República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del poder popular para la Educación

Instituto universitario Politécnico "Santiago Mariño"

Catedra: Estructuras IV

Diseño de Miembros

estructurales en madera Bachiller: Karina Hernández

C.I. 19.674.999

Barcelona, Enero de 2015

En la construcción de  una edificación intervienen  diversos  elementos que determinaran  la estabilidad, calidad, y durabilidad de  la misma. Estos  factores de  gran  importancia,  son  los  elementos  estructurales,  cuya función es  ser,  el esqueleto o columna vertebral que mantendrá en pie la edificación.  

En este  tema  que  estamos  desarrollando,  hay  particularidades,  por que hablaremos de  elementos  estructurales  de  madera,  que  a  diferencia  de otros materiales poseen distintas aplicaciones en  la obra, en cuanto a traslado, ensamble, propiedades y acabados.   

Por ser el tema bastante extenso, expongo a continuación un resumen de cada miembro estructural y cuales son sus criterios de diseño.  

INTRODUCCIÓN

Miembros estructurales de  madera, Criterios de diseño: 

FUNDACIONES

COLUMNAS

VIGAS

LOSAS O PLACAS DE ENTREPISO

CERCHAS

TECHO

DISEÑO DE FUNDACIONES Es  una  base  o  estructura  que  tiene  la función de  transmitir  al suelo  los esfuerzos de compresión generados  por  la edificación,   además aísla a  la  misma del  terreno,  y  la  protege  de  las condiciones   y  agentes  que  la  pudieran  deteriorar  dañando  la estabilidad de su estructura.  

Para  la realización de  una fundación,  es  importante  considerar aspectos como: Las condiciones de carga que han de soportar, las características del  suelo  (arenoso,  arcilloso,  o gravilla) las restricciones constructivas,  y  el  flujo  de  agua.  Ya que estos factores podrían afectar de manera simbólica el volumen de la fundación generando fallas estructurales.  

Las fallas que se generan en las fundaciones son: 

1.Asentamiento o descenso, esta falla se produce por: 

• La calidad del suelo • Deficiente compactación del terraplén • Vibraciones del terreno • Peso propio de la estructura.  

2. Vuelco de la fundación: dicho de manera sencilla y entendible, es el traslado o movimiento vertical de la fundación, debajo de la tierra, en torno a algún punto de  giro,  debido  a  la  mala  distribución  de  la  carga  o estrato de suelo de diferente espesor y capacidad de soporte, o momentos volcántes no equilibrados.

3. traslado de fundación en forma normal al descenso, situación  que  se  presenta  en  aquellas  estructuras donde los esfuerzos horizontales son preferenciales, y la  fricción  en  el  terreno  es  insuficiente,  debido  al esfuerzo vertical que produce la fundación al terreno.  

Por estos dos tipos de falla en una edificación se evidenciaran:    • Fisuras en las paredes   • Fisuras en muros y deformidad de puertas 

• Deformación de ventanas   • Fisura de pisos. • Inclinación de la edificación

Ahora según el terreno las fundaciones se clasifican en:

1.Fundación Superficial 2.Fundación Profunda 

Estas a su vez se subdividen en:  

• Fundación  Continua:    Zapatas,    estructuras  de  hormigón    o madera  ubicadas  bajo  el  cimiento,  como  apoyos  cuando  el terreno no soporta la carga transmitida.  

• Fundación Aislada: Pilote de madera u hormigón, usados cuando el  terreno  es  un  suelo  difícil,  o  existe  mucha  pendiente  de diferencia entre el terreno y la base de la edificación.  

ZAPATA CONTINUA

FUNDACION PILOTES CONTINUOS

FUNDACION CON PILOTES AISLADOS

DISEÑO DE COLUMNASUna columna es un soporte vertical, de forma alargada, que permite sostener el peso de una estructura. Lo habitual es que su sección sea circular: cuando es cuadrangular, recibe el nombre de pilar.

Son elementos que principalmente soportan cargas de Flexo-compresión. Funcionan como apoyos a las vigas, y su principal función es mantener en pie la estructura, ya que sobre ellas descansan otros elementos estructurales. Como elemento de la arquitectura, las columnas se clasifican de distinta manera según el vínculo que mantengan con el resto de los componentes de la estructura:

• La columna aislada: es aquella que se encuentra separada de cualquier elemento vertical de la edificación.

• La columna adosada: en cambio, se sitúa de manera yuxtapuesta al resto de los elementos.

• La columna embebida: aparenta estar incrustada en un muro.• Columna entrega o entregada: La que está adosada pero cuyo fuste no es de

una sola pieza, sino formada por trozos que están empotrados en el muro, formando parte de éste.

Columnas o tabiquesUtilizados principalmente cuando se deben salvar luces mayores a las normales en una vivienda de dos pisos, pudiendo dejar plantas libres de grandes áreas. Utiliza pilares o postes los cuales están empotrados en su base y que se encargan de recibir los esfuerzos de la estructura de la vivienda a través de las vigas maestras, anclados a estos, sobre las cuales descansan las viguetas que conformarán la plataforma del primer piso o del entrepiso.

DISEÑO DE VIGAS  Las vigas son miembros estructurales diseñados para soportar cargas aplicadas perpendicularmente a sus ejes. En general las vigas son barras largas rectas que tienen un área de sección transversal constante. Generalmente se clasifican con respecto a cómo están soportadas: 

• Viga simplemente soportada: es aquella que está articulada en un extremo y soportada mediante un rodillo en el otro extremo.

• Viga en voladizo: está fija o empotrada en un extremo y libre en el otro.

• Vigas con voladizo: uno o ambos extremos de la viga sobresalen de los apoyos.

• Vigas continuas: una viga estáticamente indeterminada que se extiende sobre tres o más apoyos.

DISEÑO DE LOSAS O PLACAS DE ENTREPISOS  Losas o placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso  de  otro,  construidos  monolíticamente  o  en  forma  de  vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales. 

Las losas o placas de entrepiso cumplen las siguientes funciones: 1. Función  arquitectónica:  Separa  unos  espacios  verticales  formando 

los diferentes pisos de una construcción.  2. Función  estructural: Las  losas  o  placas  deben  ser  capaces  de 

sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo  que  su  propio  peso  y  el  de  los  acabados  como  pisos  y revoques.  Además  forman  un  diafragma  rígido  intermedio,  para atender la función sísmica del conjunto. 

Las losas o placas de entrepiso se pueden clasificar así:  1. SEGÚN LA DIRECCIÓN DE CARGA: • Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en las que un lado mide por lo menos 1.5 veces más que el otro. Es la más corriente de las placas que se realizan en nuestro medio. 

• Losa o placa bidireccionales: Cuando se dispone de muros portantes en los cuatro costados de la placa y la relación entre la dimensión mayor y la menor del lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones. 

2. SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL ESTRUCTURAL: 

• Losas o placas en concreto (hormigón) reforzado: Son  las más  comunes  que  se  construyen  y  utilizan  como  refuerzo barras de acero corrugado o mallas metálicas de acero. 

• Losas o placas en concreto (hormigón) pretensado : Son  las que utilizan cables traccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresión. Este tipo de losa es de poca ocurrencia en  nuestro  medio  y  sólo  lo  utilizan  las  grandes  empresas constructoras que tienen equipos con los cuales tensionan los cables. 

• Losa o placas apoyada en madera: Son  las  realizadas  sobre  un entarimado  de madera,  complementadas  en  la  parte  superior  por un diafragma en concreto reforzado.  

• Losa o placa en lámina de acero: Son las que se funden sobre una lámina  de  acero  delgada  y  que  configura  simultáneamente  la formaleta y el refuerzo inferior del concreto que se funde encima de ella. Tiene un uso creciente en el medio constructivo nacional.  

• Losas o placas en otro material: Son  placas  generalmente prefabricadas  realizadas  en  materiales  especiales  como  arcilla cocida,  plástico  reforzado,  láminas  plegadas  de  fibrocemento, perfiles metálicos etc.

DISEÑO DE TECHOS DE MADERA  

Se  llama  techo  a  la  superficie  superior  que  cubre  una  habitación,  debajo  de  un forjado  o  una  cubierta.  Los  techos  se  usan  frecuentemente  para  esconder  esos elementos  estructurales  pero  también  para  decorar  o  pintar  si  la  superficie  es plana, o resaltar los elementos estructurales dándoles un relieve especial.   Están compuestos por las versiones de:  

1. Perfilería:  Los  perfiles  van  suspendidos  del  forjado,  normalmente  forman  un orden de perfiles primarios y otro secundario transversal a éste; pueden quedar vistos u ocultos  según  los bordes de  los paneles de  techo. Suelen  ser de acero galvanizado laminado y perfilado en frío en forma de T invertida. Los perfiles se ensamblan  entre  sí  encastrándose  en  sus  extremos  sin  precisar  piezas  o accesorios adicionales. 

2.  Placas:  Suelen  ser  piezas  cuadradas  y  rectangulares  normalizadas,  en  torno a dimensiones especiales prediseñadas.  

Se distinguen los siguientes tipos de placas:  • Placas lisas de madera de tablero contrachapado ligero con revestimiento de chapa noble con cantos mecanizados.  

• Placas de rejillas de madera Formadas por listones de madera maciza que se cruzan a media madera, que incorpora un marco rigidizado de mayor grosor.  

• Placas lineales de lamas: Formadas por lamas de madera colocadas de cara, con una separación  o  junta  pequeña  entre  ellas  que  puede  rellenarse  con  otro material  a juego.  

• Placas  lineales  de  tiras  de  madera  Estos  paneles  proporcionan  también  una sensación dinámica si bien más moderada que las placas lineales de lamas.   

• Placas perforadas de madera (acústicas) Formados por un alma de tablero de fibras de densidad media, que incorpora una cara noble decorativa de papel  impregnado mediante  resinas melamínicas,  y  que  va  perforado  con  una  trama  de  orificios. Se coloca sobre una estructura de madera o metálica y se suele trasdosar con un fieltro acústico y lana de material aislante.  

Las principales propiedades de los techos de madera son:  - Aislamiento térmico  - Aislamiento acústico - Resistencia al fuego  - Comportamiento frente a los agentes biológicos