Sistemas Constructivos de Madera Sólida

Elementos

• Viga: elemento estructural lineal (horizontal o inclinado) que salva una luz o varias y que es solicitado por acciones tales como peso propio, sobrecargas de uso, de viento, de nieve, etc.
• Viga maestra: viga principal sobre la cual se apoyan directa o indirectamente otros elementos. Soporta el conjunto del sistema y transmite las cargas a muros, columnas o fundaciones.
• Viga piso: en conjunto con otras conforman el entramado del piso y soportan sobrecargas del primer nivel de un edificio.
• Viga entre piso: separa dos niveles de una construcción y que normalmente va revestida por ambas caras.
• Viga cielo: en conjunto con otras conforman el entramado del cielo, separa el espacio habitable del espacio del entretecho.
• Cadeneta: elemento que se coloca entre las vigas y controla un posible alabeo. Además permite repartir mejor las cargas y sobrecargas.
• Encintado cielo: listonado afianzado al entramado de cielo o entrepiso y que sirve de base de sustentación para la colocación del material de cielo.
• Friso: remata el entramado horizontal por su contorno exterior. Es frontal cuando va perpendicular a las vigas y lateral cuando es paralela a ellas.
• Pernos de anclaje: insertos en el sobrecimiento o en los poyos de fundación cuya función es asegurar en su posición la solera base, el durmiente o las vigas maestras.

Sistemas de Entramado, Plataforma y Viga-Pilar

Se diferencian del sistema de tabiques sólidos porque se basan en entramados, plataformas o sistemas viga-pilar, utilizando madera aserrada o laminada.

Sistemas de Tabiques Sólidos

Se basa en tabiques que están conformados en su totalidad por madera maciza. Posee un buen aislamiento térmico y es muy resistente al fuego.

Ventajas:

• Permite el uso de madera de pino o similar no seleccionado (si va recubierto).
• Presenta grandes facilidades para su prefabricación.
• Rápido y fácil de montar en obra.
• Gran resistencia a esfuerzos verticales.
• Buen aislante térmico.

Tipos de Sistemas de Tabiques Sólidos:

• Sistema de tabique sólido (rollizos): colocados horizontalmente y unidos a media madera en las esquinas (al entrelazarse evita el desplazamiento).
• Sistema de tabique sólido (tablas clavadas): las tablas son clavadas entre sí cara a cara conformando paneles. Son estructuralmente débiles a esfuerzos en el plano del panel y altamente resistentes al fuego. Además son buenos aislantes térmicos.
• Sistema de tabique sólido (tablas atarugadas): son colocadas cara contra cara y se introduce un tarugo de madera cada 40 cms. Tienen gran resistencia estructural y están constituidos 100% por madera. Para la confección de tabiques y losas en base a tablas clavadas o atarugadas se emplean tablas de pino seco u otra especie de fácil acceso.
• Sistema de tabique sólido (laminado): las tablas son colocadas cara contra cara y unidas por medio de adhesivo.
• Sistema de tabique sólido (contrachapado de tablas horizontales): constituido por diferentes capas de tablas unidas por adhesivos. El alto de la placa dependerá del número de capas. Para su confección se utilizan tablas de coníferas.
• Sistema de tabique sólido (paneles o placas): compuestas por placas que van uniéndose por medio de adhesivos para conformar paneles. Pueden estar constituidas por placas MDF, de partículas de OSB, contrachapado u otras.
• Sistema de tabique sólido (paneles huecos): constituidos por viguetas unidas por el lado superior e inferior por medio de alguna placa. Permiten cubrir mayores luces al usarlas como losas e integrar aislantes acústicos en las cavidades entre vigas.

Consideraciones de Diseño

Generalidades

Todas las piezas estructurales deben ser capaces de soportar la totalidad de las cargas y otras solicitaciones. El calculista responsable de la estabilidad general de la estructura deberá verificar los componentes prefabricados de madera, aun cuando estos hayan sido total o parcialmente diseñados por otro calculista.

Para asegurar un diseño resistente y estable será necesario:

1. Considerar la geometría de la estructura.
2. Estudiar y comprobar toda interacción y unión que se requiera entre los elementos estructurales de madera.
3. Proporcionar elementos de arriostramiento en los planos paralelos a la dirección de las fuerzas laterales que actúan sobre la estructura (el calculista debe establecer la necesidad de precauciones especiales o de diagonales temporales que aseguren la estabilidad de la estructura durante la construcción).

Bases de Diseño

El diseño será de acuerdo a la norma NCh 1198, considerando las condiciones:

1. Las solicitaciones están de acuerdo con la realidad en cuanto a su magnitud, tipo y duración.
2. La madera y los productos derivados de la madera presentan las condiciones promedio de su especie, tipo y clasificación.
3. Se da importancia a las condiciones de servicio, incluyendo posibles deterioros en los elementos y la corrosión en las uniones metálicas.
4. La temperatura de la madera no excede de 50ºC aceptando exposiciones ocasionales no superiores a 65º.
5. El diseño es competente, existe buena fabricación y montaje, la inspección es confiable y el mantenimiento normal.
6. Los productos de madera son usados tal como se clasificaron y fabricaron para su uso.

Cargas y Combinación de Ellas

En la consideración de las solicitaciones de peso propio y sobrecarga (NCh 1537), acción de la nieve (NCh 431), acción del viento (NCh 432), acción sísmica (NCh 433). El diseño debe considerar las combinaciones de cargas que se estimen probables. En la elección de la combinación se debe considerar la probabilidad de simultaneidad de ocurrencia.

Contenido de Humedad

Deben tener en el momento de utilización un contenido de humedad igual al correspondiente a la humedad de equilibrio (se aceptarán valores de +- 3%).

Obtención de Humedad de Servicio

A la intemperie la humedad de equilibrio depende de las maderas expuestas (en gran parte de las características propias de cada especie y escuadría).

Tensiones de Trabajo

Se deben considerar las dimensiones de la sección transversal de la pieza de madera en función del contenido de humedad que ella tenga en el momento de construcción.

Tensiones Admisibles y Módulos Elásticos para Madera Aserrada

Se debe considerar el contenido de humedad en el momento de la construcción. La clasificación de las especies forestales utilizadas es de acuerdo a su función de sus propiedades mecánicas medias.

Técnicas para Unir Piezas de Madera

1. Juntas o Acoplamientos

Se unen por sus caras o cantos y tienen como resultado final ensanchar la madera para conseguir dimensiones imposibles de obtener en una pieza única. Existen diferentes tipos de juntas, como la junta plana o a tope, junta plana a media madera, junta plana ranurada y lengüeta, junta plana y refuerzos de espiga, junta plana unida mediante doble cola milano, junta en zig-zag, junta plana rallada, machihembrado.

2. Ensambles

Sistema utilizado para unir entre sí 2 o más elementos de madera. Tipos como la ensambladura por madera sobrepuesta, ensamble a media madera, ensamble de palma o entalladura, ensamble a media madera o en cruz, ensamble mediante clavijas, ensamble en ángulo mediante clavijas, ensamble a inglete con junta plana.

3. Empalmes

Ensambles realizados en madera para prolongar en su sentido longitudinal. Tipos como el empalme a tope con brida, empalme zunchado, empalme a media madera, empalme a media clavija, empalme a espiga cuadrada, empalme a dientes triangulares.

Revestimientos de la Madera

Aumento de la Durabilidad de la Madera

(Debe ser realizado en la masa y en la superficie): comprensión de los mecanismos enzimáticos en la degradación de la madera por hongos. Realizar tratamientos de estabilización dimensional de la madera por modificación química.

Causas de Degradación de la Madera

Agentes bióticos como la humedad, radiación UV, temperatura, agentes químicos. Agentes biológicos como los hongos, bacterias e insectos.

Productos de Preservación (Propiedades Buscadas)

Eficacia a largo plazo, buena penetración y distribución dentro de la madera, buena retención dentro de la madera, ausencia de toxicidad para el hombre y el medio ambiente, no modificar el aspecto y las propiedades de la madera.

Productos Utilizados

Productos aceitosos o alquitranes (no polares), hidrosolubles y orgánicos (polares).

Etiquetas: diseño estructural, durabilidad madera, madera sólida, revestimientos madera, sistemas constructivos, uniones madera