en estado de
presiones no uniformes.
Por otra parte, la fundación aísla la edificación
del terreno, resguardándola tanto de humedad
como del ataque de termitas y de otros
insectos, factores gravitantes en la pérdida de
resistencia de una estructura en madera.
Es así que para diseñar y dar solución a la fundación
adecuada, se deben considerar:
• Condiciones de carga
• Características del suelo
• Restricciones constructivas de la obra
La importancia fundamental de que una solución de
fundación sea adecuada, reside en que es la parte de
la obra con menos probabilidad de ser reparada o
reforzada, en caso de falla futura.

6. Columnas
Las columnas de madera pueden
ser macizas, o de varias piezas
ensambladas.
Columnas macizas:
Generalmente se unen al techo
mediante un ensamble a media
madera, o en forma de U.
Columnas de piezas ensambladas:
De las numerosas variantes, solo ilustramos
la mas utilizada, que consiste en dos tablas
paralelas separadas por tacos de madera. El
conjunto se prensa por medio de tornillos
pasantes.

7. Este sistema se basa esencialmente en apoyar vigas
sobre columnas utilizando para ello diversos métodos
de unión según el tipo de edificación que se trate.
Las columnas, casi siempre miembros verticales
robustos de una sola pieza, encargadas de la
transmisión de cargas al suelo o cimiento, descansaran
sobre una base solida o bien se encontraran hincados
en el suelo, lo que contribuye eficazmente a la
estabilidad de la estructura ante las fuerzas laterales.
Se colocaran guardando entre ellas separaciones
variables según el requerimiento del proyecto.
Las vigas son elementos de dimisiones mas esbeltas
que las columnas, se encuentran apoyadas
directamente sobre las columnas o sobre una viga
principal, formando entrepisos o la estructura de un
techo.

8. Debido a la incertidumbre en el grado de continuidad que
puede lograrse en las uniones de las vigas y columnas, y
entre estas y la cimentación, se debe contar con elementos
que proveen estabilidad lateral al sistema. Esto se obtiene
por medio de miembros en diagonal que formen triángulos,
diagramas de madera u otros elementos adecuadamente
unidos al conjunto de vigas y columnas.

9. Vigas de Cargas
Teoría Fundamental
Los principios fundamentales del predimensionado
de vigas lo comprende:
• Teoría de la flexión: explica las relaciones entre las
fuerzas aplicadas y la geometría del miembro
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.
estructural (análisis estructural), con el
comportamiento de su sección transversal por
acción de las cargas (análisis de miembros)

10. Análisis Estructural
• Consiste en encontrar los efectos de las cargas en la
estructura, en la forma de fuerza cortante y momento
flector
• Depende de la geometría de la estructura (forma y
tamaño generales), de los tipos de apoyo y de las cargas
aplicadas sobre la estructura
• Se obtienen funciones que representan las variaciones
de las magnitudes (a lo largo del elemento) de la fuerza
cortante y el momento flector
Análisis del miembro
• Relaciona las magnitudes de fuerza cortante y
momento flector, con los esfuerzos producidos en los
diferentes planos transversales (secciones transversales)
del miembro estructural
• Depende de los valores de la fuerza cortante y el
momento flector y de las propiedades de la sección
transversal
• Se obtienen esfuerzos variables dentro de la secciones
transversales, que deben ser resistidos por el material
que conforma el miembro estructural

11. es un elemento de construcción utilizado para evitar
que dos elementos estructurales de otros estén
separados. La viga de amarre inferior es una columna
de cemento u hormigón, y tiene como función principal
la de amarrar los muros de ladrillos de manera que
trabajen solidariamente frente a las cargas laterales que
pueden ser vientos o terremotos.
Otra función de la viga de amarre inferior es servir de
intermediario para la unión de la estructura del techo a
las paredes. La viga de amarre, como su nombre lo
indica, amarra las paredes de la casa y las hace más
resistentes a los huracanes y terremotos. La viga de
amarre tiene como función principal la de amarrar los
muros de bloques de manera que trabajen
solidariamente frente a las cargas laterales que pueden
ser vientos o terremotos.
Viga de amarre

12. También la viga de amarre sirve como dintel sobre los
huecos de puertas y ventanas, por eso se le llama también
viga-dintel. La viga de amarre consta de 4 varillas
longitudinales de 3/8” , una en cada esquina, y aros o
estribos de 3/8” separados a 30 centímetros.
La mezcla de concreto que se usa en la viga de amarre, es
más fuerte que la se usa en la zapata o en el llenado de los
huecos de los bloques, porque la viga de amarre necesita
ser más resistente. El hormigón que se utiliza tiene la
proporción 1:2:4, que en términos prácticos consiste en
una funda de cemento, por una carretilla de arena gruesa
por dos carretillas de grava. La cantidad de agua a usar por
funda de cemento es de una lata de 5 galones.
que contendrá provisionalmente el concreto
hasta que éste frague o endurezca. Como la
viga tiene veinte centímetros de altura, se
necesitan dos tablas de 10 o 12 pulgadas a
cada lado.Encofrado y desencofrado
Para poder vaciar la viga de amarre, es necesario
previamente encofrarla, es decir, colocar la madera

13. Antes de vaciar la viga de amarre, hay que tapar los
huecos que no llevan varilla para no desperdiciar el
concreto. Esto se hace con piedras, papel o pedazos
de bloques. Al vaciar la viga de amarre hay que dar
algunos golpecitos con un martillo al encofrado para
lograr una correcta compactación del hormigón, es
decir, evitar los vacíos o cucarachas. Además, con el
mismo propósito, se puede usar una varilla para
puyar por arriba.
En el caso de la viga de amarre, se desencofra
a las 24 horas del vaciado; es decir, de un día
para el otro.
las cuales estarán clavadas a la pared con clavos de
acero con tiras de madera que las unan en la parte
superior para mantener la separación y evitar que la
presión del concreto las vire.
Se llama desencofrar al proceso de quitar el
encofrado, una vez el concreto endurece y adquiere
la resistencia para sostenerse por sí mismo.

14. Uniones entre elementos
La mayoría de las estructuras de madera están
formadas por piezas unidas entre sí. Las uniones
constituyen puntos singulares que es necesario
estudiar con todo detalle, ya que el fallo de una de sus
uniones puede significar el fallo del conjunto. Las
uniones entre piezas de madera pueden clasificarse
atendiendo a diversos criterios.
El diseño de una unión será más acertado cuando
cumpla los tres requisitos siguientes:
• Simplicidad: cuanto más sencilla sea la unión mejor
será el resultado estético y mecánico, así como su
cálculo.
• Mínimo material auxiliar: cuantos menos herrajes
se necesiten mejor será el comportamiento al fuego
y más limpio será su aspecto.
• Fabricación y montaje: serán preferibles las
soluciones que requieran un proceso de fabricación
y de montaje más sencillo.
Los medios de unión pueden clasificarse en los
grupos siguientes:
• Uniones carpinteras
• Uniones mecánicas:
• Clavijas:
• Grapas
• Clavos
• Tirafondos
• Pernos
• Pasadores
• Conectores:
• Anillo
• Placa
• Dentados
• Placas clavo
• Uniones encoladas

15. Las viviendas con estructura en madera se materializan
uniendo dos o más elementos independientes que
convergen en un punto, conformando la estructura
soportante:
Punto de apoyo de vigas
Encuentro entre vigas
y otros elementos
Encuentro entre pie derecho y soleras
Encuentro entre estructuras modulares
Arriostramientos
(A) pie derecho inicial (B) pie derecho intermedio.

16. Las soluciones para los nudos pueden ser a través de:
• uniones mecánicas: son las más ampliamente usadas en
la construcción con estructura de madera.
• uniones de contacto: utilizadas para la fijación de piezas
comprimidas exclusivamente.
• uniones encoladas: no se recomiendan para la práctica
habitual, ya que el concepto se aplica más bien para la
fabricación de madera laminada encolada.
Son elementos metálicos, generalmente cilíndricos y de
acero que se hincan, insertan o atornillan en las piezas de
madera que constituyen la unión.
Fijaciones mecánicas
Uniones de cizalle simple: Cada clavo
atraviesa completamente un solo madero a
la vez.
Uniones de cizalle múltiple : Cada
clavo atraviesa al menos 2 maderos
completamente.

17. El tornillo
Se ha generalizado el uso de pernos de
anclaje para fijar la solera inferior del
entramado vertical al sobrecimiento o a
la viga del segundo piso.
Pernos de anclaje
Es un elemento de fijación utilizado comúnmente para
neutralizar fuerzas de donde su desempeño es
mayormente superior al de los clavos corrientes o bien,
para traspasar cargas menores en uniones que solicitan los
tornillos a extracción lateral
Clavos
Pueden ser de vástago liso o
estriado, son fabricados a
base de alambre endurecido
(con bajo contenido de
carbono) por proceso de
trefilado en frío pudiendo
tener terminaciones de
galvanizado, barnizado o
pulidos.

18. Tirafondos
Se identifican nombrando primero
su diámetro expresado en pulgadas
o fracciones de ellas.
Tabiquería
Comprende los conectores o fijaciones
utilizados en estos elementos para unir
sus propios componentes, entre ellos o
fijar estos a las fundaciones
Conectores Metálicos
Entramado de techumbre:
Considera los conectores utilizados en toda la
estructura de techumbre (cerchas, vigas a la vista,
costaneras y otros), tales como placas dentadas y
platos clavables, asientos de viga y ángulos, entre
otros.
Otros:
En esta clasificación se agrupan las
fijaciones involucradas en las
distintas etapas constructivas de
viviendas, bodegas y construcciones
con estructura de madera en general.