Estructuras con madera

DISEO DE ENTRAMADOS U N C P 8

DISEO DE ENTRAMADOS

1. CONCEPTO

Se llama entramado a la disposicin de piezas estructurales de madera que se combinan en diversas posiciones formando una trama.Estas estructuras reciben las cargas conformadas por el peso propio de los materiales que lo constituyen, las sobrecargas permanentes y de uso, y los esfuerzos laterales como vientos y sismos. Todas ellas son transmitidas al terreno a travs de las fundaciones continuas o aisladas o a los tabiques soportantes que las transmiten a su vez al piso inferior (plataforma de entrepiso).Adems del piso y entrepiso, otro entramado horizontal lo constituye el cielo, que recibe las cargas del peso propio de los materiales que lo conforman y su solucin de revestimiento.Los entramados estn formados por elemento portantes verticales, horizontales y diagonales, que crean una armadura estable en su plano. Las diferencias principales del entramado con respecto al sistema aporticado radican en que los pies derechos se sitan a distancias muy reducidas, las riostras cubren paos completos y trabajan como muros en lugar de como prticos.El entramado pesado de madera presenta senta diversas expresiones formales segn las distintas pocas y regiones geogrficas, algunos de cuyos ejemplos se analizan ms adelante

La segunda versin de las construcciones pesadas se denomina entramado. Y en ella los muros se forman con pies derechos de gruesa escuadra a separaciones muy reducidas. Estructuralmente funciona como muro de carga, donde la madera trabaja en direccin paralela a la fibra. El arriostramiento se consigue mediante barras diagonales denominadas rostrias.

2. ENTRAMADO PESADOEn el entramado pesado o timber frame encontramos una estructura de elementos lineales, pies derechos, jcenas y riostras (barras diagonales), de secciones cuadradas de gran escuadra, con separaciones de reducida dimensin, que en determinados casos requiere de paredes rgidas para su estabilizacin. El entramado constituye un muro de carga. De manera tradicional, los vanos entre los elementos de madera se "rellenaban" de mampostera de piedra, material cermico, tapial, o trenzados de madera o vegetales revocados con arcilla o yeso. Actualmente se utilizan aislamientos para reforzar las condiciones trmicas de los vanos, no desarrollando, por tanto, ningn papel estructural. Tambin existen otras soluciones menos tradicionales como se observa en la figura 7, en la que la estructura portante se desarrolla por fuera del edificio envolvindolo.Los nuevos sistemas constructivos industrializados, que han abierto nuevas posibilidades a las estructuras de madera de entramado pesado, han relegado este sistema, fundamentalmente por razones econmicas y dado su alto consumo de madera, para obras y proyectos de rehabilitacin y restauracin.

3. ENTRAMADO LIGEROActualmente es el sistema ms difundido, ya que es sencillo, permite altos grados de prefabricacin y rapidez de montaje. El 70 - 80% de los edificios construidos en Canad, Estados Unidos, Finlandia, Suecia y Noruega son de entramado de madera. Su reciente introduccin a gran escala en pases considerados emergentes (Rusia, Chile, Corea del Sur, China, Taiwn) es un hecho.Las estructuras de entramado ligero (light frame) se basan en una serie de elementos portantes a modo de muros, formados por montantes de madera de secciones reducidas, separadas a poca distancia (30 - 60 cm) atadas arriba y abajo por listones, correas horizontales o testeros. Por tanto, se trata de muros de carga ligeros. Por encima (sistema de plataforma) o empotrados a estos (sistema globo), sobre vigas o los muros de cimentacin, se colocan viguetas de madera poco espaciadas para conformar los suelos y techos. La cubierta podr ser plana (viguetas) o inclinada con previsin de aprovechar el bajo-cubierta.Las piezas de madera y metlicas de fijacin estn muy estandarizadas, por lo que se manejan pocos tipos de dimensiones, aspecto que hace que el sistema se simplifique tanto en el proceso de diseo como durante la obra. PFM. Sistema de plataforma con entramado ligero de madera 15Como ya se ha mencionado dependiendo de si los montantes son continuos o se interrumpen cada planta se diferencia entre dos sistemas constructivos dentro del de entramado ligero de madera: el sistema de globo y el de plataforma.3.1 Sistema de globoSus caractersticas estructurales, que evidentemente proceden de los primigenios entramados pesados, se definen en una arquitectura de diafragma, donde todos los elementos adquieren importancia para el sistema, pero es en su multiplicidad de uniones donde adquiere su fuerza.Se le puede considerar como la gnesis de los sistemas de entramado ligero, aunque en la actualidad se encuentra en desuso por sus limitaciones frente al sistema de plataforma con entramado ligero de madera, sobretodo en cuanto a las restricciones del nmero de plantas y niveles de industrializacin posibles.La diferencia entre este sistema y el de plataforma es que los montantes de las paredes exteriores son continuos en toda su altura, que normalmente es de dos plantas (Figura 8). Esta caracterstica diferenciadora obedece, probablemente, a la dificultad de conseguir la estabilidad necesaria del conjunto, al no contar con el arriostra miento que aporta el tablero en el sistema de plataforma.3.2 Sistema de plataformaEste es el sistema en el que se centra el presente estudio y que ms adelante se analiza en todos sus aspectos. Como ya hemos dicho, la diferencia con el anterior es que los montantes quedan interrumpidos cada planta (Figura 9), lo que supone una serie de beneficios que le hacen ms competitivo y que casi han hecho desaparecer al sistema de globo. Estos beneficios son: Presenta un mejor diseo frente al fuego (en lo relativo a la propagacin del incendio) Por existir menor continuidad entre las plantas. Es un sistema de ms fcil ejecucin y se presta ms a la prefabricacin. No se encuentra limitado a dos alturas.

4. TIPOS DE ENTRAMADOS

4.1 Entramados horizontalesLos entramados horizontales se pueden clasificar segn: Funcin Capacidad de transmisin de los esfuerzos laterales

4.1.1 Segn su funcin:4.1.1.1 Entramados de piso:Plataforma de madera que absorbe las cargas del peso propio y de usos (permanentes y transitorios), transmitindolas a la fundacin (aislada o continua).4.1.1.2 Entramado de entrepiso:Plataforma de madera del segundo nivel que absorbe las cargas del peso propio y de usos (permanentes y transitorios), transmitindolas a los tabiques de paredes soportantes, vigas maestras o dinteles.4.1.1.3 Entramado de cielo:Estructura que absorbe las cargas de su peso propio y de la solucin del cielo, transmitindola a los tabiques soportantes.Cada una de estas estructuras tiene su propio diseo especfico segn clculo, con las dimensiones y escuadras correspondientes.

4.1.2 Segn capacidad de transmisin:4.1.2.1 Entramados flexibles:Tienen la caracterstica de adaptarse a la estructura soportante, pero no en la recepcin de esfuerzos horizontales. En el caso de zonas de vientos y/o sismos, la estructura soportante vertical debe estar diseada para resistir todas las solicitaciones estticas y esfuerzos dinmicos, incluyendo los que aporten los entramados horizontales con sus sobrecargas. Esta ltima razn, requiere una distribucin acuciosa de los tabiques soportantes y resistentes a las acciones horizontales, exigiendo en la mayora de las soluciones un aumento en el nmero de tabiques soportantes, con sistemas de unin flexible con los entramados horizontales, lo que limita la mayora de las veces el proyecto de arquitectura.4.1.2.2 Entramados semi rgidos:El entramado est diseado para colaborar con las dems estructuras, y conformado por una placa rgida que transmite los esfuerzos horizontales a los tabiques soportantes, pilares y columnas que conforman prticos. Este tipo de entramados semi-rgidos son los que se usan generalmente en las viviendas de estructuras de madera de luces menores, a diferencia del entramado rgido que se logra a travs de una losa de hormign armado.

4.2 Componentes de un entramado semi- rgidoLos elementos estructurales que conforman un entramado de piso y entrepiso son:

Vigas:Elementos estructurales lineales (horizontales o inclinados),que salvan luces y que son solicitados por reacciones tales como: peso propio, sobrecargas de uso, viento, nieve y montaje, entre otros. Trabajan principalmente en flexin y corte. Un conjunto de vigas es lo que conforma bsicamente la plataforma de piso o entrepiso.

Cadenetas:Elementos que se ubican entre las vigas, permitiendo repartir las cargas y sobrecargas. Evitan las deformaciones laterales, volcamientos y posibles alabeos de las mismas. Permiten adems materializar un apoyo slido para los tableros orientados ortogonalmente a la direccin de las vigas

Sistemas arriostrantesConjunto de elementos que colaboran en la rigidizacin de la estructura de la plataforma; pueden ser de diferentes formas y materiales.Las riostras que se pueden usar son: Riostras con piezas de madera Zuncho metlico Entablado diagonal Tableros estructurales

4.3 Entramados verticalesLos tabiques son elementos entramados compuestos por piezas verticales y horizontales de madera que se distribuyen de forma similar e independiente del tipo de servicio que presten, ya sea como elemento constructivo resistente o de separacin entre recintos.

4.3.1. Clasificacin segn su funcin resistenteSegn su capacidad soportante los entramados verticales se pueden clasificar en:4.3.1.1 Tabique soportanteEs todo elemento vertical (entramado de madera) que forma parte de la estructura resistente de la vivienda. Es un tabique diseado para soportar cargas estticas y dinmicas. Las primeras son aquellas producidas y aportadas por: Estructura de techumbre con solucin de cubierta Entramados verticales de niveles superiores Entramado de entrepiso Sobrecargas de uso Peso propio Nieve y otrosLas dinmicas o cargas horizontales de empuje son provocadas por:Accin del viento Sismo

4.3.1.2. Tabique autosoportanteEs todo elemento vertical que cumple funciones de separacin entre los recintos interiores de una vivienda y que slo puede recibir cargas de magnitud reducida. An cuando no requiere de piezas arriostrantes, es recomendable incorporar aquellos componentes que ayudan a la adecuada fijacin de muebles colgantes de tipo mural, soportes de clset, artefactos, caeras y ductos de instalaciones bsicas en la vivienda4.3.2. Clasificacin segn su ubicacin4.3.2.1. Tabiques soportantes perimetrales Son aquellos que conforman todo el permetro exterior en forma continua y cerrada con una de sus caras expuestas a la intemperie y son parte de la estructura resistente de la vivienda.4.3.2.2 Tabiques soportantes interioresSon aquellos que estn diseados para resistir cargas en el interior de la vivienda provenientes desde niveles superiores, y al mismo tiempo, la transmisin de esfuerzos horizontales producidos por sismo o viento y son parte de la estructura resistente.

4.3.2.3 Tabique autosoportante interiorEn general, un tabique autosoportante siempre va dispuesto en el interior de la vivienda, ya que slo cumple funciones como elemento separador entre ambientes o recintos de la misma.4.4 Componentes de los entramados verticales

Componentes principales:Son aquellos utilizados para estructurar el elemento completo en su fase de armado o prefabricacin. Las piezas principales que conforman los tabiques son:

1Solera inferior 2Pie derecho 3Solera superior 4Transversal cortafuego (cadeneta) 5Jamba 6Dintel 7Alfizar 8Puntal de dintel 9Muchacho

Estructuras con madera