2. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS
Fuente: Elaboración propia. Valentina Chandía Arriagada
ESTRUCTURAS DE LUCES MENORES
- Sistema madera maciza
- Tabique Macizo Rollizo
- Tabique Lleno Aserrado (atarugado – encolado)
- Sistema de entramados
- Sistema Americano
- Sistema Plataforma
- Sistema Baloon Frame
- Pilar/Poste - Viga
- Sistema de placas o paneles
- SIP (Structural Insulated Panels)
- CLT (Cross Laminated Timber)
ESTRUCTURAS DE LUCES MAYORES
- Sistema Planares
- Vigas
- Cerchas
- Marcos
- Arcos
- Sistema Espaciales Laminares
- Plegadas
- Cascaras
- Sistema Espaciales de Entramado
- Reticulados espaciales
- Geodésicas
- Lamelas
- CLT (Cross Laminated Timber)
Clasificación por la luz entre los apoyos.
Los sistemas estructurales desarrollados en madera se dividen en dos grandes grupos según el largo de los elementos estructurales y
las distancias o luces entre los apoyos:
SISTEMAS EN MADERA
3. SISTEMA DE ENTRAMADOS
Los sistemas de entramado ligero se basan en la repetición de
elementos de madera
Colocados a distancias pequeñas (40 a 60 cm) y unidos entre si
mediante clavos u otros elementos, confiriendo la resistencia
transversal al descuadre a un tablero estructural de madera como
contrachapados ,OSB y/o diagonal.
Normalmente para proyecto de mayores luce se utilizan como
estructuras secundarias y actúa colaborativamente con el hormigón o
acero
- TABIQUES ESTRUCTURALES
Son resistentes a cargas verticales provenientes de techumbres ,
cielos o entrepisos y empujes horizontales como viento, sismo o de
uso.
- TABIQUES NO ESTRUCTURALES
Soportan su peso propio y los esfuerzos laterales provenientes de
sus funciones especificaos de uso
SISTEMAS EN MADERA
Imagen: Hempel Holzapfel, Ricardo (1987), UBB, Edificación En Madera, Cuadernillo Nº01:
Entramados Verticales, Pagina 19.
4. 01
02
06
07
11
12
13
05
03
04
03
09
10
11
08
12
04
05
13
05. PIE DERECHO
06. CORTAFUEGOS O CADENETA
07. DIAGONAL ENCASTRADA
11. CORNIJAL O REFUERZO
12. SOLERA INFERIOR
13. SOLERA BASE O SOLERA DE AMARRE
08. JAMBAS
09. ALFEIZAR
10. MUCHACHO
01. SOBRESOLERA O SOLERA DE AMARRE
02. SOLERA SUPERIOR
07. DINTEL (PUERTA O VENTANA)
04. PUNTAL
08
ENTRAMADOS VERTICALES / TABIQUE
Imagen: Hempel Holzapfel, Ricardo (1987), UBB, Edificación En Madera, Cuadernillo Nº01:
Entramados Verticales, Pagina 07. Redibujo por el autor. VCA
Estructuras de luces menores
5. CLT (CROSS LAMINATED TIMBER)
Los sistemas de construcción con CLT se basan en elementos
macizos de madera. La madera contralaminada es un material
formado por varias capas de tablas encoladas, en las que cada
capa de tablas se coloca en sentido transversal a la anterior y que
posteriormente se prensan hasta obtener los paneles.
Se pueden conseguir elementos más grandes en una sola pieza
(paramentos verticales, losas, etc) con la forma definida en el diseño
(vanos, diferentes alturas), estos se da gracias a que se utilizan cortes
CNC que pueden programar dichos cortes.
SISTEMAS EN MADERA
6. SISTEMAS PLANARES
- Dentro de las estructuras mayores, las planares son las más
comunes.
- Elementos laminados
- Son aquellas estructuras que permiten cubrir grandes luces
mediante uno o varios elementos lineales rectos o curvos, simples
o compuestos, unidos entre sí.
- La estructura puede acomodarse de manera radial o lineal. Por lo
general se utilizan arriostres para proporcionar mayor solidez el
conjunto.
- Se divide en:
a. Vigas
b. Cerchas
c. Marcos
d. Arcos
SISTEMAS EN MADERA
Imágenes: Viña Perez Cruz, Obra de José Cruz Ovalle, 2000-2001
7. a. VIGAS
- Elementos estructurales lineales, apoyado en dos o más
puntos.
- Trabaja principalmente a la flexión y corte, siempre su largo
será mayor que las dimensiones de su sección.
- Para absorber las cargas de manera adecuada se
recomienda proporciones de 1:4 y 1:8 entre su ancho y
largo.
- Mediante la laminación se puede lograr vigas de sección
variable, que incluso generan una respuesta más adecuada
a la variabilidad de los momentos.
b. CERCHAS
- Cumple la función de aumentar las luces y recibir cargas
permanentes y variables, para trasladarlas a los apoyos
respectivos.
- Consiste en una estructura de entramado, elementos de
menor escala conectados entre sí.
- La triangulación de sus elementos es lo que le da estabilidad
a la estructura.
Imágenes: Cuadernillos de Edificación, Cerchas Nº10, Vigas Nº08, Cecilia Poblete, Ricardo Hempel.
(1987), Universidad del Bio Bio
SISTEMAS EN MADERA
8. SISTEMAS PLANARES
Imágenes: Cuadernillos de Edificación, Sistemas estructurales en Madera Nº07, Cecilia Poblete,
Ricardo Hempel. (1987)
c. MARCOS
- Éste sistema es bastante común en estructura de luces
mayores.
- Sistema planar de vigas y pilares conectado mediante
uniones. Esto con tal de generar mayor rigidez y capacidad
de resistencia a flexión debido a que la viga se encuentra
empotrada en el pilar.
- Al actuar como un conjunto se distribuye mejor las cargas.
- Se clasifican: - En voladizo
- Bi articuladas
- Tri articuladas
d. ARCOS
- Estructuras de compresión utilizadas para cubrir luces
amplias.
- Apoyos aptos para recibir las cargas en ángulo de las
piezas. El ángulo de incidencia depende de la relación entre
radio y altura máxima del arco.
- Se clasifica en: - Bi articulados ( una sola pieza)
- Tri articulados ( dos partes)
Estructuras de luces mayores
SISTEMAS EN MADERA
9. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS
Fuente: Elaboración propia. Valentina Chandía Arriagada
ESTRUCTURAS DE LUCES MENORES
- Sistema de entramados:
Los sistemas de entramado ligero se basan en la repetición de
elementos de madera (pie derechos, soleras, cadenetas, etc.)
Colocados a poca distancia unos de otros y unidos entre si
mediante clavos u otros elementos, confiriendo la resistencia
transversal al descuadre a un tablero estructural de madera
como contrachapados u OSB.
Normalmente para proyecto de mayores luce se utilizan como
estructuras secundarias y actúa colaborativamente con el
hormigón o acero
- CLT (Cross Laminated Timber)
Los sistemas de construcción con CLT se basan en elementos
macizos de madera. La madera contralaminada es un material
formado por varias capas de tablas encoladas, en las que
cada capa de tablas se coloca en sentido transversal a la
anterior y que posteriormente se prensan hasta obtener los
paneles.
Se pueden conseguir elementos más grandes en una sola pieza
(paramentos verticales, losas, etc) con la forma definida en el
diseño (vanos, diferentes alturas), estos se da gracias a que se
utilizan cortes CNC que pueden programar dichos cortes.
ESTRUCTURAS DE LUCES MAYORES
- Sistema Planares
- Vigas
- Cerchas
- Marcos
- Arcos
En los sistemas de entramado pesado se usan elementos
estructurales autoportantes de madera aserrada o laminada
de gran escuadría para la formación de pilares, vigas, viguetas,
etc.
El consumo de madera de este tipo de estructuras es menor
que en las estructuras de entramado ligero o de CLT, pero
el hecho de que este sistema de vigas y pilares sea
independiente de los cerramientos y divisiones interiores hace
que sea necesario invertir en material, tiempo y mano de obra
para ejecutarlos.
- CLT (Cross Laminated Timber)
Clasificación por la luz entre los apoyos.
Los sistemas estructurales desarrollados en madera se dividen en dos grandes grupos según el largo de los elementos estructurales y
las distancias o luces entre los apoyos:
SISTEMAS EN MADERA
10. SISTEMAS EN MADERA
Madera bruta:
Dimensiones en pulgadas, relacionadas a madera bruta y se
identifican ejemplo: 2x4’’, correspondiente a una pieza de
madera de 2,5 por 5 cm. Considerando que cada pulgada es
igual a 2,5 cm. Siempre se identifica de numero menor a numero
mayor es decir: 4x8’’ 6x10’’, al proponer dimensiones siempre
debe consultar a catálogos de madera para identificar si esa
madera es una pieza existente:
Madera Cepillada:
El cepillado de la madera consiste en rebajarla, extrayendo de
manera sucesiva finas láminas en cada pasada, para dejar la
superficie plana, alisarla y llevarla a la medida deseada. Este
trabajo se realiza con una garlopa o cepillo para madera. La
garlopa o el cepillo para madera es una herramienta que permite
realizar el cepillado.
Cuando se habla de madera cepillada los valores se
transforman de pulgadas a milímetro, es decir ya no hablamos
ya no hablamos de 2x4 sino de 19 x 41 mm, estas dimensiones
son relevantes ya que modifican los espesores totales del
sistema.
Madera Laminada- encolada
La madera laminada encolada constituye un producto de
aplicación estructural compuesto por láminas, normalmente de
una sola especie de madera. Las láminas de madera se
superponen y encolan entre sí por sus caras y en sentido
paralelo a las fibras.
Dimensiones Variables en mm.
DIMENSIONES
Preparación de madera para la construcción
Dimensionado
Madera seca al ambiente
Madera seca en hornos
Impregnado
14. SISTEMAS EN MADERA
UNIONES VIGA-VIGA
Unión oculta
Los conectaros están
completamente incorporados
en los elementos de madera.
Tiene mayor costo
económico y mayor tiempo
en ejecución, pero tiene
mejor resultado estético e
ignifugo.
Unión oculta
Los conectaros están
completamente
incorporados en los
elementos de madera.
Tiene mayor costo
económico y mayor tiempo
en ejecución, pero tiene
mejor resultado estético e
ignifugo.
18. SISTEMAS EN ACERO
Perfiles: se denominan como tales las barras rectas con
una sección de forma especial, que se pueden clasificar
de acuerdo a diversos parámetros, como se ve a
continuación:
a) Forma de fabricación (Guzmán, 1980):
Perfiles Laminados: el material metálico se introduce
entre uno o más pares de rodillos para reducir su
espesor y hacerlo más uniforme, procesando el
material a alta temperatura (950ºC – 1150ºC) hasta
conseguir su forma final. Se reconocen en que su forma
puede ser variada y sus esquinas exteriores son con
aristas vivas, sus esquinas interiores son redondeadas.
Perfiles soldados: son los que a partir de planchas
terminadas se sueldan para formar perfiles, como el T y
doble T. El principal problema es la generación de
tensiones residuales o internas y/o deformaciones en la
etapa de fabricación
Perfiles plagados o doblados en frio: son los que a
partir de planchas terminadas se doblan en 90° ó en
curvaturas diversas, usando prensas o trenes, en frío,
produciendo la fluencia del material. También el proceso
induce tensiones residuales al material.
Fuente: Guzmán A., E. (1982). Curso Elemental de Edificación. Santiago. Tomos 1,2 y 3. Edit. Universitaria Santiago.
TIPO DE ACERO
1.METAL
2.ACERO INOXIDABLE
3.ACERO GALVANIZADO
steel framing ( metalcom)
4.ACERO ASTM A36
Sistema Planares
5.ACERO CORTEN
Revestimiento
19. b) Según su peso
Perfiles livianos: cuando su peso es menor a 50 kg/ml
Perfiles pesados: cuando su peso es mayor a 50 kg/ml
c) Según su forma:
Perfiles normales:
I, T, C, Z, L, los que se caracterizan por tener un ancho de alas
mucho menor que su altura.
Perfiles huecos:
En esta categoría entran los perfiles cerrados, los que se
cuentan los tubulares redondos, cuadrados o rectangulares,
entre otros.
Fuente: Dibujo hecho por el autor VCA.
ACERO EN ESTRUCTURAS / CLASIFICACIÓN
SISTEMAS EN ACERO
20. ELEMENTOS ESTRUCTURALES / TIPOS
Los pilares o columnas de acero pueden tener diversos
perfiles, en todos ellos se debe cuidar que sus secciones sean
simétricas y con más material cerca de sus caras para evitar el
pandeo. La unión de los pilares a la fundación se hace por
medio de una placa base de acero soldada al pilar, ésta
reparte la carga en una superficie de hormigón, la placa se une
a la fundación mediante pernos de anclaje.
01.Formado por un perfil “H” laminado o soldado, característico
de estructuras grandes, que a veces está revestido con diversos
materiales .
02.Dos perfiles “U”, unidos por la “espalda” con trozos de
soldadura, de trecho en trecho.
03.Un tubo de acero, que puede ser soldado cómo es lo más
frecuente, o uno sin costura, más resistente.
04.Pilares sección cuadrada, formado por dos perfiles “U”
05.Pilar de sección cuadrada, formado con 4 perfiles ángulo.
06.Pilar abierto, formado por cuatro angulares, triangulada con
pletinas soldadas
07.Pilar de sección rectangular, con dos perfiles canales y
pretina soldadas en ángulo recto.
08.Pilar de celosía con barras redondas
Fuente: Guzmán A., E. (1982). Curso Elemental de Edificación. Santiago. Tomos 1,2 y 3. Edit.
Universitaria Santiago.
SISTEMAS EN ACERO
21. UNIÓN DE LOS PILARES AL CIMIENTO
Se efectúa por medio de una placa base de acero, soldado al
pilar, que reparte la carga concentrada de éste en una superficie
de hormigón. Esta placa, cuyos detalles se dan en el plano de
obra, va unido a la fundación por medio de pernos anclados
al hormigón.
UNION PILARES “DOBLE T”
La unión entre sí de los pilares doble “T” de un edificio, en su
sentido vertical, se realiza cada dos o más pisos, de preferencia
en un punto situado a 1 m más alto del nivel del piso.
A) En perfiles de igual dimensión y espesor, se unen con
planchas laterales soldadas
B) Si el cambio de medida es pequeño, se suelda entre la
cubre junta y el ala del pilar menor, una plancha de
relleno.
C) Cuando el cambio de medida es mayor, se coloca una
placa horizontal de apoyo entre ambos y se monta el
pilar de menor dimensión.
Se emplean pernos de montaje, para mantener las piezas en
su sitio al momento de soldar
Fuente: Guzmán A., E. (1982). Curso Elemental de Edificación. Santiago. Tomos 1,2 y 3. Edit.
Universitaria Santiago.
ELEMENTOS ESTRUCTURALES / UNIONES
SISTEMAS EN ACERO
22. ELEMENTOS ESTRUCTURALES
VIGAS EN ACERO
Las vigas de acero forman entramados horizontales en que las
vigas principales se apoyan generalmente en los pilares y las
secundarias descansan, a su vez en las principales (en los
costados de ellas y al mismo nivel). Se puede hacer diversas
formas de vigas de acero usando perfiles.
Para estructuras de luces mayores, normalmente se emplean
vigas doble “T”, IPE o IPN.
En las vigas de acero se llama alma al elemento central y
alas a la parte superior e inferior.
A) Las vigas principales o vigas maestras, se apoyan
generalmente en los pilares
B) Las vigas secundarias descansan en los costados de las
vigas principales, con sus caras superiores en el mismo
nivel.
C) La vigueta se apoya en una pequeña consola y está
unida a la siguiente en su cara superior, para producir
continuidad entre ellas
Fuente: Guzmán A., E. (1982). Curso Elemental de Edificación. Santiago. Tomos 1,2 y 3. Edit.
Universitaria Santiago.
SISTEMAS EN ACERO
23. VIGAS DE CELOSÍA
También se les conoce como vigas de alma abierta. Las empleo
más frecuente son las formadas por barras de acero de acero
redondo.
La barra intermedia en zigzag, formando triángulos isósceles,
constituyen los barrotes inclinados, que trabajan de manera
alternada, uno comprimido y el siguiente traccionado.
Es conveniente que los dobleces de esta barra se han vivos y
no de curvaturas suaves, para que los tramos comprimidos
sean lo más rectos posible, entre los nudos de unión, Con el
fin de alejar la posibilidad de pandeo.
A) Viga a base de barras de acero redondo, con su cordón
superior reforzado.
B) Vigas que tienen en su cordón superior o en ambos un
perfil “U” para alojar un listón de madera que permite
clavar o bien un perfil clavable, Capaz de aprisionar
clavos con espiga rugosa o estriado.
Fuente: Guzmán A., E. (1982). Curso Elemental de Edificación. Santiago. Tomos 1,2 y 3. Edit.
Universitaria Santiago.
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
SISTEMAS EN ACERO
26. SISTEMAS EN ACERO
Fuente: Pagina Web https://www.cintac.cl/wp-content/uploads/2020/09/or_catalogo-general-v2020-V2.pdf
27. SISTEMAS EN ACERO
Fuente: Pagina Web https://www.cintac.cl/wp-content/uploads/2020/09/or_catalogo-general-v2020-V2.pdf
28. RECUBRIMIENTOS CON ALBAÑILERÍAS
Solución frecuentemente aplicada en las construcciones de fines
del siglo XIX en Chicago.
Ventajas
Se logra alta protección al fuego.
Desventajas
Agrega espesor y masa; es trabajo relativamente artesanal; se
debe considerar efectos del sismo.
RECUBRIMIENTO CON PLANCHAS
El recubrimiento con planchas en forma de cajón en torno a los
elementos de acero a proteger es una solución aplicada
crecientemente. Normalmente se utilizan planchas de yeso
cartón normal o con agregados que mejoran su resistencia al
fuego (muchas veces denominadas planchas RF) o variantes
de ellas, como las planchas de fibrosilicatos.
Ventajas
Faena seca; liviana; acabado liso para recibir pintura.
Desventajas
En elementos de geometría compleja o en conexiones su
instalación es dificultosa.
Fuente: Procesos y Técnicas de Construcción , Hernán de Solminihac R.. y Guillermo Thenoux Z.,
Ediciones Universidad Católica, 1997.
PROTECCIONES DEL ACERO / FUEGO
SISTEMAS EN ACERO
29. MORTEROS
Existen diversas soluciones de aplicación de morteros, ya sea
tradicionales o con aditivos (como perlita o vermiculita) que se
aplican siguiendo el contorno de los perfiles a proteger y
que mejoran sensiblemente su resistencia al fuego. Debido al
riesgo para la salud, en muchos países ya está prohibido el
uso del asbesto que fue una solución ampliamente aplicada a
mediados del siglo pasado. En el caso de aplicaciones
tradicionales se deben considerar mallas o elementos de
anclaje mecánico que mejoren la adherencia entre el mortero y
el acero. También se aplica en forma de spray o mortero
proyectado. El espesor del recubrimiento dependerá de las
características del mortero a utilizar y de la resistencia al fuego
requerida para el elemento estructural.
Ventajas
Su aplicación sigue la geometría del elemento permitiendo un
control preciso de los espesores, agregando escaso volumen y
masa a la estructura; la aplicación se puede hacer parcialmente
en taller.
Desventajas
CONTROL DE LA ADHERENCIA mortero-acero; aplicación
tradicional es laboriosa e intensiva en mano de obra;
ocasionalmente la aplicación proyectada deja una
terminación rugosa algo rústica.
PROTECCIONES DEL ACERO / FUEGO
SISTEMAS EN ACERO
30. PINTURAS INTUMESCENTES
Son pinturas inertes a bajas temperaturas pero que reaccionan
a temperaturas superiores a los 200ºC, generando una
película protectora en forma de esponja que aumenta hasta 50
veces su espesor inicial otorgando una importante aislación
térmica que mejora la resistencia al fuego del elemento
protegido.
En algunos países la aplicación de las pinturas intumescentes
está limitada a un cierto rango de resistencia al fuego exigible y a
una masividad mínima del elemento a proteger. Debe ser
aplicada sobre pintura base y ser protegida con pintura de
terminación, especialmente si se aplica en elementos
expuestos a la intemperie, debido a que se degrada en
presencia de agua.
Ventajas
de todas las soluciones descritas, es la única que permite
expresar la estructura de acero en toda su calidad.
Desventajas
son relativamente caras; controlar las posibles limitaciones de
masividad y de resistencia exigida; durabilidad o garantía
limitada, se debe repintar.
PROTECCIONES DEL ACERO / FUEGO
SISTEMAS EN ACERO
