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ENTRAMADOS VERTICALES 1]

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UNIVERSIDAD DEL 810-810

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Editado por Universidad del Biobío- Concepción ...:.... 1987 -Chile •Avda. Collao 1202. Fono 238984. Casilla 5-C.

INDICE

Pág.

INTRODUCCION ........................................................................ 3 SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EN MADERA ............................... 4 DEFINICIONES Y NORMAS ............... ....................................... 6 ELEMENTOS COMPONENTES DE UN TABIQUE ...................... 7 ESTRUCTURACION DE UN TABIQUE ....................................... 8 DETALLES DEL TABIQUE........................................................ 11 ENCUENTROS ENTRE TABIQUES ............................................................16 AMARRE INFERIOR TABIQUE .......................................:. ............. 18 AMARRE SUPERIOR TABIQUE............................................................... 22 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA ENTRAMADO. ........... 23 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................. 24

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CENTRO DE DESARROLLO EN ARQUITECTURA Y CONSTR UCCION

DIRECTOR: Roberto Goycoolea Infante

COMITE DE REDACCION: Roberto Goycoolea 1., Arqto., Director CEDAC. Gerardo Valverde V., Arqto. Depto. Edif. y Estruct., Fac. Arquitectura.-. Ricardo Hempel H., Arqto. Fac. Arquitectura y Construcción. Carlos Ilabaca U., Ing. Forestal, Director CEDIF.

AUTOR: Arqto. Ricardo Hempel Holzapfel.

Diagramación: Arqtos. Héctor Gaete - Gerardo Saelt.er

Impresión: Editora Aníbal Pinto S.A., Maipú 769, Concepción.

Editado por Universidad del Biobío . Concepción - 1987 - Chile.

2

1

INTRODUCCION

...

El presente cuaderno tiene como objetivo mostrar en forma gráfica los detalles tipológicos de uso más frecuente y técnicamente más convenientes, del sistema de entramados verticales livianos de madera.

Esta publicación se complementa y relaciona con otras dedicadas al estudio de fundaciones, entramados de piso, techumbres y otros títulos de estos cuadernos.

La materia expuesta está destina - da a arquitectos, constructores , téc- nicos de la construcción, personal especializado y estudiantes, quienes encontrarán resueltos algunos detalles constructivos y las condiciones técnicas que deben observar- se para una correcta ejecución de la obra, de forma que garantice la estabilidad y calidad de lo edificado. Las soluciones presentadas corresponden a sistemas simples de uniones de tope y clavadas. Ellas son las más económicas y por tanto u sadas habitualmente. En esta publicación no se hace referencia a uniones ensambladas, apernadas o en base a conectores que se tratarán en otros números.

El Diseño en Madera permite va - riadas formas de solución técnica, pudiendo definirse dos grupos: los entramados en madera y las estructuras para luces mayores. La presente edición analiza los sistemas de entramados de más frecuente apli- cación y que se caracterizan por la función soportante de la mayor ía de sus tabiques que interrelacionados constituyen todo el sistema.

Los entramados en madera aquí detallados provienen de la tradición histórica del artesanado medioeval, basado en uniones con tarugos de madera y complicados ensambles, forma que hoy en día ha sido reemplazada por uniones clavadas. Esta transformac ión originó los sistemas "Plataforma", "Baloon" y múltiples variantes de amplia difu-

sión en países desarrollados. Basa- dos en estas experiencias se presentan las soluciones constructivas más frecuentes y variantes posibles para la confrcción correcta dr los para- mrntos verticales y por ende obtr- nN una edificación de calidad rn madera.

No se pretende agotar todas las

1 1: 1 1 1

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1 L--V t¡

t===-=V

variadas posibilidades constructivas que estos sistemas permiten, sino presentarla en forma ordenada y adecuada.

Para mayor profundización y co-

nocer otras alternativas se recomienda revisar el mater ial que se indica en la bibliografía.

3

ENTRAMADOS DE MADERA biques (Fig. 2).

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

ENMADERA

Los sistemas de entramados se diferencian por la secuencia en el armado de los pisos y la forma de apoyo de los tabiques en ello o "vice versa".

En el Americano se arma todo el entramado "vertical y horizontal, se cubre y después se colocan los pavimentos y revestimientos (Fig. 1).

En el Plataforma se ejecutan los envigados horizontales con el pavimento o base de éste y sobre él se ubican los ta-

SISTEMA DE TABIQUES

Los entramados horizontales, envigados, se apoyan sobre tabiques estructurales que trasladan las cargas a las fundaciones.

Sistema Americano

Plataforma

Baloon

El sistema Baloon se usa para construcciones de dos o tres niveles. Permite levantar los tabiques en toda la altura, enseguida techar y posteriormente colocar los envigados y terminaciones (Fig. 3).

Salvo el detalle indicado en la última figura, el entramado del sistema Baloon es similar a los otros dos, por lo cual . en este cuaderno sólo se presentarán los entramados de madera en general y los detalles de uniones al piso, en particular.

(fig. 1).

(fig. 2).

(fig. 3).

4

l

SJSTEMA PILAR Y VIGA

Los elementos horizontales se apoyan sobre vigas que trasladan las cargas a pilares o.postes y éstos a las fundaciones.

...

Viga sobre pilar Viga sobre pilar 2 pisos

Viga contra pilar

Doble viga

Doble pilar

(fig. 4).

(fig. 5).

(fig. 6).

(fig. 7).

(Fig. 8).

ENTRAMADO PARA LUCES MAYORES

Estos sistemas de entramados mayores en madera, se di· ferencian por la disposición de los elementos soportantes a mayor distancia que las anteriores y lo que genera solu-

ciones diferentes para los puntos de unión entre los elementos horizontales, verticales y diagonales .Según las luces y formas, se dividen en:

Plan ares: Pilar-viga Pilar-cercha Marcos Arcos

Laminares: Plegadas Bóvedas Cúpulas Hipérbola

Espaciales: Mallas 'Geodésicas Cáscaras Colgadas

5

•

DEFINICIONES Y NORMAS

DEFINICIONES:

ENTRAMADO

TABIQUE:

PANEL:

CLASIFICACION: (según su función resistente).

TABIQUES ESTRUCTURALES:

Disposición constructiva basada en la utilit.ación de piet.as est ructura. les de tipo lineal, que se combinan en diversas posicion<.'s pnra const ituir elementos estructurales. La pal a bra pr ov ien<.' de trama, conjunto de hilos que forman un tejido.

Entramado vertical constituid o por pit'S d<.'rechos modulados a distan.

cias p<.'qu<.'ñas (0.3 a 1.00 M. aprox.). Onidos por sus <.'Xtr<'mos. por piet.as hor it.Ontal<.'s o inclinadas.

Entramado vertical prearmado en taller y montado postNiormente en obra.

Son r<.'sistentes a cargas v<.'rticales provt'll iC'nt es d<.' lt'chumbres. cielos o entrepisos y empujes horiwntales como vi<.'nto. sismo o de uso. (Fig. 9)

p

NORMAS:

k(Fig. 10).

• 11 11 i for ro un la ti o

11 ri

forro dos lado (fi . 11).

Soportan su peso propio y los esf uC'r t.Os lat<.'ral<.'s prov<.'llÍ<.'tlt<.'S de sus funciones espec if icas y de uso .

Son elementos prearmados en los que las cargas v<'rtic<lll'S y las hori- lontales son resistidas en conjunto por su l'structura y los revC'stimien tos .

entramados verticales en el caso de no existir cálculo

El Instituto Nacional de Normalización (l.N.N.), hasta la fecha ha dictado algunas normas específ icas sobre entramados, como la NCH 1198 E 77 sobre ensayos de paneles, aunque hay algunas referidas a usos de la madera en la construcción.

MODIFICACION ORDENANZA: El decreto N° 193, de 31 de octubre de 1985, publicado

en el D.O. de 18 de diciembre de ese mismo año, modifica la Ordena a General de Construcciones y Urbanización . Establece diversas exigencias que deberá n cumplir los

6

estructural de ellos. Para acogerse a estas disposiciones, los entram ados

verticales deben cumplir las condiciones generales establecidas, que son las siguientes: a) El destino de la edificación deberá ser exclusivamente

el de vivienda. b) Deben ser de uno o dos pisos, pudiendo tener mansarda

sólo las de un piso. e) Su altura máxima será de 6.00 m. d) No deberán ser localizadas en zonas expuestas a vien-

tos ocasion ales de velocidad superior a los 140 km/h.

11

11

..

ELEMENTOS COMPONENTES DE UN TABIQUE

COMPONENTES

Un tabique está constituido por un conjunto de elementos en que cada componen. te cumple una función precisa, ya sea como transmi- sor de cargas y/o soporte del revestimiento interior o exterior. (Fig. 12).

SOIIRESOLUA SUPERIOR

SOLERA SUI'UIOR

l'll OlHCHO

DIAGONAL ENCASTRADO

DINTEL PUERTA

SOLUA INFERIOR {fig. 12).

SOLERA BASE

SOLERA INFERIOR

PIE DERECHO

SOLERA SUPERIOR

SOBRE SOLERA O SOLERA DE AMARRE

DIAGONAL O RIOSTRA

TRANSVERSAL CORTAFUEGO

DINTEL

ALFEIZAR

JAMBA

PUNTAL

MUCHACHO

CORNIJAL

Pieza horizontal anclada al sobrecimiento o clavada al entramado horizontal. En este segundo caso, g!.'neralment€' se suprime esta pieza. Debe aislarse del hormigón mediante una membrana impermeable y en caso de ser de pino radiata se recomienda impregnarla a presión y vacío para protegerla contra la pudrición.

Elemento de unión inferior del conjunto estructural vertical y distribuidor de las cargas

concentradas verticales o en ángulo.

Elemento vertical que transmite las cargas provenientes de techumbre, entrepiso, cielo, etc., y sirve a la vez de soporte para los materiales de cerramiento exterior e interior.

Ele.mento de unión superior del conjunto de piezas verticales y distribuidor de las cargas

provenientes de techumbre, entrepiso y cielo a los pies derechos.

Elemento de unión superior, de la misma dimensión de la solera superior que va colocada directamente encima de ella y sirve de elemento de amarra de todo el sistema de tabiques y también resuelve la flexión lateral y excentricidad de las cargas en relación a los pies derechos.

Elemento estructural inclinado que transmite las cargas hori1.0nlales en el sentido del plano del tabique, provenientes fundaml'ntalmentc del viento y sismo. Es una pie;.a que une la solera superior con la inferior, va encastrada en ellas y en cada uno de los pies den chos que cru;.a.

Elemento constructivo que evita el pandeo lateral de los pies derechos, ratarda la propa.

gación del fuego por el interior del entramado al formar compartimientos estancos. y permite clavar revestimientos verticales.

Conjunto de uno o varios elementos que permiten salvar la luz correspondiente a un vano

(puertas, ventanas, etc.).

Elemento soportante inferior de ventana y permite su afianzamiento.

Pie1.a soportante vertical qu(' refu('r;.a el van o y apoya el dint(') o alfci;.ar.

Pie;.a de menor longitud qu!.' los pies dNechos colocada entre solera superior y dintel.

Piet.a colocada entre alfci;.ar y solera inferior.

Pie derecho que forma la esquina de un tabique.

7

l l l ESTRUCTURACION DEUN

TABIQUE FUNCION - La función de un tabique, desde el punto de vista estructural, es reci-

bir y transmitir a las fundaciones las cargas estáticas y dinámicas a las que está sometida una edificación.

ESTATICA Las cargas estáticas son producidas por el peso de las estructuras y sobrecargas que soporta el tabique y las transmite al terreno por los sistemas de fundaciones. Sin embargo, no es capaz de resistir empujes. (Fig. 13).

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.--,,-r ·· \ i ( f\ ¡\ DINAMICA . : \ : \

-- - El rectángulo que conforma un tabique es fácilmente deformable ante

los empujes laterales u horizontales de sismos y vientos debido a lapo- ca resistencia a la tracción de las uniones entre cada uno de los elementos que lo constituye (Fig. 13). Para resolver esta debilidad estructural, se hace necesario triangular el entramado, ya que la figura geométrica del triángulo es indeformable en el sentido del plano (Fig. 14).

ARRIOSTRAMIENTO - Las Riostras o Diagonales en ambos extremos de una edificación rigi-

dizan el conjunto al introducir triángulos en su sistema estructural. No es necesario triangular todos los elementos constitutivos de una edifi- cación, sino que sólo una vez cada uno de sus ejes. O según determine el cálculo.

TIPOS - Las más comunes de las Riostras son las Diagonales de madera que se

describen más adelante. - Otra forma de lograr el arriostra miento es mediante un revestimiento

rígido que cubra la totalidad de la superficie exterior de la edificación, excepto vanos. Este revestimiento puede consistir en una placa estructural de madera, cuyo espesor se determinará según las solicitaciones de los empujes laterales.

- También es posible usar un entablado en diagonal u horizontal que ser-

virá de base para el revestimiento definitivo exterior. (Fig. 15). - Por tensores o zunchos, éstos absorben los esfuerzos por tracción, de-

ben colocarse tensados siempre en dos direcciones opuestas y abra- zando las soleras de forma que puedan absorber mejor el esfuerzo.

- Por último y la menos común en estructuras menores es a través de

diagonales metálicas que pueden ser barras, ángulos o canales, que atraviesan a través de perforaciones por los pies derechos. Estos deben estar protegidos contra la corrosión y deben tener la misma resistencia al pandeo que las diagonales de madera que sustituyen.

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8

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(fig. 13).

IFig. 14).

(fig. 15).

9

PIES DERECHOS

La distancia entre pies derechos depende de las cargas que los solici- tan, de los revestimientos y de la escuadría de los componentes, siendo las separaciones frecuentes entre 40 a 60 cms.(a) . Estos siempre van colocados de perfil con respecto al plano del entramado para poder resistir en mejor forma los esfuerws horizontales perpendicular al tabique. (Fig. 16). En el otro sentido están sujetos por transversales o cortafuegos yjo el revestimiento estructural exterior. (Fig. 17).

SOLERAS

Las Soleras generalmente tienen la misma dimensión de los pies derechos. Se requiere un mayor ancho cuando este elemento debe resistir esfuerzos horizontales importantes, como sismo y jo viento. Y una mayor resistencia , al no coincidir el distanciamiento de envigados de piso o cielo, tijerales o cerchas con la modulación de los pies derechos, sometiendo a la solera a la flexión entre apoyos.

DIAGONALES

Las Diagonales deben ser de una sola pie¡,a y de menor ancho que los pies derechos, se resuelve el cruce de ambas piezas rebajando los ver - ticales sin cortarlos .La inclinación más efectiva para que una diagonal cumpla su función arriostrante es de 45" con respecto a la solera inferior, no siendo recomendable variaciones de +/- 15". Cada diagonal debe tomar más de un pie derecho. (Fig . 17). Si no es posible darle el ángulo recomendado a la diagonal, por encontrarse un vano muy cercano a la esquina, dejando un paño lleno de poco ancho, se debe dividir ésta en dos piezas conformando una "M". (Fig. 18). Hay dos maneras de disponer las diagonales en un entra m a do, siendo la más h·ecuente la de la Fig. 17. La diferencia fundamental entre ambas soluciones está en los esfuerzos a los que están sometidas las piezas del entra m a do. En la disposición de la Fig. 17, las acciones horizontales someten a la compresión las diagonales . Esta transmisión de esfuerzos se produce en el mismo ángulo superior en el cual se supone aplicada la fuerza horizontal. Las uniones entre piezas sometidas a la compresión se resuelven por apoyo entre ellas. En la disposición de' la Fig_ 19, la acción hori1.0ntal no es resuelta de in- mediato, la solera superior queda sometida a la compresión y luego tracciona la primera diagonal. Las uniones de pielas de madera sometidas a la tracción requieren ser resueltas con mayor acuciosidad que las comprimidas . La madera trabaja en buena forma tanto a la compresión como a la tracción, lo que se concluye al analit.ar las cifras de las tensiones bási- cas de las distintas clases de madera. El problema de estos diagonales no radica en la barra misma, sino l'n la unión del elemento sometido a la tracción.

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a t a + (fi . 16).

(fig. 17).

(fig. 19).

10

La solución al volcamiento del tabique (Fig. 20) se logra al diseñar, por medio de la estructuración general de la edificación, de tal modo que se consiga la colaboración de tabiques perpendiculares para oponerse a tal tendencia . Otra posibilidad es que el entramado superior sea rígido y que

---- permita traspasar las cargas a los elementos arriostrados. (Fig. 21). Hay que tener en cuenta que la ma- yoría de estos sistemas consultan entrepisos o envigados de cielo flexibles, lo que significa que cada eje es una línea estructural y por lo tan-

----

(fig. 201.

to debe responder independientemente a todas las acciones que la so- licitan.

DIAGONAL INTERNA

DIAGONAL EN "M" (Fig. 21). DIAGONAL

En caso de paramentos verticales de longitudes entre 3 y 6 m. sin anoyos laterales intermedios, es posible arriostrarlos a través de diagonales horizontales, colocadas a nivel de soleras superior a 45'' respecto a los muro .

La distancia oe ésta respecto a la esquina deberá ser aproximadamente a 1/4 del largo del m uro a arriostrar, debiendo encastrarse a media madera a la sobre solera. y el nivel del revestimiento de cielo deberá cubrirlo.

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DETALLES DELTABIQUE

RECOMENDACIONES GENERALES

* En toda unión de tope entre piezas del entramado debe usarse, por lo menos, dos clavos para evitar la rotación de las piezas.

* Los pies derechos deben ir colocados con el lado menor

de su sección hacia el plano del tabique, para ayudar a resistir la acción hori1.ontal perpendicular a este plano.

* Las diagonales o riostras deben ir inclinadas en 45"

con respecto a la solera, con una tolerancia de+!- 15". Si por razones de diseño esto no es posible, debe sec- cionarse las diagonales colocándolas en "M".

* En los encuentros de pies derechos, transversales y una

diagonal no debe cortarse ninguna de las piezas. Esta debe encastrarse en cada elemento que cru1.a.

" Los transversales o cortafuegos pueden colocarse des-

fasados en la horizontal o en línea. El primer caso permite un clavado normal y el segundo obliga clavar "de lancero". Tiene la ventaja que se alinean en horiwnta-

UBICACION DETALLES

les, permiten un clavado nivelado de los revestimientos y conforman compartimientos iguales que facilita la colocación de las aislaciones.

* La solera de amarre o sobresolera, que va clavada

sobre la solera superior se debe colocar siempre, porque garantiza la unión de todo el sistema de entramado y a la vez asegura una mayor resistencia a la flexión para recibir la carga de cualquier elemento que se apo- YC' entre los pies derechos.

* Todas las piezas que constituyen el entramado, excepto

las diagonales. debier an ser de una misma escuadría, lo que permite un aprovechamiento máximo del material.

* Todas las piezas deben ser cepilladas por sus cuatro ca-

ras para garantil.ar exactitud dimensional , facilitar su m anejo durante el período de construcción y lograr uniones bien ajustadas. Además, obtener paramentos aplomados para colocar los revestimientos.

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(fig. 22).

12

ENTRAMADO VERTICAL

DETALLE 1 CARGA SOBRE PIE DERECHO

La solera superior debe unirse sobre un pie derecho sujeta con dos clavos lancero. La junta de la sobresolera debe desfasarse un módulo de pies derechos. Ambas se clavarán entre sí, cada 30 cm. (Fig. 23 a).

Cuando la sobre solera está some-

tida a flexión, debido a cargas des- centradas, se hace necesario clavar las dos soleras a una distancia no mayor de 15cm. y en forma alternada, para que se transforme en un elemento solidario (Fig. 23 b). En casos de cargas muy importantes aumentar la altura de las soleras se- gún lo determine el cálculo estructural.

SOLERA

30 e¡ 30 e m. ALTERNAD

60

(Fig. 23 a)

CARGA DESCENTRADA

CLAVOS c/15

(Fig. 23 b)

PIE DERECHO

ALTERNADOS

Cuando los pies derechos van colocados sobre la solera, éstos se cla- \tan de "lancero" con un ángulo de aprox. 30". (Detalle 2-B. Fig. 24), a no ser que el entramado se arme antes de montarlo, en cuyo caso se clavan por cabeza.

Cuando se prevén dos soleras, in-

ferior y base, el entramado se coloca armado sobre ésta, la que hace la función de guía y nivelador. Los pies derechos se unen a la inferior con clavos de cabeza y ambas soleras se unen entre sí con 4 clavos alternados entre pies derechos. (Detalle 2-B. Fig. 24).

DETALLE 2 -A SOLERA INFERIOR PASADA

P 1 E DERECHO

CLAVOS

1/3 '•"titucl

chl elevo SOLERA

2-8: DOBLE SOL ERA

PIE DERECHO

SOLERA aASE (fig. 24).

13

DETALLE 3

DETALLE 5

DIAGONAL

DETALLE 6

DIAGONAL

DIAGONAL

3 CLAVO S

PIE DERECHO

DETALLE 4

(Fig. 25).

REBAJE

PIE DERECHO

(Fig. 26).

DIAGONAl

PIE DERECHO

(Fig. 271.

FORMAS DE ARRIOSTRAMIENTOS MAS COMUNES

- Los pies derechos deben ser de una .sola pieza para una

buena transmisión de las cargas que someten a la compresión. Al ser cortados, como tradicionalmente ocurre en el cruce de diagonales de la misma es- cuadría que ellos, se producen desplazamientos con los esfuerzos sísmicos en el encuentro de estos dos elementos. Estos arriostramientos trabajan a la compresión y tracción, por lo cual los diagonales nunca deben ser cortados. Para evitar el efecto de pandeo, debe cruzar a lo menos dos pies derechos. Las piezas más comunes usadas para arriostrar con diagonales son 20 x 90 mm. y 20 x 140m. Encastradas y clavadas a soleras (Fig. 25), pies derechos (Fig. 26). Cuando se usá en "M" se ejecuta como se muestra en la Fig. 27.

OTRAS FORMAS DE ARRIOSTRAR LOS MUROS SON: - Mediante un revestimiento rígido que cubra la totali-

dad de la superficie exterior de la edificación, excepto vanos. Este revestimiento puede consistir en una placa estructural de madera (contrachapados o de partícu- las), cuyo espesor se determinará según ·las solicita- : ciones de los empujes laterales. Este espesor fluctúa entre 10 y 18 mm., siendo el más frecuente de 12 mm . Estas placas deben ser clavadas en una distancia de 10 mm. a 200 mm. en los bordes y de 400 mm. a 500 mm. en los puntos céntricos. Esto debe ser respaldado con un cálculo estructural en cada caso un entablado en diagonal u horizontal que servirá de base para el revestimiento definitivo exterior. (Fig. 15).

- Para que este entablado cumpla su función arriostran-

te, es necesario que las tablas posean un espesor y ancho mínimos y, además, deben ser clavadas con dos clavos en cada pie derecho colocados verticales a la mayor distancia posible . Las dimensiones mínimas recomendadas son 20 mm. x 140 mm . para la tabla y una separación de los clavos de 120 mm.

14

FORMACION DE VANOS

En un sistema constructivo de entra m ado en madera modulado a una distancia determinada de pies derechos, es conveniente que todos los vanos sean diseñados adapta- dos a estas distancias (Fig. 28). Si esto no es posible, se requiere intercalar a un lado un pie derecho que no se mantiene dentro de la modulación propuesta (Fig. 29).

En todo vano de ancho mayor a 80 cms. ambas soleras

superiores deben ser reforzadas conformando un dintel, debido a las cargas adicionales provenientes de cielos , techumbres y cubierta que están accionando en ese tra. mo. En general los dinteles de puertas y ventanas siguen las mismas formaciones.

DETALLE 7 A

(fig. 28).

(fig. 29).

SOLER A

DINTELES

En vanos de puertas entre 0.60

y 0.80 m. de ancho, el dintel debe afianzarse con dos clavos colocados por cabeza (Fig. 28).

En luces mayores de 0.80 m. es necesario aumentar la sección y mejorar el apoyo del dintel. Con esta finalidad se colocan jambas de las mismas dimensiones de los pies derechos, a ambos lados del vano. Estas transmiten las cargas del dintel a la solera inferior. (Fig. 29).

7C DINTEL MACIZO

SOaRESOLERA

OLERA SUP.

JAMBAS

(Fig. 30).

m===Piua para altura

JAMBA----'

PIE DERECHO

Se recomienda intercalar refuerzos de diferentes alturas se. gún la luz. La conformación de dinteles sobre 80 cm. se indica en las Figs. 30 a 32.

De 0.80 a 1.00 m. 2 piezas de 45 x 90 mm. De 1.00 a 1.30 m. 2 piezas de 45 x 140 mm. De 1.30 a 1.60 m. 2 piezas de 45 x 180 mm.

Para mayores luces debe calcularse.

15

80

=

-

J

ANCHO: HASTA 100 cm.

(fig. 34).

8E DINTEL

=

F=

f-

REFUERZOS

ANCHO: MAS DE 100 cm. (Fig. 351.

DETALLE 8 A

PUNTAL

Corte A -A

(fig. 31).

88

Pu-NTAL

Corte B-B

Otras formas de estructurar los dinteles se indican en las Figs. 31 y 32, dependiendo de la fenestra- ción que acojan y sus luces.

ALFEIZARES

Como se ha indicado, la forma- ción del dintel en vanos para ventanas se ejecuta en forma similar. al de las puertas. A medida que: aumenta la lu1. del vano, es necesario refor1.ar además el alféizar.

Las jambas, que_ sirven de apo-·

yo al dintel, deben ser de una sola pieza hasta la solera inferior, sin ser cortada a la altura del al : féizar (Fig. 34).

En los esquemas se muestran:

algunas variables para una: buena solución constructiva de' vanos de ventanas (Figs. 33 a 35).

a e

ANCHO:HASTA 80cm.

(Fig. 331.

15.

El encuentro entre dos o más tabiques debe satisfacer las siguientes necesidades y exigencias:

• Permitir una adecuada unión clavada entre entrama-

dos que se cruzan o encuentran. • Lograr una base óptima para el encuentro de los reves-

timientos interiores y exteriores y permitir el clavado o pegado de ellos.

* Lograr una resistencia adecuada a las solicitaciones a soportar, con un mínimo de madera y en lo posible con piezas de la misma escuadría de los pies derechos.

TACOS

PI S DERECHOS

llEV. INTERIOR

ENCUENTROS ENTRE

TABIQUES

ESQUINAS

Se denominan también encuentros en "ELE". La solu-

ción más corriente es la indicada en la Fig. 36. En el nudo de la Fig. 37 permite un clavado más directo entre los pies derechos de ambos tabiques. además la disposición de la Fig. 38 da más apoyo al re<:ubrimiento interior .

(fig. 36). (fig. 37). (fig. 38).

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1 1

ENCUENTROS

En los encuentros en "T" es necesario duplicar ,los pies derechos y colo- carlos con una separación adecuada para poder darle sustento al forro interior en todo el alto o colocar cadenetas y suples.

Existen tres soluciones típicas. La de Fig. 39 se ejecuta colocando un pie derecho suplementario o aprovechando la unión de dos paneles. Es la más recomendable estructuralmente pues Jos empujes los reciben ambos elementos verticales en todo el alto.

E CUENTROS EN "TE"

. r.

'r

(Fig. 39).

(fig. 41).

(Fig. 40).

Cuando un tabique remata en "T'' en un punto intermedio de la modulación de los pies derechos del otro tabique, el primero se puede unir clavándolo a las cadenetas (Fig. 40). Para lograr un buen afianzamiento del forro interior en "todo el alto es conveniente intercalar una pieza de mayor espesor que el tabique (Fig. 41) y rebajar el transversal.

18

:

AMARRE INFERIOR TABIQUE

SOBRECIMIENTOS CORRIDO YRADIER

Es necesario asegurar una adecuada fi- jación de la solera inferior al sobrecimien- to por medio de anclajes, pernos, espárra - gos, clavos tipo hilti, etc. Incorporar una barrera impermeable entre la solera y el hormigón que evite el contacto de la madera con la humedad, que puede aflorar por capilaridad.

La forma de proteger la solera de la humedad a la penetración de agua lluvia se puede efectuar por los siguientes métodos.

SeÍlado por medio de la continuación de la barrera de humedad y revestimiento más abajo que el sobrecimiento. En caso de ser madera debe formar corta gotera . (Fig. 43).

Desplazando hacia el exterior la solera, m ínimo 1cm. y pasar igual cantidad el revestimiento. (Fig. 44).

Si no puede ser despla1.ada la solera del eje, deberá colocarse un forro metálico inoxidable entre la barrera de humedad y solera. En este caso, el revestimiento si es de madera debe formar cortagotera a 10 mm . antes del forro, terminando las tablas con corte a 45'' hacia el interior y la barre-

PIES DERECHOS

SOL ERA INF.

BARRERA CONTRA HUMEDAD IIEitNOS

Fe. ANCLAJE CLAVOS HILTI

RADIER

ARENA

RELLENO

-----TERRENO

ra de humedad del tabique descargar sobre el forro.

FUNDACION HOMIGON (fig.42). NATURAL

(fig. 43).

Bl 1--+7-- . ·i.cP .· '

(fig. 44).

BARRERA

BOTAGUA (Fig. 45).

DO .. ··¡' .· .o.

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CON SOLERA AL PLOMO DEL SOBRECI M 1 ENTO

CON SOLERA DESPLAZAD MIN. 1 cm.

CON lENTO REBAJADO

18

Y ':-:• ·.·... : ··

SOBRECIMIENTOS CORRIDO Y ENVIGADO DE PISO

El envigado de piso debe ir sobrc una solera base protegida por una barrera de humedad y no :J.poyado directa - mente en el hormigón. Las cabe1-as dc las vigas de piso de- b<-n quedar cubiertas hacia cl exterior para evitar el contacto con la humedad (F'i.!!. 46).

La solera inferior del entramado se apoya sobre las vigas de piso y la tapa exterior . Al usarse pino radiata debe ser impregnado a presión y vacío.

FRI-SO

P 1 E DERECHO

SOl ERA 1 NF. TABI O U E

... Fe ANCLAJE

VIGA PISO

_ ....:...,_ FUNDACION CORRIDA

(fig. 46).

En las Figs. 47 a 49 se indican las diferentes soluciones segun la ubicación de la solcra basc con respecto a l sobrecimiento.

(Fig. 47).

(fig. 48).

1 ¡f_'

(Fig. 49).

TRANSVERSAL

-cfi'J::.:_o ···ro ;! :·F o

·... • .'·'8 ·· _·.; , · . ' ·. o·:

2 S mm.

FORRO

o . ·.··..

V

19

POYOS Y ENVIGADOS DE PISO

En el caso de apoyos individuales, la estructura de piso consta normalmente de maestras espaciadas y un entramado horizontal de vigas que soportan el pavimento o su base. Para lograr un apoyo adecuado para la solera y el pavimento se requiere duplicar las vigas en el borde.

En la Fig. 50 se muestra la solución de viga maestra

sobre poyo, envigado y tabique colocado antes del entablado de piso.

En la Fig. 51 es un sistema de vigas espaciadas+ /-150 cm. y piso de 45 mm de espesor.

En la Fig. 52 igual sistema, pero con un poyo desplazado

hacia el interior. Esta solución alivian a perceptualmente la edificación, favorece la resistencia del envigado y protege al poyo de la humedad.

TRANSVERSAL TRANSVERSAL

CADENETA

(Fig. 50).

EJE DE FUNDACION

(Fig. 51). EJE DE 1 FUNDACION (Fig. 52).

El sistema plataforma coloca el entablado de piso, generalmente base de otro más fino antes del tabique. De-

ben tomarse precauciones para proteger de la humedad las vigas maestras (Fig. 53).

DO B L E V 1 G A M A E S T R A

CADENETA

HUMEDAD

POYO

(fig. 53).

20

AMARRA INFERIOR DE TABIQUES INTERIORES El sistema plataforma en que el entablado que cubre la de tabiques, es necesario producir un adecuado apoyo pa-

totalidad del piso, en zonas y/o períodos de lluvia, sólo es ra el pavimento. aplicable cuando posteriormente éste se recubre con un Con esta finalidad hay que separar el envigado doble pavimento de terminación. que va bajo la solera inferior de manera que sobresalgan

Si el entablado se coloca una vez armado el entramado 20 mm. para clavar la tabla (Fig. 56). En caso de ser paralelo se colocan cadenetas.

TABIQUE PARALELO AL ENVIGADO

PIE DERECHO éNTAilADO PISO

-

()O& LE V 10 A PISO

SOLERA INF.

SOtERA INf.

\.----VIGA MAESTRA (fig. 54).

En la Fig. 54 se indica la forma de colocar los tabiques

interiores; cuando éstos son perpendiculares a las maestras se debe duplicar las vigas de piso.

La Fig. 55 muestra cuando el tabique es perpendicular a éste y no cae sobre una maestra. En este caso se colocan vigas suplementarias al centro de las normales entre maestras.

TABIQUE

PERPENDICULAR AL ENVIGADO

PU DUfCHO

SOLERA INFERIOR DE

SOUIA INFUIOI ----'

(fig. 55). VIGA IUFUUZO

VIGA PISO - - ---'

(fig. 56).

21

AMARRE SUPERIOR TABIQUE

Además de la adecuada estructuración de l a construcción y de la e.iecu . ción correcta de los encuentros entre tabiques y sus elementos componen. tes, es necesario desarrollar una adecuada amarra superior <ie todos los entramados . Esta función la cumple la sobrcsolera ( Fig. 57>. Para que ambas soleras trabajen solidariamente se requicre que sus uniones no coincidan, sino que se traslapen a lo menos 30 e m. y adcm ás. ambas estén perfectamente clavadas entre si. ( Fig . .'">8> .

En las Figs. 59 al 61 se indican las trabas que deben seguir las soleras para lograr un sistema estructural unitario .

!Fig. 571.

SOLERA AMARRE

SOLERA SUP.

(fig. 58).

PIE DERECHO

ENCUENTRO

(fig. 59).

(Fig. 60).

INTERMEDIO

(fig. 61). ENCUENTRO EN CRUZ

ENCUENTRO ESQUINA ENCUENTRO EN TE

Una ve¿ colocada la s0bresolera, termina la etapa de armado de los entra mados verticales y la construcción está en condiciones de recibir los enviga dos de ciclo, entramados de pisos. tijerales o cerchas. Este sistema que va a ser apoyado sobrc los tabiques debe mantener. en lo posible, la misma modulación de los pies derechos para lograr una perfecta trans. misión de cargas verticales hacia las fundaciones.

Estos entramados horizon ales y de techumbre se explicaran en extenso en otros cuadernos.

22

VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL SISTEMA DE ENTRAMADO(*)

CUALIDADES

"El sistema entramado puede ofrecer más ventajas que desventajas, especialmente si se trata de construcción de viviendas . Estas pueden resumirse como sigue:

1. Mejores propiedades de aislamiento que incre-

mentan el confort y que por lo general permiten prescindir de métodos de acondicionamiento mecánico.

2. Gran flexibilidad en el diseño, adaptándose a cualquier tipología arquitectónica aplicando criterios de coordinación dimensional.

3. Alta productividad en la mano de obra, tanto en la etapa de fabricación como de erección.

4. Bajo nivel de mecanización, tanto para la fabri- cación como para el montaje de componentes.

5. Métodos de unión sencillos y baratos, especialmente cuando se generaliza el uso de clavos.

6. La mayoría del trabajo es en "seco", tanto en planta como en la obra, lo cual independiza la construcción de la estación climática.

7. Es un sistema que ofrece grandes facilidades de prefabricación, con posibilidades de aplicar diferentes niveles de complejidad.

8. Buena durabilidad, si se tiene en cuenta aspectos de protección por diseño.

9. El tiempo de construcción es mucho más rápi- do. La estructura puede ser fabricada y erigida en un lapso máximo de una semana, lo cual hace posible que la vivienda esté lista para ser ocupada en no más de ocho semanas, a diferen. cia de los 6 ó 9 meses necesarios para construc- ción tradicional.

10. La posibilidad de ocupaci-ón más temprana hace posible reducir los gastos de administración y financiación, recuperar la inversión inicial más rápidamente y pagar en total menores in- tereses.

*METTEM, CHRIS, Folletos Trada. Inglaterra.

11. Salvo algunas operaciones específicas, la prác- tica ha demostrado que se requiere mano de obra sin mayor calificación durante la secuencia de fabricación y montaje, lo que lo convierte en un sistema apropiado para regiones con exceso de m ano de obra no calificada.

12. Este tipo de sistema utiliza por lo general elementos con secciones y longitudes cortas, lo cual lo convierte en un sistema ideal para luga. res donde la madera no se encuentra disponible en grandes dimensiones.

13. La versatilidad de la construcción hace posible que los tabiques internos puedan ser removidos y cambiados de lugar, en razón de las necesidades funcionales y arquitectónicas de los usuarios.

DESVENTAJAS Existen, sin embargo, algunas desventajas en el uso de este sistema estructural:

1. Dadas las características del sistema se requiere gran cantidad de buenos detalles constructivos para asegurar un adecuado comportamiento en la construcción.

2. Considerando que el sistema entramado consiste en la interconexión de muchas piezas relativamente pequeñas , se puede esperar que exis- tan más problemas por variación dimensional de los componentes.

3. Sin una fabricación estandarizada y sin la apli- cación de coordinación modular, es más pro- bable un mayor desperdicio que con otros sistemas, debido a la mayor cantidad de piezas pe- queñas que hay que organizar.

23

GUZMAN, Euclides;

BONHOMME, Santiago;

WILSON, R.J.;

ROBLES, Feo.;

INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION

K.H.GÓTZ, D. HOOR K.MÓHLER,J.NATTERER

METTEM, CHRIS'

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Folletos TRADA, Inglaterra.

--

.l . L- -·.

'l_ '

Corte vivienda ststema de entramaao exterior y ptlar-vtga tntertor.

24

EDIFICACIDN EN MADERA

UNIVERS 1 DAD DEL 810- BIO 24

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Editado por Universidad del Biobío Avda. Collao 1202-Casilla 5-C- Fono 238984 (288)- Concepción -Chile

1987

1

INDICE

INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .

Pág. 27

LA TEJUELA . ..... . .. ... .. . . . ................ . .......... ............... 29 Elaboración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 29

DETALLES DE CONSTRUCCION EN CUBIERTAS. . .... . .. ... . . . ...... 32 Pendientes de la cubierta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Colocación de la tejuela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 32 Sustentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . 33 Fijación de la tejuela . ... .. .. . .... .......... . .. .... . . . . .'.. . ... . .... . . 34 Protectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 34 Proceso de colocación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 35 Encuentros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Encuentros de la cubierta con paramentos vertica les . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Aleros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 39 Aberturas en la cubierta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 40

REVESTIMIENTOS VER TICALES EXTERIORES ......... . .... .. . : . . . . 41 Métodos de colocación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Solución de esquina s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Encuentros con puertas y ventanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

REVESTIMIENTOS DE MUROS INTERIORES Y PANELES 44

DE DECORACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 MANTENCION DE LA CUBIERTA .. ............ . . ... ............ ..... . . 47 BIBLIOGR AFIA .. . . . ......... ........... .. ...... . . .. .. . . .. ...... ....... . . 48

UNIVERSIDAD DEL BIOBIO- l CUADERNOS DE EDIFICACION EN MADERA

7+-Jr

AUTOR DEL PRESENTE NUMERO: Arquitecto Genirdo Saelzer Fuica, Investigador de CEDAC.

DIRECTOR: Arquitecto Hoberto Goycoolea Infante, Director Centro de De- sarrollo en Arquitectura y Construcc ión; SUBDIRECTOR: Arquitecto Ri- cardo Hempel Holzapfel, docente Facultad de Arquitectura y Constru cción COMITE ASESOR: Departamento de Edificación y Estructuras, Facult ad de Arquitectura y Construcción, Arquitecto Gerardo Valverde Vildósola, Ar- quitecto Ricardo Hempel Holzapfel; Departamento de Educación y Hum an i- dades, Facultad de Ciencias y Humanidades, docente Margar ita Gatica Villarroel; Centro de Desarrollo en Industrias Forestales (CEDIF). Inge- niero Foresta l Carlos Ilabaca Ugarte; Centro de Desarrollo en Arquit.ectur<l y Construcción (CEDAC), Arquitecto Roberto Goycoolea Infante. DIAGRA- MACION: CEDAC . IMPRESION: Editora Aníbal Pinto S.A.

28

INTRODUCCION

F.l empleo de la madera en la cons- trucción corresponde al más antiguo sistema constructivo del hombre. En Chile, hasta hoy es fácil recono-

Cubiertas con troncos o rollizos de media sección, acanala da , colocados alternados, uno hacia arriba y otros hacia abajo, forman do una especie de gran tejado (figs. 1y 2). En nuestro país aún se encuentran ejemplos en las regiones del sur y en los faldeos cordilleranos .

cer zonas, principa lmentE' la s regiones del sur, en que el uso de la madera es intensivo. En estas áreas geográf icas el uso de la tejuela ha creado una fuerte tr adición ar- quitectónica y constructiva, exten- diéndose a otras regiones e incluso siendo im itada en su expresión formal por mate riales artificiales, tales como : el asbesto cemento, metal estampad o y plástico.

El presente documento explica y muestra gráficamente los principa - les sistemas de colocación y los deta lles típicos relativos al empleo de la tejuela, tanto en cubiertas como en revestimientos de paramentos.

Ello será útil a arquitectos. constructores , carpin teros y autocons- tructores, para guiar la correcta aplicación de este material.

Las soluciones presentadas y las recomendac iones que se formulan corresponden a métodos constru cti - vos de nuestro país y son una respuesta adecuada a las condiciones climá ticas . No se presenta estudio algu no relacionad o con costos ni con conveniencias de empleo de la tejuela en determinado s casos y circunstancias. Estas variables deben ser resueltas por Jos profesionales de la constru cción.

La variedad de formas. dimen - siones y espesores como las distintas calidades de maderas usadas en las teju elas es otro factor de decisión de Jos interesados . Las soluci ones indicadas. en general. no varían la esen - cia de las recome nd aciones ni de los detalles ilustrados con la s difcrentt'S clases de madera.

Antes del empleo de la tejuela de madera, el hombre desarrolló otros tipos de eu bierta s en base a este m a - terial. de modo más primitivo y propio de la tcconología qu e se maneja- b<l en esos tiempos.

Esas formas y técnicas son pre- cursoras de la tejuela que devino posteriormentf.'. Entre E'llas se pueden citar:

27

1

Cubiertas de tablas yjo tablones, sean colocados simplem ente adosados o bien formando tin gla dos o traslapos . Esta soluci ón rústica es usada en construcciones a dieion a les o en wnas poco 11uviosas ( fig. 3).

Sll"'PLEMENTE ADOSADA

HORIZONTAL

VE R TI CAL

MACHIEMBRADA TRASLAPAO .A

Como contrapunto entre estas soluciones primitivas y la actua l tej uela en uso en Chile, se puede destacar una teja de madera , desarrollad a en Nueva Zelandia, elaborada industrialmente con un alto grado de calidad y tecnología, aún no conoci d a en nuestro p aís (figs. 4 y 5) .

PERFORACIONES PARA CLAVOS

n - a

COST ANERA

CANA L ES DE AGUA

Fig. 5

30

LA TEJUELA

La tejuela o tejamil es una tablilla plana, de sec- ción transversal, rectangular , de med idas variables entre 10 a 15 mm. de ancho y largo promedio de 600 mm. Su espesor fluctúa entre 8 a 12 mm. y, en general, sus dimensiones dependen del fabricante y de la especie maderera en que está elaborada . Se coloca en corridas sobrepuestas , sin traslapo lateral, formando una suerte de escamas de pescado.

Las especies madereras más usadas son: alerce, coigüe y canelo ; pero no caben dudas que el alerce, por su resistencia a la intemperie, su densidad y su fibra, es la m adera tradicional y de mayor calidad para la fabricación de tejuelas.

En Nueva Zelandia se usa te.iuela de pino radiata con un tratamiento especial. Este tipo se encuentra en experimentación en la Uni versidad editora.

ELABORACION

Se conocen tres formas de fabrica r las tejuelas en Chi- le:

Artesanal o rústica: Se obtiene al rajar manual - mente trozos de madera con hacha o machete, en sentido de la fibra de la madera. El producto es una tejuela de superficies irregulares que sigue la dirección de las fibras sin cortarlas, lo que facilita el escurrimiento de las aguas. Aserrada: Las tejuelas de este tipo se obtienen mediante cortes de sierra de una tabla trotada de la

longitud desead a . El aserra d o se hace en forma radial a los anillos de crecimiento. Existen varias técnicas de corte : un a de ellas es la indicada en la fig. 6. Las tejuelas obtenidas son lisas y conviene rasguñar sus caras para mejorar su cualidad frente al escurrimiento de las aguas; las ma deras de coigüe y canelo son principalmente las adecu adas para este tipo de elaboración. Se fabrican tejuelas de sección longitudina 1 constante llama das rectas; o de perfil cónico, llamadas a u sadas. Esta última form a permite un mejor conta cto entre las tejuelas de cad a hila da (fig. 7).

Industrial: En países más avanzados técnicamen- te estas tejas se obtienen med iante máquinas de corte especiales para este materia l de cubierta.

FORMAS

Si bien la cabeza, extremo expuesto, de la tejuela común es rectangular, existe una va riedad de formas para dar terminación decorativa a la expresión final del tejado . El perfil del extremo del borde visible puede ser trapezoidal, redondo, triangular, cóncavo, etc. Algunas de estas figuras al reducir el ancho del extremo de la teju ela, ayu da n a evitar el alabeo o torcedura de la zona expu esta (fig. 7).

FORMA DE ASE RRADO

DIFERENTES TIPOS DE

PERFILA DOS

Fig. 7

TRAPEZOIDAL BELLOTA FLECHA CUADRADA ESCALA

Af-USADA RECTA DIAGONAL CONCAVA DIAMANTE REDONDA AGUZADA

29

1

ZONA CLIMATICO- HABITAClONAl Humedad de equilibrio

PROMEDIO ANUAL

NI : Norte litoral

1-4 % Nd : Norte desértico 7%

Nvt : Norte valle transversal 15%

Cl : Centro 1 i toral 15 %

Cvl : Centro valle long itudina 1 15 %

SI : Sur 1 itora 1 18%

Svi : Sur verle longitudinal 18 %

Se : Sur extremo 18 % Fig. 9

SECADO

La madera cuando se seca tiende a un equilibrio entre su contenido de hum edad y aquélla del medio am- bien te, debido a su condición de material orgánico higroscópico. En consecuencia es importante que al colocar las tejuelas en un lugar dado, estén con el porcentaje de humedad próximo al del ambiente, para evitar rajaduras yjo alabeos por tensiones internas producidas al absorber o al elimin ar agua (fig. 8).

Esta humedad se denomina de equilibrio.

lOO

90

80

70

* < 60 > ..... <C( 50 w a.:

40 o <C(

El gráfico de la fig. 8 muestra las curvas que señalan el porcentaje de humedad que debe tener la madera para estar en equilibrio higroscópico con el aire, en función de la tem pera- tura y estado higrométr ico de éste.

La tabl a de la fig. 9 indica la humedad de equilibrio de las zonas cli- máticas en Chile, definidas en la NCh 1079, o sea el porcentaje de agua contenida en la m adera con la cual logra su estabilid ad dimensional.

Antes de colocar la te.iuela en obra es conveniente almacenar la bajo cubierta aproximadamente 15 a 20 días p ara lograr la humed a d de equilibrio.

El secado de la tejuela normalmente es realizado al aire. Sin embargo, especialmente en la tejuela aserrada, es conveniente ejecutarlo mediante procesos industriales como el presecado en ambiente contro- lado y el secado en horno. Cual- quiera sea el método a usar se debe tener especial cuida do con la intensidad de secado, para evitar una desi- gualdad pronunciada en el contenido de humedad de las capa s externas con el centro de la pieza , evitando que esta diferencia, llamada gra - diente, pueda contribuir a la apari- ción de defectos en la tejuela tales como agrietamiento yjo alabeo.

e JO w

::;)

J: 20

lO

o 10

20 JO 40 50 60

TEMPERATURA

Fig. 8

70 80 90 C 0

30

PRESERVACION

La madera debe ser protegida de la humedad, de la formación de hongos y del ataque de insectos y otros organismos. Para esto es necesario aplicar algún tratamiento de preservación especialmente a aquellas especies madereras blandas usadas como tejuelas.

Los preservantes hacen más resistentes la madera mediante la incorporación de productos químicos, tóxi- cos o repelentes a los agentes biológicos. El éxito de un tratamiento está en relación directa con el grado de pe- netración de estos productos en la madera, clasificán- dose estos métodos en: con presión y sin presión .

Para la preservación de la tejuela, una vez elabo- radas se puede usar el método sin presión: como la in- mersión prolongada (fig. lOa); o bien el doble baño

METODO lNMERS!ON

TEJUElAS

SECADO

La impregnación al vacío y presión es 1,1no de los métodos con presión que se aplican a las tejuelas de maderas blandas (coníferas) (fig, lOe).

Los tipos de preservantes más usados son: los cre- sotados, los solubles en líquidos orgánicos y los hidro- solubles . Cualquiera de éstos es recomendable para el tratamiento de las tejuelas.

portante como el de su composición química . Uno de buena calidad mal aplicado puede ser menos eficaz que otro de menor calidad, ejecutado en forma correc-

PRESERVANTE CAL IENTE T o 90°C

FRIO- NATURAL

SECADO

SIN PRES ION

En nuestro país, la tejuela de alerce, especie ópti- ma para este uso, generalmente no lleva ningún trata - miento. Sin embargo, es conveniente darle protección contra los agentes biológicos .

Otra preservacwn conveniente es el tr atam iento con retardadores del incendio mediant e pinta do o in - mersión en líquidos intumecentes . Existen dos tipos, los superficiales y los aplicados a presión.

Estas pinturas o soluciones ignífugas al contacto con el fuego forman una capa intumecente, microporo - sa, de varios centímetros de espesor que es aislante de la temperatura. El uso de ellas es recomendable en cubi ertas de edificios públicos o conjuntos continuos .

METODO CALIENTE - FRIO

CON PRESION

SECADO

M ETOD O VAtlO- RRE.SION Fig. 10

31

E

DETALLES DE CONSTRUCCION EN CUBIERTAS

1 _ G_E_N_E_R_A_L-ID_A_D_E_S

C_O_L_O_C_A_C_IO N_D_E L_A__TEJUE_L_A

Se llama "cubierta " al revestimiento exterior de la techumbre de un edificio que lo protege de los agentes climáticos y atm osféricos.

La techumbre corresponde a la estructura superior de un edificio. Debe ser capaz de sostener y tra ns- ferir las cargas de la cubierta para resistir y transmitir los esfuerzos de viento, nieve y sobrecargas, a la estructura resistente vertical, la que a su vellas trans- mitirá a las fundaciones y, por último , al terreno.

PENDIENTES DE LA CUBIERTA

Las cubiertas de tejuelas están constituidas por

unidad es (sin tr aslapas laterales) sobrepuestas en hiladas una sobre otra, formando de esta manera una su - perficie resistente a la penetración del agua que es- curre deslizándose sobre el plano de la cubierta. Por este motivo, cobra especial importanci a la correcta co- locación de las tejuelas y la inclinación o pendi ente proyectada de l a techumbre.

La pendiente óptima para zonas lluviosas y de fuertes vientos es 100% ó 45"; en zonas m enos riguro- sas la mínima pendiente puede llegar a 50% ó 26.50° Al margen de estos parámetr os, el arquitecto proyectista puede variar la pendiente en función de una expresión plásti ca deseada, tomando las precauciones que sean necesarias para evitar daños por filtraciones de agua, tales como el uso de fieltro bajo cada hil ad a de tejuela.

Es necesario considerar que al colocar la tejuela, ésta queda con menor pendiente que la estructura de techumbre que la sustenta, debido a la superposición de elementos (fig. 11) .

32

La cubier ta de tejuela s, en cualquier sección trans- vers al, tendrá tres unidades superpu estas, evitando de esa manera la penetra ción de agua por las junt as laterales.

TRASLAPOS La parte expuesta a la intemperie es aproximada-

mente un tercio de la longitud total de la tejuela. Para determinar con exactitud esta medida, se aplica la ecuación:

_ . . Largo de la tejuela -(50 mm.)

XPOSIC!On = 3 Los 50 mm. representan la distancia necesa ria pa-

ra proteger los clavos de la hilada inferior por la superior, por ejemplo, aplicando esta fórmula a una tejuela de 600 mm. la franja de exposición es de 183 mm. (fig. 12). JUNTAS LATERALES

Las variaciones dimensionales de la mad era, en especial en el sentido perpendicular a la fibra, obliga a mantener un a separación de tejuelas contigua s entre 6 a 10 mm. P ara regular este distanciamiento es reco- m endable usar como plantilla una guía rígida del espesor elegido.

Las junt as laterales de una hilada respecto de las dos siguiente s no deben coincidir : se desfasarán lateralmente un tercio del ancho de la tejuela aproxim ada- m ente. La distancia entre las aristas de tejuelas superpuestas no será m enos de 25 m m. El clavo necesita quedar a 15 mm . como mínimo del borde de la tejuela y estar cubierto lateralmente en 10 mm. por la parte superior de la tejuela (fig. 12) .

SUSTENTACION

Base costaneras: Son piezas de maderas ubicadas sobre la estructura de la techumbre, a una distancia aproximada de un tercio de la longitud de la tejuela, equivalente a la parte expuesta, salvo las dos inferiores que van más juntas, para permitir la colocación del tapacá n. La sección de estas costaneras varía dependiendo de la distancia entre apoyos; pero en todo caso la superficie de asentamiento de la tejuela no debe ser inferior a 30 mm. Si el entretecho está ventilado, esta forma de sustentación permite la aireación inferior de las tejuelas, lo que evita la permanencia de humedad en la cara inferior de ellas. Si no hay ventilación, se recomienda colocar una membrana hídrica: fieltro asfáltico, por ejemplo, entre tejuelas y costanera.

FIELTRO

CLAVO

COSTANERA

TA

largo tejuela -50 mm a= ------ 3--------

a:::. , de la longitud

Fig. 13

FIELTRO

Fig. 15

Base de placa: Existen dos maneras de conformar este tipo de sustenta - ción, mediante entablados o por plancha s de madera s reconstituidas. Esta placa además de ser base de la cubierta , pued e tener una función estructural si el proyectista así lo determina. Las plan cha s más usadas son las contr achapadas y últimamente las maderas de partículas de alta densidad.

La colocación de las tejuelas en el caso de la base de placa tiene dos va-

riantes de ejecución:

1. Clavar la tejuela directamente a la placa con una barrera de humedad bajo ellas (fig. 15).

2. Colocar sobre la plac a con una barrera dE:' humedad un Iistoneado de 35x50 mm. y luego e·lavar l a tejuela. Es·pnsible ventilar transversal - m ente el espacio entre listones por lns aleros l n lerales (fig. 16 ).

Existe una solución mixta, muy usada en climas de fuertes temperatu - ras extremas o cuando el espacio interior habitable tiene cielo inclinado siguiendo la pendiente de la techumbre. Esta solución consiste en un doble entramado de madera, costaneras y listones sobre la placa base, proporciona una buena aireación de la cubierta por el espacio entre listones y/o costaneras. Además permite obtener un espacio mayor para la colocación de la aislación térmica entre la cubierta y el cielo. Ellistoneado se clava a la placa en el sentido de la pendiente, con la altura suficiente para incluir la so- lución térmica deseada. La costanera , perpendicular allistoneado se clava a éste y tendrá una sección según el cálculo correspondiente a la distancia entre sus apoyos (fig. 17).

COSTANERA

PLACA

Fig. 16

33

FIJACION DE LAS TEJUELAS

La fijación de las tejuelas se hace mediante clavos

COSTANERA -------.

o corchetes (grapas) de longitud adecuada a los espesores alcanzados por la superposición de las tejuelas. Ambos fijadores deben ser resistentes a la corrosión y por lo tanto pueden ser de cobre, galvanizados, de acero inoxidable, electrogalvanizados, etc. (fig. 18).

Los clavos son de cabeza plana, diámetro de 2 mm. (calibre 14) y longitud de 52 mm. (2"). Para evitar rajaduras por clavado, se debe tomar la precaución que el clavo penetre a no menos de 15 mm. de los bordes, tanto de la tejuela a clavar como de las inferiores que reciben este clavo. La cabeza del clavo debe quedar sin reundir en la tejuela y siempre cubierta por la superiqr en 50 mm. hacia el frente y 10 mm . lateralmente (fig. 19) .

Los corchetes o grapas, aplicados con m áquina, tienen una longitud mínima del astil de 32 mm. y una corona de 10 mm . (fig. 18) y ellos deben quedar igualmente cubiertos .

CLAVO

,, 1 1 1 ¡

11 ' ' 1 1 ¡

r'1

l CORONA 1 ¡ --

l CALIBRE

, 1 LONG ITUD -+ C L AYO

CORCH E TE O GRAPA Fig. 18

Fig. 19

PROTECTORES

Se denomina protector el o los elementos que aseguran la impenetrabilidad de humedad en las cubiertas, sea en los faldones o en las aristas definidas por cambios de pendient e.

Barreras de humedad: Están constituidas princi -

palmente por fieltros asfálticos que permiten el paso del vapor interior pero impiden la penetración de aguas . En párrafos anteriores se ha descrito su coloca - ción en pendientes normales .

En cubiertas con menores pendientes que las recomendadas , el protector se coloca entre hiladas de te - juelas (fig. 20).

Hídricos: Son los protectores colocados en las aristas indicadas anteriormente . Los materiales más usados son: fierro galvaniz ado, cobre, aluminio, entre los metálicos: goma, impermeabilizantes u otros. La descripción de su ubicación y ejecución se desarrolla en el capítulo siguiente.

34

PROCESO DE COLOCACION

Se describe a continu ación el método de colocación de las tejuelas sobre costaneras, simila r al aplicado sobre ba se de placa .

EN FALDONES

Para m antener el plano de la cubierta y dar estanqueidad a esa zona , se debe tener cuida do en la ubicación de las dos primeras hilada s, como se indi ca a continuación:

Primera hilada: Colocadas las costaneras a distincia correspondiente , se clava la prim era hilad a de tejuelas, dejando sobres alir 40 mm. del tapacán para formar cortagoteras (fig. 13) . Esta hilada está formada por partes de tejuelas de un tercio de la longitud normal más 50 mm. Esta solución evita el cambio de pendiente al inicio del faldón (fig. 21).

El reemplazo de la primera hilada por un a tablilla suplementaria , como comúnmente se hace, dej a desprotegida la zona de alero o comienzo de la cubierta, por quedar con dos capas en vez de tres como es recom ndable.

Segunda hilada: Esta se forma con tejuelas de dos ter- cios de su longitud norm al más 50 mm. Se coloca sobre la hilada anterior , haciendo coincidir el extremo inferior de ellas y se clava a la primera costanera . Con la segunda hilada se inicia el desfase lateral de las juntas.

Tercera hilada: Est a lleva tejuelas de longitud completa y se sobrepone a las dos primeras en igu al forma que la anterior . Esta se clava a la segunda costanera, conservando el desfase y la separación de las ju ntas mencionadas (fig. 22).

Hiladas siguientes: La cua rta y la s restan tes h ilad as se v an colocando prev iendo que las tonas expuestas de la hi lada anterior queden de man era uniforme y alineada. Se clava siempre sólo en el pri mer tercio . En definitiva cada tejuela queda sujeta en tres costaneras por efecto de la sujeción de las corrida s superiore s.

Es recomendable usar un a regla de cor te recto para lograr un perfecto alineamiento de cada hilera ( fig. 23). En ningún caso se debe usar tiza o tierra de color para m arcar lí- neas auxiliares, y a que ello manch a las tejuela s con la lluvia.

Ultimas hiladas: Al llega r a cumbrcras. lim ahoyas o li - matesa s se deberán colocar la s tres hiladt s superpuestas y después cortarlas con serruch o o sierr a portátil. Se detalla en el punto siguiente.

2'"' HILADA

3•,. HILADA

T APACAN

Fig. 22

35

::> UNION LIMA TESA

CORTE

VIENTO Y CABALLETE

Fig. 25

EN ENCUENTROS

Caballete y lima-tesa: Son elementos de terminac ión o rem ates del ángulo convexo que forman los planos de la cubierta al cambia r de sentido.Las tejuelas de los faldones que se encuentran se prolongan hasta que se jun ten en la arista. Sobre la arista se coloca un prote ctor metálico, bajo el cual se acomoda un fieltro asfáltico. Es- te forro no se clava, sino que se sujeta con ganchos cada 0.30 m. para permitir su dilación libre (f ig, 24).

Si se desea obtener una expresión unitaria y homogénea de la cubierta, es conveniente cubrir el protector con tejuelas de un ancho mínimo de 120 mm. y superponerlas en forma alternada. El traslapo de las teju elas en caballetes y las lima-tesas se deja en sentido contrario a los vientos predom inantes (fig. 25).

En este último caso, el protector se cubrirá con doble corrida de tejuelas superpuestas y traslapadas para ambos sentidos. Ade- más, la unión longitudinal será ejecutad a con biseles alternados (fig. 26).

El vértice de la unión del caballete con lima -tesas se recomienda cubrirlo con fierro galvanizad o pa ra proteger este encuentro de la pen etración de lluvia (fig. 25) .

Fig. 26

36

Lima-hoya: Son elementos de termin ación del á ngu lo cóncavo que form a n los planos de cubierta al cambiar el sentido. Los pro. tectores para este á n gulo generalment e son metálicos sobre m embrana hídrica . En caso que se desee cubrir el ángulo con teju elas debe ocuparse goma u otro materi al simil ar. Estos elem entos tendrán un ancho mayor qu e los met álicos pa r a asegurar la im - permeabilid ad lateral.

Base de costanera: El protector que f orm a la lim a-hoya se apoya en tablas colocadas sobre la estructu ra de techumbre. El espesor de ellas debe ser inferior al de las costaneras para formar una canaleta de escurrimiento de las aguas lluvias. En este caso, las teju elas sobrepasarán 40 mm . de los bordes ha cia el eje y deberán doblar lOO mm. ba jo las tejuelas con re m ate redoblado y tom ado con ganchos a 300 mm . de distancia (fig.

i 27).

Base de placa: El protector que forma esta lima-hoya se apoya directamente sobre la base, con borde doblado hacia atrás para evitar el escurrimiento de las aguas y permitir la sujeción con ganchos de él. El ancho de la canal dependerá de la superficie de la cubierta que aporta aguas al baden y debe penetrar a lo menos 200 mm. por debajo de la tejuela .Esta medida se aumenta en f unción de la pendiente, de la superficie de los planos que forman la lima-hoy a y de los vientos predomin antes del lugar (fig. 28).

En ambos casos, sobre costanera o pla ca , se debe mantener el ángulo y el a linea miento en el corte de las teju elas (fig. 30) .

Fig. 30

37

ALTERNADAS

RA DE

Fig. 32

BASE

ENCUENTROS DE LA CUBIERTA CON PARAMENTOS VERTICALES

Los elementos que penetran o sobresalen de la cubierta como

ser chimeneas, muros, lucarnas u otros, forman ángulos que deben ser cuidadosamente solucionados (fig. 31), por medio de forros tipo "escama" o canaleta continua.

En cubierta sobre costaneras con un paramento paralelo a l a pendiente de la techumb re, como es el caso de un cortafuego, una solución es formar una canal continua que entregue el agua fuera del alero . En este caso, la canal se asienta sobre tabla y fieltro as- fáltico; los extremos de ella deben penetrar 100 mm. bajo la cubicr· ta, haciendo un doblez para evitar el escurrimiento de las aguas y fijar los ganchos. En el atra que vertical el protector debe subir a lo menos 200 mm. (fig, 32 ).

El sello entre el paramento y el forr-o es uno de los puntos mas críticos de infiltraci ón. Si es estructura de madera y revestido en madera, el metal se colocará antes del recubrimiento que se sobre- pondrá a él y lo sujetará.

Si es estuco u otro material, se recom ienda colocar un contra - forro con metal desplegado fino sobre él y estucado posteriormente (fig. 32).

Otra solución usada en encuentros de la cubierta con planos que sobresalen en cualquier sentido de la pendiente de ella, son protectores tipo escama, consisten en colocar ángulos de plancha me- tálica de 200 x 200 mm. por un largo igual al de la parte expuesta de la tejuela más 50 mm . de traslapo, intercaladas entre cada hilada de ellas (fig. 33). Las esquinas se protegen con hojalatería con doblez y soldad ura en la unión (fig. 34).

FIELT BASE PlACA O ENTABLADO

<:J'v1>- 0 "\ !> DOBLE?

38

Fig. 34

CAMBIOS DE PENDIENTES DE FALDONES

De acuerdo al diseño arquitectónico de la obra, suelen presentarse casos de cambios de pendientes entre diversas zonas de la cubierta; algunas de las soluciones más habituales para estos casos se grafican en la fig. 35.

El uso de forros metálicos o membranas evita la infiltración de aguas en los encuentros . Al sobreponer

0 CABALLETE

tejuelas sobre estos protectores, tal como se ha expli- cado en otros casos, éstos deben doblarse en sus extremos y penetrar a lo menos 100 mm. en el lado vertical y 200 mm. en el ala que sigue la inclinación de la cubierta y será necesario sujetarlos con gancho si son metálicos (fig. 35, by d). Si se desea cubrirlos con tejuelas, se recomienda usar membrana hídrica de goma u otro material similar (f ig . 35, a y e) .

@

PROTECTOR

PLACA O ENTABLADO

PROTECTOR

PLACA

O ENTABLADO

PROTECTOR

PR01ECTOR

@

Fig. 35

ALEROS

Cabe distinguir dos situaciones distintas para los aleros de un faldón : una para laterales y otra para f rontales. - En las laterales pueden darse dos alternativas de

solución:

a) Formar una canaleta de borde en plancha metáli- ca. entre las costaneras y el taparregla. Las sujeciones se hacen con ganchos como se ha descrito

LISTON DE

BORDE

TAPAREGLA

Fig. 36

en otras soluciones anteriores, tanto bajo la cubierta como en el botagua (fig. 36).

b) Prolongar en 25 mm. las tejuelas por sobre el taparregla, dejando un sello de moltoprene asfáltico en la junta entre la cubierta y el taparregla (fig. 37)-

-En caso de frontales, la solución es dejar sobresa- liente en 40 m m. las tejuelas respecto del tapacán o canal de aguas lluvias (figs. 13, 20 y 22) .

40

ABERTURA EN LA CUBIERTA

DUCTOS FRIOS Las salidas de duetos sobre el pla-

no de la cubierta, tales como: venti- laciones ambientales, de instalaciones, etc., exigen un cuidado especial para evitar infiltraciones de agua.

Una adecuada solución debe con- templar la colocación de una plancha metálica ("manta") con una perforación de mayor diámetro que el dueto de salida. A ésta se solda un anillo metálico con una pesta- ña vertical de 100 mm . para recibir sobre ella un segundo tubo que pro- tegerá el interior (fig . 38, a y b). Un casquete superior mantiene ambos duetos unidos. El sistema se corona con un sombrerete para evitar la entrada de agua.

Otra forma de manta para duetos de mayor sección es aquella formada por tronco piramidal (fig . 39).

Una solución conveniente cuando se diseña un dueto exterior de sec- ción rectangular, es la ubicación oblicua o diagonal respecto de las tejuelas para evitar la retención de mugre y facilitar el escurrimiento de agua (fig. 40) . El diseño formal de los duetos depende de la expre- sión exterior deseada, tipo de eva- luación de gases y tiraje necesario.

DUCTOS CON CALOR Sin entrar en detalles respecto de

las precauciones de aislamiento de los duetos con calor de las estructuras de madera para evitar incen- dios, materia que se tratará en otra

CASOUETE

PLANCHA BASE

(MANTA)

A -t-?f"'

Fig. 40

publicación, se puede decir que las soluciones constructivas del en - cuentro del dueto con la cubierta se resuelven en forma similar a la indicada en el párrafo anterior. Siempre en estos casos es necesario un doble dueto y "m anta" que se introduce bajo las tejuelas tal como se ha indicado. Estos conductos, en los cuales el interior lleva gases con altas temperaturas, deben permitir un tiraje de aire entre ambos o estar separa - dos convenientemente con material ignífugo y aislante. CHIMENEAS O SHAFT

En Jos casos de duetos construidos en hormi gón o albañilería, los detalles de protección son iguales que aquellas soluciones recomendadas para encuentros de paramentos ver - tica les con cubiertas (fig . 41) .

1 ¡ ------- i---

1

Fig. 41

39

REVESTIMIENTOS VERTICALES EXTERIORES

Existen dos sistemas básicos para la aplicación de tejuelas como revestimiento exterior de m uros: el sistema llamado de camada simple y el de camada doble .

SISTEMA DE CAMADA SIMPLE

Las tejuelas se colocan en forma similar a una cubierta , pero se traslapan solamente en un medio de su longitud más 50 mm. ya que los riesgos de penetración de agua son mínimos (fig. 42a).

SISTEMA DE CAMADA DOBLE

En este sistema se emplean hiladas dobles de tejuelas, las cuales se traslapan respecto de la siguiente hilada en un cuarto de su longitud más 50 mm. A su vez, existe un desface de 25 mm. entre cada corrida de tejuela de la hilada doble (fig. 42b). Este pequeño desface, que se controla y resuelve con la coloca ción de un listón de 20x100 mm., produce un efecto decorativo de luz y sombra muy marcado. La sujeción es diferente de la tradicional y se ejecuta clavando el extremo inferior, "cabeza", de cada tejuela (fig . 43 ) .

Fig. 43

FIELTRO

';, PIE DERECHO

F !ELTRO

CAMADA SIMPLE (A)

Fig. 42

Fig. 44

41

METODO DE COLOCACION

En general, en ambos sistemas de camada la base de cla\·ado puede ser listoneado o de placas, debiendo usar fieltro asfáltico bajo las tejuelas. En fig. 44 se expresa la solución típica del prim ero de ellos.

Para revestir paramentos de m uros de hormigón, albañilerí a o sim ilares, es preciso insertar o clavar listones, sujetos por métodos tradicionales y proceder de igual manera a la indicada en párrafos anteriores. Revestirlos mejora la impermeabilidad y aislación tér- mica, sobre todo si se coloca un material retardador de temperatura entre los listones; esto, al margen de lograr otra expresión plás- tica.

Un correcto proceso de colocación de tejuelas como revestimiento puede distinguir los siguientes pasos:

l. Determinar el número de hiladas de tejuelas dividiendo la altura de la pared en tramos iguales aproximados a la exposi- ción deseada. De no ser posible una cantidad exacta de hila - das, se debe variar los trasla pos uniformemente ( fig . 45) .

2. Clavar los listones de sujeción de las tejuelas en posiciones marcadas en la individualización de las hiladas (fig. 46) . Espe- cial cuidado debe existir en la colocación de listones en las esquinas de paramentos de modo que haya total coincidencia en la horizontalidad. La longitud de los clavos será la suficiente para asegurar firmemente las tejuelas a la base de apoyo . En caso de superficies lisas de apoyo de la s tejuelas -por ejemplo, en una placa de contrachapado o de madera reconsti- tuida-, no es necesario la colocación de liston es.

3. Iniciar el proceso de colocación con una media hilada de tejuelas más 50 mm. Esta se sujeta al primer listón con dos clavos cada teju ela, puestos a 25 mm. del extremo inferior; se debe dejar una separación uniforme entre tejuelas de 6 a 10 m m. (fig. 47). Si el recubri miento es interior o no recibe agua lluvia, esta distancia se puede disminuir hasta 3 mm. La segunda corrida se coloca directamente sobre la primera hilada al mismo nivel inferior que la primera. El desfase de las juntas laterales entre ambas hiladas no debe ser inferior a 25 mm.

4. Las siguientes hiladas serán simples y se colocan respetando las indicaciones de las separaciones entre tejuelas laterales de una mism a hilada y de los desfases con las juntas inferiores. Las dimensiones de los traslapos dependen del sistema elegido, sea de camada simple o doble; es decir, de media o un cuarto de largo de la tejuela, respectivamente . En general, los clavos no se deben coloc ar a menos de 15 mm. de los bordes, tanto de la tejuela a fijar como de las inferiores, para evitar rajaduras por clavado.

Se recomienda, al igual que en el caso de cubiertas , evitar el uso de tizados para marcar líneas auxiliares, y a que pueden manchar las tejuelas. Se usará alambre o listón auxilia r que permita una pareja colocación de las hilad as.

42

1 SOLUCION DE ESQUINAS

Cuando dos paramentos forman esquina, ya sean éstas convexas o cóncavas (ángulos externos o internos), se ubicará un protector entre la estructura y el revestimiento de la tejuel a.

. '

ESQUINA DE TOPE

Esquinas convexas: La solución más usual y económica para estos casos es superponer en forma alterna da las hiladas de tejuelas con el fin de proporcionar un efecto de entrelazamiento (fig. 48). Esta solución se denomina esqu ina de "tope" o "entre- lazada" e implica comenzar la colocación de la teju ela progresi- vamente desd e las esquinas, colocando alternada mente cada hilada. Los bordes de las teju elas de esquinas se emparejan con cepillo (fig. 49) .

Otra solución más estética pero menos eficiente es la esquina de "Inglete", que consiste en unir las tejuelas encontra- das por medio de un corte de 45" (fig. 51 a) .

Una tercera forma y muy adecuada en climas rigurosos, es el uso de tablas cepilladas y tratadas en forma de ángulo que se colocan sobre la esquina a la cual se atracan las tejuelas (fig. 50). En la fig. 55 se muestran las diferentes form as de remate de una esquina convexa.

1, o

Fig. 49

PROTECTOR PROTECTOR

ESQUINA DE INGLETE A 45° ESOUINA DE TOPE O ENLAZADA

ESQUINAS CON TABLAS ESGlUINERAS

ESQUINERAS

D·

Fig. 51

43

Esquinas cóncavas: Este ángulo es otro punto <'1'1- tico, por lo cu al el protector dl.'be cubrir 200m m. a ca- d a lado de la esquin a y puede ser de un solo largo o bien puede estar cortado en trows sim ilares a la tejuela . Esta últim a forma es más efectiva. pu esto que protege a cad a tejuela (fig. 52). Si es metálico se debe dobla r Pn los bordes laterales para que el agua no escurra por bajo las tejuela s.

Otra solu ción de esquin a consiste en colocar un a

?ieza de madera tratada sobre el prote ctor en el ángulo mtern o y terminar con las tejuelas eontr a ellas (fig. 53). Otra forma es entrel a1.a r las tejuela s en la esquina. si!!uiendo el mismo procedimiento que se indica para la esquina convexa (fig. 54).

ENCUENTRO CON PUERTAS Y VENTANAS (FENESTRACIONES)

Existen variadas manl.'ras dP formar l.'Ste tipo de

juntas, materi a que se tratar á con más det allr l.'n cuaderno sobre ven tana s. Aquí se mu estran las formas m ás comunes de encuent ros en revE:'sti mient o de te- j uelas .

La maner a más recomenda bl e para eludir filtra - ciones es usar un marco que sobresa lga del plomo de la s teju elas ( fig. 55). De esta manera. se puede prote - ger la unión con un forro metálico en todo el per ímetro de la fenestr ación, tanto en la parte superior e inf erior

(fig. 55 a y b ) , como en !a !ateral < fig. 57a). Al usar un marco estandar. se puede evitar la colo-

cación de un protector rr.e a:ico fig. 56a l. Sin embargo, se dificulta la imper!'!1eabilidad en el lateral, en que se debe colocar un sello de masilla o silicona (fig. 55b) . En la parte inferior se puede e\'itar l a colocaci ón de un protector metalico. dejando un cortagote ra y atrasan - do las tejuelas a la peana ( fig. 55c).

La fig. 5/b, muestra un detalle incorrecto, en que se coloca una pilastra que provocar á a corto plazo un quiebre en sentido longitudinal de las tejuelas que per- manezcan apretadas, al no permitir que éstas trabajen libremente.

INCORRECT O

44

REVESTIMIENTOS MUROS INTERIORES Y PANELES DE DECORACION

El procedimiento de colocación de estos revestimientos es simil ar al de los muros exteriores e indudablemente no se requiere de fieltros ni protectores metálicos. En ciertos casos, es posible usar tejuelas de maderas más blandas yjo de menor calidad, ya que no estan expuestas a la intemperie.

Las exigencias de separación de las tejuelas y los traslapos laterales son más flexibles que como se indicó para interiores e incluso son alte- rables según los efectos decorativos que se desea obtener. Es posible aceptar nudos y disposición irregu- lar de las fibras que puedan ayudar a la obtención de un efecto específico (figs. 58-60).

En caso de usar tejuela como revestimiento en bañ os y cocinas, se debe usar fieltros y protectores bajo ellas y en especial en las esquinas y C' ncuentros con nrtefactos (f ig. 61 ) .

Cound of Forest Industries of Brrtísh Columboa . Fig. 60 ouncíl of Forest lndustroes of Brítish Columbia. Fig. 61

45

Mediante la colocación de tejuelas en ciertos paneles interiores

o exteriores, se puede logra r efectos especiales de variadas e interesantes expresiones decorativas, ya sea por el diseño de su s extremos, por los desfaces en la colocación de las hiladas y ;o por la apli- cación de tejuelas de difentes anchos y largos (figs. 62 a 66).

Council of Forest Industries of British Columbia. Fig. 62

Council of Forest Industries of British Columbia. Fig. 65

Arquitect ura espontanea amencana.

Fig. 63 Council nf Forest Industries of British Columbia. Fig. 66

46

MANTENCION DE LA TEJUELA

Al i gual que todos los productos de madera natural, las tejuelas se deben mantener regularmente.

Una de l as accions más importantes es la limpie;,a periódica del tejado. Esta debe realilarsc con una es- coba o escobilla scmidura que permita retirar cualquier desperdicio o partícu l as acumuladas en l a superficie y en las junturas de las tejuelas.

Las figs. 67 y 68 muestran en detalle antes y des-

pu és de un a limpie;.a. Este cuidado básico es importante hacerlo periódi-

camente antes de la época de lluvias intensivas. Es conveniente humedecer las tejuelas antes del trabajo para hacerlas menos quebradizas. Los desperdicios o partículas de pol vo permiten la retención de humedad, que es el fa ctor que contribuye al crecimiento de hongos, líquenes, mu sgos, etc., los cuales reducen la vida útil de la tejuela.

Otro cuidado importante es la protección de lama- dera med iante los métodos de preservación descritos en el capítulo respectivo de este cuaderno.

Cuando la tejuela de madera es prev iamente tratada, el riesgo de pudrición disminuye considerablemente . Esto no significa que la cubierta no deba ser regularmente examinada y limpiada. Las posibilidades de pérdida de efectividad del preservante puede aparecer en algunos años, ya sea por lixiviación del producto o

por otro motivo. Si esto ocurriera, se debe aplicar en la cubierta un producto preservante similar al usado inicialmente, mediante el método de brocha, rociador u otro semej ante .

En cubierta existente con tejuelas sin tratamiento previo es posible aplicar algún protector, realizando antes una correcta limpieza de ellas. Existe un a variedad de aceites protectores que contienen aditivos antiputrefactantes yjo fungicidas que se pued e aplicar con brocha o esparcidor. Si la tejuela ha tenido un tratamiento en base a creosota, hay que usar este mismo material colocado en caliente.

En estos casos es recomendab le su aplicación ca da cierto tiempo, en lo posible una vez al año, antes de cada invierno, dependiendo de l a clase de madera u sada .

En climas secos y;o con fuertes variaciones de las temperaturas extremas es recomendable aplicar aceites protectores para evitar reseca miento, agrieta - miento y jo "acucharamiento" de las tejuelas.

En caso de tejuelas ya colocadas donde es prácti- camente imposible el reemplazo de piezas dañadas, sean por nudos faltantes, rajaduras, perforaciones, etc. En la reparac ión es recom endable se realice con productos selladores en base a caucho sintético o similar, que aseguren una buena adherencia con la madera y con el tratam iento de preservación usado para sellar esos defectos.

Red Cedar Shingles & Handsplit Shakc Bureau. Fig. 67 Red Cedar Shingles & Handsplit Shake Bureau. Fig. 68

47

r--

BIBLIOGRAFIA

BIBLIOGRAFIA

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NOMENCL ATURA CUMBRERA

LIMA HOYA

UMA TESA

TAPAREGLA

TAPACAN

ALERO LATERAL

PARAMENTO V ERTICAL

48

ENTRAMADOS HORIZONTALES

ISSN 0716 - 5536

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UNIVERSIDAD DEL 8I0-810

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Editado por Universidad del Biobío Avda .Collao 1202-Casilla 5-C- Fono 238984 (288) -Concepción -Chile

1988

INDICE

Pág.

INTRODUCCION ···································································h ············ 51 SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EN MADERA ................,. ........................... 52 NORMAS Y DEFINICIONES .................................................................................. 54 ELEMENTOS DE UN ENTRAMADO HORIZONTAL. ........................................ 55 ENTRAMADOS HORIZONTALES ........................................................................ 57 EMPALMES Y CONEXIONES ............................................................................... 62 RECOMENDACIONES GENERALES ................................................................... 65 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS. .......................................................66 VIGAS MAESTRAS. ................................................................................................. 69 REPARACION DE DEFECTOS EN ENVIGADOS ANTIGUOS ................................................................................................................. 69 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................ 72

UNIVERSIDAD DEL BIOBIO fa Jr

CUADERNOS DE EDIFICACION EN MADERA

AUTORES DEL PRESENTE NUMERO: Arquitectos Ricard o Hempel Rolzap- fel y Roberto Goycoolea Infante.

DIRECTOR: Arquitecto Roberto Goycoolea Infante. Director del Centro de De- sarrollo en Arquitectura y Construcción (CEDAC).

COMITE ASESOR: Departamento de Edificación y Estructuras , Facultad de Arquitectura y Construcción, Arquitecto Gerardo Val verde Vildósola; Direc- ción de Investigación Científica y Tecnológica. Centro de Desarrollo en Ar - quitectura y Construcción (CEDAC), Arquitecto Gerardo Saelzer r'uica; De- partamento de Educación y Humanidades , Facultad de Ciencias y Humanida- des, docente Margarita Gatica Villarroel. Asesores estructurales: Departamento de Edificación y Estructuras , Facultad de Arquitectura y Construcción, Arquitecta Cecilia Poblete Arredondo; e Inge- niero Civil William Gibson Grandela.

DIAGRAMACION: CEDAC

IMPRESION: Editora Aníbal Pinto S.A.

50

..

INTRODUCCION

El tema "Entramado Horizontal" viene a complementar los Cuadernos de Edificación en Madera publicados anteriormente, sobre todo el N° 1titulado "Entramados Verticales" . En esta ocasión, este tercer número está referido a: envigados de piso, de entrepiso y de cielo, en una construcción de estructura de madera. Se exponen aquí en forma simple y sencilla los problemas de diseño y armado que esta parte de la edifica- ción plantea. Además, se explican criterios generales para una correcta solución. Estos entramados siempre son parte de una estructura mayor con la que se interrelacionan y que determina la modulación y el distanciamiento de cada uno de sus componentes. El peso propio, las sobrecargas de uso, de nieve y de viento, y las solicitaciones sísmicas son absorbi- das por la interacción de los entramados verticales y horizontales que conforman un todo estructural, constituido por piezas que colaboran entre sí, para trasladar las cargas al terreno por intermedio de las fundaciones.

Para lograr una mayor claridad del tema propuesto se definen algunos de los términos más usados en el diseño y construcción de estas estructuras. Además se muestran los componentes de los entramados horizontales, estableciendo sus funciones y sus relaciones estructurales. Por último, se abordan las medidas de protección de ellos frente a los diversos agentes que los afectan con más frecuencia. También se ha incluido un capítulo sobre reparación de defectos en envigados antiguos.

Para profundizar en el estudio de estas materias, se incluye un lis- tado bibliográfico que permite acceder al conocimiento especializado de distintos aspectos proyectuales y de cálculo para entram ados horizontales en madera más complejos.

Cada sistema constructivo en madera genera diferentes formas de relacionar los entramados horizontales con las estructuras soportantes verticales y de éstas con las fundaciones. En general, es recomendable conectar los envigados a todo el sistema estructural por medio de uniones que garanticen la colaboración e interacción de cada parte con todo el ar- mazón.

Entre los sistemas constructivos más usuales en madera se pueden distinguir los siguientes ( Cl/ Figs. 1-8):

-Sistema americano. - Sistema plataforma. -Sistema baloon. - Sistema pilar viga.

Es posible encontrar entramados horizontales independientes, que

no forman parte del conjunto estructural y que normalmente se apoyan en estructuras de otros materiales y, en algunos casos, también de madera. Entre ellos podemos distinguir: entramados de piso en fundaciones corridas, entramados de entrepisos en estructuras macizas -de albañile- ría reforzada, armada, de adobes, de piedras, etc.- y entramados de cielo yjo entrepiso en estructuras de acero. A continuación se procede a exa- minar cada uno de los sistemas constructivos mencionados anteriormente. ( Fig. 1).

ENVIGADOS

CIELO

ENTREPISO

Fig. 1

51

SISTEMA AMERICANO

Este sistema nace con la introducción del uso del clavo en la cons- trucción en madera , hecha por los americanos en busca de simplificar el sistema tradicional que consideraba todas las uniones en base a ensambles. Este, por su simplicidad y velocidad de ejecución, pasó a ser en nuestro país y en muchos otros, el más usado. En este sistema los entre- ruados horizontales tienen sólo una función estática de transmisión de carga a los elementos verticales, no traspasan los empujes laterales por no ser planos arriostrados.

En los pisos y entre-pisos las vigas se apoyan directamente sobre la solera basal o en la sobresolera del tabique inferior, según sea el caso, lle- vando entre ellas una doble cadeneta que sirve de apoyo a las soleras, tanto inferior como superior de los tabiques. La cadeneta interna debe quedar desplazada 25 mm hacia el interior para permitir el apoyo y fija- ción del pavimento de terminación yjo del piso base, si se contempla esa alternativa de solución (Cl/Figs. 50, 51 y 52).

El sistema americano permite techar y revestir los paramentos exteriores antes de la colocación de los pavimentos. Por esta circunstancia es el más conveniente de usar en las zonas lluviosas, cuando el entablado de piso se desea dejar como definitivo. (Fig. 2).

SISTEMA PLATAFORMA

En este sistema, al igual que en el americano, los entramados hori-

zontales (envigados de piso, entrepiso o cielo) siempre van apoyados sobre soleras de amarre. La modulación de estos entramados coincide con la repartición de los pie derechos de la estructura vertical, confor. mando un todo interrelacionado. La principal diferencia con el sistema americano radica en la colocación del entablado o piso-base, que va dispuesto de tal manera que forma una placa rígida donde se clavarán posteriormente las soleras inferiores de los tabiques de los distintos pisos . Cada apoyo del envigado irá unido por medio de dos clavos lanceros como afianzamiento a la solera basal correspondiente. Además, en el caso de tabiques exteriores, las vigas rematan en la pieza que se coloca como friso, clavadas con dos clavos de cabeza. En este caso, no es necesario la co- locación de una doble cadeneta para la fijación de la solera del tabique, puesto que ésta se fija sobre el entablado o piso base que se prolonga hasta el friso. ( Fig. 3)

La secuencia del montaje es de pasos sucesivos obligados: solera basal, envigado de piso con su friso, entablado o piso base, solera inferior del diafragma, pie derechos, solera superior del diafragma, solera de amarre, envigado de entrepiso y luego el segundo piso en forma similar . Esto significa que toda la estructura de la edificación se va rematando en un avance paulatino de abajo hacia arriba.

En general, se recomienda especificar un pavimento de termina- ción sobre el piso base, puesto que este último quedará expuesto durante el período de construcción al deterioro por golpes, roces y marcas o bien por la lluvia y el sol. El piso base podrá ser un entablado o un material indeformable por la humedad y esfuerzos laterales, como ser placas de contrachapado o de partículas hidrorresistentes.

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

ENMADERA

Fig. 2

Fig.3

52

Fig. 4

SISTEMA BALOON (2 PISOS) En este sistema se levantan en primer lugar los pie derechos, de

longitud igual a los dos pisos de altura sobre la solera inferior. Luego se arma toda la estructura de techumbre y se coloca la cubierta. Se deja como última etapa la colocación de los entramados horizontales. Esto permite realizar -bajo techo y protegidos de la intemperie- parte de la estructura y todas las terminaciones.

Las vigas del entramado horizontal van desfasadas con respecto a los ejes de los pie derechos, pues éstas van afianzadas lateralmente a ellos. Esta unión debe realizarse a lo menos por medio de cuatro clavos para garantizar cierta rigidez en este punto. Las vigas de piso van apoyadas sobre la solera inferior en el primer nivel. A la altura del entrepiso se apoyan en vigas encastradas y afianzadas a los pie derechos por medio de clavos. De esta manéra los pie derechos con las vigas forman una especie de marco que permite un cierto grado de empotramiento en sus uniones, lo que favorece la transmisión de los esfuerzos horizontales , por lo menos en un sentido. Ello mejora la distribución de los esfuerzos flectores de las vigas del entramado. (Fig. 4).

El desplazamiento de los ejes de las vigas con respecto a los ejes de los pie derechos -cuya ventaja estructural se destacó- exige ajustes en el diseño cuando se trata de proyectos modulados basados en una trama re- ferencial.

Cuando. se utiliza este sistema, no es recomendable el montaje de entramados horizontales prefabricados por la dificultad que presenta, debido al entrelazamiento de piezas verticales y horizontales.

SISTEMA PILAR Y VIGA En este sistema los entramados horizontales se apoyan sobre vigas

maestras que trasladan las cargas a pilares o postes -elementos empotrados en su base- y éstos a las fundaciones.

Estos entramados están formados por vigas de piso y/O de cielo, moduladas a una distancia adecuada (40-70 cm.) para recibir el pavimen- to y/o recubrimiento de cielo.

Las vigas de piso se fijan a las vigas maestras por medio de clavos o en casos especiales, con placas conectoras. El entablado o el piso-base debe ser clavado o atornillado verticalmente por encima , para lograr una unión solidaria entre el entramado horizontal y la placa. Con este método es posible lograr una efectiva colaboración estructural entre los diferentes elementos del sistema pilar y viga. (Fig. 5)

Es posible diseñar los entramados como placa rígida, capaces de transportar empujes a sólo algunos tabiques o pórticos arriostrados, permitiendo una planta libre de divisiones o con tabiques no resistentes. Pa- ra lograr esta rigidez de los entramados horizontales hay varias formas que se indican más adelante.

Las distancias entre cada elemento estructural que compone este Fig. 5 sistema deben estar moduladas, permitiendo una coordinación de con-

.._ , junto que conforma una cuadrícula reticulada de ejes equidistantes de múltiplos y submúltiplos de ellas.

ENTRAMADOS HORIZONTALES INDEPENDIENTES Existen sistemas constructivos en los cuales los entramados hori-

zontales son independientes de la estructura soportante, ya sea porque están apoyados en elementos independientes o porque poseen apoyo libre sobre los muros. En estas situaciones no existe colaboración estructural del entramado horizontal.

La construcción de éste se realiza independientemente de la estructura soportante, apoyando los envigados sobre elementos anexos como elementos metálicos, poyos o sobrecimientos. (Fig. 6)

Sin embargo, en caso de entramados de entrepisos independientes en estructuras macizas, es necesario tener presente el peligro que significa el empuje lateral sobre la estructura vertical -efecto de ariete- que pueden producir los envigados horizontales. Por ello, considerando 'la elasticidad de los componentes del entramado horizontal, deben

Fig. 6 arriostrarse todos los tabiques adecuadamente, de manera de conformar una planta rígida en la cual todos los elementos verticales llenos toman las fuerzas sísmicas.

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NORMAS Y DEFINICIONES

- ---------------------------------------------------------------------- -----------------

NORMAS DE CONSTRUCCION

Las normas chilenas regulan desde diversos puntos de vista los entramados horizontales de madera, las que inciden directa o indirectamente en su diseño, cálculo y construcción.

Por otro lado, la Ordenanza General de Construc- ciones y Urbanización, establece los requisitos que debe- rán cumplir los entramados horizontales referente a: pe., so propio, sobrecargas, distancias, luces y escuadrías para vigas maestras, vigas y cadenetas de entramados de piso y cielos, para distintas maderas.

DEFINICIONES

VIGA

VIGA MAESTRA

:Elemento estructural lineal-horizontal o inclinado- que salva una luz o varias luces y que es solicitado por acciones tales como peso propio, sobrecargas de uso, de viento, de nieve, de montaje, etc. Trabaja principalmente éJ. la flexión y corte.

:Viga principal, sobre la cual se apoyan directa o indirectamente otros elementos estructurales. Soporta el conjunto del sistema y transmite las cargas a muros, columnas o fundaciones.

VIGA DE PISO :Viga que en conjunto con otras, conforman el entramado de piso y soportan las sobrecargas del primer nivel de un edificio y que normalmente va revestida por una sola cara, por el ma - terial de pavimento yjo la base de él.

VIGA DE ENTREPISO :Viga que en conjunto con otras, conforman el entramado de entrepiso, que separa dos niveles de una construcción, y que normalmente va revestida por ambas caras, tanto la superior por el pavimento, como la inferior por el material de cielo.

VIGA DE CIELO :Viga que en conjunto con otras, conforman el entramado de cielo, que separa el espacio habitable del espacio de entretecho. Son vigas de menor sección a las anteriores por no soportar sobrecargas de uso.

CADENETA :Elemento recto de igual o similar sección a las vigas que se coloca entre ellas, para evitar las deformaciones laterales y el volcamiento de las vigas y controlar un posible alabeo .Ade- más permite repartir mejor las cargas y sobrecargas.

ENCINTADO DE CIELO :Listoneado afianzado al entramado de cielo o entrepiso y que sirve de base de sustentación pa ra la colocación del material de cielo.

FRISO :Pieza horizon tal de similar escuadría que las vigas que remata el entramado horizontal por su contorno exterior. Es frontal, cuando va perpendicular a las vigas y lateral cuando es paralela a ellas.

JABALCON

PERNOS ANCLAJE

ESPARRAGOS

DURMIENTE

CABEZAL

:Pieza estructural, dispuesta en diagonal (aproximadam ente 45" a 60") entre un elemento horizontal y uno vertical con el objeto de acortar la luz de apoyo o hacer rígida la unión entre ellos.

:Son pernos insertos en el sobrecimiento o en los poyos de fundación, cuya función es asegu. rar en su posición la solera basal, el durmiente o las vigas maestras .

:Fierros de 6 mm o más de diámetro inser tos en los elementos de hormigón o soldados en estructuras de acero, cuya función es mantener en su posición la solera basal o vigas maestras.

:Pieza horizontal de madera apoyada a las fundaciones o muro, donde se apoyan las cabezas de un envigado y que no forma parte de un tabique.

:Pieza que se coloca para recibir, a un mismo nivel las vigas que se cortan para formar una escotilla o hueco en un entramado horizontal, como pasadas de escaleras o duetos.

54

11

ELEMENTOS DE UN ENTRAMADO HORIZONTAL

VIGAS: Estos elementos son los que constituyen en caso de entramados· horizontales, los envigados de piso, entrepiso y cielo y reciben los revestimientos correspondientes. (Fig. 8)

La distancia entre las vigas está determinada por el material del piso-base y/o el pavimento, por las solicitaciones de carga y por las escuadrías de ellas mismas.

Las secciones de estas vigas son rectangulares y se deben colocar de tal manera que su mayor dimensión quede vertical. Estas piezas se pueden fijar con clavos, con piezas metálicas o con pernos, ya sea a las soleras, a las vigas maestras, a los postes o pilares o a los frisos.

Los envigados de piso normalmente se colocan a una distancia de 0.40 m. a 0.50 m. entre ellas. Las vigas de cielo se colocan en función del revestimiento y del encintado inferior a usar.

VIGA MAESTRA (viga principal): La distancia entre las vigas maestras estará dada por la luz máxima que pueden salvar las vigas del entramado de piso o de cielo que se apoyan sobre ellas. Generalmente, la separación entre vigas m aestras está determinada por las longitudes de las maderas disponibles en el mercado, lo que hace recomendable no sobrepasar los 3.60 m. a ejes de las vigas. Además este distanciamiento dependerá de las cargas a que están sometidas las vigas y la escuadría que se pretende utilizar. Para luces mayores éstas pueden ser laminadas, armad as o reticuladas.

Cuando las vigas maestras se apoyan en cadenas, vigas o fundaciones de hormigón, sean corridas o poyos aislados, la f ijación debe ser cuidadosamente resuelta a fin de impedir que las fuerzas laterales y las verticales, las desplacen fuera de su lugar.

Esta conexión deberá ser mediante elementos metáli- cos embutidos en el hormigón, ya sea por barras que abra- zan la pieza o por pletinas que se unen, por lo general, mediante pernos o tornillos. (Fig. 9)

Es importante aislar la pieza de madera del contacto directo con el hormigón , evitando la humedad proveniente del suelo que asciende por el hormigón y aquélla retenida en su construcción, colocando un fieltro en la zona de contacto, o bien, separando la pieza de madera del hormigón.

Fig. 8

Fig. 9

55 55

CADENETAS: Las cadenetas se colocan entre las vi-

gas y pueden ser de la misma sección que éstas siempre que el entramado sea revestido por una sola cara. En entramados revestidos por ambas caras (superior e inferior), las cadenetas deben ser de menor altura que las vigas para permitir la aireación interior.

Para lograr una adecuada ventilación del entablado de piso, el espacio de ventilación dejada por la cadeneta debe quedar en la parte superior, por lo cual las cadenetas se deben colocar al nivel inferior de las vigas. En el caso de usar como base de piso, placas o entablado diagonal, la cadeneta debe quedar a nivel con el canto superior de las vigas para permitir el clavado del piso, dejando la ventila- ción por la parte inferior.

Este sistema se usa fundamentalmente cuando las vigas son relativamente pequefias (2" x 4 a 6"). La distancia entre ellas dependerá de la sección de la viga, conside- rándose normall.OO a 1.20 m. para una esbeltez de 1:3 ó 1:4.

CADENETA EN LINEA

CADENETA DESFAZADA

Las cadeneta s se pueden colocar en línea o alterna - das. Esta última posición permite el clavado por "cabeza", pero tiene el inconveniente del desface de sus ejes, lo que trae problemas en el uso de tableros como recubrimiento o entablados afianzados con clavos o tarugos a la vista .La colocación en línea obliga a clavar uno de los extremos de "lancero", pero presenta la ventaja de con- servar la modulación para la colocación del aislante entre ellas y un clavado o entarugado recto del recubrimiento .· (Fig. 10).

CRUCETAS: Son elementos rectos que se colocan en diagonal entre las vigas y cumplen la misma función de las cadenetas, con la ventaja que permiten siempre la ventilación de los revestimientos de piso. (Fig. 11).

Este sistema es poco frecuente en Chile y generalmente se aplica en entramados de mayores luces, por lo cual es recomendable recurrir al cálculo estructural para determinar su sección y espaciamiento.

FRISO: En el sistema constructivo "Plataforma'' es necesario clavar a los extremos de las vigas, en su apoyo sobre tabiques de fachadas, una pieza horizontal y perpendicular a las vigas que las une. El friso evita el volea- miento de las vigas y el contacto de sus cabezas con la intemperie; además, da apoyo a la solera inferior del tabique o techumbre superior. Por otro lado, lateralmente se debe colocar una pieza a plomo del parámetro de la estructura, llamada friso lateral, que sirve para apoyar los tabiques superiores o cubierta s.

VIGA DE PISO

Fig. 10

Fig. 11

56

-

..

.....

1=== --


La función estructural que define un entramado horizonta l es la absorción de cargas permanentes y variables y su transmisión a las estructuras soportantes verticales, tabiques, muros, pilares yjo vigas maestras. (Fig. 12). Las cargas están formadas por el peso de los materiales constituyentes del entramado y las sobrecargas correspondientes al uso y destino.

TIPOS Y UBICACION

Desde el punto de vista de su capacidad de transmi - sión de los empujes laterales, los entramados horizontales pueden ser clasificados como flexibles o rígidos. Según su ubicación o función, los entramados denominados de piso, de entrepiso o de cielo, deben tener un diseño específico,

PESO PROPIO • SOBRECARGA DE USO

---...0.. - \;LRAMAOO Of ENTREPISO

PESO PROPIO • SOBRECARGA DE USO

con dimensiones y escuadrías diferentes .

ENTRAMADOS HORIZONTALES FLE- XmLES

Este tipo de entramado se adapta a la estructura so-

portante, pero no colabora en la transmisión de acciones horizontales. Por este motivo, en zonas sísmicas yjo de vientos fuertes, es posible usarlos sólo cuando la estructu-

--.--..n...==::.::.::.-:..-. \eNTRAMA!JQ QE PISO

FUNOACION

Fig. 12

ra soportante vertical ha sido especialmente diseñada pa- Oistribudón l'ltema necesaria de tabiques

dinámicas-, incluidas las provocadas por el entramado horizontal y sus sobrecargas. Esto exige una distribución

absorcicSn de las deformac1ones

.-- '1'

de los muros o entramados verticales soportantes y resistentes a las acciones horizontales, en todas sus líneas estructurales. Esto implica una mayor cantidad de tabiques o muros y sistemas de unión flexibles entre éstos y los entram ados horizontales. Debido al mayor número de tabiques que requiere esa solución, el diseño arquitectóni- co se hace más rígido.

Si no se respetan estas características del sistema, es

"1!'.' 8¡

• '

\ Tabiaue dioaonalizado

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V(o'bQ.es d i aaonalizados

posible que al producirse cargas dinámicas horizontales el entramado provoque el efecto de "ariete" o de "Cuchilla" sobre los muros perpendiculares a la dirección de las cargas. En construcciones con estructuras mixtas es especialmente importante conocer las diferencias de elasticidad entre materiales macizos y madera, para prever una solución conveniente en las sujeciones o uniones. (Fig. 13).

Numerosas construcciones de albañilería han colap- sado, en los terremotos, por acciones de ariete.

Tabi!!Vt d!(!!l0!1Qiizado

EFECTO DE ARIETE

Carga lateral

Fig. 13

57

ENTRAMADOS HORIZONTALES RIGIDOS

Los entramados rígidos colaboran con la función estructural del conjunto, en edificios de esqueleto de madera. Por este motivo están constituidos como placas rígi. das que transmiten los esfuerzos horizontales a los tabiques, a los pilares y columnas. Hay que tener presente que los pilares no resisten esfuerzos de empuje, a no ser que constituyan pórticos rígidos en combinación con las vigas. (Fig. 14).

ARRIOSTRAMIENTO DE LOS ENTRAMA- DOS RIGIDOS

Para hacer rígidos los entramados horizontales se puede usar: riostras interiores de madera, zunchos metá - licos, entablado en diagonal o tableros de fibra , de partí- culas y de contrachapado.

Riostras de madera : Consisten en piezas diagonales, generalmente de la misma dimensión de las vigas, colocadas entre éstas y las cadenetas. Se debe tener cuidado que el encuentro de estos elementos sea lo más ajustado posible. Por esta razón es conveniente colocar la diagonal desde arriba, una vez afianzada la cadeneta. Las cabezas de las dos diagonales deben enfrentarse y clavarse o aper- narse a las vigas. (Fig. 15).

Las diagonales deben ser distribuidas adecuadamente en la superficie total del entramado horizontal, de preferencia en los bordes, para asegurar una buena transmi- sión de las acciones horizontales. En algunos casos, es necesario diagonalizar la totalidad de la superficie asegurando así su rigidez.

Zuncho metálico: El zuncho consiste en una cinta de acero galvanizado que se clava sobre el entramado, debiendo ser colocado siempre diagonal y en ambos sentidos, ya que el zuncho es flexible y sólo absorbe esfuerzos por tracción. Estas cintas se clavan a cada viga para mejorar la fijación.El uso de zunchos metálicos simplifica el sistema constructivo y disminuye el empleo de madera. Sin embargo, hay que considerar que el zuncho comprimi- do se pandea y puede desclavar el recubrimiento (cielo o entablado), por lo tanto hay que considerar la colocación de éste en el centro del entramado o haCiendo un rebaje en las vigas, para que juegue libremente. (Fig. 16 ).

Entablado en diagonal: Para lograr un buen arriostramiento horizontal por medio de tin entablado en diagonal, es necesario que las tablas tengan un espesor adecuado, lo que dependerá del distanciamiento de las vigas. Para pisos o entrepisos con una separación de 0.40 m entre vigas, se recomienda emplear un espesor de 20 mm.

Fig. 14

Fig. 15

Fig. 16

58

Espaciami nto

Vigas en cm. • Tablero d particulas

Esp sor n mm.

Tabl ro conlrachopado Esp•sor en mm.

40

16 12

50 19 14 60

24• {espectal) 20

Fig. 19

11

El ancho mínimo de las tablas debe ser 6", para poder producir entre los clavos un par de fuerza de.aceptable resistencia. (Fig. 17).

El entablado se clava directamente a cada viga y cadeneta con dos clavos, que deberán estar a una distancia de 5 veces el diámetro del clavo del borde de cada tabla. La superficie sirve como base para el pavimento definitivo.

Las principales ventajas de este sistema son: permi- tír el uso de madera no clasificada por aspecto (canto muertos, perforaciones, manchas, etc.) que es de menor costo; y mejorar la absorción acústica a los ruidos aéreos.

S!.!s desventajas son: aumento de peso de todo el entramado horizontal y requerir de un entablado u otro piso de terminación.

Siempre es necesario que la madera a usar esté con su contenido de humedad en equilibrio con la humedad del medio ambiente. De no ser así sufrirá deformaciones que se transmitirán al pavimento y disminuirá la resistencia de la placa. Es conveniente por esta circunstancia usar tablas con perfil machihembrado y clavado por superficie.

Fig. 17

Fig. 18

Revestimientos con tableros: También es posible ha-

cer rígidos los entramados horizontales recubriéndolos con tableros de fibras, de partículas o de contrachapados.

Los tableros se distribuyeJ1 en la superficie total, haciendo coincidir todas las junt uras con algún apoyo en viga o cadeneta. Las uniones de los tableros deben alternar- se, evitando juntas continuas en ambos sentidos. No es recomendable uniones contínuas de más de 5 m. en cualquier dirección. (Fig. 18).

El afianzamiento se realiza con tornillos o clavos, tan- to en los bordes como en la zona central de la placa; la so- lución con tornillos es más resistente.

Como norma general el distanciamiento entre clavos o entre tornillos debe ser de aproximadamente 10 veces el espesor de la placa en los bordes y de 20 veces el espesor en el interior. En casos especiales debe ser verificado por el cálculo correspondiente.

Para una mejor interrelación entre los tableros, es recomendable machihembrar sus bordes o colocar una len- güeta de madera dura y unirlos con adhesivos sintéticos, así además se evita que el piso cruja al caminar sobre ellos.

El espesor recomendado para base de piso es el que se muestra en tabla (Fig . 19).

En los contrachapados el sentido de las fibras (vetas) de sus caras exteriores debe quedar perpendicular al envigado.

En el caso de envigado de piso abierto al terreno, entre el envigado y el piso base se debe disponer aislación térmica y entre ésta y el entablado se debe colocar una barrera de vapor de polietileno de 0.2 mm de espesor. Si no llevara aislación , no se debe colocar la barrera de vapor, sino una barrera que evite la infiltración de aire y sea permeable al vapor de agua (tipo papel craft).

En las zonas húmedas (baños, cocina, lavadero, etc.) si se usa piso-base de placa, se empleará placa de partícu - la hidrorresistente o contrachapado impereterno (marino) resistente a la humedad ·

59

VENTH..ACION DE LOS ENTRAMADOS La cámara bajo el entramado de piso del primer nivel

debe quedar ventilada. En caso de sobrecimientos perifé- ricos se preverá para ello de troneras que permitan una ventilación transversal con.una sección mínima de 20 cm2 por cada metro lineal o 1/200 del área del piso. Estas troneras se protegerán con una rejilla para evitar el acceso de insectos y roedores, y se ubicarán a una altura apropiada para evitar la penetración del agua procedente del exterior. En las figuras se muestran dos alternativas posibles. (Fig. 20).

ESCOTILLAS EN ENTRAMADOS HORIZONTALES

Cuando es necesario dejar espacios vacíos mayores que la separación de las vigas de los entramados horizontales, ya sea para dejar el paso a escaleras, chimeneas u otros elementos verticales, entonces se debe cortar las vigas y apoyarlas en elementos transversales al envigado, reforzados de acuerdo al espacio que deben cubrir. Exis- ten dos soluciones pa ra esto: a) Colocar una viga maestra bajo el envigado, donde se

apoyan las vigas cortadas. Estas llevarán un cabezal no estructural para apoyar las cabezas.

b) Ubicar un cabezal a nivel del envigado donde se apoyan las vigas cortadas que se clavan por cabeza. Las vigas perimetrales de la escotilla y los cabezales pueden reforzarse de acuerdo a las cargas. (Figs. 21- 22). Existen varias formas de conexión entre vigas y cabe-

zal, colocando una pieza metálica -interna o externa- o colocando un suple en la parte inferior del cabezal u hombro en la viga. El cabezal puede quedar sometido a esfuerzos mayores, dependiendo de la luz que cubra, y de las cargas que reciba. El.cabezal y la viga periférica a la escotilla puede reforzarse agregando piezas de igual es- cuadría, de tal manera que el cabezal o las vigas periféri- cas se formen con dos o más piezas iguales.

Estos ensamble deben ser calculados especialmente al esfuerzo de corte.

SOLERA SUPERIOR

Fig. 21

Fig. 20

Fig. 22

60

i l

\

r

VOLADIZOS

Los voladizos en madera se deben considerar integrados a la estructura general; es decir, como prolongación de los elementos internos. Su lóngitud depende de la resistencia de las vigas usadas y de los esfuerzos que se produzcan. Se pueden presentar dos tipos de situaciones del volado respecto de las vigas: una cuando las vigas del volado son una prolongación de las vigas de piso y otra cuando el volado es perpendicular al envigado_(Fig. 23).

Cuando los voladizos están en sentido perpendicular al envigado de piso, se conforman de viguetas o ménsulas que nacen de la penúltima viga y se prolongan hasta el

SOLERA INFERIOR

FRISO

extremo del voladizo. Estas piezas en volado deben clavarse a la viga de piso con clavos de cabeza y luego se debe reforzar la viga de apoyo, según se indica en detalle (Fig. 23 A) .

Cuando el voladizo proyectado coincide con el sentido de las vigas, éstas se prolongan hasta alcanzar el largo de- seado (Fig. 23 B). Si la longitud de las vigas no alcanza a cubrir el volado, se puede formar el voladizo adosando a las vigas unas piezas de igual altura clavadas cara a cara y traslapándolas a lo menos 1/3 de la longitud del volado (Fig. 24 B) o bien intercalando vigas intermedias, que nacen del interior y que se apoyan en un elemento transversal clavado a las vigas (Fig. 25).

En balcones se procede de igual forma a las mencionadas anteriormente, con la precaución de rebajar la altura de las vigas para formar un desnivel entre el nivel del piso interior y el exterior , evitando de esta manera la posibilidad de ingreso de agua . (Fig. 25).

Cuando el volado es mayor a la posibilidad resistente de las vigas, se reforzará con "jabalcones" que transmitan las cargas al plano vertical resistente. En voladizos de cierta importancia se debe prever .arriostramientos horizontales que eviten el desplazamiento lateral.

8 _P. lE

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Fig. 23

fORflO DE PISO

SOLERA !SUPERIOR

1

REV EXTERIOR

': \

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\'v Alternativa ¡\

CON V GA \\. · Alternativa ' " \ l!.f'SltSJ_ REV. EXTE\illfl_;·

JABALC N -- -

EJ. .D ·, REV. INTERIOR

'·-.. AISLACION

Fig. 24 Fig. 25

61

=

CONEXIONES Y EMPALMES

Como se ha estado indica'ndo en el texto, las uniones entre los entramados horizontales y los elementos verticales son de vital importancia para lograr una estructura que trabaje como un todo integrado y resistente al re. querimiento de las solicitaciones externas. También las uniones longitudinales de dos elementos horizontales y/o verticales exige detalles o soluciones constructivas cuida- dosas y calculadas convenientemente.

Las uniones que resuelven las situaciones indicadas se denominan genéricamente empalmes y su función prin. cipal es dar continuidad a las vigas para alcanzar una Ion. gitud requerida. Los encuentros de elementos de madera horizontales entre sí o de éstos con otros elementos verticales son uniones o nudos denominados conexiones, que están comprometidas con la resistencia de los elementos a diferentes esfuerzos, especialmente a los de corte y/o momento torsor.

UNIONES DE TOPE

VIGA

A

EMPALMES

Los empalmes entre vigas deben dejarse preferente- mente sobre apoyos intermedios, tabiques o vigas y pueden ser de tope, traslapadas o ensambladas. (Fig. 26).

Cuando las vigas rematan de tope, los empalmes re. quieren de un elemento adicional de madera o metálico en la unión. Este tipo de solución es conveniente cuando el piso o cielo es modulado, ya sea por el uso de tableros o por desear una línea de clavado recto. (Figs. 26 A.B.C.). El Empalme traslapado permite una buena unión, pero produce el desplazamiento del eje de las vigas quedando desfasadas las juntas, canterías o líneas de clavos y no en lí- nea recta. (Fig. 26 D).

Las soluciones anteriores son posibles cuando el entramado queda oculto, o sea cuando va el cielo bajo las vigas. Al ir el envigado a la vista, debe empalmarse en una misma línea, sin elementos secundarios aparentes. (Fig. 26 C).

En los ensambles es muy importante la precisión de los cortes. Estos deben ejecutarse con serrucho de costilla de dientes finos.

B

D UNION IBASLAPAQA .

Fig. 26

62

Fig. 27

A.ENTABLADURA

VIGA

MADERA

'fodos los empalmes "Van generalmente a eje sobre el apoyo: viga maestra, pilar o tabique. Sin embargo, si las vigas forman una continuidad podrán ejecutarse los ensambles a una distancia del apoyo equivalent'e a 1/4 de la luz libre, que corresponde aproximadamente al punto de inflexión en que el momento flector es nulo.

En los apoyos de vigas sobre los elementos verticales soportantes, sean pilares, columnas o tabiques, es conveniente a veces disponer de elementos especiales. Una forma· tradicional de apoyo de vigas sobre elementos soportantes puntuales, pilares o columnas es a través de una pieza horizontal o sopanda (Fig. 27 A). En los encuentros de viga con tabiques se coloca una ménsula (Fig.27 B). Ambos elementos, tanto la sopanda como la ménsula, pueden adquirir carácter decorativo.

En las uniones de estos elementos especiales se usan clavijas, de preferencia a clavos, a tornillos o a tirafondos (estos últimos no tienen resistencia al desgarre) .Las clavijas son de maderas duras o acero galvanizado.Las primeras van encoladas y las segundas atornilladas o apernadas. .En caso de usar tornillos, éstos nunca se deben guiar en el sentido de la fibra. La "rosca del vástago'' al irse introduciendo corta la fibra y ésta pierde toda resistencia. En caso de no existir otra posibilidad de unión, se coloca un tarugo de madera dura encolada, de un diámetro suficiente para permitir ser atravesado por el tornillo. La separación del tarugo del borde se determina por cálculo o en su defecto se separa como mínimo un diámetro del tarugo del borde de la pieza .

A continuación se analizan algunos empalmes típicos :

VIGA

PERNO TIRAFONOO

C. REDIENTE

0 . RAYO JUPITER

Entabladura :Este ensamble permite un mejor asien- to de la viga sobre el apoyo. Consiste en ejecutar un corte tipo media madera y fijarlo con pernos, clavos, adhesivos y/o tarugos pasados que tomen pequeños esfuerzos de corte . Si la viga unida constituye un volado se deberá tener cuidado que ésta quede bajo la otra . (Fig. 28 A).

Media madera: Se usa en vigas de más de 45 mm de

espesor . Es similar a la entabladura, ejecutada en vertical. Además de usar adhesivos, es recomendable usar pernos para evitar separaciones. (Fig. 28 B).

En envigados más importantes o vigas maestras,

sobre todo sometidas a tracción, existen otras dos clases de unión usadas corrientemente.

Rediente: Ambas vigas se cruzan, como en la entabladura , pero por intermedio de un "diente" se las hace trabajar al corte tangencial. Para lograr un mejor ajuste se recomienda colocar dos cuñas. (Fig. 28 C).

Rayo Júpiter: Es un ensamble usual pero comúnmen-

te mal ejecutado. Este ensamble es similar al anterior. Puede ser con cuña o sin ella. La sección resistente alcor- te es menor que en el rediente .Además puede ir clavada o apernada. (Fig. 28 D).

En ambos ensambles se pueden usar tirafondos por el canto superior para dejar ocultos estos elementos.

Fig. 28

63

CONEXIONES

Las conexiones permiten resolver encuentros en án- gulos diferentes de dos o más piezas, sean horizontales o· verticales con horizontales. En este último caso, las soluciones tradicionales corresponden a las denominadas conexiones, en que médiante diferentes formas de tope o sobrepuestas, se conectan a través de cortes tales como: "caja y espiga", "media madera", etc. Es habitual hoy día resolver estas conexiones mediante el uso de pletinas de acero o tubos insertos y apernados (esta materia se trata en otro Cuaderno) (Fig. 29).

APARENTE OCULTA

V.

UNION SOBRFPIJFSTA

UNION PE TOPE Fig. 29

Las conexiones de elementos horizontales entre sí, que son de ocurrencia habitual de los entramados horizontales, se realizan mediante suples o piezas especiales sean de madera o de acero. (Fig. 30).

PERFORACIONES EN ELEMENTOS DE LOS ENTRAMADOS HORIZONTALES

VIGA PRINCIPA L 1

Es frecuente la necesidad de perforar algunos elementos de los entramados de piso por los que pasarán duc. tos de las instalaciones. A este respecto, las normas extranjeras establecen dimensiones de las perforaciones, ubicación y distancias a los bordes de las piezas o entre ellas. Estas son:

"""''"'""' +

Fig. 30

El diámetro de las perforaciones, no podrá ser mayor que un quinto de la altura de la viga (h/5) ó 32 mm, cualquiera que sea el valor menor. Las perforaciones deberán ser ejecutadas en el eje central de la viga y a una distancia mínima entre ellas igual a la altura·de la viga y siempre en un tramo de 3 veces la altura (3h) como máxi- mo del apoyo (Fig. 31A) .

Los cortes en las vigas tendrán una profundidad no mayor a un quinto de la altura de la viga (h/5) ó 32 mm, considerándose el valor menor . Si se requiere hacer más de uno, éstos deberán separarse como mínimo una altura (h) entre ellas y no deberán extender se más allá de 450

'mm del apoyo (Fig. 31B) Si se requiere hacer cortes má s profundos, deberá

aumentarse la altura de la viga sobre lo requerido (Fig. 31C)

Especial cuidado demandan las instalaciones de alcantarillado por el diámetro de las redes. Si no fuese PO· sible integrarla al entramado, se deberán proyectar col- gados de las vigas. Es recomendable estudiar la distribu- ción de los artefactos sanitarios, de manera que los avan- ces de los desagües de los artefactos se produzcan entre vigas.

Sh o 32 mm A.

B.

cortes 450 máx

Fig. 31

64

RECOMENDACIONES GENERALES

PROTECCION del interior de la vivienda como del exterior. La humedad es un agente que puede ser inofensivo si seto-

Los entramados horizontales, como todas las estructuras de madera, requieren de protección frente a los distintos agentes que los afectan, especialmente los biológicos (microorganismos, insectos y roedores), el fuego y la humedad.

Frente a estas potenciales amenazas a la conser- vación de los entramados, existen diversas formas de protección que se complementan. Estas protecciones son: por diseño, por agregación de sustancias quími- cas, por la inclusión de barreras protectoras.

Para proteger la madera frente a los agentes biológicos se debe resolver, en primera instancia, un diseño adecuado de los detalles constructivos que evite la penetración y retención de humedad al interior de la estructura. Sin embargo, las maderas blandas como el pino insigne y otras especies requieren de un tratamiento de preservación con productos químicos, que impidan el desarrollo de organismos destructo- res, tales como hongos e insectos. Los tratamientos pueden ser aplicados por tres formas distintas: por pintado, por inmersión y por impregnación al vacío y presión.

Este último sistema es el exigido por la Ordenan- za General de Construcciones y Urbanización.

Para proteger las maderas frente a la acción del fuego, es posible usar productos retardadores de fuego que se aplican como recubrimiento (pinturas ignífugas) o por impregnación. Estas medidas reducen el grado de combustibilidad de la madera y la velocidad de propagación de la llama. También es importante que los distintos elementos que constituyen el entramado tiendan en sus secciones (ancho x alto) al cuadrado. Deben evitarse además los excesivos rebajes y cantos decorativos, que ha<;en la superficie muy rugosa y, por lo tanto, muy susceptible a la igni- ción.

El cielo es una de las partes más importantes en la protección contra el fuego, debido a que el calor tiende a subir, lo que hace recomendable el uso de recubrimientos incombustibles en él.

Aunque no existe una forma de protección absoluta de la madera contra la acción del fuego, la com - partimentación de la vivienda, el adecuado diseño, el uso de productos retardadores y el uso de dispositivos contra incendio hacen posible un grado de seguridad aceptable.

Para proteger la madera de la humedad, es necesario tener presente que la humedad proviene tanto

man las precauciones necesarias como: mantener y regular una adecuada ventilación de los entramados y sus revestimientos; colocar barreras de humedad en los puntos conflictivos, como en fundaciones, que aíslen el entramado de la humedad proveniente del exterior (por capilaridad u otra forma); colocar barreras de vapor y aislación térmica, que eviten la humedad proveniente del interior causada por la con- densación del vapor de agua en el interior del entramado.

Por otra parte, es posible proteger los entramados con revestimientos que lo aíslan de las fuentes permanentes de humedad, especialmente en baños y cocinas.

Las vigas maestras u otros elementos que necesariamente deban quedar expuestos a la intemperie es posible protegerlos con forros de diversos materiales (incluso madera) que eviten la penetración de la lluvia o de otras fuentes de humedad, especialmente por sus extremos que son más susceptibles a los daños que ella provoca.

CLASIFICACION

Las maderas a usar en los entramados horizontales deben ser seleccionadas en su calidad estructural, de acuerdo a criterios de clasificación de la madera por resistencia.

El propósito de la clasificación es limitar la presencia de defectos que debilitan la resistencia de la madera.

CONTENIDO DE HUMEDAD

La madera ' estructural en los entramados horizontales, se debe utilizar con un contenido de humedad cercano al contenido de humedad de equilibrio del lugar, para evitar cambios dimensionales poste- riores que puedan originar defectos en los entramados y en los revestimientos de cielo y pisos.

La eliminación del agua obedece a diversos pro- pósitos, indispensables para conseguir un buen producto, tales como: durabilidad, est1lbilidad dimensional, mejor comportamiento mecánico, menor sus- ceptibilidad al ataque de hongos, reducción de peso, etc.

65

1z- - PISOS DE HOSPITALES

o

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Ua::l: Ua::l: SELECCION DE VIGAS

1- 1- z Ul SIMPLE MENTE APOYADAS UJN

::::> o SOBRECARGA TOTAL DE DISENO Kg/m2 Ul !:!!<!

::[ oc( >

u u TECHOS ENTRETECHOS DEPARTAMENTOS ASILOS ESCUELAS oc( HORIZONTALES MANZARDAS y DORMITORIOS OFICINAS SALA DE

Vl Vl CASAS DE DE HOTELES EXPOSICIONES Ul Ul HABITACION

m m 100 Kg/rrt Flecha 150 Kg/rrl Flecha 200 Kg/rrl Flecha 250 Kg;,n2 Flecha 300 Kg/nt lecha

mm cm mm cm mm cm mm cm mm cm 2.0 0.4 45 x95 0.5 45X 95 0.7 45x120 '0.4 45 x120 0.5 45 )( 120 0.6 2.0 0.5 45x 95 0.6 45x 120 0.4 45X 120 0.5 45 X 145 0.3 45 )( 145 0.4 2.0 0.6 4Sx 95 0.7 45 X 120 0.5 45ll 145 0.3 45 )( 145 0.4 45 )( 170 0.3 2.0 1.0 45 X 145 0.3 45 )( 145 0.5 45x 170 0.4 45 X 195 0.3 45 X 195 0.3 2.0 1.6 45 X 170 0.3 45x 195 0.3 45x 220 0.3 45 X 245 0.2 10 X 220 0.2 2.0 2.0 45 X 195 0.3 45x 220 0.3 45X 245 0.2 10 x220 0.3 70 X 245 0.2 2.4 0.4 45 X 120 0.5 45 X 120 0.7 45x 145 0.5 45 X 145 0.6 45 X 170 0.4 2.4 0.5 45 X 120 0.6 4Sx 145 O.S 45x 145 0.6· 45 X 170 0.4 45 X 170 0.5 2.4 0.6 45 )( 120 0.8 45 X 145 0.6 45x 170 0.4 45 X 170 0.5 45 X 195 0.4 2.4 1.0 45 X 170 0.4 45 X 195 0.4 45x 220 0.3 45 X 220 0.4 4Sx 245 0.3 2.4 1.6 45 X 195 0.5 45x 245 0.3 70x 220 0.4 70 X 245 0.3 70x 245 0.4 2.4 2.0 45 X 220 0.4 70x 220 0.4 70x 245 0,3 95 X 220 0.4 95x 245 0.3 2.4 2.4 45 X 245 0.4 70:r 245 0.3 95x 220 0.4 95 X 245 0.3 3. 2 0.4 45 X 145 0.9 45 X 170 0.8 45 X 170 0.9 45 X 195 0.1 45 X 220 0.6 3.2 0.5 45 X 145 1.1 45 X 170 0.9 45x 195 0.8 45 X 220 0.7 45 )( 245 0.6 3.2 0.6 45 X 170 0.8 45 X 195 0.7 45x 220 0.7 45 X 245 0.6 45 X 245 0.7 3.2 1.0 45 X 220 0.7 45 X 245 0.6 70 )( 220 0.7 70 )( 245 0.6 9Sx 220 0.7 3.2 1.6 70 )( 220 0.7 70 )( 245 0.6 9Sx 245 0.6 3. 2 2.0 70 X 245 0.6 95x 245 0.6 3.2 2.4 95x 220 0.7 3.2 3.2 3. 6 0.4 45 X 145 1.5 45 X 170 1.2 45x 195 1.0 45 X 220 0.8 45 X 245 0.1 3.6 0.5 45 X 170 1.1 45 )( 195 1.0 45x 220 0.9 45 X 245 0.& 70 X 220 0.8 3. 6 0.6 45 X 195 0.9 45 )( 220 0.8 45 X 245 0.8 70 x220 0.8 10 X 220 0.9 3.6 1.0 45 X 245 0.8 70x 220 0.9 70x 245 0.8 95 X 245 0.7 95x 245 0.8 3.6 1.6 · 70x 245 0.8 95x 245 0.8 3.6 2.0 95x 245 0.7 3.6 2.4 4.2 0.4 45 )( 170 1.7 45 X 220 1.0 45x 220 1.3 45 X 245 1.1 70 )( 220 1.2 4.2 0.5 45 X 195 1.4 4Sx 220 1.3 70x 220 1.0 70x 220 1.2 70x 245 1.1 4. 2 0.6 45 X 220 1.2 45x 245 1.1 70x 220 1.2 70X 245 1.1 95 )( 220 1.3 4.2 1.0 70x 220 1.2 95x 220 1.2 95x 245 1.1 4.2 1.6 95 X 245 1.1 4.2 2.0 4.5 0.4 45 X 195 1.5 45 )( 220 1.4 45 X 245 1.2 70 X 220 1.3 70 x 245 1.1 4. S 0.5 45 X 220 1.3 4Sx 245 1.2 70x 220 1.4 70 X 245 1.2 95x 220 1.4 4.5 0.6 45 )( 245 1.1 70x 220 1.3 70x 245 1.2 95 )( 220 1.5 9Sx 245 1.2 4. 5 1.0 70 X 245 1.2 95x 245 1.2 4.5 1.6 4. 8 0.4 45 )( 195 1.9 45x 245 1.3 70x 220 1.4 70 )( 245 1.2 70 X 245 1.4 4.8 0.5 45 X 220 1.7 70 X 220 1.4 70x 245 1.3 95x 220 1.6 95 X 245 t.3 4.8 0.6 45 X 245 1.4 70 )( 245 1.2 95x 220 1.6 95x 245 1.4 4.8 1.0 9Sx 220 1.6 4.8 1.

66

4.2 0.4 70 X 245 1.1 95x 245 1.0 4.2 0.5 95 X 24ó 1.0 4.2 0.6

00 Kg/m2 Flecha 500 Kg/m2 Flecha 600 Kg/m2 Flecha 700 Kg/m2 Flecha 00 Kg/m2 A echa mm cm mm cm mm cm mm cm mm cm

45 X 145 0.1. 45 X 170 0.3 45 X 170 0.4 45 X 195 0.3 45 )( 195 0.3 45 X 170 0.3 45 X 195 0.3 45x 195 0.3 45 X 220 0.2 45 X 220 0.3 45 X 170 O.J. 45x 195 0.3 45 X 220 0.3 45 X 245 0.2 45 )( 245 0.2 45 X 245 0.2 70 X 220 0.2 70 X 220 0.3 70 X 245 0.2 95 X 220 0.3 70 )( 245 0.2 95x 220 0.3 95x 245 0.2 95x 220 0.3 95 X 245 0.3 45 )( 170 0.5 45x 195 0.4 45 X 220 0.4 45 X 220 0.4 45 X 245 0.3 45 X 195 0.1. 45 X 220 0.4 45 X 245 0.3 45 X 245 0.4 70 X 220 0.4 45 X 220 0.1. 45 X 245 0.3 70 X 220 0.3 70 )( 220 0.4 70 X 245 0.3 70 X 220 0.4 70x 245 0.4 95x 245 0.3 95 X 245 0.4 95 X 245 0.3

a:: 1- SIMPLEMENTE APOYADAS

!11!>-

Aunque no es posible entregar los elementos suficien- tes para el dimensionami ento de los componentes de los entramados horizontales, aquí se entrega una tabla de secciones de vigas simplemente apoyadas, en función de las luces y del tipo de cargas que soportan, lo que permite dimensionar con cierta aproximación los elementos constitutivos del entramado horizontal.

Es necesario destacar que los valores de esta tabla son aproximaciones que permiten predimensionar el dise-

ño general del entramado, debiendo hacerse las verificaciones de cálculo estructural para cada caso particular.

Las luces entre apoyos, las secciones y espaciamiento de las vigas, están de acuerdo al largo de las maderas y sus dimensiones, según la norma NCh 174 of. 85.

El peso propio del entramado, considerado en la eje- cución de la tabla es de 0.5 KPa (50 Kgfjm2) que comprende entre otros, las vigas, las cadenetas, el entablado de piso y los revestimientos de cielo.

LAJ SELECCION DE VIGAS LAJ a:: 1- z Z.N lJJ LA.l!:) _, o SOBRECARGA TOTAL DE DISENO Kg/ m;z 1- ffie> z > PISOS DE TEATROS TALLERES Y SUELO DONDE :l:o -<{ SALA DE LIBRERIAS TRIBUNAS DE a.. u FABRICAS CON

U-<{ CONFERENCIAS MAQUINARIAS

ARCHIVOS ASIENTOS FIJOS CIRCULAN VEHICULOS a: V\ GIMNASIOS BIBLIOTECAS GRADERIAS

V\ lJJ LIVIANAS, GARAGE LIVIANOS LAJ IGLESIAS

4 m m

2.0 0.4 2.0 0.5 2.0 0.6 2.0 to 2.0 1.6 2.0 2.0 2.4 0.4 2.4 0.5 2.4 0.6 2.4 1.0 2.4 1.6 2.4 2.0

3.2 0.4 45 X 245 0.6 70 X 220 0.6 70 X 220 0.7 70 X 245 0.6 95 )( 220 0.7 3.2 0.5 70 )( 220 0.6 70 )( 245 0.6 70 X 245 0.7 95x 245 0.6 95 X 245 0.6 3.2 0.6 70 X 245 0.5 95 X 220 0.7 95x 245 0.6 3.2 1.0

3.6 0.4 70 X 220 0.8 70x 245 0.7 95 X 220 0.9 95x 245 0.7 95x 245 0 3.6 0.5 70 X 245 0.7 95 X 220 0.9 95x 245 0.8 3.6 0.6 95 X 220 0.9 95 X 245 0.8 3.6 • 1.0

.

4.5 0.4 95 X 220 1.5 95 X 245 1.3 4.5 0.5 95 X 245 1.3 4.5 0.6

4.8 0.4 95 X 245 1. 4.8 0.5

67

-

Hasta ahora se ha descrito los envigados de madera que forman planos o entramados apoyados en tabiques. En la conformación de los espacios habitables, es necesario prever ambientes de amplitud mayor que los posibilitados por el largo de las piezas de madera aserrada. Las luces menores se alcanzan con vigas simples (inferior a 4 m) y las luces mayores con vigas compuestas.

En la época actual, las estructuras o elementos de madera laminada han venido a facilitar el diseño de estructuras mayores para habitaciones u otros edificios.

También existen otros sistemas de vigas, con mayor tecnología de fabricación, que permiten dar solución a este requerimiento de diseño. La variedad de tipos es muy amplio y va desde las vigas macizas simples a las armadas y laminadas, incluidas las combinadas con ele.- mentos metálicos. En consecuencia, la selección del diseño arquitec- tónico y estructural dependerá del profesional y de las condiciones de la obra (vigas aparentes, altura disponible, percepción especial deseada, etc.).

La función de estos elementos, como se sabe, es trasladar lascargas de los envigados a los elementos soportantes verticales. sean pilares, tabiques o muros e incluso vigas mayores.

VIGAS MAESTRAS

Fig. 32

VIGAS MAESTRAS A NIVEL

Toda viga debe ir colocada de canto, ya que su resistencia varía li- nealmente con el ancho y con el cuadrado de la altura. Así, una viga de 4" x 4" (10 x 10 cm.) si tiene una resistencia de 100 por ejemplo, con una de 2" x 8" (5 x 20 cm.), se tendría 200, con la misma cantidad de madera. Sin embargo, no es posible aumentar indefinidamente el alto, debido a que se producen esfuerzos secundarios y problemas constructivos, siendo la relación máxima recomendable de 1:5 (ancho: alto).

Cuando se quiere obtener un cielo continuo, la viga maestra debe- rá quedar oculta. Esta deberá tener la misma altura que las vigas de piso y como la viga maestra recibe más carga, deberá ensancharse para obtener mayor resistencia . Si bien, esta solución puede ser an- tieconómica, podrá aumentarse su sección hasta lograr una relación 1:l.Esta viga podrá ser maciza o ser compuesta por dos o más piezas.

Las vigas de piso se apoyarán de tope a la viga maestra. La suje- ción será ejecutada por medio de elementos metálicos (colgadores) o por suples laterales de madera adosados a la viga maestra, donde las vigas de piso se apoyan con hombros al suple. (Figs. 32-33)

Si este envigado se desea dejar a la vista y con la unión recubierta, el ensamble de las vigas debe producirse por medio de una caja y espiga de 1/3de altura y al centro de cada cara (Fig. 34)

Este encastre deberá ser verificado por cálculo, ya que la superficie de apoyo de la espiga es pequeña y el esfuerzo de corte en su base es muy grande.

Si no se ha logrado la resistencia necesaria con las vigas maestras . normales, habra que considerar vigas maestras especiales, las que requieren de un cálculo y un diseño adecuado. Existen en este tipo: vigas armadas (doble "T", con jabalcones), vigas cajón, vigas laminadas (clavadas y¡o encoladas) y otras. Estas alternativas se verán en otro Cuaderno que trate de vigas y estructuras mayores.

t VARIABL E S!CARGf.

... 1

•¡

Fig. 33

Fig. 34

68

REPARACION DE DEFECTOS EN ENVIGADOS ANTIGUOS

Es común encontrar en construcciones antiguas o en edificaciones defectuosas, problemas y fallas en los elementos de un entramado horizontal como: vigas hundidas, torcidas o agrietadas; pudrición en los apoyos y otros. Problemas de este tipo se pueden detectar por desnivel del plano de piso, por el crujido de éstos o por excesiva elasticidad.

Estas fallas se pueden deber a varias causas: la elección de maderas y elementos de conexión inapro- piados en calidad y dimensión, el uso de maderas ver- des o húmedas, la reutilización de maderas en malas

condiciones, pudrición por hongos y otros. Se pretende en este capítulo, mostrar algunas solu-

ciones a problemas puntuales y que comúnmente ocurren en las construcciones antes mencionadas. Con ello se quiere mostrar la factibilidad de recuperar edificios o estructuras que a simple vista parecen colapsa- das.

Se recomienda para fallas extensas, la asesoría de un profesional que identüique el problema real y reco- miende una solución adecuada.

69

--

DEFECTOS-REPARACION

Normalmente es difícil el reemplazo de las piezas da-

ñadas, por la dificultad que implica el desclavado de los revestimientos, pisos, etc., que están fijos a ella . Por esto, se recomienda cuando es difícil extraer la pieza afectada, el uso de refuerzos.

La Fig. 36 muestra la falla de un cabezal, en una escotilla o abertura de piso. Si el cabezal ha sufrido una raja- dura, entonces, las vigas que descansan en éste, se hun- den deformando en esa zona el plano de piso. La solución es reparar el cabezal, agregando un refuerzo.

Para reparar se requiere levantar las vigas, hasta alcanzar el nivel normal, utilizando gatos hidráulicos,y reforzar el o los elementos dañados con una pieza de madera de sección similar a ellos, clavada de tal forma de hacerlas unitarias. (Fig. 37).

Es importante detectar el motivo de la falla. Por ejemplo, si la pieza se pudrió, primero debe subsanarse el problema de infiltración de agua o humedad en la zona; dejar secar la pieza y luego reparar el daño estructural.

En el caso de reforzar una pieza afectada por pudri- ción, se debe impregnar ésta con productos fungicidas (creosota) para proteger la pieza de refuerzo, de los efectos por contacto.

En las figuras se muestra el uso de conectores de metal y colgadores de vigas, elementos que favorecen en gran medida la unión.

Las perforaciones o cortes excesivos, para dejar el paso a tuberías u otros elementos, hacen perder a las vigas su condición resistente provocando el hundimiento del entramado y pudiendo llegar al colapso de él. (Fig. 38). En pág. 64 se detallan los diámetros máximos y la ubica- ción correcta para estas perforaciones. La deformación del envigado normalmente daña la tubería, introduciendo al problema inicial un daño por infiltración de agua, que agrava el deterioro de los materiales adyacentes. Para solucionar este problema, se nivelará el envigado y refor- zará por ambas caras las zonas debilitadas de las piezas perforadas, de tal manera de conseguir la resistencia deseada, ya sea con elementos de madera o metal. (Fig. 39) .

Cuando los apoyos de los entramados fallan, por ejemplo fundaciones de hormigón derruidos, (Fig. 40), se deben reparar para permitir un apoyo correcto de las soleras basales. En el caso de durmientes o soleras basales atacadas por pudrición, la solución es dificultosa por la necesidad de extracción del madero afectado y la intro- ducción y la fijación de uno nuevo. En este último caso, só- lo es posible el reemplazo y no el refuerzo del elemento da- ñado.

Para el cambio de durmientes, soleras basales u otros, es necesario levantar el envigado en la sección afectada con gatos hidráulicos, hasta alcanzar la liberación del madero a remover. Se extrae y se reemplaza por una pieza que es tratada contra los agentes que destruyeron la anterior. L<>s elementos de anclaje anteriores se cortan, o bien, se hace un rebaje en el elemento nuevo para poder introducirlo. La fijación del nuevo elemento se debe hacer desde arriba con pernos de expansión, para lo cual se de- berá remover el pavimento existente.

DEFO. RMAC ION ·/,. / CORTE / EXCESIVO TUBO INSTALACIONES

Fig. 38

Fig. 35

69

11

Fig. 40

Fig. 41

Si las vigas han sido atacadas por pudrición (Fig. 40), ·se debe reforzar la zona, ya sea en la parte central o en sus cabezas (Fig. 41), previa reparación e impregnación de los maderos.

El agrietamiento de las vigas, a causa de sobrecargas puntuales o por fallas en la madera, produce, en general, los mismos problemas de hundimiento y deformación de los pisos antes mencionados y la reparación de ellos es igual, en base a un refuerzo en la zona afectada mediante una pieza clavada a la pieza original. (Figs. 42-43).

Otro problema común es cuando las vigas de piso tienden a hundirse y los pisos rebotan como trampolines. Esto se debe a que las vigas están subdimensionadas para la luz que cubren. En estos casos es necesario nivelar el piso y agregar vigas de refuerzo en todo el largo de las vigas antiguas e insertar las cadenetas correspondientes si no las hubiere.

Si las vigas han sufrido torceduras implica que debe aumentar el número de cadenetas, de tal modo que queden dispuestas cada 1/3de la longitud de la viga como máximo, de esta forma se evitará la deformación lateral de las vigas.

Todas las fallas antes mencionadas, normalmente van asociadas al crujido de pisos. Las soluciones entrega - das deben suprimir o aminorar este último efecto. Sin embargo, a veces la causa del crujido de piso está situado só- lo en los revestimientos de ellos o su piso-base. Para ello hay soluciones diferentes que se verán posteriormente en un Cuaderno sobre recubrimientos.

71

BIBLIOGRAFIA

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Fig. 44

71

REVESTIMIENTOS EXTERIORES @J ISSN 0716-5536

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UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO

73

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Editado por Universidad del Bío-Bío Avda. Collao 1202 -Casilla 5-C- Fono 238984 (288)- Concepción - Chile

1989

INDICE

INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7S NORMAS Y DEFINIOONES ........ . .............................. : 77 TIPOS DE REVESTIMIENTOS EXTERIORES ............................................................................. 80

Entablados. .................................................................................................................. 80 Tejuelas. ...................................................................................................................... 85 Placas de lana de madera mineralizada estucadas .......................................................... 86 Placas hidroresistentes .................................................................................................. 86 Placas de fibro cemento· ............................................................................................... 87

FORMAS DE COLOCACION ....................................................................................................... 88 Tabique cerrado ........................................................................................................... 88 Tabique ventilado ......................................................................................................... 88

DETALLESCONSTRUCTIVOS ................................................................................................... 90 'Encuentro de esquina ................................................................................................... 92 Empalmes de revestimientos verticales. ........................................................................ 92 Empalmes de revestimientos horizontales. ................................................................. 94 Empalmes de placas .................................................................................................... 94 Rem te per:ior .._. ...................................................................................................... 95 Tel'llllnacion infenor .................................................................................................... 96 Remates contra ventanas y puertas .............................................................................. 97

AFIANZAMIENTO ............................................................................................................. 98

CAMBIO DE MATERIALES. ....................................................................................................... 99

BffiLIOGRAFIA ..... . . .................... .. .. . ... . .... ; ....... ·lOO

Pág.

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO CUADERNOS DE EDIFICACION EN MADERA

AUTOR PRESENTE NUMERO : Arquitecto Ricardo Hempel Holzapfel DIRECTOR: Arquitecto Roberto Goycoolea Infante, Director del Centro de Desa· rrollo en Arquitectura y Construcción (CEDAC). COMITE ASESOR: Departamento de Edificación y Estructuras, Facultad de Arquitectura y Construcción , Arquitecto Gerardo Valverde Vildósola; Dirección de Investigación Científica y Tecnológica, Centro de Desarrollo en Arqui· tectura y Construcción (CEDAC), Arquitecto Roberto Goycoolea Infante y Arquitecto Gerardo Saelzer Fuica. DIAGRAMACION: Bernardo Suazo y Claudia Hempel. IMPRESION:

Editora Aníbal Pinto S.A., Maipú 769, Concepción

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INTRODUCCION

El tema desarrollado, los revestimientos exteriores, abarca sólo una partida pequeña del total de una cons- trucción en madera , pero su buena solución en diseño y calidad es de vital importancia para la durabilidad y aceptación de una edificación. Esta envolvente exterior conforma, junto con la estructura, la expresión volu - métrica de lo diseñado y será importante entonces elegir el tipo y textura adecuado para reforzar las inten- ciones de un proyecto.

Una de las características fundamentales de toda edificación con estructura de madera, es la multipli- cidad de materiales que pueden ser elegidos para sus diversas terminaciones, entre ellos el revestimiento exterior.

Este puede tomar las más diversas formas, dependiendo de las exigencias de diseño, las cualidades resistentes, la textura, la aislación acústica y térmica, la protección contra la humedad y la modulación que se desee obtener. En lo esencial, el revestimiento exterior, tiene por fmalidad conformar el elemento separador entre un espacio exterior de clima variable y otro interior adecuado a la vida del hombre. Esta condición significa, que siempre en primera instancia deberá tenerse presente que el revestimiento exterior es el elemento, junto a la cubierta, que está más expuesto a las cambiantes condiciones de vien to, lluvia y sol y de.be ser una barrera adecuada y resistente a estos agentes atmosféricos.

75

-

AISLACION EXTERIOR- INTERIOR

La madera es un material adecuado y durable si se toman las precauciones pertinentes, debido a su resistencia a las altas humedades del aire y a las lluvias intensas, a su variada expresión decorativa , a su bajo coeficiente de transmisión térmica, a su poco peso en relación a su resistencia, a su elasticidad, a su buena resistencia al impacto y además es fácil. de trabajar.

En este Cuaderno se han recopi- lado los detalles .constructivos más relevantes y las condiciones físicas más adecuadas referentes a·la apli- cación del revestimiento exterior. Estos detalles pretenden reflejar el

LLUVIA

SOL

CALOR

FR!O

VIENTO

POLVO

SMOG

RUIDO

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BARRERA

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desarrollo actual de la técnica, que basada en experiencias prácticas, ha desarrollado sistemas constructi-

a todos los que emplean la madera en la construcción ; los arquitectos en sus diseños, los constructores en sus obras, los carpinteros en sus trabajos y también los aficionados encontrarán sugerencias útiles.

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1 1 1 1

ENOMINACION 1-....:.._-+ .:: mm

RV 16 22 RV 17 22

DENOMINA

CION

A

CARA AVANCE

mm mm mm

RV 20 22 95 108

22 120 133

16 34 50

DENOMINACION CARA AVANCE

mm mm mm RV 1 22 45 38

\\\ '\ \

DENOMINACION

e a CARA AVANCE

mm mm mm

RV 2 22 70 56

RV 3 22 95 76 RV 4 22 120 101 RV 5 22 145 126 RV 6 22 195 176

DE OMINACION CARA AVANCE

mm mm mm RV 11 22 lAI 63 RV 12 22 95 83 RV 13 22 120 108 RV 14 22 145 133 RV 15 22 195 183


Entre las normas existentes sobre el uso de la madera en la cons- trucción, no hay una norma oficial vigente relacionada con los revestimientos exteriores.

La norma Nch 174 of 61 que trata sobre unidades empleadas, dimensiones y perfiles de madera, fue anulada y reemplazada por la Nch

referente a perfiles y su clasificac.ión.

-t.:C A R:::A:_:::A:..:V A::,:NC E

DENOMINACION1--=--+----=:.

C:.::A R:.:..:A...::A V AN:!.:C:.::_E

Por lo tanto, para el desarrollo de mm mm mm mm mm

RV 18 22 95 83 este Cuaderno , sólo se considera- rán la forma de los distintos perfiles establecidas en la norma anterior y sus dimensiones, materia que está en discusión.

La norma clasifica en perfiles ela- borados de revestimiento vertical (RV1 al RV21) , revestimientos horizontal {RHi al RH20) y los revestimientos tinglados (Tl al T15). Aun- que esta norma no diferencia entre revestimientos exteriores e interiores, debe dejarse establecido que los revestimientos exteriores no deben ser menores en su espesor a 20mm.

Para elegir entre estos revestimien - tos propuestos , hay que tener presente que uno de los factores fundamentales que debe tener todo recubrimiento exterior es el permitir el fá- cil escurrimiento del agua.

PERFILES NORMALIZADOS

REVESTIMIENTOS VERTICALES

RV 19 22 120 108

17

DENOMINACION • • CARA AVANCE mm mm mm

T 1 22 145 130 T 2 22 195 180

'A DENOMINACION •

1 CARA AVANCE

mm 22

mm mm T 8 120 85 T 9 22 145 110 T 10 22 195 160

DENOMINACION

e • CARA AVANCE 1

mm mm mm \

T 13 22 120 108 T 14 22 145 133 T 15 22 195 183

rh V,

OENOMINACION e a CARA AVANCE mm mm mm

RH 8 22 120 103 RH 9 22 145 128 RH 10 ·22 195 178

DENOMINACION e a CARA AVANCE mm mm mm

RH 11 22 120 103 RH 12 22 145 128 RH 13 22 195 178

f OENOMINACION

e •

CARA AVANCE

mm mm mm RH 17 22 145 128 RH 18 22 195 178

DENOMINACION

e a CARA AVANCE

mm mm mm RH U 22 145 133 RH 20 22 195 183

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REVESTIMIENTOS ·aoi.UZONTALES Y TINGLADOS

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PENOMINACION

• 1 CARA AVANCE mm mm mm

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DEfiiQMINACION • 1 CARA AVANCE

mm mm mm AH 5 22 120 108 AH 1· - 22 145 133 RH 7 22 195 183

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DIIOMifiiACIOfll • 1 CARA AVANCE

mm mm mm AH 14 22 '120 181 RH 15 22 145 133 AH 11 22 115 183

1'

DEFINICIONES

REVESTIMIENTO EXTERIOR. Capa cubierta externa con que se resguarda del clima e intemperie la estructura soportante de una edificación.

TINGLADO: Disposición de las tablas de revestimien- to, cuando en vez de juntarse por sus cantos, se montan unas sobre otras.

TRASLAPO: Unión entre dos tablas o tablones en su largo a través del rebaje de sus cantos, que se montan parcialmente una pieza sobre la otra.

MACIHHEMBRAOO: Ensamble o unión en el largo de dos piezas o tablas a través de una ranura y lengueta.

EMPALME: Unir dos maderos por las cabezas, entre- lazándolos de modo que quede en comunicación o a continuación uno del otro.

PERFIL: Pieza prismática de sección constante. Sus diversos tipos se caracterizan por la forma y dimensiones de su sección.

CUBREJUNTAS : Listón que tiene por finalidad tapar la unión o encuentro de dos superficies para evitar el ingreso de agua y viento o por un factor estético.

CANTERlA: R,anura o canal de aprox. 1 cm., qu se deja en el encuentro de dos superficies (revestimientos) donde se desea destacar o acusar la unión.

LENGUETA: Espiga prolongada que se labra a lo largo del canto de una tabla, con el objeto de encajarla en una ranura de otra pieza o bien laminilla que se inserta entre dos tablas ranuradas, como elemento de unión entre éstas.

TEXTURA: Disposición de las fibras o figuras que forman las vetas, formada por los anillos de crecimiento de la madera o por la disposición del entablado u otro revestimiento.

MACHIHEMBRADO

REVESTIMIENTO- EXTERIOR

FIELTRO ---...

CORTAGOTERA : Perfil que se le hace a una pieza e·specialmente para interrumpir el escurrimiento del agua.

FIELTRO O BARRERA DE HUMEDAD: Lámina que se ubica en el interior de un tabique con el fin de evitar el ingreso de agua desde el exterior y que debe ser

TINGL ADO TRASLAPAOO CAMARA AIRE

s s s s s z¡;A,

CUBREJUNTAS

1\\\\\%3 VWI·V, CANTER lA

- mf!IIIJt LENGUETAS

permeable al paso de vapor desde el interior. Normal- mente es un papel o cartón asfaltado. CAMARA DE AIRE: Espacio intersticial que se deja o queda entre el aislante y el revestimiento . Este puede ser con aire quieto o bien permitir la aireación o·venti- lación por el interior de un tabique. TABIQUE VENTILADO O ABIERTO: Tabique al que se le ha dejado abertura y espacios para permitir la circulación de aire por su interior. TABIQUE CERRADO: Tabique que no permite una aireación por el interior. ALABEOS: Deformación que puede experimentar una pieza de madera por la curvatura de sus ejes longitudinales, transversales o ambos (Abarquillado, Arquea- dura, Encorvadura y Torcedura).

TABIQUE CERRADO

TABIQUE ABIERTO

CORTAGOTERA

VARIABILIDAD DIMENSIONAL: Cambios que su- fre la madera debido a la pérdida o ganancia de su contenido de humedad. La contracción o expansión producen cambios volumétricos en una pieza fundamentalmente en su espesor y ancho y en menor medida en su longitud.

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Son muchos los materialG!s disponibles de usar romo revestmuentos exteriores para cubrir estructuras de madera, siendo los más usados los entablados. Entre las otras posibilidades están las placas hidroresistentes (Placas de partículas aglomeradas o contrachapado), los estucos sobre placas mineralizadas de viruta, las planchas de fibro cemento y las planchas 'metálicas . Cada una de estas so- lucipnes posee sus características propias y formas de colocaciqn especiales.

ENTABLADOS

En general los entablados se pueden identificar de acuerdo a la direc- ción del revestimiento, como ser co- locación horizontal , vertical o diagonal. Para los tres casos, es recomen - dable usar tablas de ·no menos de 20 mm de espesor, con la finalidad de asegura·r la durabilidad de cada pieza. Además se recomi nda , según normas extranjeras, no usar tablas de más de 100 a 150 mm de ancho. Para tablas de mayor tamaño sólo son aplicables ciertos tipos de revestimientos -por ejemplo , revestimientos horizontales tinglados- que por su forma de afianzarse permiten la variabilidad estacional propia de la madera, sin producir rajaduras o alabeos.

Estas recomendaciones son necesarias de respetar, para evitar deformaciones, a consecuencia de las cuales se producen ftltraciones de humedad y viento.

ENTABLADO HORIZONTAL

ENTABLADO VERTICAL

ENTABLADO DIAGONAl

TIPOS DE

REVESTIMIENTOS EXTERIORES

80

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1 •

RECOMENDACIONES GENERALES EN CUANTO AL SENTIDO DE COLOCACION

SENTIDO DE COLOCAC ION

VERTICAL HOR IZONTA L

DIAGONAL

ANCHO NOMINAL

.( 120mm

150mm

<: lOOmm

ESPESOR NOMINAL

:>20mm )20mm )20mm

Los espesores indicados en el Cua- dro, se refieren al ancho inicial de la tabla, a partir del cual se hará el per- filado correspondiente. La sección expuesta de menor espesor en un perfil, producto de los rebajes de éste, no debe ser menor de 12 mm .

La madera es un producto que permite al arquitecto o diseñador, jugar dentro de una amplia gama de perfiles y combinaciones entre ellos, permitiendo obtener diferentes texturas. Es posible usar la madera en bruto, con su característica rugosidad o cepillada en sus más diversas formas, lisa, rebajada, rodonea- da , estriada, convexa, cóncava o ahu- sada, pero también es posible combinar un entablado y listones cuadrados, cónicos o rodoneados.

Lo importante en la elección de perfiles para revestimientos exteriores, es tener especial cuidado que su forma permita un escurrimiento fácil y seguro del agua y que evite el paso del viento .

REVESTIMIENTO HORIZONTAL

TABLA TINGLADA. Este tipo de revestimiento consiste en la colocación de tablas en líneas horizontales que comienzan a colocarse desde abajo y en que las hileras siguientes van cubriendo el canto superior de la anterior. El traslapo horizontal debe ser de por lo menos 30 mm. El escurrimiento de agua en este tipo de revestimiento es perfecto, especialmente cuando el canto inferior configu- ra un cortagotera.

81

La infiltración de aire, por el contrario, es difícil de evitar, debido a la imposibilidad de mantener perfectámente apoyada en todo su largo la ta-

.. bla superior sobre la inferior . Esta es la razón por la que se hace necesario colocar por debajo del entablado un fieltro que evite el paso del aire.

Este tipo de" revestimiento permite la variabilidad dimensional de la madera por cambios de contenido de humedad, siempre que cada tabla sólo se afiance con clavos en el borde inferior, aprisionando el canto superior de la tabla que cubre. Este sistema de sujeción da posibilidad a cambios del ancho de las piezas de revestimiento, sin crear tensiones internas que producen rajaduras y partiduras.

El tinglado es un revestimiento adecuado para el uso de madera en bruto . Actualmente se conoce su uso sólo en construcciones provisorias, pero debido a su rugosidad especial puede ser un revestimiento adecuado también en algunas construcciones definitivas . Si se usan tablas con borde disparejo y con cantos vivos, el traslapo de 30 mm debe darse en el pun- to más desfavorable . Debido a las diferencias de dimensiones entre las tablas, se hace recomendable forrar paños no mayores del largo de las piezas, debido a que es difícil mantener la continuidad horizontal del entablado, respetando el traslapo mínimo de 30 mm. Si el largo del tabique es mayor que el largo de las piezas, entonces debe acusarse la unión por medio de una separación en todo el alto del paño a cubrir.

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TABLAS PLANAS Y PERFILADAS CON UNION MACHIHEMBRADA O TRASLAPADA

Existe una gran variedad de perfiles que van desde el rebaje recto hasta las diferentes formas de perfiles curvos. Lo esencial es garantizar un adecuado escurrimiento de las aguas lluvias y que el machihembrado tenga la profundidad suficiente que permita la variabilidad propia de la madera. Se recomienda

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un mínimo de 7.5 mm que es propuesto por la Norma Chilena . En zonas muy lluviosas es reéomendable llegar a 1O mm. En todo caso, si se desean emplear tablas de un ancho mayor a 150 mm. el machihembrado debe aumentarse proporcionalmente. En la medida que se da mayor ancho al entablado, aumenta el riesgo de deformaciones , rajaduras y alabeos. Estos efectos repercuten especialmente en la parte machihembrada ,ya que la lon - gitud de las lengüetas son p queñas y los bordes de los rebajes hembra son débiles.

Una manera de disipar las tensiones internas y evitar el riesgo de torceduras y alabeos, es hacer cortes por la cara posterior y a todo el largo de la tabla. Para piezas de 100 mm, se recomienda hacer un corte en el centro de la cara, para tablas mayores hacer 2 a 3 cortes.

83

REVESTIMIENTO VERTICAL

Las soluciones más simples 'de revestimientos verticales consisten en .la sobreposición de tablas de una misma o diferentes dimensiones. Es recomendable un traslapo mínimo de 15 mm a ambos lados y usar tablas de un ancho máximo de 150 mm y con ·un espesor mínimo de 20 mm.

Existe una gran variedad de perfiles rebajados y machihembrados que pueden ser usados adecuadamente como revestimientos exteriores verticales. La elección se hará fundamentalmente por la calidad de textura y. expresión que se desea lograr.

Fundamental en la colocación de este tipo de revestimiento es que el machihembrado no quede expues- to a la dirección dominante del vien- to en invierno, para evitar o reducir así la posibilidad de infiltración de aire o. humedad.

REVESTIMIENTO DIAGONAL .

Para este tipo de revestimiento son válidas todas las formas de forros horizontales machihembrados, no siendo recomendable los traslapos. Especial cuidado requieren los remates de estos forros con marcos de vent nas, puertas y en los puntos en que se producen cambios de ángulos de colocación de los revestimientos. En la mayoría de los casos estas uniones sólo son posibles de solucionar por medio de perfiles metálicos u hojalatería.

84

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TEJUELAS

El recubrimiento de paramentos verticales con tejuelas da una textura muy especial a una' construcción, como con escama s, y caracteriza algunas zonas geográficas del país, en que el uso de este tipo de revestimiento da unidad a poblados completos.

Las dimensiones de ·las tejuelas son variables, fluctuando su ancho entre 1O y 15 cm y el largo es generalmente de 60 cm. Su espesor fluc- túa entre 8 a 12 mm , dependiendo especialmente de la especie y del fa-

•

br icante. Existen también tejuelas ahusadas, que en su cabeza tienen 12 mm aproximadamente y termi- nan en su canto superior en 8 mm aproximadamente.

Las formas de las tejuelas pueden ir variando en su perfil del remate inferior. Estas terminaciones perfiladas se emplean fundamentalmente como revestimientos verticales exteriores (este tema se aborda en el Cuaderno de Edificación en Madera N° 2. pág. 41 y 42).

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PLACAS DE LANA DE MADERA MINERALIZADA ESTUCADAS

PINTURA O ESTUCO > -

MORTER:> CEMENTO CON

/AOITÍ\Q IMPERMEABIUZANTE

MAlLA DE METAL /ÓESPLEGAOO -

PlACA.DE VIRUTA

/MINERALIZADA

ESTRUCTURA DE MADERA

Este tipo de revestimiento que tie-

ne gran aplicación en la actualidad en países desarrollados, consiste en revestir con estas placas y recubrir- las con estucos en base a cemento, dando una terminación exterior idén- tica a la de las construcciones de al- bañilería.

Este sistema de terminación en nuestro país era conocido y se vino aplicando desde fines del siglo pasado con resultados satisfactorios. Consistía en recubrir la estructura resistente de madera con un listoneado horizontal, separado 10 a 20 mm y recubrir esta trama con mortero de cemento, previa colocación de una malla de alambre.

Actualmente se usan placas de lana de madera mineralizada, aglomeradas con cemento como elemen- to base. Las uniones entre placas se recubren con una malla de alambre o metal desplegado y luego se estu- ca con mortero de cemento y cal. A estos morteros es conveniente

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agregarle aditivos impermeabilizantes. Las terminaciones exteriores posibles de lograr, son las propia s de todo estuco: ponceado, gravi- llado , a grano perdido para un posterior pintado, etc.

La ventaja de este tipo de revestimiento es su buena aislación acús- tica, térmica y su resistencia al fuego, por ser incombustible. Estas razones hacen recomendable este tipo de terminación extérior en viviendas contínuas, pareadas , en con- dominios o edificios públicos.

PLACAS IDDRORESISTENTES

El uso de placas resistentes a la humedad (como contrachapado, impereterno o marino, o placas de par- tículas tipo HR y fibra cemen- to) es otra posibilidad de revestimientos exteriores de estructuras de entramado de madera.

En el caso de contrachapado y placas de partículas , su empleo como revestimiento obedece en algunos casos a la doble función que adquiere este recubrimiento; de cerramiento y/o como colaborador de la estructura resistente. En esta segunda fun- ción la placa puede absorber los eso fuerzas laterales de viento y sismos, y además puede transmitir parte de las cargas verticales a la base o solera. Pero también su función puede ser solamente la de atiezador de los pie derechos para evitar su desplazamiento lateral por pandeo o defor- mación natural. Estas razones estructurales hacen que este tipo de revestimiento sea usual en la construcción de paneles pref abricados o sistemas constructivos industrializados. (Ver Cuaderno de Edificación · en Ma- dera N° 1, pág. 13). Es importante en el caso de usar estas placas que todos los cantos expue.stos sean protegidos con recubrimientos repelentes del agua, debido a que es el pun- to donde queda expuesto el adhesivo entre chapas o partículas de las placas.

86

PLANCHA

lo<::-'::iofilllll"DE TOPE

PLANCHA TINGLADA TRASLAPA DA. Al---t.::::::::::: :::::1

PLANCHA TINGLADA CON SOMBRA

ESQUINERO

En general, la característica .propia de las terminaciones exteriores en base a placas, es su conforma- ción lisa, acusándose solamente las uniones ·entre cada placa. Esta característica obliga a una modulación clara del proyecto, especialmente del ancho y alto de ventanas, puertas y los espacios entre vanos.

Su terminación debe ser en base a pinturas, barni- ces especiales para madera expuesta a] exterior o estucos elastoméricos. PLACAS DE FIBRO CEMENTO

Las planchas de fibra-cemento (mezcla de cemento, fibras minerales, fibras orgánicas y agua) son indicadas para revestimientos exteriores en zonas expuestas a lluvias, por sus características de impermeabilidad, incombustibilidad y larga duración en el tiempo. Dentro de los diferentes tipos existentes en el mercado, son recomendables las sometidas a altas presiones en su proceso de fabricación (lnternit) por su mayor resistencia y m::¡yor impermeabilidad.

Además de las planchas planas (lisas y tingladas), existen las perfiladas que también pueden usarse como revestimiento exterior de viviendas y construccio· nes menores, aunque en muchos casos, el gran espesor de sus relieves las hace más adecuadas para construcciones industriales, comerciales o agrícolas.

Planchas Lisas Las planchas de este tipo deben ser resistentes a

Jos agentes atmosféricos, por lo que se recomiendan de 5 mm de espesor. Las dimensiones son de 1.20 x 2.40 m y la estructura debe modularse a 0.60 m. Entre planchas es necesario dejar una separación de 3 a 5 mm.

Planchas en Relieve Dentro de una variada gama de planchas con relie-

ves, tienen aplicación en vivienda y construcciones menores las que conforman un saliente menor (50 mm), evitándose de esta forma los excesivos sobremarcos de puertas y ventanas.

Las planchas pueden colocarse en forma horizontal o vertical, siendo la segunda la más adecuada para revestir paños completos de edificaciones, por el fácil escurrimiento del agua. Su fijación se hace sobre un listoneado de 50 x 50 mm, separado a un máximo de 120 cm entre ejes.

Revestimiento Tinglado de Fibrocemento

Las franjas horizontales de este tipo de revestimien- to le da una textura característica que se puede reforzar al colocar las planchas sobre listoneado horizontal entre hiladas.

87

FORMAS DE

COLOCACION

La forma tradicional de colocar los revestimientos exteriores es afianzando este revestimiento directamente sobre el entramado, constituyén- dose en tabique cerrado. Para lograr una mejor evaporación de la posible humedad dentro del tabique y del revestimiento exterior, se recomien - da en la actualidad una solución que garantice una buena aireación a tra- vés del tabique, denominado ventilado.

TABIQUE CERRADO

En el caso de los tabiques cerra-

dos, el revestimiento exterior se fija directamente sobre el entramado resistente. Es necesario intercalar un fieltro asfáltico, lo que evita fundam ntalmente el paso del viento, protege la estructura de las posibles infiltraciones de agua y además permite el paso del vapor de agua hacia el exterior.

Las ventajas de revestimientos exteriores directos son, diseños más simples en los diferentes remates de esquinas, ventanas y marcos, el menor espesor del tabique y su más fácil instalación y por lo tanto su costo es más económico. Sus desventajas son la. falta de aireación del interior del tabique y la posible re- tención de humedad intersticial entre. el revestimiento y el fieltro, lo que puede influir. en la durabilidad de la estructura y el revestimiento respectivamente.

TABIQUE VENTILADO

El revestimiento exterior se co-

loca dejando una cámara de aire entre el revestimiento y la estructura

soportante de la construcción. Esto permite evacuar la humedad que desde el lado interior se puede haber introducido en la estructura y los elementos constituyentes del tabique, lo que si se produce, podría conducir a daños serios y difíciles de constatar y reparar en la madera.

Para lograr una buena aireación es necesario conformar una cámara de aire contínua de por lo menos 20 mm. de ancho entre el revestimiento exterior y el fieltro colocado sobre la estructura o placas arriostrantes. Esta cámara debe tener en la parte inferior y la superior una buena rela- ción con el exterior para garantizar una circulación permanente del aire.

Según la norma básica de la edi- ficación española NBE-CT-79 "Condiciones términas en los edificios", el grado de ventilación de las cámaras de ventilación S, expresada en cm2, y la longitud.del cerramiento L, expresada en m. Se éonsideran tres casos:

I. Cerramientos con cámara de aire . in ventilar o débilmente ventilada, cuando se cumple la relación: S/L ( 20 cm2/m.'

II. Cerramientos con cámara de aire medianamente ventilada, cuando se cumple la relación: 20 -\ S/L ( 500 cm2/m.

III. Cerramientos con cámara de aire muy ventilado, 'cuando se cumple la relación: S/L) 500 cm2/m. Para evitar el acceso de insectos

y roedores a estos espacios es necesario recubrir las aberturas inferiores y superiores con mallas mosquiteras de alambre o plástico.

Se conforman estas cámaras de aire intermedias en base a listones espaciados y cuya colocación depen- derá de la dirección y tipo de revestimiento exterior.

En caso de un revestimiento horizontal se colocan listones verticales de 20 x 45 mm aproximadamente separados entre 30 y 60 cm.

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En caso de revestimientos verticales estos listones deben ranurarse para permitir una buena circulación vertical del aire. También es posible clavar estos listones sobre peque- ños tacos que dejen una separación adecuada para la circulación del aire, con lo que se logra cumplir las exigencias de normas para tabiques de mayor alto.

Una solución óptima para cualquier tipo de revestimiento, es el doble listoneado, una corrida horizontal y otra vertical. En este caso se puede colocar el primer listoneado, el que va afianzado a la estructura, a mayor distancia, entre 80 y 100 cms.

Si el revestimiento es en base a tejuelas, el listoneado debe ir a 1/2 deflargo de las tejuelas.

Los diversos tipos de planchas

de fibra-cemento tienen formas especiales de ser colocadas.

Las planchas lisas se colocan con una separación de 3 a 5 mm para permitir la dilatación de ellas por efecto de cambios de temperatura . .Existen varias alternativas de fija- ción:

tornillo de cabeza redonda para

Las planchas de relieve, ortogonal se colocan con tornillos de 1 1/2 x 12" galvanizados con golilla de diá- metro 20 mm x 2 mm y las perforaciones correspondientes deben hacerse con taladro y el diámetro debe ser superior en 2 mm al de la fijación y ubicarse a una distancia mínima de


10 cms de los extermos de las planchas.

En cuanto a la colocación del tinglado de fibra-cemento, éste pÜede colocarse de dos maneras, cambiando por este hecho sólo su aspecto: dise- ño con o sin sombra, (Ver dibujo en pág. 87).

REVESTIMIENTO TEJUELA

l madera de 1 1/2 x 10" con golilla. clavos terrano de 1 1/4 x 12" o de cabeza cónica y estriado de 1 5/8 X 13". Los elementos de fijación deben

ubicarse a lo menos a 10 mm de los bordes y con una separación máxima de 30 cm.


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DETALLES CONSTRUCTIVOS

Los detalles constructivos que se analizan son los más característicos, aunque existen además otras formas. En todas estas soluciones siempre hay que tener presente que ade- más de la intención de disefio es·indispensable que la solución propuesta evite el paso de humedad y viento.

ENCUENTROS DE ESQUINA

Hay múltiples folJilaS de solucionar las esquinas, diferenciándose los

ticales y horizontales. En muchos casos es recomendable retapar el en-

. cuentro con masilla plástica de garantizada elasticidad a largo plazo .


En el caso de revestimientos verticales es conveniente unir las piezas

REVEST. INT. BARR. VAPOR AISLACION CAM. AIRE BARR. HUMEO. VENTILACION ENT. EXTERIOR

encuentros entre revestimientos ·ver- con sellantes resistentes a la hume- ----------------------

PLACA HIDRO- RESISTENTE

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dad y luego clavar. También puede acusarse la unión mostrando una se- paración entre las dos tablas de revestimiento. Otra forma usual, y la más segura, es retapar la unión por medio de un cubrejuntas. Este puede tener variadas formas. Es importante siempre proteger con sellante las cabezas de las tablas.


En los revestimientos horizontales existe la posibilidad de producir una continuidad del revestimiento, lo que se logra por medio de cortes a 45° en el encuentro sellado con masilla plástica. Puede dejarse una pequeña cantería. También es posible intercalar una pieza en ángulo o normal destacando una cantería vertical.

...

91

REVESTIMIENTO CON PLACAS IDDRORESISTENTES

Las placas y planchas lisas se rematan de diversas formas en las esquinas, siendo muchas de ellas similares a las de los revestimientos exteriores con entablado.

Las planchas con relieve de fibra- cemento se retapan . en los encuentros de esquina con piezas especiales del mismo material y el tinglado se remata de tope en las esquinas interiores y exteriores, refor- z do por debajo la aislación con doble capa de fieltro asfáltico.

REVESTIMIENTO TEJUELA

Los revestimientos con tejuelas se rematan en las esquinas superponién- dolas de tope y alternando en cada hilada la tejuela sobrepuesta . También es posible terminar .las tejuelas encon- tradas con un corte de 45°. Esta so- lución es más delicada, debido a que es difícil hacer coincidir bien ambas tejuelas, por la rusticidad del

material, especialmente las elabora- das artesanalmente.

En zonas muy lluviosas o de inten- sos vientos es conveniente recubrir el encuentro con listones de tope en todo el alto.

En todas las soluciones de esqvina debe colocarse entre las dos capas de tejuelas un fieltro asfáltico como elemento protector (ver Cuaderno de Edificación en Madera Nro. 2).

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EMPALMES DE REVESTDMENTOS VERTICALES

Normalmente las tablas disponi- ::...... fJ bies en el comercio no tienen un lar- "' go mayor a 3.20 - 3.60 m. Los revestimientos verticales de una cons-

san esta dimensión en el alto, lo que · 11 · n

obliga a empalmar las tablas por las 1 cabezas.

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Estas uniones se pueden lograr con un corte inclinado, recomendándose asentarlas en masilla plástica de larga duración o colocar el revestimiento superior sobre el inferior, Cambiando el plomo exterior del revestimiento. En todas las demás soluciones se acusa la unión, ya sea por un canto rebajado traslapado o por medio de algún elemento separador. Este puede ser un listón de madera o también un forro metálico inoxidable.

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EMPALMES DE REVESTIMIENTOS HORIZONTALES

Las uniones de tope son las más usuales, pero poco adecuadas por las posibles ftltraciones producidas por la dilatación de la madera. De ejecutarlas de este modo deben ser alternadas. Mejores soluciones son las que acusan las uniones con rebajes, traslapos o claras separaciones. Estas pueden recubriese con listones, lengüetas o forros metálicos inoxidables.

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EMPALMES DE PLACAS

Los empalmes horizontales y verticales de placas de revestimiento exterior (contrachapado o placas de partículas hidroresistentes) son parecidos a los correspondientes a entablados. J.-as uniones de tope retapa- das con masilla elástica no son convenientes, debido a que su duración no está .garantizada a largo plazo, especialmente en climas secos.

La forma más frecuente de empalmar verticalmente placas es recu-

briendo la unión , previamente sellada con masilla elá'stica, con un listón del mismo material de recubrimiento o J,!no aserrado. La dimensión mínima recomendable del listón es de 18 x 32mm.

·Otras soluciones de mejor calidad son las uniones por medio de len- güetas, perfiles de aluminio o forro galvanizado. Estos perfiles deben asentarse en masilla elástica.

Las uniones horizontales se pueden lograr por traslapo , cambiando el plomo exterior del revestimiento, o por medio de forros .metálicos (fierro galvanizado, cobre o aluminio).

Las soluciónes de esquina son listones rebajados o perfiles metáli- cos asentados en masilla elástica.

Las planchas de fibro cemento se empalman en forma similar a la

de las placas o recubriendo los encuentros con listones del mismo material. ·. .D

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REMATE SUPERIOR

Existe una gran variabilidad de soluciones para estos remates, dependiendo fundamentalmente del tipo de alero· o de la no existencia de un alero.

Los revestimientos exteriores con ventilación posterior requieren una circulación permentente de aire. Para que esto se produzca eficientemente, es indispensable dejar una separación entre estructura y revestimiento, que permita el libre paso del aire. Esta separación es conveniente retaparla adecuadamente con una malla metá- lica o de plástico, para impedir el paso a insectos.

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TERMINACION INFERIOR

Una de las condiciones indispen-

sables para lograr un revestimiento exterior de asegurada duración es _evi- tar el contacto con la humedad por largo tiempo. En el caso del remate inferior es necesario que éste se ubi- que a una altura suficiente que no permita el contaco con el terreno. E$ta distancia del entablado debe evitar la salpicadura de la lluvia y en zonas lluviosas se recomienda un mínimo de 30 cm. entre el rema- ter inferior del revestimiento y el nivel de tierra. Esta distancia es necesaria aumentarla hasta 50 cm. en construcciones que no poseen canaletas de aguas lluvias que recojan las aguas de la techumbre. En zonas más secas la necesidad permanente de regadío de los jardines en estas re giones hace recomendable mantener las distancias antes indicadas. El corte inferior debe funcionar como cor-

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tagotera para evitar el retorno de la humedad por debajo. Para ello se le hará un corte de a lo menos 600 en el canto inferior del revestimiento .

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Este corte es importante en revestimientos verticales, ya que evita el contacto con la humedad del punto más vulnerable de las tablas que son las cabezas.

El revestimiento vertical y diagonal puede tener diferente forma de terminación, configurando una pre- sentación decorativa.

REMATES CONTRA VENTANAS Y PUERTAS

No es posible analizar las múlti- ples variables que significan los remates de dinteles , alfeizares y lar- gueros de marcos de ventana y puertas con el revestimiento exterior. El tipo de fenestración (perfil, material, espesor, etc), la profundidad del rasgo, el espesor del muro o tabique, el uso de postigos o rejas y también la forma de colocación del revestimiento exterior son todos factores que hacen varias la solución del remate exterior del vano y cada solu- ción requiere detalles constructivos específicos. Puede establecerse algunas observaciones generales:

En la medida que se profundiza el rasgo, aumenta la presión del viento y por tanto las posibles filtraciones. Una manera de garantizar una buena terminación del dintel es en base a un forro metálico. Los antepechos deben conformar cortagoteras, que pueden configu - rar se por medio de una peana de madera, un forro de fierro galvanizado o perfil de aluminio.

- Las aislaciones térmicas de los tabiques deben rematarse adecuadamente a los marcos, para evitar puentes térmicos. Los sellantes elásticos son un r.e- curso usual, pero una buena solu- ción constructiva no debiera recurrir a ellos, debido a su débil comportamiento en el tiempo .

97

AFIANZAMIENTO

AFIANZAMIENTO DEL REVESTIMIENTO

EXTERIOR

La condición esencial para la colo-

cación del revestimiento exterior es que la base, estructura o listonea-

1 1

do, estén perfectamente aplomados y alineados y tengan la resistencia y espesor suficiente para recibir los clavos u otro sistema de afianzamiento.

Todas las tablas de revestimientos exteriores deben afianzarse con dos clavos en cada línea.

La forma normal de afianzar un enta lado es por medio de clavos. Para disminuir el riesgo de las manchas de óxido, se debe usar clavos con protección contra el oxido (galvanizado , zincado u otro), aunque ya el solo golpe del clavado debilita el recubrimiento y con el tiempo aparecerá la oxidación. Por ello es recomendable el uso de clavos de cobre o retapar los clavos con el traslapo , el machihembrado o en casos especiales, con tarugos o reta- pes compatibles con el tipo de recubrimiento .

las tejuelas también deben clavarse con dos clavos galvanizados o de cobre. Estos van a 1/2 del borde inferior de la tejuela, excepto la primera hilada, que lleva los clavos en el ·borde inferior.

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CAMBIO DE MATERIALES

Sobre estructuras de madera es factible aplicar una gran variedad de recubrimientos, por lo que en muchas edificaciones se usan varios materiales de revestimiento. Estos cambios pueden tener una justificación de costo, de uso o como en muchos casos por razones de expresión ar- quitectónica.

Estos cambios se producen especialmente entre frontón y revestimiento de tabique, y entre los antepechos de ventanas y los revestimientos.

Si la juntura se produce en la horizontal, es recomendable si no se desean forros metálicos o ·listones de cubrejuntas, montar el revestimien - to superior sobre el inferior, asegu- rándose por este medio una absoluta estanqueidad. Esta juntura debe conformar un cortagotera.

En muchos casos los revestimientos cambian de dirección, de horizontal a vertical o diagonal, de- biéndose en esos casos recurrir a cubrejuntas, a forros cortagoteras o a cualquiera de las soluciones graficadas ya anteriormente en el capítu- lo destinado a los empalmes_

En el caso de revestimientos ven- tilados por la cara posterior es necesario asegurar la continuidad de . la circulación del aire en los puntos en que se produce un cambio de tipo de revestimiento.

En general, debe evitarse la acu- mulación de humedad en los puntos de encuentro de revestimientos diferentes y de la solución constructiva debe garantizar el fácil escurrimien- to de las aguas lluvias. El no cumpli- miento de esta condición generará un punto de rápido deterioro en la construcción .

99

BIBLIOGRAFIA

GUZMAN, EUCLIDES. Curso elemental de edificación. Tomo tercero. Editorial Uni ersitaria. 1982. TORRES, HERMAN. Maderas, Corma, 1971. LEWITZKI, WILFRIED, Wolmhiiuser aus Holz. Callwey, Munich, 1987. WILLEITNER UND SCHWAB. Holz-Aussenverwendung irn Hochbau. Verlagsanstalt Alexander Koch, Stuttgart, 1981. RUSKE, WOLFGANG. Holzhauser im Detall. Weka Verlag. Kissing , 1986. HERZOG-NATTERER. Habiller de Verbe et de Bois. Presses Polytechniques Remandes, Lausanne, 1984. lNFORMATIONSDIENST HOLZ. Agosto 1986.

Aussenbekleidung aus Holz. Folleto para Constructores,

INFORMATIONSDIENST HOLZ. Anleitung zum Etnwefen von Skelettbaudetails, Julio 1986. TRADA WOOD INFORMATION. Introduction to Tirnber Framed Housing, Sheet 3, March, 1985. INDUSTRIA PIZARREÑO, Folletos informativos. NORMA BASICA DE LA EDIFICACION NBE-CT-79. Condiciones térmicas en los edificios. Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo, 1979. NCH 174 of 61 Unidades empleadas, dimensiones y perftles de madera; reemplazada por NCH 174of 85.

100

l VENTANAS DE MADERA

--- - ISSN 0716- 5536

UNIVERSIDAD DEL 8I0-8IO

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Editado por Universidad del Bío-Bío Avda. Collao 1202 -Casilla 5-C - Fono: 238984 (288) - Concepción -Chile

1989

INDICE

INTRODUCCION ...... .... ..... ......... ... . ........·. . . . . . . . . . . .

Pág.

103 DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CLASIFICACION DE VENTANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

104 lOS

CONDICIONES GENERALES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 DISEÑO DE LAS VENTANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Dimensiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Ensambles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Fijaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Protecciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Holguras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Junquillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Palillajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

COLOCACION DE LAS VENTANAS . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 113 Métodos de Colocación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Fijaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Ejemplos de Colocación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 HERRAJERIA . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 ENSAYO DE VENTANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 CONCLUSION......... . ... ..................................... 123 BIBLIOGRAFIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO CUADERNOS DE EQIFICACION EN MADERA

AUTOR DEL PRESENTE NUMERO: Arquitecto Fernando Goycoolea Pra- do y Arquitecto Rodrigo Lagos Vergara (Coautor). DIRECTOR: Arquitecto Roberto Goycoolea Infante , Director del Centro de Desarrollo en Arquitectura y Construcción (CEDAC). COMITE ASESOR: Arquitecto Gerardo Valverde Vildósola, Departamento de Arquitectura, Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño; Arqui- tecto Gerardo Saelzer Fuica, Centro de Desarrollo en Arquitectura y Cons- trucción (CEDAC) , Dirección de Investigación Científica y Tecnológica (DICITE); docente Margarita Gatica Villarroel, Centro de Estudios Genera- les, Facultad de Educación. DIAGRAMACION: Arquitecto Rodrigo Lagos Vergara, CEDAC.

102

INTRODUCCION

La edificación en madera requiere una gran variedad de elementos prefabricados para ser integrados en la obra. Uno de los más delica- dos y críticos es la llamada carpintería de vanos, la cual se refiere a los elementos de cierre, como puertas y ventanas. Por el costo que significa esta partida , la complejidad de su instalación y las term inaciones que demanda en la obra, es de rigor -previo a lo anterior- un buen diseño de ella, tanto en su aspecto arquitectónico como en el constructivo.

El presente Cuaderno está dedicado al tema de las ventanas de madera, con el objetivo de mostrar en forma gráfica las características y condiciones m1'nimas que se requieren para su diseño y fabricación, si se desea obtener una duración aceptable y un ahorro energético considerable.

En nuestro medio, la ventana de madera es un elemento de uso frecuente en las construcciones. No obstante, se evidencia una falta de información relativa a su diseño y a sus técnicas de fabricación y colocación en obra. Tal circunstancia, ha producido generalmente, un rechazo por este tipo de fenestraciones. privando al usuario de sus cualidades potenciales.

Respecto a esta situación, es importante señalar que la norma chilena, aunque siendo ilustrativa en relación al tema , no establece princi - pios definidos respecto a dimensionamiento y estanda r ización. Esto impide desarrollar mejores técnicas de fabricación de estos elementos, que optimicen su uso y recojan las grandes ventajas que ofrece la made - ra como mat erial para la construcción de ventanas.

Este Cuaderno da recomendaciones generales para mejorar lo que se hace actualmente en nuestro medio , y propone nuevas soluciones, posibles de ejecutar en el país, con la tecnologla alcanzada por la industria maderera. Sus soluciones están pensadas para una aplicación práctica por parte de los profesionales de la construcción, mostrando los usos y detalles más típicos de las venta·nas de abatir.

Debido a la gran variedad de tipos y formas de ventana s, el contenido de este Cuaderno considerará aquellas de uso más frecuente en nuestro medio. las llamadas ventanas de movimiento simple, practica - bles por rotación, colocadas en estructuras de madera.

La Universidad del Blo-Bío por interm edio de un proyecto ase- sorado por la Organización de las Naciones Un idas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), está realizando un estudio sobre ventanas de ma - dera. Como resultado de él se ha implementado un banco de pruebas para medir las infiltraciones de aire y agua de las ventanas, que está abierto a los profesionales e industriales que se interesen en una ase-

VENTANA FIJA

VENTANA DE MOVIMIENTO SIMPLE I"R...(HC;l8l( I"'ft AOU.CIOfj (Jf HQAIZOflllAL UPE_R!Oft tl EV %AI

soría sobre este tema. FIG.1

103

FIG. 2

1) ACRISTALADO: Láminas transparentes, translúci- das u opacas que se fijan al bastidor (EMPANELA- DO o VIDRIADO).

2) ANTEPECHO: Area del muro , tabique o panel bajo la ventana.

3) BASTIDOR: Carpintería que constituye el armazón

de la hoja, en el que se fija el acristalado.

4) BATIENTE: Pieza vertical donde se fijan los herrajes de giro.

S) BISAGRA: Herraje de dos placas metálicas que gi- ran permitiendo la abertura y cierre de la ventana , al mismo tiempo que la fijan a otro elemento.

DEFINICIONES

6) BURLETE: Tira de material flexible que se pone en los resquicios de las hojas o cercos para impedir las infiltraciones de aire o agua.

7) CABEZAL : Elemento horizontal superior del cerco o del bastidor.

8) CAMARA DE DESCOMPRESION: Canal en los cercos u hojas que tiene por objeto producir una diferencia de presión del aire infiltrado y permitir el escurrimiento de agua.

9) CANAL DE CONDENSACION: Depósito en forma de ranura ubicado en la parte inferior del bastidor o cerco para recoger el agua de condensación interior.

10) CARPINTERIA DE VANOS: Dícese de ventanas,

puertas u otros elementos de madera que cierran los vanos.

11) CENTRO: Tipo de cerco que cubre la totalidad del ancho de un vano.

12) CERCO: Conjunto de perfiles fijos al perímetro del vano del muro o tabique, que reciben las hojas u otro elemento de cierre.

13) CODAL : Pieza horizontal estructural que divide el

vano, sin formar parte de la ventana.

14) CONTRAMARCO: Piezas alrededor de un vano que completan el recubrimiento de sus caras.

15) CORTAGOTERA: Ranura horizontal en la cara

inferior de un. volumen destinada a interrumpir el escurrimiento de las aguas.

16) DESAGUE: Conducto que sirve para evacuar hacia el exterior el agua filtrada o condensada.

17) GALCE: Rebaje para recibir el acristalado y los sellos.

18) GOZNE: Herraje que posibilita el giro de las hojas que la fijan al cerco.

19) HERRAJERIA: Conjunto de piezas metálicas utili-

zadas como elementos de enlace, movimiento o ma- niobra de una carpintería (CERRAJERIA o QUIN- CALLERIA).

20) HOJA: Bastidor con acristalado.

21) HOLGURA: Separación entre el vano y una ventana o entre los componentes de una ventana. Tiene por finalidad permitir el abatimiento de las hojas, o los cambios dimensionales o deformaciones estructurales de los elementos. (HUELGA).

104

CLASIFICACION DE VENTANAS

22) HORQUILLA: Tipo de ensamble ejecutado por medio de quijeras.

23) INGLETE: Unión a escuadra por medio de un corte a 450_

24) JAMBA: Cada uno de los elementos verticales que limitan lateralmente el vano.

25) JUNQUILLO: Pieza de pequeña sección que sirve para la fijación del acristalado al bastidor (BAQUE- TILLA).

26) LARGUERO: Pieza lateral del cerco, donde se fijan

los elementos de cierre o giro. 27) MAINEL: Pieza vertical estructural que divide el

vano, sin formar parte de la ventana ..

28) MARCO; Cerco que cubre parte del espesor del vano .

29) MONTANTE: Elemento vertical central de un cerco .

30) PALILLAJE: Elementos intermedios de subdivi- sión del acristalado.

3l) PEANA: Travesaño inferior de un cerco.

32) PEINAZO: Elemento horizontal inferior de un bastidor.

33) PERNIO: Gozne compuesto de un pasador y dos o

más espigas.

34) PIERNAS: Piezas verticales laterales de un cerco.

35) REPISA: Elemento que guarnece el alfeizar por el interior, cuando la ventana no lleva contramarco.

36) QUUERA: Cada ranura de un ensamble tipo horquilla que se hace en el extremo de una pieza de madera para que en su garganta entre una espiga.

37) TAQUILLO: Separador que se coloca entre el vi-

drio y el galce.

SEGUN SU APERTURA

PIUCIIC BlES l'(ll ROI CON EJE .HOIIIZDNIAL SUI'Eitefl . EJE VERTICAL

EJE HORIZONTAl. INFERIOR PRACTICA8lES POR GIAO EJE YERltCAl LATERAL

EJE !CAL CENTRAl .-t'IQlAI'f'll

EJE HOAIZOHIAl SUPERIOR EJE HCRZONlAL CENtRAL EA: HCR2IltfW.. HFEJIOA fa..K'Ull.tftl l ••olSQ.Uolllfl l

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38) TRAVESAÑO: Pieza horizontal de un cerco .

39) VANO: Abertura que establece una comunicación entre dos ambientes, o de uno con el exterior (RASGO, HUECO).

40) VENTANA: Conjunto formado por cerco, bastido-

res, acristalado y herrajería.

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41) VIERTEAGUAS: Elemento horizontal cuya finalidad es facilitar y proteger del escurrimiento del agua. Puede formar parte de la peana o estar integrado al peinazo. (Botaguas).

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FIG. 3

105

SEGUN SU MATERIAL DE ESTRUCTURA

De madera; latifoliadas o coníferas. Metálica: de acero, aluminio u otras aleacione. De polivint1ico rígido (PVC) Mixtas: de madera y aluminio o de madera y PVC.

SEGUN SU UB1CACION

Las ventanas pueden ir dividiendo espacios inte-

riores entre sí o separado uno de ellos con el medio externo o con uno intermedio (protegida por pórticos o arquería abierta).

Exterior (estancas al aire y al agua). Intermedia (estancas sólo al aire). Interior.

SEGUN SU ESTANQUIDAD

SEGUN SUS BATIENTES

AL AGUA. La norma chilena de construcción (NCh 446 Eof. 77) establece diferentes clases de estanquidad al agua de acuerdo a las presiones estáticas a que se someta la superficie de la hoja de las ventanas ubicadas al exterior. El cálculo de estas presiones se etermina considerando la ubicación de la ventana y la velocidad del viento del medio geográfico en que se sitúa (NCh 888 Eof 711).

Normal Mejorada Reforzada.

AL AIRE. La norma chilena (NCh 446 Eof 77) establece diferentes clases de estanquidad al aire, de acuerdo a las diferencias de presión entre interior y exterior.

Normal Mejorada.

SEGUN SUS SELLOS

Se distinguen por los contactos verticales que tengan los perfiles de las hojas con los del cerco. (Fig. 6). Además pueden llevar burletes o cámaras de descom- presión , o una combinación de ambos elementos.

SEGUN SU ACRISTALAMIENTO

UNA lAMH.A

VIDRIO PAR

DOBlE VlOR1(2_ t-IG .5

SEGUN SUS SELLOS

. SINPLE CONlACTO

DOBlE CONTACTO

MUlTIPlE CONTACTOF IG. 6

106

CONDICIONES GENERALES

La ventana es un paramento o elemento acristalado que permite regular el cierre de un vano no transita- ble, ya sea para la iluminación y/o ventilación de una habitación.

Toda ventana debe asegurar una estanquidad al aire y una impermeabilidad absoluta al agua. La del agua no asegura la estanquidad del aire, ni viceversa. Es- tas dependen de una junta estanca y del diseño del perfil. Para una mayor seguridad, las ventanas deben ser probadas con los ensayos establecidos por las normas.

LUMINICAS

La iluminación de un recinto con luz natural a tra- vés de ventanas, depende de diversos factores tales como la orientación, la luz directa del cielo, la luz reflejada del exterior, la reflectancia del interior del local, etc. Ellos, en conjunto con los requerimientos de uso de la habitación, determinan su forma arquitectónica, tama- ño y ubicación en los paramentos de un espacio interior.

El diseño de la ventana debe considerar que las de forma vertical proporcionan, por lo general, mayor cantidad de la luz diurna y las horizontales mayor ho" mogeneidad de iluminación en el interior.

También es importan te la ubicación y dimensionamiento de sus elementos constitutivos, por cuanto éstos inciden en un porcentaje 30 a 35 oto de obstrucción de la luz del vano, en el caso de ventanas de madera.

En Chile se utilizan, por lo general, dos méto- dos para calcular el tamaño de las ventanas. Las reglas empíricas de la Ordenanza General de Construcción .y Urbanización, vigente hasta el año 1981, y cálculos más complejos utilizados en caso que sea necesaria una determinación más rigurosa que considere las condiciones del medio ambiente y del entorno.

En la tabla 1 se indican las proporciones dadas por la Ordenanza anterior con un método más corriente. Las ventanas deberán abrir en más de un 75 % de la superficie mínima allí exigida, y en todo caso en su parte superior.

TERMICAS

Las ventanas representan, en general, el punto más débil de una construcción desde el punto de vista del aislamiento térmico. Esto, debido al reducido espesor de sus elementos constitutivos, su poco peso, y la baja resistencia a la transmisión calórica del acristalado normal. Sin embargo, se debe tener en cuenta el uso de materiales de baja conductividad, como la madera, que resultan más convenientes y disminuyen este proolema.

. Para una mejor protección térmica, se deben tener presente las pérdidas de calor -principalmente en invierno- y las ganancias de calor en días de sol. Mediante el correcto diseño de las ventanas se puede evitar las grandes fluctuaciones de temperaturas que elevan el gas- to de energía y/o deteriora la habitabilidad interior.

ACUSTICAS

La protección acústica depende de las siguientes

variables: nivel de ruido externo, resistencia acústica de los componentes, hermeticidad , materiales constitutivos. Ante estos requerimientos, la madera es también un material altamente conveniente. En general, para una mayor protección se recomienda:

En acristalados colocar dos láminas de vidrio de diferente espesor, ya sea en una o doble ventana, como una forma de atenuar el ruido. En cercos procurar que tengan mayor aislamiento acústico que el acristalado,_ por disefio y material, En uniones se debe solucionar el problema de la per- meabilidad al aire, que es proporcional a la penetra- ción acústica.

AREA UTIL DE UNA VENTANA EN RELACION AL AREA DEL PISO DE UNA PIEZA O LOCAL HABITABLE

Tip

NORTE

CENTRAL

SU

R Ventana expuesta 1¡12 1¡10 1 Ventana protegida 11 1¡8 1¡6

TABLA 1

107

::--

DISEÑO DE LA VENTANA

La madera por ser un material fácilmente trabaja- ble tanto por industrias como por talleres artesanales , ha a posibilitado el diseñó individual tanto de perfiles como de tipos de ventanas. Esta circunstancia determina un encarecimiento artificial de estos elementos e impide alcanzar un diseño más adecuado.

Los países en los cuales la ventana de madera tiene un alto grado de uso han normalizado series estándares de tipos y dimensiones con reducción de costos y aumento de la calidad.

b DIMENSIONES

Este punto tiene por finalidad exponer los proto- tipos más usados y proporcionar a la vez una coordina- ción modular para abrir el camino a la estandarización de perfiles, en primera instancia, y a la coordinación modular de fabricación, posteriormente.

MAGNITUDES. Para la determinación del tamaño

y divisiones de las ventanas es necesario tener en cuenta lo siguiente: facilidad de limpieza, aislación, pérdidas y ganancias de calor, iluminación y vistas, además de la es-

ENSAMBLES

FIG .7

tética del edificio . Para la colocación en el vano básico se puede pro-

ceder de dos maneras: Colocando una unidad sencilla que comprenda varios espacios vidriados, pero conformando una unidad indivisible. (fig: 7-a), o Colocando varias unidades montadas en el vano, y es- tructuradas con maineles y codales (fig. 7-b).

ESCUADRIAS. Las secciones de las pi zas de los

perfiles están condicionadas por estética ,estructuración ; tipo de acristalado , rebajes y fijación al muro o tabique, etc. Para ejecutar estas secciones se puede usar madera maciza o laminada, lo cual dependerá de las caracterís- ticas técnicas, costo y estética que se requiera en los perfiles. Es recomendable que toda la madera ocupada en la confección de una ventana sea de la misma especie para tener igualdad en las variaciones dimensionales.

En la tabla 2 se recomienda el número de hojas y

La unión de las piezas debe elegirse de acuerdo al tamaño de ellas mismas y al tipo de ventana, tomando en cuenta la tecnología de que se dispone para ejecutarlas. Todos los ensambles se deben pegar por medio de adhesivos resistentes a la humedad, a la temperatura y a la radiación solat:. En general existe cuatro formas de ensambles:

De escopleadura. Este tipo de ensambles se realiza

por medio de rebajes en una o dos piezas para unirlas. Las más usadas son: de media madera, de testa oculta y pe inglete. Este tipo de unión es aconsejable sólo en los elementos secundarios como los palillajes. También se usa en los cercos reforzándola con tarugos tornillos o clavos, los que deben quedar protegidos de la humedad. Los tarugos de madera deben ser de la misma madera de los elementos a unir.

MEDIDAS DE PERFILES

Cerco ( m ) Bastidor (m)

An cho· Vano N•

Espesor Altura Un vidu o Vidrio par tos fuertes, los perfiles se deben diseñar para que las Ho'a Espesor Allura Espesor A Hura

uniones queden estancas y para impedir el rompimiento

1- 30 50 1

60 80 1 90

1-.'5 45 45 S- '----

de los vidrios. En este caso es recomendable la intro- - 56 !_: 70 - 5-70

150 3 - 56 - 70 _. ¡ - 70

56 70

ducción de codales y maineles, y el uso de módulos de ventanas menores entre ellos.

2 10 240 r-¡-- ----s¡¡ 70 - 70 s6 1 70

TABLA 2

108

po de umon se está usando recientemente y en forma experimental en la ejecución de ventanas.

C HORQIJLLA Y ESPfG... (0.. etppl

8 CAJA Y ESPaiA ICob-no oc.IAtol

0 HORQUILLA Y ESPIGA

FIG.9

FIJACIONES

Es recomendable colocar la ventana completa en la obra, es decir, con herrajería y acristalado ya integr\ldos a ella, desde el taller o fábrica, para su ubicación en el vano. Esto asegura una buena calidad en la terminación de todos sus componentes y reduce el costo de coloca- ción. '

En la fabricación y colocación de una ventana es necesario tener en cuenta tanto los movimientos de ope- ración propios de la ventana, como los del edificio. Es- tos movimientos se absorben por medio de separaciones (llamadas holguras) dejadas entre los diversos componen· tes. Existen tres áreas de unión que requieren considera- ción especial y que se detallan a continuación.

Vano - Cerco (fig. 8-a). La unión de la ventana con el vano presenta, principalmente, el problema por variaciones dimensionales en la ejecución de éstos. Ade- más, las ventanas no deben soportar empujes o moví· mientas de obra, como los producidos por sismos o dilataciones, que deberán ser absorbidos por las hol· guras.

Cerco - Bastidor (fig. 8-b). En esta unión influyen principalmente, los movimientos higrométricos de la madera. Tomando en cuenta la variación dimensio - nal de la madera y la operación de las hojas, es reco-

De caja y espiga. Es la unión que se realiza introduciendo una pieza (espiga) o parte de ella, en una caja que previamente ha sido labrada. Existen variantes de esta unión, aunque la más corriente es la simple (fig. 9-a). En algunos casos se oculta la cabeza de la espiga a fin de protegerla de la humedad (fig. 9-b). Es conveniente reforzar la unión con uno o, en lo posible, con dos tarugos, puestos por el interior y sin salida al exterior. Este tipo de unión no necesita gran precisión, puesto que la mayor fuerza la hacen los tarugos. Se debe cuidar el sellado de las uniones para evitar penetración de agua. En el caso de espigas con cabeza aparente, se acostumbra a ahusarla para después asegurar la con dos cuñas contra la caja.

De horquilla y espiga. Esta conexión se establece

mediante la pentración de una o más espigas en la (o las) quijeras de una horquilla (figs. 9-c y 9-d).Si la unión se ha realizado con gran precisión y ajuste, sólo será necesario pegarlas, obteniendo gran rigidez. En caso de no poder obtener este ajuste será imprescindible colocar uno o dos tarugos no pasantes.

El ensamble de horquilla y espiga es de tipo "abier- to", lo que permite su rápido secamiento en caso de humedecerse , y además, es el más recomendable por su fácil mecanización y precisión.

Endentados. Consiste en unir las piezas por me-

dio de "finger joint" aplicadas sobre inglete y adheri- das con pegamentos resisten tes a la intemperie. Este ti-

mendable una holgura de 3 mm para las un iones corrientes, y de 4 mm para las con burletes.

Bastidor - vidrio (fig. 8-c). Los movimientos dimensionales del cerco o del bastidor , ya sea por humedad, temperatura o esfuerzos, hacen necesario que exista una separación entre éste y la lámina de vidrio, que es rígida. La forma de ejecución y las dimensiones de estas holguras se indican en la página 118.

PROTECCIONES

El objetivo en el diseño de la ventana , como en otros elementos de la construcción, es garantizar a través del tiempo , el mantenimiento de las condiciones in icia- les proyectadas para cada una de sus partes.

La ventana está sometida a diferentes factores am- bientale s de deterioro como son el clima, los insectos, los hongos y la contaminación, de los cuales es necesario protegerla, del mismo modo que se debe protege r el edi- cio que la incluye. En mayor o menor grado, también la afectan los empujes del v iento, los golpes, la manipula- ción, la variación dimensional y otros factores. El grado de protección depende de los requ erimientos de diseño.

Estos agentes originan diferentes problemas, los que se presentan en todos los planos de cierre de las ventanas, ensambles, juntas , acristalados y unión con el vano. Para la previsión de estos inconvenientes existen norma s o condiciones que se deben respetar, entre las cuales se encuentran las siguientes:

109

DE LA LLUVIA. Consiste en despedir el agua en la forma más pronta y expedita posible, para lo cual se recomienda seguir las siguientes indicaciones: a) Cortagotera. Son rebajes o canaletas que impiden el

escurrimiento del agua y se deben ubicar en los puntos donde se corta el paso del agua de un elemento a otro. Las dimensiones mínimas están dadas por el largo de la gota y su proyección, tal como se indica en la fig. 10-a.

b) Juntas. La unión entre dos superficies contiguas para eliminar el paso del agua debe ser, en lo posible, sin separación entre ellas. Esto es en los casos de juntas ascendentes y horizontales. En el caso de juntas des- cendentes debe .dejarse una separación de 1 mm. y colocar una canal con desagüe para recibir el agua que penetra por esta ranura.

e) Escurrimiento. Para permitir el correcto deslizamien- to del agua en una superficie cepillada y protegida, la pendiente mínima debe ser de 23 % (15°). Además, en las aristas vivas se deposita agua por efecto de la capilaridad, por lo cual todos los cantos terminales de un plano de escurrimiento del agua, deben estar re- dondeados con un radio de 2 mm como mínimo. (fig. 10-b).

d) Vierteaguas. Un punto vulnerable por el agua de lluvia es el área expuesta al exterior del alfeizar de una ventana. Debido a la mayor temperatura interior, la humedad produce vapor de agua que emigra hacia el interior, produciendo deterioro de los materiales del ante- techo. Existen varias formas -de solucionar este problema, con diferentes materiales, como son la madera y el metal:

Se recomienda de madera en edificaciones de este material, y deben cumplir con las condiciones de escurrimiento: pendiente mayor de 15°, y arista redondeada entre cara y cantos expuestos. El vierteaguas puede formar parte de la peana de la ventana o ser indepen diente, como se indicará más adelante. (fig. 11-a y 11-b). En los de metal deberá ocuparse un material inoxidable o con tratamiento, para evitar el deterioro. En general la pendiente de escurrimento debe ser igual a 5 grados o mayor. Este tipo de vierteaguas no se debe clavar, sino que necesita ser tomado por ganchos (fig. 11-c) o quedar aprisionado por el cerco de la ventana (fig. 11-d), dependiendo del largo y del espesor del metal. Otra precaución es la referente a la unión con el cerco, la que debe ser estanca. Esto se puede lograr mediante rebaje o calados. ·

DEL VIENTO. Esta protección se efectúa por me-

dio de barreras. Este sistema impide la infiltración de aire y el empuje del agua al interior . Para lograr tal efecto se aconseja tomar en cuenta lo siguiente:

Contactos. Son atraques verticales del bastidor contra el cerco. Se puede utilizar uno o más, dependiendo de la estanquidad al viento deseada. Se recomienda una superficie de tope de por lo menos 9 mm , (fig.

a

FIG.10

a

12-a) y la distancia mínima entre ellos será de 20 mm. En caso de tener más de dos contactos se podrá reducir hasta 7 mm (fig. 12-b). Los contactos no constituyen barrera contra el agua . Se requiere gran preci- sión de la carpintería y estabilidad de la madera para alcanzar una estanquidad aceptable, sin recurrir al burlete. Descompresión del aire. El equilibrio de la presiones del aire infiltrado se logra en gran medida mediante la ejecución de canales en las piezas de los bastidores o cercos, que funcionan a modo de cámara . Con estas incisiones se pretende evitar el paso del aire por medio de desviación y pérdida de presión de aire. Ade- más de esta función, recoge el agua infiltrada y la conduce hasta la peana para ser drenada al exterior. No existen -prescripciones de medidas y formas para su diseño. (fig. 12).

110

Burletes. Son perfiles elásticos que impiden las infil· traciones de aire y agua. Según su colocación pueden funcionar como barrera sólo para el aire y para el agua cuando se infiltra por la primera barrera debido a la presión del viento. La estanquidad de la ventana aumenta considerablemente con estos elementos. De acuerdo a su colocación y funcionamiento se pueden distinguir tres tipos de burletes: los de flexión por contacto (fig. 13-a), Jos de compresión o por aplastamiento (fig. 13-b) y los de cepillo. Estos últimos no son muy recomendables debido a su reducido efecto, aunque son una buena alternativa para las ventanas de tipo deslizante. Para la colocación de los burletes se deben seguir las siguientes instrucciones:

El burlete debe circundar toda la hoja, y ser suficientemente elástico para absorber los movimientos del bastidor y del marco, al abrir y cerrar la ventana. Los perfiles deben facilitar las uniones en los ángu- los, las que serán soldadas sin defonnarlas, ya que éstas deben ser estancas. Se debe respetar una separación mínima de 20 mm por detrás de la barrrea contra la lluvia. Si no se puede conseguir esta distancia, se coloca esta junta en el rebaje interior del doble contacto. El burlete debe quedar protegido contra las in- fluencias de la intemperie, e impedir la permanencia de humedad. El ancho de la unión, incuyendo las holguras de la fabricación, debe posibilitar que el aplastamiento sea satisfactorio, pero sin sobrepasar el ancho útil del burlete. Los burletes deben ser fácilmente reemplazables, por lo que son preferibles los encajados a los pega- dos. La dimensión de la ranura que lo aloja será por lo menos 0.5 mm inferior a la sección del perfil expandido.

DE LA CONDENSACION. Esta protección se

efectúa por medio de canaleta o receptáculos. Estos elementos se ejecutan en todos los puntos donde exista al- gún peligro de penetración de agua o para recoger la con· densación interior. Para su recepción se ocupa un recep- táculo, el cual puede drenar o no por perforaciones en la madera (figs. 14-a y 14-b), dependiendo de la cantidad de agua que reúna. Para su diseño es necesario considerar:

El receptáculo se colocará lo más próximo al punto de la producción o penetración del agua. Es recomendable que las canaletas recolectoras tengan un drenaje al exterior. La canaleta de condensa- ción será de una sección mínima de 50 mm2 por cada m2 de ventana y no menor de 5 x 12 mm. La canaleta de recepción de agua debe tener una dimensión míni- ma de 5 x 7 mm. Los drenajes se ejecutarán con perforaciones ovaladas de al menos 8 mm de diámetro en su parte ancha, ubicada a 30 cm como máximo entre sí. Su manto interno debe quedar perfectamente liso y permitir una fácil limpieza. En caso de tener que ejecutar dos canaletas, los drenajes serán independientes

FIG.13

G. 15

unos de otros y alternados para no debilitar la pieza. En caso de existir poca condensación o de no ser posible ejecutar los drenajes, éstos se pueden obviar con la precaución de aumentar la capacidad del receptácu· lo, teniendo en cuenta el agua que se mantiene en él y el incremento de humedad dentro, del recinto.

HOLGURAS

Son tolerancias que se dejan para permitir la rota-

111

a

A

b

B

FIG. 18

ción de las batientes, considerando .los cambios dimensionales de la madera ' y tolerancias en la fabricación en los elementos constitutivos. En la junta cerco-batiente, batiente -batiente o casos similares, se deja una holgura de 3 a 4 mm en el sentido del plano de la hoja (fig. 15). En el otro sentido no se dejan, para producir un buen sellado de la hoja contra el cerco.

JUNQUILLOS

Son pequeños perfiles de madera u otro material

usados para la fijación del vidrio y no como sello del vidrio y galce (fig. 16), que se debe producir por el material de asentamiento del acristalado . Por regla general, éstos se colocan por el interior del bastidor. El utilizarlos por el exterior , para impedir la entrada de agua al interior de la ventana, deteriora rápidamente el galce y el junquillo, resta seguridad a la ventana y dificulta la re- posición del vidrio.

En la tabla 3 se indican las dimensiones de estos componentes. Para prevenir el deterioro, lo primordial es impedir la acumulación o permanencia de agua. Por esto, en el diseño se debe respetar las condiciones de escurrimiento ya descritas, especialmente en el peinazo. En los puntos conflictivos (galces o uniones) , se colocan materiales especiales resistentes al paso de la humedad. Si la condensación es excesiva, se recomienda usar un junquillo sobre el peinazo , con botaguas, cuidando que los del batiente y el larguero descansen sobre éste.

ALTURA DE GALCE ·-

Lado más largo del v1drio Altur a del encaje mín1mo (h) v 1drto s1mple 1 Vldrto par

Hasta 100 c m 10 mm 20 mm de 100 a 250 c m 12 mm lio mm de 250 a ,00 cm 15 mm 1 20 mm

Para la instalación del v1drto, se debe tener en cuenta , además , las recomendaciones del f abricante

TABLA 3

PALILLAJES

Estos elementos son los más débiles respecto a los agentes climáticos, ataque de insectos y hongos , y peso del vidrio, debido a sus reducidas dimension es y complicados ensambles.

Si ellos son necesarios por diseño arquitectónico, se recomienda seguir las relaciones indicadas en la fig. 17, para un solo vidrio (a y b) o para acristalado ter- moacústico (e y d). En este último caso resulta muy oneroso colocar "vidrios pares" pequeños, por lo que se han desarrollado dos técnicas. Una consiste en incorporar el palillaje entre las dos láminas de un vidrio par (fig. 18-a) y , la otra, en sobreponerlo , ya sea por el interior , exterior o en ambas caras (fig. 18-b). Esta última solución tiene la garantía de poder retirar el palillaje para la limpieza , además de dar rigidez al vidrio. Esta solu- ción también puede ser usada con un vidrio. La sujeción se produce por pegamento o encastres en el ba stidor.

F IG. 17

112

1 J

. f h

COLOCACION DE LAS VENTANAS

Este capítulo trata de la ubicación de la ventana en obra, dentro de estructuras de madera. Las recomendaciones y detalles tienen por finalidad dar conceptos generales, en base a lo cual el profesional podrá diseñar, eje - cutar o colocar estos elementos.

Se consignan algunos ejemplos fuera de lo habitual en el medio nacional, pero factibles de realizar. Una buena colocación de la ventana asegurará una mayor dura- ción en el tiempo, facilidad de operación, de manten- ción, e incluso de recambio .

Básicamente existen dos sistemas.de ejecución de esta partida de obra: fijaciones rígidas y fijaciones flexibles. El primero hace solidario el cerco con la estructura. El segundo permite, por medio de las fijaciones, absorber movimientos producidos por dilataciones, empujes horizontales (vientos y sismos), y por cambios dimensionales de la ventana. Las deformaciones consideradas para estos efectos se producen en el sentido del plano de cerramiento.

No es posible indicar las relaciones de tamaño vano-ventana para determinar cuando usar unos u otro sistema de fijación. Esto depende de la rigidez del tabique en d cual la ventana va colocada. Indudablemente las holguras deberán ser menores en una estructura de madera con arrostramiento en base de placas , por ser este sistema menos deformable que el de poste-viga de marco (C.E. 1 Pág . 8 y 9).

Los movimientos en el sentido del plano de la ventana se absorben por medio de fijaciones flexibles y sellos. Estos, además, permiten salvar las posibles imperfec- ciones del vano.

METODOS DE COLOCACION

B

e

-.r... E-- f- L-- ---

D VENTANA

..·Efj

VENTANA

- 0-

FIG. 19

La oportunidad de la colocación tie la ventana en

el hueco está determinada por el método de erección que se adopte . Esta elección condiciona además el diseño de

elementos de la obra, por lo cual es necesario protegerla. Este método es altamente recomendable en los sistemas prefabricados por disminuir las faenas de obra (fig. 19-b).

posibilidades:

posteriormente la ventana. Para esto es necesario te-

la unión . Podemos distinguir básicamente las siguientes Ocupar plantillas para conformar el hueco, colocando Conformar los vanos y después hacer la ventana a medida. Es una técnica aceptable, pero depende en gran medida de la precisión en la medi ión del hueco y en la confección de la ventana. Es un método de alto costo que necesita un tiempo adicional, porque requiere la fabricación de cada ventana, a medida (fig. 19-a). Colocar las ventanas mientras los tabiques se alzan. Esta técnica es posible en las construcciones de entramados de madera, aunque trae consigo el peligro de estropear la ventana durante la construcción de otros

ner una serie de ellas con dimensiones idént icas a las de la ventanas, lo cual es difícil e involucra un costo adicional, aunque este costo es menor que el que se requiere en el primer método indicado, si se toma en cuenta el tiempo de uno y otro sistem,a (fig. 19-c).

Formar los vanos con medidas coordinadas, para colocar posteriormente las ventanas en el momento conveniente. El éxito de este método depende del grado de control dimensional en la fabricación y en la obra, ya sea para la ejecución del vano y de las exactas dimensiones de la ventana (fig. 19-d).

113

FUAClONES

Los problemas más frecuentes en este tipo de encuentro son los relativos al poco espesor de la ventana y a las irregularidades del vano, ya sea en textura o en tolerancia . El estudio de las uniones lo separaremos en tres puntos; sujeción , sellos y vierteaguas.

SUJECION. El punto más crítico de la fijación de

las ventanas a tabiques de madera son las eventuales deformaciones de estas estructuras, que no deben afectar a la ventana. Existen algunos casos en los cuales el cerco es parte de la estructura del tabique , pero por ser escaso su uso y poco recomendable es que no se considerará en esta ocasión.

El método de colocación de una ventana de madera, como se ha dicho, depende del grado de rigidez del tabique. Este debe ser determinado y detallado en la etapa de proyecto para lograr una correcta solución de la fi- jación y de las terminaciones perimetrales del vano.

ESTRUCTURA

A

CERCO

ClAVO O TORNillO

ClAVO O TOA

_c s Cl VO Q ll._LO_

_PL SE

Rígida. Algunas formas de lograr sujeciones rígidas se indican en la fig. 20 y consisten en la colocación de cuñas y de elementos de anclaje. Se procede de la siguiente manera:

Se clava o atornilla el cerco al pie derecho dejando cazadas las cuñas entre ambos elementos (fig. 20-a). Ambos forros, tanto el exterior o la placa base, se so- breponen y sujetan el cerco. Esta solución exige una gran precisión en la obra (fig. 20-b). Se debe colocar cada cierto espacio una platina clavada o atornillada al pie derecho y cerco (fig. 20-c).

En todos estos casos, las terminacones de contor-

no del vano pueden atracar el cerco , sin necesidad de preveer movimientos como sucede en las uniones flexibles que se indican a continuación .

Flexible. Algunas formas de lograr este tipo de su-

jeción son las siguientes: · Después de aplomada la ventana se fija a las piezas conformantes del vano, por medio de una pletina (pa-. ta) semiflexible que se atornilla o clava al cerco (fig. 21-d). Se atornilla o clava desde la estructura hacia el cerco ya perforado previamente, para permitir el movimiento de éste en el plano del tabique, o a la inversa, se perfora la estructura y se clava o atornilla el cerco (fig. 21-e). Cuando no es posible la solución anterior , o el cerco

ESTRVCT\JRA

CLAVO O TORNILLO

PlEJJNA

¿r

FIG.20

va más al interior, se puede calar el cerco para intro- CERCO

' .. /5 PLEINA

ducir una pletina en él y fijarla a la estructura (fig. 21-f).

ESIRUCIU: ':i

SELLOS. Todas estas fijaciones son susceptibles a infiltraciones de aire y agua. Para solucionar este inconveniente, se recurre a los sellos. Los hay de dos tipos: Sellos preformados o elastómeros: P.V.C., cordón de cá-

. . : ' .• ClAVO O TORNlllO

c. _l_ j 1 -'---

1

1

J FIG. 21

114

..

ñamo, espuma plástica impermeable, etc.; o sellos elás- ticos como silicona, poliuretano, caucho polisulfuro, etc.

Los sellos deben ser suficientemente elásticos como para permitir absorber las irregularidades de los materiales que concurren en la junta. Los colocados en obra o elásticos, deben tener un espesor mínimo de 3 mm y máximo de 2S mm para permitir una adecuada penetra- ción del sellante (1O mm). En juntas elásticas se coloca un material de relleno (espuma plástica o poliestireno expandido) para disminuir la cantidad de sellante, que se denominan "junta seca". Algunos de los diferentes sellos se detallan en la fig. 22.

Otro tipo de sello muy corriente, sobre todo en las uniones horizontales, es el confeccionado en base a ho- jalatería metálica.

VIERTEAGUAS. La función de éstos es, como lo indica su nombre, alejar el agua e impedir la infiltraciones al cortar el recorrido de ésta en su caída. Estos pueden ser ya sea de madera, conformados en la peana o en otra pieza que se le une, o de otros materiales como: fierro galvanizado, acero inoxidable, cobre, aluminio, etc. Estos vierteaguas pueden ser láminas dobladas en obra o perfiles preformados que van colocados en los dinteles y/o alfeízares para cortar el escurrimiento sobre la ventana o impermeabilizar el alfeízar. Se deberá tener especial cuidado en el atraque del vierteagua con las jambas del vano, que por lo general, se hace retornar en los ángulos. Otras soluciones que se consideran en la fijación de estos elementos son:

Utilización de una pendiente adecuada para el material constitutivo. En madera --como se ha visto-.será IS0 y en metal de S0, fijado con gancho o listón para su sujeción y retorno impermeable contra el cerco o peana de la ventana. (fig. 23-a). Tener en cuenta que el vierteaguas sobresalga, a lo menos 8 mm en los metálicos y 12 mm en los de madera, del paramento del antepecho o ventana para formar cortagotera. Si el botaguas está conformado por una plancha me- .tálica doblada en la arista terminal del vierteaguas, se le ejecutará un recargado o doblado a la lámina para poder alojar la sujeción o para obtener una arista lineal (fig. 23-b). Otra precaución a tener en cuenta es no usar clavos o tornillos en caras expuestas. En caso de ir el vierteaguas en la parte superior de la ventana, y si ésta es practicable hacia el exterior , el nivel de éste debe permitir la abertura de la hoja.

Otra solución apropiada para estos problemas y para otros como la colocación exacta en obra, es usar un premarco. Este consiste en intercalar entre la estructura y la ventana , un elemento que se coloca junto con la ejecución del tabique , que consta de botaguas superior e inferior y jambas. Este premarco se fija a la estructura en forma s'olidaria para alojar posteriormente la ventana . En este caso, el cerco puede disminuir su sección depri- miendo la altura . (fig. 24)

Los conceptos antes descritos acerca de la coloca- ción de ventanas son dif{ciles de visualizar en la realidad.

FIG. 23

FIG. 24

A modo de ejemplo , se indican algunos detalles típicos de realización en base a esas ideas. Las colocaciones indicadas no son soluciones únicas . Cada proyectista podrá diseñar otras en base a la teor1a y "praxis" expuesta s.

Los encuentros que se presentan en la colocación de una ventana son los ub icados en dinteles, alféizares y jambas ubicadas en los huecos de las estructuras de madera. Básicamente, existen dos tipos de fijacion es a la obra, las uniones rígidas y las flexibles.

115

EJEMPLOS DE COLOCACION

FUACIONES FLEXIBLES. Estas uniones se describen en base a los ejemplos graficos siguientes. Ellas permiten como se ha indicado, absorber los movimientos de la obra que pueden afectar a la ventana. A modo de ejemplo, en la figura 25 se detalla un tipo de ventana de doble contacto, y en la figura 26 una de simple contacto, con la siguiente nomenclatura: l. Cerco. En detalle A-C, está constituido por un marco que permite la apertura interior de una ventana de doble cQntacto que re- guiere de bisagras especiales. En tl ') lleva un drenaje para evacuar las posibles filtractones de agua, como la de condensación, entre el peinazo y el conjunto, lo que permite suprimir el botaguas. En D-F se usa un centro que toma el ancho del tabique con hojas practicables hacia el exterior. 2. Estructura del tabique. Ver Cua- derno de Edificación en Madera Nro. l. 3. Revestimiento exterior. En ambos casos es recomendable colocar- lo después de ubicada la ventana. 4. Membrana hfdrica. Debe ser puesta antes de ubicar la ventana o, en su defecto, ésta se debe forrar con una huincha suplementaria que cubra el perímetro del vano, como se indica .en detalle D-F. En todo caso en el dintel debe usarse esta solución, ya que la membrana general queda sobre el vierteaguas para evacuar posibles filtraciones. S. Vierteaguas. En el caso del detalle B, el vierteaguas se ubica en el cerco, ya colocado en un rebaje de éste; posteriormente, se procede a sellar la unión. Para seearar y sujetar el vierteaguas, se utiliza un gancho (5') que se clavará al alfeizar, antes de la colocación de la ventana.

En detalle D, el vierteaguas va colocado en el dintel y se fija sobre la huincha de membrana hídrica del vano. Cuando el dintel queda protegido, ya sea por un alero, por una comiza, por la ventana retran- queada o por otro elemento, se puede suprimir el vierteaguas . 6. Contramarco. Va en la solución A--C. Además de terminar el vano, su objetivo es cubrir las pletinas de anclaje, por lo cual se colocará para alojar la fijación y no para desnivelar estas piezas. La repisa se coloca para dar una mejor terminación al alfeizar , ya sea como parte del contramarco o independiente (6'). 7. Barrera de Vapor. En detalles A-C ella retorna por el vano. En la situación D-E, retorna por el borde del revestimento. intenor, ya

FIG. 25

que éste se clava después de fijar el centro. 8. Revestimiento interior. En detalle D-F el remate de este elemento no deberá impedir el movimiento de la ventana. 9. Pilastra. En la solución A-C se ha suprimido este elemento, pero se puede adoptar cualquier otra so- lución de remate , debido a que la flexibilidad se produce entre el cerco (1) y el contramarco (6) . En D-F la pilastra debe ser fijada al centro para permitir el desplazamiento de ellos sobre los revestimientos. 10. Fijación . En detalle A-C se efectúa por medio de pletinas dobladas de poco espesor , para permitir que se deformen al producirse movimientos. Estos elementos tendrán acabados inoxidables. En (1O') la fijación se realiza por medio de pletina plana , ya que no se requiere elastictdad en este punto. En D-F se ancla por medio de clavos galvanizados colocados en 1 rebaje interior del marco o se clava al centro, manteniendo una separa-

FIG. 26

ción por medio de cuñas, que se retiran posteriormente. En ventanas menores o en estructuras arriostradas por paneles de contraplacado se puede suprimir las huelgas del dintel. 11. Canaleta de condensación. En el detalle B está ubicada en el pie- nazo de la hoja con drenaje hacia el cerco y éste sobre el vierteaguas; y en el E está en el resalte del centro con salida hacia la peana. 12. Aislación. En tabiques de madera, ésta debe estar junto a la barrera de vapor. Es posible colocar un material rigido, como poliestire - no expandido, entre el cerco y la estructura, cuando la distancia entre ellos es apreciable (para evitar puentes térmicos e infiltraciones). 13. Sello. Se ejecuta según lo indicado anteriormente en ese punto. 14. Junquillo. Ver acristalado. 15. Hoja. En detalle A -C está constituida por una pieza de 56 x 70 mm , al igual que el cerco; esto permite el doble contacto en forma holgada y alojar un vidrio térmico (vidrio par) en el galce. En D-F es

116

una hoja tipo standard nacional con canten¡1 para hacerla más impermeable a las infiltraciones.

FIJACIONES RIGIDAS. Estas ·uniones son más sencillas de realizar que las anteriores, ya que estima que los pequeños movimientos de obra no comprometen el buen funcionamiento de las ventanas. A modo de ejemplo, en la figura 27 se detalla un tipo de ventana de simple contacto, y en la figura 28 una de doble contacto, con la siguiente nomenclatura: l. Cerco. En serie A, B y C está constituido por un centro con apertura al exterior de la hoja con canaleta de condensación en el cabezal inferior. En serie D, E,F, el cerco es de doble contacto con apertura hacia el interior y con cámara de descompresión. En E, el cerco se constituye en una peana con el vierteaguas integrado (I'). La canaleta de descompresión recibe el agua que se logra infiltrar y se eva- cúa por el drenaje. Al peinazo de una ventana practicable al interior suele colocársele un botaguas. Esta solución no es recomendable por introducir una línea crítica de deterioro prematuro en el ensamble. 2. Estructura. Ver Cuaderno de Edificación en Madera Nro . l. 3. Revestimiento exterior. El extremo inferior en el dintel se debe clavar en el marco y terminar en corte de 45° (A). En el alfeizar debe morir sobre el vierteaguas (B). En las jambas se debe cubrir el marco

FIG. 27

JAMBA

FIG. 28

y clavar (C). 4. Membrana hídrica. Esta debe retornar cubriendo el contorno del vano. Es conveniente que ésta sea una pieza contínua independiente que se fija sobre la general. En todo caso en D debe ser ejecutada de tal manera que el vierteaguas o forro reciba la membrana general y la otra vaya por debajo, para prevenir la conaensación del metal sobre el dintel. 5. Vierteaguas. En detalle E está constituido por una plancha doblada bajo la peana con un retorno en su parte oculta que se aloja en el rebaje del cerco. En su extremo externo, se sujeta doblándolo sobre un listón o puede fijarse con ganchos. En F, se ve la proyección del vierteaguas con el solape del extremo que debe quedar entre cerco y membrana hídnca . 6. Contramarco. Es una pieza que se coloca en torno del vano, en caso de que la ventana lleve cerco. En el detalle E, es una repisa cubrealfei- zar con canaleta que recibe la con- densación (6').

7. Barrera de vapor. Esta debe quedar cubriendo totalmente el contorno del vano y traslaparse con la membrana hídrica. 8. Revestimiento interior . Este puede rematar a plomo o más adentro que el centro o contramarco. 9. Pilastra. Es una pieza o junquillo que oculta la unión del contramarco, centro o cerco con el paramen- to interior del tabique . En las ventanas de guillotina con contrapeso oculto toma mayor dimensión, ya que cierra la caja de estos mecanismos. Cuando va por el exterior to· ma la denominación de la contraventana. 10. Fijación. Se ejecuta con un clavo o tornillo retapado. 11. Canaleta de condensación. Es- tos elementos pueden ir en el peinazo de la hoja o en la peana del cerco. 12. Aislación. Idem fijación flexible. 13. Cuñas. Son ejecutadas en ma - dera y tienen como función fijar el cerco y alinearlo en su ubicación, por Jo cual pueden ir en cualquier

cara interna del marco. En lo posible, contra el dintel y no sobre el alfeizar por protección de la humedad. 14. Junquillo. Se coloca en torno al centro o a la contraventana cuando éste se proyecta más allá del paramento interior. Este sello puede adoptar otras formas como cante- rías, encastre en las J:liezas, etc., dependiendo del diseño arquitectó- nico. 15. Hoja. En la serie A-E se detalla una hoja simple. Este tipo presenta grandes inÍiltraciones, las que aumentar: al tener que dejar separaciones entre cerco y hoja para absorber los movimientos de esta últi- ma. La serie D-F presenta una ventana de doble contacto. Esta necesita una herrajería especial en vía de fabricación en Chile . 16. Sello. Ver punto correspondiente:

117

TIPO

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ESPESOR DEL VIDRIO

GRADO DE EXPOSICION TIPO DE VIDRIO A B e o E F

1.6 - 2.0 mm o ¡; 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 Stnciuo

2.5 - 3.0 mm 0.23 0.22 o 20 o.19 o 18 o. 17 Doble

3.5 - '·0 mm o 31 0.29 0.27 0.25 0.23 0.22 Tri e y Medium 4.2 - '·S mm O <O 0.37 0.34 0.32 0.29 0.27 Vitr ea 4, 2 <.8 - 5 2 mm 0.46 0.<2 0.39 0.36 0.33 0.30 Vitr eo S y Vttteac 5.5 - 60 mm 0.67 0.56 0.<8 0.42 o.37 O.33 Vitrea 5 7 7.5 - 8.0 mm 0.90 o 76 o 65 0.55 o 51 O. <S Vitrea 8 9 5 - 10 O mm 1 00 0.90 O, 78 0.68 0.61 o 55 Vítreo 10

_

TABLA 4

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

MADERA

La elección de la madera para ventanas está determinada normalmente por el costo, la facilidad de elabo- ración y, en menor grado, por la duración. El aspecto externo influye cuando ella ha de quedar a la vista bar- nizada.

La elección de la especie a usar y su calidad van íntimamente ligadas a la duración de los elementos de madera de la ventana. En nuestro país ha ido variando de acuerdo a las disponibilidades de esta materia prima; inicialmente se ocupó maderas importadas y, posteriormente Lingue (Persea lingue). Al disminuir esta especie se popularizó el Raulí (Nothofagus algina), que se ocupa

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6 NUX'IS N€GR)S C Mrtosl NUOOS E.N SAliENTE

7 GRIElAS

Nücl•.o ,

FIG.29

hasta hoy, y el Alerce (Fitzroya cupessoide) que es ape- tecible por su duración. La disminución de la disponibi- lidad de éstas y otras especies similares, hace que la ventana tenga un alto costo. Ello ha obligado a encontrar sustitutos, que son de menor duración, si no reciben un tratamiento, un diseño y una mantención adecuada.

,_, ........to

A"'il:lo •d•r!OI' .

frl(llitirno Nok4.o '•nlral lfloQIÍIIMo Hjtlltl

Nlicito

El uso de coníferas laminadas, para alcanzar la estabilidad dimensional de los perfiles, y obtener madera libre de defectos, es una tecnología de producción normal en otros países, pero aún en experimentación en el nuestro.

Existen defectos inadmisibles en la madera para la elaboración de las ventanas, por lo cual ésta debe ser sometida a una rigurosa clasificación visual. La norma DIN 68360 indica como rechazable la madera que presente algunos de los defectos señalados en la fig. 29.

La duración y comportamiento de la madera en ventanas, depende en gran medida de las condiciones a que está sometida, por lo que es necesario protegerla contra la humedad, las oscilaciones térmicas y la radia - ción solar. Debe aceptar y controlar ciertos movimientos dimensionales causados por esos agentes, mediant e un correcto diseño y especificaciones técnicas. Para darle mayor protección y vida útil a la mad era , se le puede aplicar tratamientos preservantes, a través de diferentes métodos existentes, que se señalan a continuación:

Impregnación por vacío y presión con sales o solventes que hacen a la madera resistente al ataque de insectos y hongos. Baño caliente- frío. Difusión (pinturas), ya sea por brochado o por pistola con los mismos solventes anteriores .

Estas protecciones pueden constituir la termina- ción definitiva o la base para un pintado posterior . Se deberá tener especial cuidado que estas protecciones recubran totalmen te las piezas ya perfiladas y posteriormente los cercos, hojas y otros elementos por todas sus caras, antes de ser colocados en obra.

HW• ICK m 0 w.- .. tipa f

TABLA 5

ACRISTALADOS

Entre los acristalados podemos distinguir las lámi- nas de vidrio y las plásticas (fibra de vidrio reforzad , acn1ico , pepsiglass, etc.).

Entre los vidrios existen los transparentes, los translúcidos, los llamados catedral y otros de tipo especial, que requieren de un cuidadoso método de coloca- ción. Entre ellos el más común es el vidrio aislante ter- mo-acústico , conocido en nuestro país como "Vidrio par" que por su mayor peso , requiere de un bastidor más resistente.

La vida útil de este tipo de acristalado depende del perfecto sellado de sus componentes, de su mantención . y de la correcta colocación y fijación de ellos. Cuando se emplea láminas plásticas, se utilizan las técnicas comunes de acristalam iento, aunque se debe tomar en cuenta la mayor dilatación de este material , por lo que las holguras y profundidades deben ser mayores.

118

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•

DIMENSION. El vidrio está sometido a esfuerzos

como golpes, vibraciones y presiones de viento. Ello obliga a una correcta eleccción de su espesor. Para determinar los espesores de los acristalados a utilizar en cada caso, sobre todo en situaciones muy expuestas, es necesario calcularlos. Para facilitar esta operación, existen tablas por las cuales se puede especificar el espesor. En general, podemos decir que para el uso más acertado y real, es conveniente la utilización de aquellas que usan como variables la presión o velocidad del viento, con las respectivas correcciones por condiciones del terreno, altura y ubicación.

los espesores de colocación recomendados para tamafios

[]

SEPARACIONES y PENETRACION DE INSTALACION RECOMENDADA 1HOLIUM 1

dados de vidrios planos corrientes, instalados vertical- TIPO OE

VIDRIO

Esptsor erando S•poroaón minirna Ptntlrac on

mm sionat en mm mm

mente y apoyados en los cuatro bordes:

l. Determinar el "grado de exposición" a que estará ex-

Vi6'•o plano 't cnstol ¡ .2...

.,, mm A B ,,

puesto el vidrio según las condiciones que se indican Monoltt:ICO normal f--4..- l 7

incoloro 't de cotar ' l t---+-- • en la tabla 4.

2. Calcular la constante R = superficie 1-tonofitKO templado

PROTEX

f--.!- t2 ' ' "

3. Buscar en la tabla 5 y en la columna de "exposición" (determinada en el punto 1), la cifra igual o más pare- cida por exceso a la constante "R". En los extremos de la línea horizontal que contiene la constante ubica-

!l ) 6 9

6 -.2, lO ·J S • " lOITW'IOdo tncolof-o :) ¡-..! g

SAVO 'f SAI.VIJ cn..oR ,, da, se leerá el espesor del vidrio recomendado en fun- ción de su ubicación aproximada y de su tamaño.

8

htmopon tl , g_ " •2 ) " >-s-

COLOCACION. La hoja tiene movimientos propios diferentes del vidrio por lo cual los elementos de

22 6 IS

_g_ ) " 26 >-s- IS

madera nunca deben quedar en contacto directo con la lámina. Para evitar esta situación, se usan taquillas, en los cuales se asienta el canto del vidrio. El contacto lateral con el galce o junquillo se evita mediante la coloca- ción de separadores,para permitir la penetración adecuada o dejar incorporado el sello de impermeabilidad en cantidad suficiente.

Los taquillas pueden ser de madera dura, plomo , PVC rígido , neoprén, etc. Los separadores son de los mismos materiales, pero más blandos. En la fig. 30 se detalla la colocación de ellos en bastidores de abatir y fijos. Las holguras que producen los taquillas y separadores tienen relación con el espesor del vidrio, como se muestra en la figura 31 y se indica en la tabla 6, en que A es el espesor del separador, B el del taquilla y C la penetración mínima del sellante.

La sujeción del vidrio a la hoja puede efectuarse

VIORJOS Y CRISTALES liROUEN' S A ; Catato;o Ctultno clt la Conslruccion

TACULLO

J ............ 4 JUNCIUilLO

TABLA 6

FIG. 31

mediante masillas, junquillos o burletes, o combinados entre sí. -

FIJACION. En este punto se detalla la forma de fi-

jación del vidrio en el bastidor de la ventana y su rela- ción con la exposición al clima.

El sello final, ya sea por el interior o exterior de la ventana, no tiene mayor importancia si los materiales usados y el método de colocación son los adecuados. Pa- ra decidir su ubicación en el diseño, habrá que tomar en cuenta los problemas de seguridad , mantención y reposi- ción. Estos dos últimos parámetros se deben considerar sobre todo , en ventanas de edif icio en altura.

Básicamente existen tres tipos de colocación del vidrio:mediante masillas ,junquillos y burletes.

a) Masillas. La masilla de aceite de linaza es la más anti- gua, económica y de mayor utilización, pero es difícil de conseguir en nuestro país. Si no se cuenta con este diluyente para su preparación y si se desea una durabilidad aceptable, se recomienda utilizar otros sistemas sellantes, en base a caucho (siliconas), poliureta - nos, etc.,que reemplazan en excelente forma a lama- silla de primera calidad. Para prevenir la pérdida de los componentes oleosos por acción atmosférica (con el consecuente agrietamiento y rotura de la masilla), se debe pintar la masilla con una capa de óleo, tan pronto como se haya endurecido lo suficiente para admitir esta terminación y dar otra mano a los 28 días. El bastidor debe recibir imprimación antes de colocar el vidrio y la masilla.

119

El enmasillado se suele ubicar por fuera para proteger el interior contra la penetración del agua, rematán- dose con bisel para que ella escurra. Esta solución es aceptable sólo con masillas o sellantes de alta calidad. La fijación del vidrio en este caso es por medio de puntas o grapas. Es necesario dejar el ancho suficiente entre la parte delantera del galce del bastidor y el vidrio, a lo menos 6 mm., para asentar el vidrio y biselar la masilla. Por todos estos inconvenientes es recomendable la colocación de éste por el interior (fig. 32). Debido al peso del acristalamiento este tipo de unión no se puede utilizar con perímetro mayor de 4,8 m ó 3,6 m. En situaciones muy expuestas a la intemperie en las cuales debe usarse alguno de los sistemas que se presentan a continuación, es importante considerar que la duración de un material no es mayor a diez años, dependiendo principalmente de la calidad, colocación y mantención.

b) Junquillos. Este sistema de unión se difunde cada vez

más como solución para los grandes acristalamientos. La fijación por este método contempla el uso de masillas y otros materiales ubicados entre el galce y el junquillo (fig. 33). El vidrio debe ser instalado preferen- temente por el interior, para seguridad y prevención del prematuro deterioro del junquillo a causa del clima y de su reducida sección. Como elemento de sujeción del vidrio se ocupa uno o más materiales de alta calidad, ya sea compuestos que no fraguan (silicona) o elementos· en seco (burletes), y separadores o taquillas. Las masillas deben aplicarse en todo el contorno, sin colocar puntas, antes de asentar el junquillo de madera u otro material. La utilización de sellos elásticos con junquillos en vez de masilla tiene la garantía de que se acomodan mejor a los movimientos de la unión, manteniendo su estanquidad, por lo cual son empleados con muy buenos resultados. Debido a su alto costo se aplican, sólo en algunos casos en las partes expuestas de la unión usando materiales más económicos en la parte oculta de la unión , masillas, cintas de moltoprene u otro material similar.

e) Unión con burlete . Se utiliza este término para aque-

llas uniones que ocupan perfiles de PVC o caucho y que no requieren ningún otro compuesto para producir el sello. Aunque este tipo de sellado encuentra su mayor aplicación en ventanas de aluminio y de PVC, también se puede utilizar con éxito en ventanas de madera, afianzados con junquillos o e cajados en ranuras del cerco o bastidor. La forma de aplicación dependerá básicamente de su perfil (fig. 34). En la fabricación de los burletes se ocupa generalmente PVC o caucho compacto, los cuales tienen la cualidad de que no se comprimen y sólo cambian de forma. Por esta raz'ón el perfil es de gran importancia , ya que éste deberá absorber el movimiento entre el vidrio y la madera.

1 ........... Z TAOUilLO

( Figs. 33 'f 34 ) 1 Mo.siUo o octltt dt linQzG

2 ToquiUos o Uparadcns

3 Ctmpuft.lo 'fin lrotuodo

4 Bondo dt- stpo.roción 5 Mot«KII ót reUeno

' Junto .tástial •vano 7 Ri ditod:o r

FIG.32

FIG. 33

120

. •

HERRAJERIA

Estos accesorios son los elementos necesarios e indispensables para hacer practicable las ventanas. Geqé- ricamente se les demonina herrajes o quincallería. En su fabricación se.utiliza principalmente acero, bron- ce, aluminio, aleaciones de zinc, latón, etc. Ultimamente se están fabricando con pláticas en algunos elementos de españoletas , fallebas, manillas, o en partes,como discos de fricción, sujeciones, etc. El empleo de los diferentes metales o de plásticos está dado por el costo, la apariencia y la duración que se requiera.

Los herrajes y sus fijaciones han ·de resistir Jos esfuerzos aplicados en ellos, tanto en las maniobras normales o los intentos de soltarlos en forma indebida, co-

C IIISAGRAS S . DE MlElAS •

mo también en la acción del viento y la lluvia, ya sea con • la ventana cerrada o abierta . En este último caso, deben • resistir los golpes al cerrarse violentamente. Los puntos de mayor falla en los herrajes son los de uniones, por lo ''.

cual ha de tenerse mucha precaución en este aspecto, sobre todo en los tornillos para fijarlos. Estos tendrán la dimensión suficiente para esa función, pero no deben ser más resistentes que los herrajes, de manera de no dañar la madera.

Entre los tipos de herrajes podemos distinguir los de giro y los de cierre.

DE GIRO

El gozne o bisagra es el elemento más corriente y económico que se usa para enlazar la hoja con el cerco ne las ventanas practicables por rotación. Estos pueden ser de diferentes formas y tamaños. Consisten en dos elementos que rotan sobre un eje. Los hay de alas, y de espigas o pernios. En Jos primeros, según la forma de unión , se encuentran las de alas planas, dobladas y de paletas (fig. 35-a , 35-b y 35-c). Según su colocación pueden ir sobrepuestas o embutidas. Las de espiga pueden ser clavadas, atornilladas o encastradas con clávijas para asegurar su afianzamiento (fig. 35-d).

El eje de las bisagras puede ser fijo o retirable. En este último caso, se conoce la bisagra de pome1, la cual permite descolgar la hoja sin sacarla.

En algunos países se ha desarrollado un herraje que permite girar la ventana en dos posiciones diferentes.

Una hoja de ventana puede fijarse al cerco con dos elementos de giro como mínimo (fig. 35-e). Ellos deben ir colocados a una distancia que varía entre 1/ 5 de la longitud del batiente como mínimo y un máximo de 250 mm. del borde. El gozne superior al abatirse trabaja a tracción. Cuando la hoja es muy pesada, es necesario colocar más de dos bisagras, que se ubican como se indica en la figura.

DE CIERRE

Las principales exigencias de estos herrajes son referentes a la sujeción de la ventana en su posición de cerramiento, lo cual no impide que también la fije en otras posiciones. En algunos casos especiales estos mecanismos son parte del de giro o apertura como en las ventanas de doble accionamiento ya indicadas. Estos elementos de cierre deben, en Jo posible, fijar la hoja en más de un punto para impedir deformaciones e infiltraciones.

Existe diferente quincallerla en el mercado nacional para el cerramiento de ventanas. Las más recomendables son las españoletas de cremona, que .fijan la ventana en la parte superior e inferior (fig. 35-f). Actual- mente se estudia la producción de un tipo de españoleta oculta o falleba, que se ubica en el canto del larguero y afianza las hojas en tres puntos.

120

' ls

VERT•CAL - V

.

6-

Las ventanas deben ser probadas a través de los ensayos correspondiente que establecen las normas chilenas NCH 889 EOF 71 de resistencia mecánica y NCH

ENSAYOS DE VENTANAS

ENSAYOS MECANICOS PARA VENTANAS

891 EOF 71 y NCH 892 EOF 71 de estanquidad. MOVIMIENTO ENSAYOS

SEN!IDO EJE 1 1 3 ABISAGRADAS (GIRO! • • •

ces de resistir las cargas producidas por el viento y cho- úiRA.iO AS P!VOJANTES iRJTACION) .• •• • ques o empujes debido a su uso y eventuales forcejeos. A8t5AGRADAS (GIRO 1 +-i ! • .--- Debe asegurar además una estanquidad mínima al aire y ROtAJ'ORIA$

l«)q:Z01'.1Al •

muestran los tipos de ensayos mecánicos para ventanas VERt iCAL •. ...

una impermeabilidad absoluta al agua. En la tabla 7 se BASCULANTE (ROJACION )

1--'¡'- •• • • abatibles de acuerdo a la norma chilena.

Para una mayor seguridad y para poder contar ade- OE$liZA\¡if

CO"'P.JES"O

HORlZONtAL

E.E VERliCAl - GWI HORlZOf'HAl. • L€ I-<ORlZONTAL • GUIA VER11CAL • •

tificadas en algún centro o institución de reconocida competencia. Luego de ser sometida a estos ensayos, la ventana y sus elementos no deben presentar deformaciones permanentes ni deterioro que perjudiquen su funcionamiento y su apariencia original.

E"sOyo e •oi"s>Se...: e ol oto EnsaYO ,. ,..-cfl o:!·os E"'S.l.)Z de •es·sre:v.: :: rn e cno Cf" klS ho,te '" CCI• ;l:"'tf''O:.S o·c tCO f'S pOf f:J-tt:ICCn de( ltt' 'tf'll•CO re di' :o.: ott-:"!;:,c dt- s.strTIO ae "1' • ,,.,.,roro

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TABLA 7

122

Cámara de Infiltración -Universidad del Bfo-Bío

122

CONCLUSION

El presente Cuaderno, como se aprecia , presenta dos tipos básicos de ventanas de abatir: la de un contac- to, que es la que tradicionalmente se ocupa en Chile y algunos ejemplos de ventanas de doble contacto. Es indispensable que en el país se introduzca la de este último tipo si se desea una mayor durabilidad de las ventanas y un ahorro de energía sustancial en comparación a otras, tanto de metal como de madera,con diseño tradicional.

En este momento se está produciendo una demanda incipiente de este tipo de ventanas que exige una nueva tecnología en diseño , fabricación, accesorios, etc. Es- ta Universidad, conciente de esta circunstancia , lleva adelante una investigación relativa a ventanas con estas ca- racterísticas que cuenta con el apoyo de la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI).

Algunas industrias colaboran en este proyecto mediante la fabricación de herramientas de corte, herrajes, burletes, etc.,. lo que nos hacen prever que en un corto plazo , se podrá contar con ventanas de madera standard de doble contacto.

En la actualidad es posible contar con este tipo de ventanas, importando pernios y fallebas para su fabri- cación. Está en estudio la producción de estos elementos en nuestro medio.

Una finalidad especial de este número de los Cua- dernos de Edificación en Madera, ha sido incentivar el uso de ventanas de madera standard de doble contacto a fin de producir una demanda de ellas de modo que la industria nacional produzca los elementos necesarios para su elaboración.

En una edición futura de estos Cuadernos, se dará atención a otros tipos de ventanas en madera.

123

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122

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AISLACION ACUSTICA @

DE ENTRAMADOS DE PISOS ISSN0716-5536

UNIVERSIDAD DEL BI0-810 124

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Editado por Universidad del Bío-Bío Avda. Collao 1202- Casilla 5-C- Fono: 314364 (288) - Concepción - Chile

1990

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INDICE

Pág. INTRODUCCION ........................................................................................................................... 127 NORMAS Y DEFINICIONES ........................................................................................................ 129 NOCIONES GENERALES DE ACUSTICA ................................................................................. 132 EFECTO DEL SONIDO EN LOS SOLIDOS ................................................................................ 134 ENTRAMADOS HORIZONTALES .............................................................................................. 136 PROPOSICIONES CONSTRUCTIVAS ........................................................................................ 138 ENTREPISO CON ENVIGADO DE CIELO A LA VISTA .......................................................... 139 ENTREPISO CON CIELO ................................................................................................... 143 ENTREPISO CON PISO FLOTANTE........................................................................................... 148 AISLACION ACUSTICA DE RUIDOS POR VIBRACIONES .................................................... 151 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 152

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO CUADERNOS DE EDIFICACION EN MADERA Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño

AUTOR DEL PRESENTE NUMERO: Arquitecto ·Ricardo Hempel Holzapfel. COLABORADORES: Arquitecto Mario Pozo Salgado, Docente Margarita Gatica Ramírez, Facultad de Educac ión. COMITE ASESOR: Arquitecto Ricardo Hempel Holzapfel, Constructor Civil César Palacios Monti, Arquitecto Roberto Goycoolea Infante, Arquitecto Gerardo Saelzer Fuica, Arquitecto Gerardo Valverde Vildósola , Arquitecto Cecilia Poblete Arredondo. COORDINACION: Arquitecto Gerardo Saelzer Fuica, Director Centro de Desarrollo en Arquitectura y Construcción.

- 126

INTRODUCCION

Es importante para el bienestar y la salud del hombre, poder habitar ambientes con adecuado confort acústico. Actualmente proporcionar una buena protec- ción acústica resulta más necesaria que antes por dos razones: los sistemas constructivos modernos perm iten el uso de elementos más esbeltos y más livianos que los de antaño y porque la tecnología actual genera hoy más ruido en el ambiente que nos rodea. (Fig. 1).

Especial importancia tiene la protección acústica en edificios destinados a oficinas, escuelas, hospitales, hoteles y otros. Pero también es indispensable preocu- parse de ella en la construcción habitacional , ya que se pretende que el hombre pueda descansar y relajarse en su vivienda . Para lograr esto se hace necesario protegerlo contra ruidos del exterior, de los vecinos y de los ambientes internos colindantes.

En el presente cuaderno se entrega una relación de algunos sistemas de protección acústica aplicados a la construcción en madera.

Los sistemas estructurales en madera presentan grandes ventajas, como las siguientes:

Flexibilidad, que permite el uso de una gran gama de materiales de terminaciones diferentes. Durabilidad, que se garantiza por medio de un diseño y tecnología adecuada, y Elasticidad de sus elementos entrelazados, que da gran estabilidad al sistema absorbiendo las acciones horizontales (viento y sismos).

Frente a estas ventajas existen algunos inconvenientes como la débil aislación acústica, que se debe fundamentalmente a la poca masa de la estructura de madera y a los interticios en su construcción. Por este motivo se ha estimado conveniente presentar un cuaderno dedicado a mostrar , especialmente por medio de gráficos, algunas soluciones constructivas que resuelven en forma adecuada esta debilidad inherente a las construcciones de madera. Teniendo esto como objetivo, se ha sintetizado al máximo la información necesaria para poder compren- der el fenómeno acústico (características físicas del sonido, sus cualidades, su propagación y sus efectos). Este cuaderno se ha centrado en la explicación de las formas de cómo poder lograr ambientes con el confort acús- tico conveniente.

Los diferentes entramados de una edificación deben responder a varia<las solicitaciones acústicas se- gún su ubicación en la obra:

En tabiques internos, la aislación acústica debe lo- grarse entre ambientes (Fig. 2) En entramados horizontales, es necesaria una buena aislación acústica entre dos pisos habitados (Fig. 3:).

Fig. 2

Fig. 3

127 128

Este cuaderno centra el análisis específicamente en los entramados de pisos, con el fin de sistematizar la información existente sobre protección acústica en este tipo de estructura.

Tradicionalmente se ha aceptado que los entramados de entrepisos de madera son deficientes aislantes acústicos en comparación con losas de hormigón u otro material de características parecidas. Esta realidad es concebida como un hecho propio de la naturaleza de las posibilidades de aislación acústica que tiene una cons- trucción en madera. Esto lo ratifica la LEY DE LA MASA, que dice que el nivel sonoro transmitido de un lado al otro, disminuye proporcionalmente al peso del elemen- to por el cual pasa este sonido; es decir, A MAYOR MA- SA MENOR TRANSMISIBILIDAD ACUSTICA (Fig. 4) . Este es un hecho de todos conocidos y de fácil capta- ción en el medio que nos rodea . El peso propio de un entramado de madera, con sus recubrimientos superiores e inferiores, es de aproximadamente 100 Kg/m2 y el de una losa de hormigón es de 400 Kg/m2, lo que, desde este punto de vista muestra la dificultad de lograr una buena aislación.

Es necesario establecer que la ley de las Masas só- lo es aplicable a masas homogéneas, como son los elementos conformados por pétreos, sin embargo no hay claridad en relación al uso de elementos compuestos como los usados en los entrepisos de madera que constan normalmente de dos o más capas. El comportamiento de estos elementos compuestos es diferente debido a que interviene el PRINCIPIO DE ELASTICIDAD: el nivel sonoro transmitido de un lado al otro, disminuye cuanto más elástico y flexible sea el material que compone el elemento divisorio; es decir, A MAYOR ELASTICIDAD MENOR TRANSMISIBILIDAD ACUSTICA .

Aprovechando esta condición, se puede lograr mayor aislación acústica con un entramado de madera que con una losa de hormigón, siempre que las diferentes capas que componen el entrepiso de madera estén adecuadamente distribuidas. Según como se superpongan las placas y se unan entre sí, se podrá obtener un buen resultado.

Ante la posibilidad de hacer intervenir una serie de diferentes materiales en capas sucesivas para obtener una buena aislación acústica, deberá elegirse la solución que dentro de-una cierta factibilidad económica sea posible realizar. Se puede lograr una excelente aislación en entrepisos dependiendo no obstante del factor costo , el que en definitiva permitirá decidir la solución a adoptar.

También es necesario saber que los materiales absorben más los tonos altos, o sea, las altas frecuencias son más susceptibles de absorber que las bajas, fenó - meno establecido en la LEY DE FRECUENCIA, que dice: A MAYOR FRECUENC IA (AGUDOS), MENOR TRANSMISIBILIDAD ACUSTICA (Fig. 5).

En nuestra realidad las experimentaciones sobre el tema de la aislación acústica están en una etapa incipiente , existen coeficientes de absorción acústica de una· serie de materiales , pero se desconoce el re sultado en la combinación entre varios de ellos y la estructura soportante. Ensayos de este tipo aún están por realizarse en nuestro país. Las características generales de las estructuras y de los materiales de recubrimiento más usados poseen parámetros similares a los utilizados en países desarrollados .

Por lo dicho, es necesario aclarar que los valores en decibeles (dB) que se indican más adelante, no están confrontados con ensayos de laborator io en nuestro país, sino que se basan en informaciones de normas extranjeras.

La meta de este cuaderno no es entregar coeficientes exactos y comprobados de absorción acústica, sino dar a conocer soluciones constructivas; en parte, nuevas en nuestro ambiente, que garanticen una mejor aisla- ción acústica.

Otros números de esta serie de cuadernos abarca- rán temas relacionados con la aislación del ruido externo y la aislación en tabiques interiores de espacios habitados contiguos .

R " (d8) 1R (dB)

50 --r--- -- --,--- --

kg/m2 20L_ Hz -- -- 20 --J_---L-- L--- ---L-- L- L_ L_ ---L---¿

25 50 100 200 400 MASA 125 250 500 1000 2000 FRECUENCIA

LEY DE MASA ( para 500 Hz) LEY DE FRECUENCIA (para 100 kg/m2)

Fig. 4 Fig. 5

128


El instrumento legal que regula las condiciones mínimas de toda construcción es la Ordenanza General de Construcciones y Urbanización, que en su capítulo XXVII, en los artículos 345 y 346 clasifica los locales en relación a sus condiciones acústicas. Estos artículos establecen que los espacios construidos deberán someterse a las exigencias establecidas en las normas chilenas oficiales (NCH.).

Las normas internacionales sobre condiciones acústicas en los edificios han sido revisadas en los últi- mos diez años, aumentando genera'Imente las exigencias de aislación (Fig. 6.). La NCh 352 que se refiere a "Condiciones acústicas que deben cumplir los edificios" es del año 1961, por lo tanto, resulta incompleta e insuficiente para el avance tecnológico actual. En su Art. 3° dice: "Esta norma se refiere especialmente: a) al aislamiento acústico que debe considerarse en las

fundaciones, muros, pisos, tabiques, e instalaciones de los edificios.

b) a la supresión o amortiguamiento de los ruidos dentro y fuera de los edificios, que puede obtenerse mediante ciertas restricciones que los eliminen en su ori-

MATERIAL

C EN m/s

Vidrio

5200

Acero 5000

Coníferos 4100

Hormigón 3800

Albañilería 3500

Cobre 3500

Maderas duras 3400 Agua 1450

Plomo 1300

Corcho 500

Aire 340

Fig. 6

TIPO 0: TABIQUE PESO FOR m2 !t-OCE DE

gen o mediante el empleo de materiales absorbentes convenientemente dispuestos; y

e) a la correcta conservación de los diversos sonidos du-

( kg/m2) DEBILITAMENTO

( dB 1

rante su propagación dentro de las salas destinadas a la audición, mediante la disposición de formas ar- quitectónicas adecuadas o al empleo de materiales y elementos que aseguren la mayor igualdad posible entre el sonido emitido por el orador o el instrumen - to y la sensación sonora percibida por cada uno de los auditores".

Este artículo sólo hace un enunciado general del problema acústico sin fijar niveles recomendables.

El Art. 10° hace mención a los entrepisos , materia de este cuaderno, y da un valor de 35 dB de aislamiento acústico recomendable.

"Art. 10°: l . Los muros de fachadas y los medianeros de los edificios lo mismo que aguellos tabiques interiores que estabfecen límites entre las diferentes casas, departamen - tos u oficinas, deberán consultarse en forma de asegurar un aislamiento acústico de 35 dB, como mínimo.

24 cm LadriUo hueco 460 55

18 cm Concreto 430 54 12 cm Concreto 360 55

24 cm Ladrino hueco 350 53 12 cm Ladrillo huero 270 49

10 cm Concreto 230 47

12 cm ladrillo hueco 200 47 10 cm Entramado de madero 18 30

y forro de madeio.

NIVB. EN dB. CLASFI<XON CLASE DE RUOO

120 Doloroso Explosiones 110 Extremadamente Turbina de avión

Fi.g. 7

2. Los entrepisos y cielos del último piso que no lle- ven losa de hormigón armado, deben consultarse en for-

100 Fuerte

Sirena bomberos

ma de asegurar el mismo grado mínimo de aislamiento acústico. En todo caso, deberán proporcionar a lo menos el mismo aislamiento que los tabiques del mismo edificio".

En el ANEXO II de la Norma Aislamiento del So- nido, se establece que el valor de aislamiento acústico de 48 dB de una losa se considera insuficiente; de 49 dB, suficiente y, de 50 dB, bueno (Fig. 7.) .

De acuerdo a este anexo que da valores para el hor- migón podemos deducir los niveles de absorción acústi- ca adecuados que debe tener un entrepiso de madera para poder garantizar un confort acústico a un espacio habitable (Fig. 8.).

90 Muy fuerte Ruido muy fuerte de tráfico 80 Radio fuerte, ruido de niños 70 Fuerte Oficina ruidcso, restaurant 60 Aspiladora

50 Moderado Hogar ruidoso 40 Sala estar 30 Débil Estudio biblioteoo 20 Ambiente silencioso, reloj 10 Muy débil Ruido de respm:ión o lnauá1ble lknbrol de la audici6n

Fig. 8

129

/ / 11 / 11 V 11 V 11 V

J:\flf\AAFt , •

DEFINICIONES

COWRESK>N

PRESION

DEL

ocm

SONIDO: Es la vibración de un medio elástico en forma

Fi&.1Q-a

AMPLITUD

Menor frecuencia (graves)

T lEMPO Y DISTANCIA

tono

sorúdo

ruido

estallido

TIEM'O

Mayor frecuencia (agudos)

20000 Frecuencia

(Hz)

contínua y regular, capaz de producir una sensación auditiva (Fig. 10-a).

RUIDO: Es una mezcla compleja de sonidos con frecuencias diferentes e irregulares (Fig. 10-b).

FRECUENCIA: Es el número de pulsaciones de una onda acústica senoidal ocurridas en un tiempo de un segundo. Unidad: Hertzio Hz (Fig. 11).

FRECUENCIAS PREFERENTES : Los sonidos audibles se encuentran entre 20Hz y 16.000 Hz, pero para mediciones acústicas arquitectónicas se utilizan las llamadas frecuencias preferentes que son: 125, 250 , 500, 1000, 2000 y 4000Hz .

ONDA ACUSTICA AEREA: Es una vibración del aire caracterizada por una sucesión periódica en el tiempo y en el espacio, de expansiones y compresiones. (Fig.tO·a).

NIVEL DE PRESION ACUSTICA: Es el nivel físico de intensidad sonora y en la práctica, se mide a través de la presión sonora acústica. El oído transforma las presiones sonoras en sensaciones auditivas, pero su sensibilidad es limitada , es decir , no percibe de la misma forma todas las frecuencias (Fig. 12). Unidad: Decibelio dB

Mayor Menor energía

RELACION ENTRE FRECUENCIA Y ENERGIA

TONO: Es una caract erización subjetiva del sonido o ruido que determina su posición en la escala musical. Esta caracterización depende de la frecuencia del sonido, así como de su intensidad y forma de onda (Fig. 10-c).

Fig. 11

120

TIMBRE: Es una característica del sonido que permite distinguir varios sonidos del mismo tono producido s por fuentes distintas (piano, violín, etc.). Depende de

NTENSDAD (dBl 100

60

40

20

2· 2·V' 2·W 2· 2 0.2

2 20 200 1 100 PRESION ¡Nfm2)

la intensidad de los distintos armónico s que componen el sonido .

SONORIDAD: Es una caracterización subjetiva del sonido que representa la sensación sonora producida por el mismo a un oyente. Depende fundamentalmente de la intensidad y frecuencia del sonido .

COEFICIENTE DE ABSORCION: Es la relación entre la energía acústica absorbida por un material y la energía acústica in cidente sobre dicho material por unidad de superficie . Símbolo: >-.

Fig. 12

130

COEFICIENTE DE AISLACION ACUSTICA: Es la diferencia entre el nivel sonoro ambiente en el cual el sonido es emitido y el nivel sonoro ambiente del recinto en el cual este sonido es percibido. Unidad: dB

AISLAMIENTO ACUSTICO: Es la diferencia entre el nivel de intensidad acústica incidente (Ltl) y el nivel de intensidad acústica transmitida (Lt2). Fórmula: D = Ltl - Lt2 Unidad: dB

Flujo Acústico

Sonido Reflejxlo en la superficie

6

AISLACION SONORA DE UN PANEL O MURO: Propiedad de un paramento para oponerse a la transmi- sión del sonido de un lado a otro. El aislamiento acústi- co varía con la frecuencia, siendo mayor la pérdida de transmisión en altas frecuencias (agudas) que en bajas (graves).

ABSORCION ACUSTICA: Fracción de la energía acús- tica que no es reflejada por una superficie, al incidir en · ésta una onda sonora. El porcentaje de absorción depende por una parte, de la estructura molecular del material y, por otra de la frecuencia y ángulo de incidencia de la onda sonora (Fig. 13).

CONFORT AUDITIVO: Acondicionamiento de un espacio de modo que tenga una protección acústica ante diversos ruidos (aéreos, de impacto, del entorno) y que además proporcione una correcta transmisión acústica de manera que los sonidos emitidos dentro del recinto posean una aceptable inteligibilidad.

AISLAMIENTO DE UN ELEMENTO CONSTRUCTIVO SIMPLE: El aislamiento específico de un elemento constructivo es función de sus propiedades mecánicas, y pue-

poros

dB

a +18

a+12

a+ 6

a

V Sonido que atraviesa la pared

Pérdida de Sonido Transfor- mado en calor

Fi&.l3

de calcularse aproximadamente por la ley de masa, que establece que la reducción de intensidad acústica a tra- vés de un determinado elemento es función del cuadrado del producto de la masa unitaria (M)¡or la frecuencia considerada (f) (Fig. 14) a= (fx M) y en decibeles es a = 10 log (f x M)

AISLAMIENTO DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS MULTIPLES: Consiste en lograr aislamiento acústico por medio de placas superpuestas en vez de aumentar masa. El comportamiento de los elementos múltiplos . depende de diversos factores:

influencia de la ligazón elástica entre las placas; influencia de la ligazón rígida entre las hojas; influencia de los elementos constructivos adyacentes; influencia de la estructura (Fig. 15).

2f 4f Hz PresentociÓn gráfica de la Ley de Masa

Fi&. 14

Ej.; ELEMENTO CONSTRUCTIVO MULTIPLE

Fi&.l5

131

1/ 1/ V V V V

- - - /1 _¡ / 1 1

V ¡--- - - V

1/ --· V

_ ,

J) n:

B) !1)

l

m

\

-8 \ ¡,.,

-8 1 1\r-- --. -= ¡-.... :;

--+---l-+--+-H-f---+-1-+4

r--+-+-+-++-r--+--+-+----4'--+ f - 1.-d-c 'l-4-+-k-1--+++ f----f-+--t-+----4-+---+'---4<+--+---+ r----+-++-+--+--1-+--+"*1-\ H !- -t-+-+-+----t-++-t-+'cl--t ;.--+-+-+--++-++-t---+--k-1 L--+-+-+--++-++-t---+-+--'1 ·---+-+-+-+----t-++-1---+-+-1

NOCIONES GENERALES DE ACUSTICA

RUIDO

RUIDO

ll))))

Se entiende como sonido, a oscilaciones y ondas de un medio elástico que se esparcen esféricamente , disminuyendo en intensidad a medida que se alejan de la fuente. Estas ondas son audibles para el oído humano cuando sus frecuencias fluctúan entre 20 y 16.000 Hz. Cuando estas ondas se propagan en el aire, se habla de la propagación aérea y cuando su medio es un cuerpo ma- sivo se le denomina propagación por impacto (Fig. 16). Se diferencian sonidos, tonos o armónicos y ruidos (Fig. 10), siendo las oscilaciones del primero sinusoidal en re -

Fig. 16

AEREO

12o

DE IMPACTO lación en el tiempo. El número de oscilaciones por segundo se denomina frecuencia y su unidad de medida es el Hertz (Hz), por tanto 100Hz significan 100 oscilacio - nes por segundo . Las frecuencias que más interesan en

NTENSDAD (dB) 100

60

40

20

HJS 2-Ji. 2-ll 3 Hl 2 0,2 2 20 200

1 t1 m PRESION {Ntrn2)

Fig, 17

,-- ,---- 120

100

80

20

/

el caso de la constrúcción se ubican entre los 100 y 3.000 Hz. El ruido en cambio, es una combinación de frecuencias e intensidades compuesto de tonos puros, los cuales no siguen ninguna ley precisa y están en una relación numérica difícil de clasificar .

La intensidad del sonido puede ser definida como la variación de presión que se sobrepone a la presión atmosférica . Este cambio de presión se denomina pre- sión acústica y se puede medir por medio de micrófo - nos. Debido a que en el diario vivir se pueden distinguir presiones acústicas hasta una potencia de -5, se ha elegido por razones prácticas una medida logarítmica:

L = 20 log{ dB po

En esta fórmula po es un valor de referencia y co-

rresponde a un sonido de 2.000 Hz con la presión mí-

Fig. 18

INTENSI)& o

NNEL (d

60

1,()

'Xl o

2 10 -" 2·10 J ....t 0,2 2·10 2 ·10

PRESlON ACUSTICA

20 1lO txXl 3000 zona normal au<iblf

20 200 10 100

20<XX> FRECLENCIA. (HZ)

nima audible de 2.10-5 Njm2. La unidad se mide en decibel, en homenaje del inventor del teléfono electro- magnético, Graham Bell. Esta unidad corresponde a 1/10 de un "Bel".

El oído humano en muchos casos percibe dos sonidos con una _ misma presión acústica, como sonidos diferentes, por tener diferentes frecuencias. Por ese motivo se ha introducido, junto a la presión acús- tica, la unidad de potencia sonora, que se mide en Fonos y refleja la intensidad que el oído humano percibe. El oído es menos sensible a los tonos graves que a las frecuencias medias; esto es especialmente válido

Fig. 19

IGUAL SENSACKlN DEL 0100 para pequeñas intensidades (Fig. 17).

132

MATERIAL e EN m/s

Vidrio

5200

Al;ero 5000

Conífems 4100

Hormigón 3800 Albañilería 3500

Cobre 3500

Maderas duras 3400 Agua 1450 Plomo 1300 Corcho 500

Aire 340

NOTACION

CONCEPTO

DAD

p F

I

Lp Li Lw

A

Tr o

o

R fe Fr aG LN K

Pr.sión acústica FrKUencia Potencia acústicn Int« Sidad acústica Niv.t prtSión acústica Nivel ntftlSidad acústica Nivel potencia acústica Coeficiente de absorción Absorción Tiempo de rtvtrbtración Aislamiento acústico específico de un elemento constructivo Aislamiento acústico bruto de un local rfSPKio a otro Aislamiento acústico normalizado Frecuencia de coincidMCia Frecuencia de resonancia Aislamiento global de eltmtntos mixtos Nivel ruido de impactos normalizado Intensidad de percepción de vibraciones

Pa Hz w

Wtm2 dB dB dB -

m2 S

dB

dB dB Hz Hz dB LN -

La intensidad de un ruido depende, entre otros factores, de la distribución de sus frecuencias, lo que ·hace engorroso una medición directa (Fig. 18).

Debido a la dificultad de relacionar intensidad, frecuencia y potencia, se ha determinado un valor aproximado para evaluar la sensibilidad auditiva del oído humano. Este se estima a partir de una curva que une diferentes frecuencias de igual sensación al oí- do, aisgnándoles valores en dB. Estas frecuencias son perfectamente medibles por instrumentos (Fig. 19).

La ley de las masas establece que a mayor peso por m2 obten- drem.os mejor aislación del ruido aé- reo por m2. Esto sólo es válido para materiales homogéneos (Fig. 2q).

Cuadro de niveles sonoros ex- presados en decibeles. Los valores en dB indicados corresponden aproximadamente. a la sensación auditiva humana (Fig. 21).

Cuadro de notaciones y unidades.

La nomenclatura que se presenta corresponde a la establecida por la Norma Básica de la Edifica- ción NBECA _..:81, española, "Sobre condiciones acústicas en los edificios" (Fig. 22).

PEg) POR m2 MEDIDA l:l:

AISL..bCION ( kg/m2) ( dB )

S80 57

530 56

490 55

450 54

410 53

3fKl 52

350 Sl 320 50

295 49

270 1.8

250 47

2:Jl 1.6

f'Eg) POR m2 MEDDA a:

AISLACK>N (kg/m2) (dB)

2M) 45

l!ll " 175 43

m 42

150 41

135 1.0 125 39

liS 38

n; 37

95 36 !1) 3S

85 31.

na. 2(1 Fl&.21

"'·22

133

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

TRANSMISION AEREA

EFECTO DEL SONIDO EN LOS SOLIDOS

Al chocar una onda sonora con una superficie de cualquier material, una parte de la energía se refleja, otra parte de absorbe y el saldo se transmite. (Fig. 23)

Reflexión: Al incidir una onda acústica sobre un material , parte de ella cambia·de dirección y se refleja. Esto se produce fundamentalmente cuando la superficie es dura y el material es pesado, lo que permite resistir el movimiento de vaivén de las moléculas en el aire y así puede cambiarles el sentido. El ángulo de reflexión es igual al de incidencia.

Fig. 23

1

-..

AISLACION

Absorción: Al pasar las ondas sonoras del aire a un material, parte de la potencia incidente se_queda en la superficie de este medio. Mientras más poroso sea este elemento, mayor será la absorción de energía acústica que se trans- formará en calor. Los conceptos de absorción y de aisla- ción acústica deben diferenciarse claramente cuando se trata de protección acústica (Fig. 24). Una pared puede tener una buena aislación acústica, pero ser débil en la absorción acústica.

Transmisión: Es la propagación del ruido a través del material. La transmisión es mayor cuando el material es más .... - --.-. denso, (menos deformable).

.... -

1

--..

1

- · En un edificio lós elementos estructurales de acero y cañerías de metal (material homogéneo) transmiten el sonido con gran eficiencia, mientras que un medio no homogéneo, como la madera, detiene más efectivamente las vibraciones y atenúa el sonido.

El sonido se transmite por medios mecánicos y por filtraciones. En este último caso, pasa por la red de con- cavidades interrelacionadas que posee el material (Fig. 25). El sonido puede atravezar fambién las paredes , ya

Fig. 24

AISLACION ACUSTICA

ABSORCION ACUSTICA

sea a través de ondas elásticas o por deformaciones de conjunto. Las ondas elásticas provocan desplazamientos de las moléculas , en cambio, en las deformaciones de conjunto es todo el material el que entra en oscilación.

ONDA LONGI'MltW.. ONDA lRANSVERSAl

(de densidad 1 (de flexión 1

-- · ···-·:t··.tl...,....

··--····-··-········-··-····

DEFORMACION INTERNA DEFORMACION DEL MATERIAL DE CONJUNTO VIBRACION DE UN CUERPO

134

AISLAMENTO ACUSTICO DE MATERIALES CONSTRUCTIVOS

MATERIAL ESPESOR

(rpml

MASA l.HTARIA (kg/m2)

AISLAMIENlO ACUSTICO R

(dB l

VOLCANITA 10 10,0 25,8 VOLCANITA 15 13,5 26,0 MASISA 19 11,0 24,0 MAS ISA 24 13,7 18,0 PLACA ASBESTO

CEMENTO 6 14,0 26,0 PERMANIT 8 10,0 16,0 INTERNIT 5 12,0 20,0 LANA MINERAL 25 2,5 26,0 VIDRIO 2 7,0 23,0 VIDRIO 3 10,0 25,0 PLANCHA DE ACERO 8 70,0 36,0

AISLAMIENTO R (d8) =Rango x para una frt!<:uencia 100 -sooo Hz

AISLAMIENTO ACUSTICO DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

ELEMENTO

ESPESOR

(cm}

MASA UNITARIA (kg/m2)

AISLAMIENTO ACUSTICO R

( d 8)

Pared de l<!drillo macizo

Pared de ladrillo perforado

Part>d dt> bloques dt> hormigón

Pared de hormigón armado

Tabiqul' t>ntramado dt> madt>ra con forro 3¡4

·vokanita 15mm cmbos lados masisa 19mm ambas lados

Losa dt> hormigón armado

Entrepiso de madera con citolo raso volcanita

con cil'lo raso volcanita más aislantl'

con piso flotCI'tl' PUt>rta

Vtontana con vidro par y cámara de aire de 12cm

11,5 14 24 ,1,5 14 24 14 19 14 18

10 13 13,8 10 12 14 16

18

18 21

4.3 6,3

4•4mm 6+6mm S.4mm

242 286 444 202 250 364 225 270 350 450

18 - - 250 300 350 400

-

- - - -

- - -

46 48 55 43 46 52 44 47 51 55

30 32 40 44 51 54 SS

34

42 54 22 39

30 32 37

AISLAMIENTO R ( dB} =Rango para una frt!<:uencia 100-5000 Hz

TIPOS DE RUIDO

El hecho de tener conciencia de que los ruidos provocan molestias, tanto por su permanencia como por su intensidad, hace que se le dé importancia al comportamiento de los materiales que conforman el espacio ha- bitado y que se busquen soluciones adecuadas para evi- tarlos (Fig. 26-a). Para esto, en primer lugar, se hace necesario diferenciar entre los ruidos transmitidos por vía aérea, los de impacto y los de vibraciones.

·Transmisión aérea. El sonido que se propaga en el aire se denomina

sonido aéreo y es originado entre otros factores, por la voz, la música, los ruidos de maquinarias en funcionamiento y por el tráfico vehlcular. Las ondas aéreas son reflectadas por los paramentos, pero una parte se absorbe y hace vibrar este elemento distribuyéndose en él.

Las moléculas aéreas que están junto a estos ele-

mentos comienzan a vibrar igualmente, originando y re- produciendo sonido. Este proceso se denomina transmi- sión aérea. La resistencia a este efecto sonoro, se denomina aislación acústica (Fig. 26-b).

Transmisión por impacto. ·EI ruido de impacto, se transmite por los materia-

les como consecuencia de las vibraciones que se producen en los pisos tanto al caminar, como al caer objetos, al jugar los niños o al operar las puertas. Este ruido o sonido no solo puede escucharse en el espacio inmediata- mente continuo, sino también a distancias mayores.

Ruido de vibraciones. Es una variante del ruido de impacto, causado por

-< cuerpos vibratorios que transmiten parte de su energía a los elementos de la construcción produciendo efectos análogos a los de impacto . Generalmente este tipo de vibraciones proviene de instalaciones, tuberías de artefactos sanitarios y aparatos empotrados o domésticos.

Fjg.26·b

135

Ai

¡

V

e


La aislación acústica de un entramado de madera horizontal .aumenta en proporción directa a su masa y a la elasticidad de los materiales componentes. La combi- nación de ambas cualidades es indispensable para lograr buenos resultados. El aumento de masa en el caso de un entramádo de madera, sólo es posible en pequeña medida, por lo que serán los recubrimientos de cielo y de piso con su forma de fijación, los factores determinantes para lograr lo propuesto.

A mado Para la determinación de la aislación de un entra- de madera, se divide éste en tres secciones: (Fig .

Ftc. 27

• ; 1."···-·•.'·' "• .....-•• : - -. ... - • ••.•..._ . - -••. - -:-.- .•·-:••.... B

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·

sonido dirrcto •s· S

27). El entramado estructural de piso

B El revestimiento de cielo. C E!.recubrimiento de piso . ENTRAMADO ESTRUCTURAL. La aislación acústica de un entramado estructural de piso recubierto sólo con un entablado de piso o una placa de partículas o contrachapado es mínima y absolutamente insuficiente. Para mejorar la aislación acústica deberá incorporarse otros elementos al entrepiso., donde los índices de aislación acústica de cada uno ae estos componentes se irán su- mando al valor base. Estos valores sufren modificacio- nes según el sistema de unión utilizado entre los diferentes materiales. Como referencia ppdemos indicar que la norma alemana DIN (DIN 4109 E de 1979 y DIN 52210 de 1981) ha establecido experimentalmente un valor de 19 dB de aislación al impacto. REVESTIMIENTO DE QEW . Este consta generalmente de una sola placa y la aislación acústica gue se pueda lograr dependerá del sistema de sujeción utihzado.

Ftc. 28

H : H cortt dtl sonido S' ESTRUCTURA JNDEPEIOENTE

1

1

Si la placa de revestimiento se fija directamente al envigado por medio de clavos, tornillos o adhesivos,la trans- misión sonora del espacio superior al inferior ocurrirá por medio del envigado.

Como se puede apreciar, resulta necesario buscar soluciones en base a sistemas de uniones más flexibles (Fig. 28) que garanticen mejores resultados.

Esto se puede lograr por medio de un listoneado

Pffi MW:TO dB ol--- ------tt

1+1

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1

Fi&.29

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fltxiblt indtpfnd. mt'IÓiico TPOS DE lNON EN CELOS Y SU AISI..AOON AL Rl..llO DE IMA-\CTO

Fht. 30

136 .

Q _ lJ

perpendicular al envigado al cual se fija el revestimiento . de cielo. Sólo habrá puntos de relación con el envigado cada 40 a 60 cm.

Se puede flexibilizar aun más esta unión usando elementos de unión intermedios (Fig. 29).

El mejor resultado se logra separando el envigado que soporta el piso, del envigado al cual va sujeto el revestimiento de cielo. Este sistema permite una total se- paración de ambas estructuras y a la vez posibilita la colocación de colchonetas acústicas en el espacio intermedio (Fig. 30).

En general es recomendable intercalar trozos de algún material flexible en los puntos de unión del envigado de piso con su revestimiento inferior, como puede

TIPOS DE CIELOS dB

dp

32

.dp 34

- . ser el uso de un fieltro doblado en varias capas o la uti- lización de placas de fibras semiprensadas.

El relleno del entrepiso por colchonetas de lana mineral es positivo desde el punto de vista acústico , siempre que a la vez esté bien solucionado el sistema de sujeción del cielo. Experimentalmente se ha podido com- probar un aumento en la aislación de aproximadamente 10 dB en el caso de colchonetas de SO mm (Fig. 31).

Los materiales usuales de revestimiento de cielos son: el entablado, las placas de yeso cartón o las de par- tículas o fibras. En la medida que se aumenta el espesor de estas placas se aumenta el peso por m2, pero a la vez aumenta la rigidez del elemento. Por esta razón no es recomendable aumentar el espesor de las placas, sino que es preferible multiplicarlas con espesores menores y diferentes. También es recomendable combinar placas de diferentes materiales , no importando el orden en que se coloquen. RECUBRIMIENTO DE PISO. El logro de una buena ais- lación acústica por medio de revestimientos de cielo y aislantes entre el envigado está limitado. Los ruidos ae- reos y de impacto también se transmiten por caminos laterales, como son los tabiques en los que se apoya el envigado. En una construcción de estructura de madera estas uniones entre las partes son difíciles de solucionar adecuadamente desde el punto de vista de la transmisión de ruidos (Fig. 33). La única forma de mejorar los resultados es por medio de sobrepisos que no estén sujetos a los tabiques laterales y que solamente estén apoyados sobre la base de pavimento; este tipo de recubrimiento se denomina piso flotante (Fig. 32).

Un buen diseño de este tipo de piso rermitirá un mejoramiento de la aislación acústica de entramado estructural en aproximadamente 9 a 1S dB. Si se desea un mejor aislamiento aún, es necesario aumentar el peso por metro cuadrado de pavimento. Esto es perfectamente posible, pero su límite estará dado por la resistencia del envigado de piso y su estructura soportante.

Fig. 32

pegado lp 1

lt ly ¿ P

rP

_rP

J

A capa arena 20mm E estructura destazada independiente F unión flexible llistón P tablero de partículas 16mm Y placa y cartón 1Smm

46

53 54

56

56

Fig. 31

137

.·:. ·.·:··-·.•¡:_.·.··········· ·.·.•.•.

En las siguientes pagmas se muestran múltiples soluciones constructivas que dan una visión general de las formas como se puede lograr resultados satisfactorios en cuanto a la aislación acústica. Ninguna de las proposi· ciones ha sido sometida, a nivel nacional, a mediciones en laboratorios y los valores que se entregan son solo una referencia y han sido extrapolados de informaciones extranjeras. A pesar de ello, cada diseño ha sido desarrollado en base a. materiales existentes en el mercado nacional y por tanto es factible construirlos.

MEJORAMIENTO EN BASE A RELLENOS SOBRE LA ESTRUCTURA DEL ENTREPISO

A

''''"'HI"'"(;,IIl"'"'"m''''"'I''"*'"P"wympgm

PROPOSICIONES CONSTRUCTIVAS

Las proposiciones han sido clasificadas en tres grupos, solo.para un mejor ordenamiento , ya que es posible combinar soluciones, intercambiando cielos o recubrimientos de piso.

A. ENTREPISO CON ENVIGADO DE CIELO A LA

VISTA .

B. ENTREPISO CON CIELO.

C. ENTREPISO CON PISO FLOTANTE.

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4 • 5 dB

F

.·. ,...o.[. •·..·.•;·G• • •• 1r..,..•.•.. .. . .. .• :.·•·: 5 .

··············-=···-:::· ···

A : Alfombra T : Tabl ro 16 mm

' 118

22 dB

15 dB

Kgtnf dB 25 17 so 22 75 26 lOO 31

De la figura 34 se desprende como va mejorando la aislación acústica de un envigado de piso al colocar sobre un contrachapado de 19 mm las soluciones que se proponen . Los valores en decibeles son válidos para

P : Poliestir no Exp. AD. 30 mm. L : lana min ral 20 mm . Q : Listoneado S : Ar na 40 mm . F : Fi tro o Poli til no 6 : Goma H : Hormigón Liviano 120 Kg/ 50 mm B : Adocr to

ciertas frecuencias medias y es así como , por ejemplo una alfombra, absorbe mucho mejor las frecuencias altas que las bajas, característica general de casi todos los materiales que se usan como revestimientos de piso s. Los valores que se indican en la tabla , se suman al valor que nos entrega la base; estas consta fundamentalmente del envigado de piso de la placa de con· trachapado , (24 a 28 dB) además del cielo, si se ha consultado.

na

J

1 J

ENTREPISO CON ENVIGADO DE CIELO A LA VISTA

Es especialmente difícil lograr una satisfactoria aislación acús- tica en entrepisos en que los envigados quedan a la vista . Este tipo de tratamiento de los cielos le confiere al espacio un carácter muy

1 específico y atractivo, por lo que es importante no dañar esta ima- gen con una mala aislación sonora, especialmente cuando los espacios que separa el entrepiso son de

carácter diferente. Por . ejemplo, dormitorio y estar.

La única forma de lograr me-

jores resultados en este aspecto sería duplicar las capas del revestimiento superior o aumentar el peso de '.los revestimientos por metro cuadrado. Esto último se logra fun- dan1entalmente con materiales pé- treos arenas u hormigones alivia-

nados. Existen dos pOsibilidades de fabricación de los hormigones.

Una forma es trabajar en base a elementos prefabricados, como adocretos o placas moduladas. Este último sistema constructivo tiene la ventaja de que es seco en su armado en obra, contra los problemas que significa en una construcción de madera la humedad necesaria para la fabricación de una loseta.

PISO ENTAB 20mm VIGANlREPISQ

CIELO

El envigado queda sólo visible

en un 50 ojo de su altura permitiendo alojar en el espacio restante una capa aislante y cielo. La transmisión por impacto ocurrirá fundamental mente por el envigado y se mejo- rará la aislación dejando mayor distancia entre las vigas y/o colocando un trozo de material flexible entre el piso y el envigado.

Protección contra sonido aé- reo aproximadamente: 43 dB.

CIELO

Fig. 35

139

Tfa JR::

HORMJGON liVIANO 50 mm POLIETILENO

E ; A.D. :rlmm RO _ PéB_ICll.AS 24mm O CONTRACHAPAOO

VIGA A LA VISTA

El envigado queda a la vista en la totalidad de su altura y los materiales aislantes van apoyados sobre esta estructura. La única solu- ción efectiva es darle mayor masa a la base del pavimento, que en este ejemplo es una loseta de hormigón liviano.

Protección contra sonido aé- reo aproximadamente : 49 dB.

Fig. 36

PISO

Fig. 37

La figura muestra otra solu- cton con el envigado a la vista en la totalidad de su altura .

En este caso la mayor masa se logra con elementos prefabricados de hormigón liviano . El recubrimiento de alfombra ayuda a la absorción de las altas frecuencias.

Protección contra sonido aé- reo aproximadamente : 50 - 51 dB.

148

PISO

Envigado a la vista en la totalidad de su altura. La aislación acústica se logra básicamente por medio de una capa de arena de 40 mm de espesor colocada sobre un polietileno de 0,2 mm de espesor perfectamente soldado. El punto débil es el apoyo del listón de 50 x 50 mm que debe apoyarse sobre un elemento flexible para interrumpir el puente de transmi- sión acústica.


CIELO

Fig. 38

Envigado de cielo recubierto en la mitad de su altura por un cielo intercalado que permite alojar una capa de material aislante. Para evitar el puente acústico sobre el envigado se han previsto placas de viruta de madera aglomerada con cemento.


CIELO

Fig. 39

Fia. -'0 .

Solución en base a una com- binación de materiales de diferentes características: placas de yero y de partículas , aislantes acústicos, hormigón liviano y alfombra como recubrimiento superior. Esta suce- sión de capas diferentes permite n una aislación acústica que supera la de una losa de hormigón de 14 cm de altura.


Solución similar a la anterior. También se procede a combinar sucesivas capas de diferentes materiales. En este caso la masa se logra a través de una capa de arena seca de 40 mm. El listoneado de 50 x 50 mm también puede ir en sentido perpendicular al envigado.


142

ENTREPISO CON CIELO

La colocación de cielos por debajo del envigado de piso es una ventaja en comparación con las soluciones anteriores. En estos casos, el puente acústico que significa la estructura soportante, va recubierto con el material de cielo que según sus características podrá poseer diferentes coeficientes de absorción acústica . Mientras más flexible sea

El cielo ha sido afianzado a un listoneado complementario. El puente acústico sólo se produce cada 40 - 60 cm. En este caso la masa se ha logrado por medio de la utilización de uno de los aislantes térmicos-acústicos tradicio - nales: tierra arcillosa con paja. Se puede mejorar esta solución colocando recubrimientos ae piso como se indica en la figura 34.


la unión entre este material y el envigado, mejor será la aislación acústica.

Cuando se recurre a cielos falsos o colgantes es recomendable que las uniones can el envigado sean lo más elásticas posibles y las placas de cielo deben estar sella- das en todos sus bordes. Este cielo debe quedar separado por lo

CIELO

menos 5 cm de las vigas. La solución óptima se logra

separando el envigado de entrepiso del envigado que soporta las placas de cielo. Este último enviga· do puede ser de mucho menor di- mensión debido a que sólo soporta el peso propio del recubrimiento de cielo.

143

ENTREPISO CON CIELO ]

La colocación de cielos por debajo del envigado de piso es una ventaja en comparación con las soluciones anteriores. En estos casos, el puente acústico que significa la estructura soportante, va recubierto con el material de cielo que según sus características podrá poseer diferentes coeficientes de absorción acústica. Mientras más flexible sea

El cielo ha sido afianzado a un listoneado complementario. El puente acústico sólo se produce cada 40 - 60 cm. En este caso la masa se ha logrado por medio de la utilización de uno de los aislantes térmicos-acústicos tradicionales: tierra arcillosa con paja. Se puede mejorar esta solución colocando recubrimientos i:le piso como se indica en la figura 34.


la unión entre este material y el envigado, mejor será la aislación acústica.

Cuando se recurre a cielos falsos o colgantes es recomendable que las uniones con el envigado sean lo más elásticas posibles y las placas de cielo deben estar sella- das en todos sus bordes. Este cielo debe quedar separado por lo

CIELO

menos 5 cm de las vigas. La solución óptima se logra

separando el envigado de entrepiso del envigado que !Dporta las placas de cielo. Este último envigado puede ser de mucho menor di- mensión debido a que sólo soporta el peso propio del recubrimiento de cielo.

Fl.¡. 42

143

ClaO

Solución de cielo afianzado a un listoneado perpendicular al envigado . La aislación acústica en .base a lana mineral debe recubrir las vigas para debilitar el puente acústi- co.


Fi&. 43

CIELO

Fi&. 44

Ellistoneado al que van afianzadas las placas de cielo está sujeto al envigado por medio de soportes flexibles de acero galvanizado o aluminio. En la figura 29 se ve en detalle la forma de los soportes.

Protección contra. sonido aé- reo aproximadamente: 53 dB.

144

Solución igual a la anterior, excepto en las capas de recubrí· miento de piso. El entablado no está apoyado directamente sobre el envigado sino sobre placas de viru · ta-cemento y éstas sobre contrachapado de 20 mm.

Estas capas intermedias me- joran en forma importante la aisla- ción al impacto.


CIELO

La separación del sistema de apoyo del piso y el de la sujeción de las placas de cielo, elimina totalmente el puente acústico entre el espacio superior y el inferior. Por este simple medio se logra una aislación idéntica a la de una solu- ción de cielo con suspensión flexible y piso en base a tres placas diferentes.


Fi&. 46.

145

PISO

CIELO

En este caso se ha aumenta - do la aislación acústica con respec- to a la solución anterior agregán- dole mayor peso al sistema por me - dio de una capa de 20 mm de arena sobre polietileno. Solución constructiva más compleja, pues obliga a colocar los cielos antes de colocar el revestimiento de piso.

El envigado de cielo debe di- mensionarse de acuerdo a la sobrecarga que significa la arena. Tam- bién el afianzamiento del cielo debe preveer este peso adicional.


Fig. 47

"lf'!ft"VI"'Jru=l!.-w.nyn!;P'b;!:$:;

ALFOMBRA

g N;IVIANO 50mm

- POLIESTIRENO EXP. AO. 20mm ---........... TABLERO DE FMTICUAS 24rrrn

O CONTRAe

CIELO

La mayor masa se consigue por una loseta de hormigón liviano, base de la terminación de piso. El cielo va afianzado por medio de un listoneado perpendicular al envigado de entrepiso.

Protección contra sonido aé- reo aproximadamente: 58 dB .

Fig. 48

146

PISO

L · CIELO

Compleja solución de capas sucesivas de diversos materiales de pesos específicos y densidades diferentes. El resultado desde el punto de vista de la aislación acústica es óptimo superando largamente la aislación de una losa de hormigón de 14 cm.


Fig. 49

En este caso, la masa se obtiene en base a una capa de arena seca de 40 mm. de espesor colocada sobre polietileno. El listoneado de piso se separa de su base por medio de un soporte flexible.


f'i&. 50

147

ENTREPISO CON PISO FLOTANTE

Este tipo de piso se caracteriza porque los elementos que lo componen van simplemente apoyados sobre el envigado de entrepiso o su recubrimiento inmedia- to. No debe existir ningún tipo de unión mecánica entre estas dos partes. Su adhesión sólo se logra por el peso propio y la fuerza de gra- vedad.

Para lograr la separación entre estas dos partes se hace nece-

sario interponer entre la estructura y el piso , una capa intermedia amortiguadora , la que debe mantenerse elástica bajo su peso propio y la sobrecarga del piso que soporta. Esta capa debe con- tinuar por el muro hasta cubrir la altura completa de los elementos componentes del piso , para evitar la transmisión de los ruidos de impacto a la estructura soportante .

Entre los materiales que pueden ser empleados como capa elás- tica están especialmente el poliestireno expandido de alta densidad ( 15 mm de espesor y densidad 30 Kg/ m3 como mínimo) y los tableros ligeros de fibras semiprensadas o fieltros densos de es- peso res variables.

La capa de hormigón liviano de 50 mm va colocada sobre un polietileno para proteger de la humedad a la capa amortiguante, que en este caso, es de poliestireno expandido de alta densidad. La baldosa de terminación superior es por su masa , un buen ate- nuante acústico.

Protección contra sonido aé- reo del piso flotante sin estructura: 30 dB.

148

LISTON LANA MINERAL EMPAQUETADURA ELASTICA TABLERO DE PARTICULAS O CONTRACHAPADO

Piso de entablado clavado a listones. Estos no tienen ningún tipo de unión mecánica (clavos o tornillos) con su base de apoyo. Bajo el listoneado es necesario colocar un material elástico flexible (min. 5 mm).

Protección contra sonido aé- reo del piso flotante sin estructura: 24 dB.

Pi.so de parquet afianzado a una capa de mortero que se apoya sobre placas de viruta-cemento. El elemento separador entre estructura y piso es una capa de políes- tireno expandido de alta densidad .

Protección contra sonido aé- reo del piso flotante sin estructura : 26 dB .

Fig. 52

Fig. 53

149

A.D

La alfombra disminuye el ruido de impacto (de pisadas), y el ruido aéreo de alta frecuencia , pero no atenúa con efectividad el ruido de baja frecuencia. Para lograr la absorción de estos últimos es recomendable colocar alfombra sobre una placa de alta masa, como es en este caso, el hormigón liviano de 50 mm de espesor. Este hormi- gón debe estar asentado sobre una capa elástica que separe piso de estructura.

Protección contra sonido aé- reo del piso flotante sin estructura: 26- 30 dB.

Fig, 54

A. O.

Los pisos vinílicos poco aportan a la aislación acústica por lo que la absorción de ruidos debe asumirla la base de sustentación. En este caso, una losa de hormigón de 50 mm, apoyada sobre el material elástico que separa el piso de la estructura.

Protección contra sonido aé- reo del piso flotante sin estructura: 24-26 dB.

Fig. 55

150

AISLACION ACUSTICA DE RUIDOS POR VIBRACIONES

Los ruidos de vibraciones son una variante de los ruidos de impacto y son causados por duetos de instalaciones, cuyas vibraciones, en parte, son transmitidas a la estructura u otros elementos de la construcción. Las principales fuentes emisoras son las tuberías de agua potable , de alcantarillado, de la calefacción y los aparatos domésticos empotrados. Este tipo de ruido afecta gravemente el confort ambiental por la persistencia y dificultad para ser eliminado. Por esta razón s hace necesario tener presente estos problemas en el momento del diseño y de la cons- trucción. Desde este punto de vista

es importante que los recintos que requieren de instalaciones, estén ubicados en zonas de servicios, no contiguas a los espacios habitables (estar, comedor y dormitorios).

Casi nunca las vibraciones

se generan en las cañerías, sino generalmente , en las llaves y válvu- las, por defecto de las empaquetaduras o gomas de cierres. Las cañe- rías son sólo los elementos que transmiten las vibraciones por los duetos o por la columna de agua que contienen. Por este motivo es importante evitar el contacto de la red de instalaciones con la estructura de la construcción.

Para eliminar la transmisión de las vibraciones de los duetos a la estructura, se deberá, intercalar entre las cañerías y los puntos de contacto con la madera , un ma - terial acústico aislante o ejecutar anclajes elásticos. Las abrazaderas y empaquetaduras de goma, de corcho o de fieltro, deberán tener el espesor suficiente para poder absorber las vibraciones.

Otras recomendaciones gene-

rales que pueden ayudar a disminuir el riesgo de vibraciones en las instalaciones son:

- Evitar fuertes cambios de direc-

VENTILACION

DUCHA

LANA MINERAL SOBRE FIELTRO

Fig. ó6

151 151

AISlANTE

VIG:AS PRtNC!PAlES

1

OtJClO

ción y repentinas variaciones de sección en las instalaciones.

Llevar las cañerías por locales auxiliares y de servicio, como cocinas, baños, pasillos o cajas de escaleras y, en los cielos, colocar- las por cielos falsos. ··

Usar válvulas y llaves con las formas adecuadas (flujo directo de las aguas, doble malla perforada en la salida del agua, etc.), ya que el origen de estas vibraciones están especialmente en estos puntos.

En resúmen, para lograr el mínimo de molestias por transmi- sión de ruidos por vibraciones, es necesario respetar ciertas condicionantes de diseño y tomar precauciones referentes a la aislación acústica entre la red de tuberías y la estructura de la construcción.

Fie. 57

BIBLIOGRAFIA

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NCh 352 Of 61. Condiciones acústicas que deben cumplir los edificios.

PROF. DR. ING. KARL GOESELE. Schallschutz mit Holzbalkendecken. Informa- tionsdienst Holz 1981.

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LOHMEYER, Gottfried. Praktische Bauphysik B.G. Teubner Stuttgart 1985.

NORMA BASICA NBE. Ca - 81 Sobre condiciones acústicas de los edificios.

DIPL. -- ING. H. SCHULZE. Innenwaende und Decken Informationsdienst Holz 1987.

DIPL. - ING. H. SCHULZE. Holzwerkstoffe: Konstruktionen und Bauphysik.

HEMPEL, RICARDO. Aislación acústica. Apuntes .

POZO , MARIO . Aislación acústica en estructuras de madera. UBB Seminario del Depto. de Edificación y Estructura, Universidad del Bío-Bío.

152

EDIFICACION EN MADERA

EST UCTURALE

EN ADERA SSN 0716 -5536

UNIVERSIDAD El 810-BIO 153

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño

AUTORES DEL PRESENTE NUMERO: Arquitecto, Cecilia Poblete Arredondo; Arquitecto Ricardo Hempel Holz - apfeL COLABORADORES: Licenciada en Arquitectura, Claudia Hempel Maack; Profesora de Espa- ñol, Margarita Gatica Ramírez. COMITE ASESOR: Arquitecto, Ricardo Hempel Holzapfel; Constructor Civil, Sebastián Fernández Schwarzenberg; Arquitecto, Gerardo Saelzer Fuica; Arquitecto, Gerardo Valverde Vildósola; Arquitecto, Cecilia Poblete Arredondo. DIRECTOR: Arquitecto, Gerardo Saelzer Fuica, Director Centro de Desarrollo en Arquitectura y Construcción. IMPRESION: Editorial A. Pinto.

-- INDICE

Pág.

Introducción ............................................................................................. 3 Bibliografia Clasificación de estructuras madera..................·-·······································.4 Normas y definiciones ............................................................................................ 5. A. Estructuras menores en madera ................................................... 6

A.l. Sistema de Tabique lleno .......................................................... 7 A.2. Sistemas de entramados............................................................. -8 A.3. Sistemas de placas...................................................................... .l5

B. Estructuras mayores de madera..... ··················· ..·························· ..J.6 B.l. Sistemas planares ................................................................. 17 B.2. Sistemas espaciales laminares............................................. 22 B.a. Sistemas espaciales de entramado ......................................... 29

BIBLIOGRAFIA

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Saelzer, Germana

Hempel, Claudia

Angerer, Fred

Salvadori, Mario y Heller, Robert Allan Hodgki.nson

Holzarchitekturim Detail, RudolfMü- ller (Koln), 1988. Wohnhauser aus Holz, Callwey (Mün- chen), 1987. Holzbau Atlas, Inst. für Internationa- le Architektur-Dokumentation GmbH (München), 1980. Sistemas Estructurales en Madera, Se- minario, Universidad Técnica del Es- tado, Concepción 1976. Estructuras Mayores Planares en Ma- dera, Seminario, Universidad del Bío- Bío, Concepción, 1989. Construcción Laminar, Ed.it. Gustavo Gili, S.A., Barcelona, 1964. Estructuras para Arquitectos, 3a Ed., Buenos Aires, La Isla, 1974 Aj Handbopk of Building Structure.

2

INTRODUCCION

La madera es un recurso natural de importancia que, especialmente enlos países en desarrollo, es explo- tado y exportado en bruto. Es importante lograr una mayor participación deobra de mano y tecnologías en los países de origen de la madera, por ello sehace necesario difundir las múltiples posibilidades de transformación que este material posee.

En este Cuaderno de Edificación en Madera se han ordenado todos los sistemas constructivos posibles de ser usados y se pretende que sea una muestra de las enormes posibilidades de la madera en el campo de la construcción. Están reseñadas las tradicionales formas deconcebir la edificación con este material empleando el rollizo completo o en base a elementos ase.rrados, hasta las complejas estructuras en base a !amelas y a elementos tensados. Será el diseñador o constructor el que deberá elegir la estructura adecuada para losreque- rimientos del problema arquitectónico planteado.

La falta de información, a nivel nacional, sobre las más complejas estructuras de luces mayores, ha obligado a que esta enumeración de sistemas se base en experiencias e informaciones extranjeras, lo que no significa que estas soluciones no sean aplicables en nuestro país, sólo se deberá analizar la complejidad constructiva, la tecnología necesaria y el costó que cada uno de los sistemas implica.Es necesario tener presente que se debe avanzar con pasos paulatinos en el proceso de involucrar cada vez más la madera en la construc- ción, comenzando por los sistemas más simples y relativamente fáciles de construir hasta llegar a los más complejos. Para esto se requieren técnicos especiali- zados, conocimientos acabados del material y tecnolo- gías desarrolladas para resolver las uniones y los mon- tajes más complejos.

El principal objetivo de este Cuaderno es clasificar y describir someramente las tipologías posibles de ser usadas en la edificación en madera, entregando una in- formación adecuada a los que deben decidir sobre el sistema constructivo a usar según los requerimientos del proyecto a desarrollar.

En una sistematización tan sucinta como ésta no ha sido posible abordar los problemas técnicos, constructivos y de cálculo, quecada sistema ofrece, por lo que sere- comienda consultar esta materia en la bibliograña que se adjunta.

FIGURA2

3

r

CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES

En general, los sistemas estructurales, independiente de su materialidad, se clasifican en cuatro grupos, dependiendo de cuál sea el elemento estructural utilizado en su configuración. Es así como podemos distinguir claramente:

ESTRUCTURAS MACIZAS, cuyo elemento estructural es el bloque macizo, que se caracteriza por tener sus tres dimensiones -largo ancho y alto- del mismo orden. ESTRUCTURAS DE EN- TRAMADOS, cuyoelemento estructural básico es la barra, -llá- mese:viga, pilar, poste, pie derecho, etc.,- caracterizado por tener el largo, predominante con respecto al alto y ancho. ESTRUCTURAS LAMINA- RES, tipología configurada por láminas, elemento estructural en el que predomina el ancho y el largo por sobre la altura, dimen- sión que incluso pasa allamarse espesor. ESTRUCTURAS EN BASE A CABLES Y MEMBRANAS,

SISTEMAS DE PLACAS

SISTEMAS B.l. PLANARES

A.2.1. AMERICANO

A.2.3. BALOOM A.2.4. PILAR-POS- TENIGA

B.1.2. CERCHAS

B.l.3. MARCOS

constituidas por los elementos estructurales del mismo nombre (habitualmente no aplicable a estructuras de madera). La mayoría de las construccio-

nes no se pueden encuadrar dentro de alguna de las tipologías descritas anteriormente, usualmente son una mezcla de dos o más de ellas.

Además de la clasificación anterior, se han incorporado otros pará- metros que permiten una mejor vi- sualización del problema.

Dependiendo de la luz que salvan, se distinguen dos grupos, a saber:

ESTRUCTURAS MENORES, Aquellas que salvan luces noma- yores a 6 mt. y en general tipolo- gíasadecuadas ala construcción de viviendas. ESTRUCTURAS MAYORES, Aquellas que salvan luces superiores a 6 mt. adecuadas para gimnasios, piscinas, galpones, fábricas, etc.

B.l.4. ARCOS

SISTEMAS B.2.1. ESPACIALES PLEGADAS

LAMINARES B.2.2. CASCARAS

B.2.2.1. BOVEDAS

B.2.2.2. CUPULAS

B.2.2.3. HIPERBOLAS

SISTEMAS .3. ESPACIALES

DE ENTRAMADO

B.3.3. LAMELAS

4

B .


NORMAS La Ordenanza General de Construcciones y Ur-

banizaciones en el capítulo XXIII, letra D, "Edifi- caciones de Madera", establece dimensiones míni- mas de elementos demadera no sometidos a cálcu- lo. Estas disposiciones son aplicables sólo a cierto tipo de estructuras.

Para el cálculo se debe proceder según la NCh 1198 cR 89 que establece los métodos y procedimientos de diseño estructural que determinan las condiciones mínimas que deben cumplir los elementos y las uniones en las construcciones de madera aserrada, elaborada, laminada-encolada y postes de madera.

Esta norma a su vez, hace referencia a varias otras normas referidas al diseño en madera. (173, 174,176,431,432,433,1207,1970,1989,1990, 2151, etc.)

DEFINICIONES

.

.

{.

2 3

FIGURA4

CARGA: Fuerza que actúa sobre la estructura y es generada por el peso propio, sobrecargas de uso, viento y sismo, actuando en el plano de la estructura (A, B) o perpendicularmente (C).

ARRIOSTRAMIENTO: Sistema empleado para reforzar una estructura ante solicitaciones en el plano normal al de la estructura.

Tipos de arriostramiento en un sistema estructural:

l. Arriostramiento superior paralelo a la fachada frontal. 2. Arriostramiento superior paralelo a la fachada lateral. 3. Arriostramiento inferior paralelo a la fachada frontal. 4. Arriostramiento inferior paralelo a la fachada lateral. 5. Arriostramiento vertical en la fachada frontal. 6. Arriostramiento vertical en la fachada lateral

APOYO :Unión entre las piezas que integran la estructura cuya función es la transmisión defuerzas

que actúan sobre la construcción. Tipos de apoyos:

l. Articulado móvil 2. Articulado fijo 3. Rígido (empotrado)

LUZ: Dimensión horizontal interior de un vano o de un espacio.

5

A. ESTRUCTURAS MENORES EN MADERA

FIGURAS

FIGURA 6 6

En nuestro país, gran parte de la población de menores recursos, soluciona su problema habitacional en base a viviendas con estructuras de madera. Las razones que inducen a utilizar este tipo de solución constructiva son las siguientes:

Facilidad de manejo del material . Diferentes alternativas de terminaciones, y la posibilidad de ir implementándolas en etapas sucesivas. Menor costo de la habilitación inicial; techo y protec- ción contra el clima. Lo anterior no debe conducir en modo alguno al

erróneo pensamiento de que la vivienda de estructura de madera es una solución de emergencia o, en el mejor de los casos, una respuesta de segunda o tercera catego- ría. En algunos países desarrollados como EE.UU., Canadá, Japón, etc., la madera es el material estructural más utilizado en la construcción de viviendas.

Conocer algo más sobre las características de los diferentes sistemas estructurales en madera, nos pennite construir más apropiadamente y descubrir las innume- rables posibilidades que nos entrega el material.

La ordenación de sistemas propuesta, corresponde a un punto de vista estructural. Las terminaciones po- drán ser de los más variados materiales, excepto en el sistema de tabique lleno, en el cual el elemento estructural, es a la vez revestimiento exterior e interior.

Definir la modulación base es condicionante propia del diseño de estructuras menores en madera, ya sea en el plano horizontal overtical, y todo el diseño debe adap- tarse a esta modulación. El módulo base debe fluctuar entre los 20 y 60 cm., (20-30-40-50-60 cm.). Esta modu- lación está condicionada por el sistema constructivo elegido, las dimensiones de la madera y el tipo de revestimiento.

Desde el punto de vista estructural, los sistemas propuestos se diferencian por la forma en que trasladan hasta los cimientos las cargas estáticas (peso propio y sobrecargas), y las cargas dinámicas (viento y sismo).

TABIQUE LLENO A. l.

Este sistemaconstructivo esfun-

damentalmente diferente atodoslos demás, desde el punto de vista ar- quitectónico, constructivo y estructural. Su expresión formal se caracteriza por una connotación de pesa- dez y gran rigidez, debido al entre- cruzamiento de los elementos en las esquinas (rollizos, basas) y a lo reducido de los vanos que el sistema exige. Desde el punto de vista estructural, corresponde auna estructura maciza que utiliza el elemento estructural de las tipologías de entramado (la barra). Este hecho permite a los expertos aseverar que: "Estructuralmente, este tipo de cons- trucción esineficaz, ya que la made- raestá solicitada perpendicularmente a las fibras, es decir, en la direc- ción en la cual la resistencia es me-

FIGURA 7

DISTINTOS TIPOS DE TABIQUES LLENOS

nor. Esto eshacer un mal uso de los recursos forestales, (ano ser que se usen los extremos delgados de los troncos), pero el material así usado esfácil de trabajar, construir ymon- tar".(7)

Inicialmente todas las construcciones de este tipo, se construían, con rollizos coloeados horizontalmente, uno sobre el otro, unidos solamente por la traba a media madera en las esquinas.No se empleaban elementos mecánicos de unión. En la actualidad existe una serie de nuevos sistemas, que usan madera aserrada y plantean uniones de diverso tipo.

Las ventajas de estos sistemas, las constituyen su facil montaje y la excelente aislación térmica que garantiza la gran masa de madera; sin embargo, se presenta la dificultad de poder controlar la variabilidad dimensional de las maderas con los cambios climáticos, pudiendo producirse variaciones de tres a ocho centímetros, en cada metro de altura de un tabique. Esta característi- ca debe tomarse en cuenta al dise- ñar ventanas, puertas e instalaciones sanitarias.

Los rollizos o piezas aserradas deben tener, en lo posible, el largo total del tabique, lo que obliga a trabajar con piezas de dimensiones mayores. Especialmente adecuadas son las coníferas, cuyo fuste recto permite obtener piezas con pequeña va- riación en su diámetro, en largos de más de ocho metros.

ENCUENTROS DE TABIQUES SIN PilAR CON PilAR

FIGURAS

SISTEMA TABIQUE LLENO

FIGURA9

7

A.2. SISTEMAS ENTRAMADOS

AR OOLEDA

ESTRUCTURAS EN BASE A BARRAS, ARMAZONES O EN- TRAMADOS, son las distintas de- nominaciones con las que se conoce a esta tipología estructural, que utiliza la barra (pilar, poste, pie derecho, diagonal, solera, etc.) como elemento básico del sistema.

"Es interesante observar que la naturaleza brinda ya la madera en piezas prismáticas rectas. De longitud mucho mayor que sus dimensiones transversales, y fácilmente tra- bajables". (7)*. Este hecho no pasó desapercibido por los prehistóricos constructores que utilizaron el material tal como se les ofrecía, teniendo que resolver solamente cómo conectar las piezas entre sf. Nacían así las primitivas rucas. Posible- mente se pueda discutir el hecho de que esa primitiva forma de cons- trucción constituya una estructUra de madera propiamente tal.

El desarrollo de estos sistemas constructivos se debe al apareci- miento de herramientas, métodos de unión, materiales derivados de ]a madera Oaminados, contrachapados, tablero de partículas, etc.), y a diferentes tipologías constructivas, -muchas veces extraídas de los sistemas propios de la naturaleza (fig. 11 y 12), - Estos sistemas, constan en ]a generalidad de los casos de piezas aserradas, de largos que fluc- túan entre los 2.00 y 4.80 m., pu- diéndose integrar a ellos, elementos

FIGURA 11 laminados de mayor longitud. De- r-------:------_..,. - ...,.--.......,11"1"""---,,..,...----. .......--- pendiendo de las diferentes mane-

ras de transmitir las cargas al suelo de fundación, que tienen estos sistemas, vamos a distinguir:

A) SISTEMAS DE PANELES

SOPORTANTES, (americano, plataforma, baloon) en los que las cargas de techumbres y entrepisos son trasladadas a los cimientos por paneles.

B) SISTEMA DE VIGAS Y SO- PORTES VERTICALES (pilar-viga, poste-viga) en los que las cargas de techumbres y entrepisos son recibidas por vigas que las trasladan a los apoyos - los pilares opostes-, estos transmiten estas acciones a los ci-

RJCA

mientos.

8

2

SISTEMA AMERICANO A.2.1.

ENVIGADO TECHUMBRE

AMARRE

En el pasado todos los sistemas constructivos en madera sebasaban en la interrelación de sus elementos constituyentes por medio de complicadas soluciones de uniones, media madera, caja y espiga, cola de mila- no, etc.

Hoy, con la producción industrial del clavo, es posible simplificar todas las uniones y es así como en el sistema americano se resuelven todos los encuentros rematando las uniones de las maderas de tope y unidas por medio de clavos. Normalmente se usan dos clavos de 31/ " en todo tipo de uniones.

SUPERIOR

PILAR

ENVIGADO

SOLERA AMARRE

SOLERA SUPERIOR

La estructura de este sistema está constituida por una pilariza- ción modulada a una distancia entre 40 y 60cm. y todas suspiezas son de una misma dimensión, 45 x 95 mm.También lasestructuras de piso y las de cielo están distribuidas a la misma distancia y por lo general mantienen siempre el mismo ancho, 45 mm.; varían sólo en el alto, dependiendo de la distancia a cubrir y de la carga a soportar.

Toda la pilarización se monta sobre una solera corrida y se corona con una solera superior y sobre ésta, una solera de amarra. Entre estas soleras y, en forma paralela, se colocan a una distancia aproximada de 60 cm.las cadenetas o cortafuegos, cuya función es evitar las deformaciones de los pie derechos y, además, compartimentalizar la estructura, reduciendo por este medio la posibilidad de una rápida propagación del fuego.

El arriostramiento del sistema se logra por medio de diagonales, que pueden ser de madera o huinchas metálicas galvanizadas . Es necesario consultar estarigidización en cada eje de la construcción .

FIGURA 13 FIGURA 14

SISTEMA AMERIC.t\NO

FIGURA 15

SOLERA INFERIOR

CABEZAL

CIMIENTO

9

11

A.2.2. SISTEMA PLATAFORMA

SISTEMA PLATAFORMA

10

FIGURA 16

ENVIGADO TECHUMBRE

SOLERA AMARRE

- UPERIOR

CQNTRACHAPADO

FIGURA 17

FIGURA 18

Este sistema posee muchas ca- racterísticas iguales al sistema americano y se diferencia en su concepto de rigidización del <:onjunto. Tam- bién acá la estructura consiste en pié derechos de 45 x 95 mm. ajustados a un módulo de, antiguamente

/2 pie, o sea 45,7cm. actualmente entrelos40y los 60cm. El distanciamiento del entramado de piso es idéntico.

A esta estructura se afianzan, placas de contrachapado tanto en el plano horizontal como en el plano vertical exterior. Estas se clavan a la estructura por medio de clavos, a un distanciamiento de 10cm. en los bordes y a 20 cm. en la superficie interior de estas planchas. En los paramentos verticales exteriores estas placas deben colocarse en franjas horizontales, tratando de evitar junturas en todo el alto de la cons- trucción.

El proceso de construcción seini- cia con el armado de la placa de piso, conformando una plataforma, sobre la cual se montan los paneles verticales. Sobre las soleras superiores de amarre de estos paramentos, se monta laestructura de cielo oentre- piso, que también está constituida por envigado modulado entre 40 y 60 cm. y placas de contrachapado.

Toda esta forma de montar un elemento sobre el otro, permite la prefabricación del sistema en base a placas forradas con contrachapado.

El uso de contrachapado como arriostrantey colaborante estructural, le otorga una gran rigidez al conjunto, además de ventajas tér- micas y acústicas. La terminación exterior de paramentos verticales y la interior de pisos se hace posteriormente, pudiendo emplearse los más diversos materiales, recubriendo el contrachapado.

Tradicionalmente se usa el contrachapado en este sistema, pero por razones de costo por ejemplo, es perfectamente posible, remplazar este material por otro tipo de placa o entablado en diagonal.

SISTEMA BALOOM A.2.3.

ENVIGADO DE TECHUMBRE

SOLERA AMARRE

Las características propias de

este sistema constructivo de entramado, están fundamentadas en la forma especial de enfocar el proceso de armado. Este se comienza primero levantando toda la envolvente, para, en el plazo más breve, poder colocar la cubierta y el revestimien- to exterior. Esta forma de construir permite realizar toda la obra gruesa interior, protegido por la techumbre y los paramentos exteriores.

El sistema consiste, por tanto, en levantar los pie derechos, que en el caso de construcciones de dospisos abarcan toda la altura, para luego colocar la estructura de techumbre e iniciar el recubrimiento de toda la envolvente exterior. Los entramados de entrepiso se clavan lateralmente alos pie derechos y seapoyan sobre vigas horizontales encastradas en estos mismos.

El sistema de arriostramientoes en base a diagonales de madera o de huinchas metálicas galvanizadas o revestimiento externo decontracha- pado de al menos 12 mm. Este FIGURA 19

FIGURA20

SOLERA SUPERIOR

Df: PlSO

RA

PILAR

XTERIOR

último sistema da mayor rigidez al r---------------------------------, conjunto, convirtiéndolo en una caja rígida yelrevestimiento no solotoma los esfuerzos horizontales de vientos y sismos, sino que a la vez se constituye en parte de la estructura soportante vertical, absorbiendo también cargas de techumbre y de entrepiso.

Uno de los problemas que presenta este sistema es su dificultad para la prefabricación, debido a que los elementos soportantes verticales y horizontales van entrelazados.

Además, enel mercado de lama- dera es dificil encontrar largos que permitan abarcar dos pisos de altura.

SISTEMA BALOON

FIGURA21 11

A.2.4 . . 1

POSTE/PILAR Y VIGA

SISTEMA PILAR Y VIGA NECESIDAD

TRIANGUlACGNES

l:o:ll'------AFOYQ ARTICULADO

FIGURA22

SISTEMA POSTE Y VIGA

FIGURA23

Ambos sistemas constructivos, estan constituidos por elementos verticales (postes o pilares), y elementos horizontales oinclinados (vigas maestras) conectados entre sí.

Los dos sistemas transmiten las cargas estáticas en forma análoga: las vigas secundarias, envigados de piso o envigados de cubierta, se apoyan sobre las vigas maestras y éstas descargan en los pilares o postes, quienes finalmente transmiten dichas acciones o cargas a las fundaciones.

La diferencia entre ambos sistemas, está en la forma de apoyar el elemento vertical-(pilar oposte)- en el cimiento, situación que conduce a una diferente respuesta de ambos sistemas frente a las solicitaciones dinámicas.

Los postes por un lado son elementos verticales empotrados en el cimiento y los pilares se conectan mediante apoyos rotulados con las fundaciones y siendo la unión viga- pilar, habitualmente también una rótula.

A.2.4.l. VIGA SOBRE PILAR

S!SlEMA VICA SClH: PlA

12

FIGURA24

FIGURA 25

Tal como dice su nombre, sobre los pilares van las vigas maestras y sobre ellas el envigado de cielo o techo.En este casoesimportante tener presente quela resistencia ala com- presión del pilar es mucho mayor por ser la carga paralela a la fibra. Cuando la carga es perpendicular a la fibra, en el caso de la viga, para evitar hendiduras en la parte inferior de la viga maestra, obliga a ampliar la base de apoyo por medio de suples laterales o a reforzar la unión con un herraje metálico.

El problema fundamental a resolver en este sistema es diseñar adecuadamente la unión entre el pilar y la viga maestra.

Este nudo deberá estar asegura- do para la buena transmisión de las cargas, evitando el aplastamiento y aq.emás el volcamiento de la viga maestra.

..

VIGA SOBRE PILAR (DOS PISOS) A.2.4.2.

También en este sistema1la viga maestra va apoyada sobre el pilar y sobre ella van las vigas de piso y además, coincidiendo con el punto de apoyo del pilar,va montado el pilar del segundo piso. Nuevamente se requiere tener presente la diferente resistencia a la compresión de la madera según sea su ángulo de incidencia .

Por este motivo esrecomendable no transmitir la carga del pilar del segundo piso directamente sobre la viga maestra, sino trasladar la carga a refuerzos laterales que unan el pilar del segundo piso con el pilar del primer piso. Esto sepuede lograr en base a pilares de mayor ancho que la viga maestra. Se efectúa un rebaje al pilar del ancho dela viga de tal manera que las partes sobresa- lientes laterales, abracen la viga y tomen el pilar del segundo piso en su parte inferior.

Las uniones en este sistema no requieren refuerzos metálicos .

FIGURA

SISTEMA VlGA 9lR: EN 005 PISOS

FIGURA27

VIGA CONTRA PILAR A.2.4.3.

Las vigas maestras rematan de tope al pilar, todas a una misma altura del piso. Esto permite la prefa- bricación de todos los tabiques, interiores o exteriores, con una misma altura. Las vigas de piso tambíéri se solucionan en sus uniones con las vigas maestras de tope . Lo especial de este sistema es que requiere un herraje complejo en todas las uniones que permita el enganche de las diferentes piezas entre sí.

Esta exigencia lleva a que el sistema sea usado especialmente para el armado industrializado y masifi - cado,quejustifica una inversión para la elaboración y diseño del sistema de unión. Además el hecho de que todos los tabiques sean de una misma altura,facilita un procesoindustria- lizado.

El envigado de piso se va alternando en dirección para asegurar una misma carga sobre cada pilar.

FIGURA28

SISTEMA VIGA CCN1RA P

FIGURA29 13

A.2 .4.4. DOBLE VIGA

SISTEMA OOEl..E Vl

A.2.4.5.

FIGURA JO

31

La caracterfstica especial de este sistema constructivo, es que tanto los pilares como las vigas no se cortan en las uniones. La fijación de las dos vigas maestras al pilar debe efectuarse por medio de clavosoper- nos, dependiendo de la luz que cubren y las cargas que soportan las vigas. En ambos casos es necesario respetar las distancias a los bordes de estos elementos de unión, distanciamiento que depende del diáme- tro del clavo o perno, y de la direc- ción de las fibras de la madera y de las líneas de acción de las fuerzas que actúan sobre el nudo.

El sistema permite trabajar con vigas maestras de menor sección lo que facilita su maniobrabilidad y montaje. Estas en muchos casos se prolongan más' allá de los pilares exteriores, fonnando aleros obalco- nes, dejando la estructura a la vista lo que viene a ser una característica de diseño de este sistema.

DOBLE PILAR

SISTEMA DOOLE PILAR

FIGU A33

La viga va cazada entre dos pilares y la transmisión de cargas se efectúa por medio de clavos o pernos, debiendo tomarse las mismas precauciones establecidas para el caso anterior respecto de la distancia de los perforaciones a los bordes. También en este caso los elementos estructurales no se cortan y se constituyen en pilares que abarcan dos pisos o en vigas continuas. Si las vigas se cruzan sobre el pilar a un mismo nivel, sehace necesario divi- dirlo en cuatro partes.

Lascargasrelativamente peque- ñas que debe soportar cada pieza del doble pilar, hace que sus secciones sean reducidas. Aveces, por razones de pandeo o de resistencia al fuego, es necesario sobredimensionar las secciones y/o introducir tacos entre las dos piezas que confonnan el pilar para hacerlas solidarias en su resistencia al pandeo.

Esta es la causa por la que este sistema es recomendable para cargas y luces mayores. quejustifiquen mayores secciones de los dos o cuatro pilares.

14

PLACAS A.3.

La necesidad cada vez mayor de reducir el tiempo de armado de una construcción, mejorar las terminaciones y garantizar la calidad del producto, ha conducido a que gran parte de los elementos que constituyen una construcción, se armen en industrias otalleres de montaje. Es- ta tendencia a la industrialización se va acentuando en la medida que aumenta la mecanización del proceso constructivo.

En estos sistemas, cada placa está constituida por un bastidor de madera y por revestimientos laterales que le dan la rigidez y aseguran el arriostramiento del conjunto. Cada uno de estos elementos inclui- rá la aislación térmica, barreras de vapor y de humedad, ventanas y puertas, quedando por realizar en obra solamente algunos recubrimientos y la solución de encuentro entre placas. Estos sistemas no solo necesitan placas para los paramentos verticales, sino también para el armado de pisos y cielos y/o de entrepisos.

La diferencia entre los diversos sistemas de placas en uso está en la modalidad que emplean para unir las placas y que son de las mas variada índole; listones de madera, pernos, complicados sistemas de enganche, perfiles de acero o alumino

deben en lo posible dejar, accesibles los sistemas de unión para permitir también desannar con facilidad es-

stlmente una característica del sistema constructivo en base aplacas y por tanto una de las ventajas frente a otros sistemas.

La tipología analizada, represen- tante de la construcción laminar, responde a los principios de estruc- turación que rigen estas construcciones y que son los siguientes: - Una lámina (placa) no es estable

por sí sola. - Dosláminas siloson,ypueden for-

mar un ángulo, una cruz o una T. Si dos láminas no tienen una

rar una tercera lámina, ubicada perpendicularmente a las otras dos, para conseguir la estabilidad.

PAl\EL ESTRUCTURAL

FIGURA34

PANEL REVESTIDO EN ENTABLADO

FIGURA35

SISTEMA DE PLACAS

FIGURA36

TIPOS OC UNION DE LOS FANELES

NEL REVESTIDO REVESTIMIENTO EN REVESTIMIE:NT ' EN

EN PLACAS PLACAS CON ENTABLADO CON PANEL A LA VISTA PANEL AJ.A..YlSTA

15

B. ESTRUCTURAS MAYORES EN MADERA

La madera es un material especialmente adecuado pru,:a conformar la estructura de cubierta de espacios que abarcan grandes luces. Esto es debido fundamentalmente a la liviandad del material en relación a su capacidad de resistir esfuerzos, ya sean de compresión, tracción, flexión, flexo-tracción o jlexo-compresión.

Para lograr buenos resultados en este tipo de estructuras, es indispensable clasificar la madera a usar de acuerdo a su grado estructural. Esto es especialmente importante en las piezas obarras sometidas a esfuerzos de tracción, que suelen colapsar en estos casos en los puntos donde acusan defectos (nudos, fibra inclinada,médula,etc.).

Una clasificación posible de estos sistemas constructivos es en base a la forma en que se usa el material madera:

ASERRADA. Para cubrir grandes luces en base a madera aserrada esnecesario diseñar un sistema estructural conformado por una gran red interconecta- da de barras de largos y secciones relativamente pe- queñas. La solución constructiva radica fundamentalmente en el mecanismo de unión entre las piezas de madera. Estos conectores tienen una importante ingerencia en el costo total de la estructura. LAMINADA. La característica fundamental del laminado es que se puede lograr piezas de cualquier largo y de cualquier sección, siendo suslimitantes el transporte y el montaje. La posibilidad de dimensionar cada pieza de acuerdo a los esfuerzos estáticos y dinámicos a que está sometida, hace que con el laminado se puede llegar a soluciones óptimas de aprovechamiento del material. COMBINADA. Muchos sistemas no son fáciles de clasificar,por usar diferentes materiales, no soloma- dera aserrada y laminada, sino que también tirantes metálicos. El sistema de clasificación propuesto en las páginas

siguientes se basa en la forma que toman los elementos que constituyen el sistema., para resistir los esfuerzos estáticos y dinámicos a·que está sometida toda la estructura.

16

l 1

SISTEMAS PLANARES B. l.

Dentro de la gran gama de posibles estructuras enmadera que pueden concebirse para cubrir1ucesma- yores, las más usuales y conocidas son las denominadas PLANARES. La estructura planar es aquella que cubre una luz en base a uno ovarios elementos lineales rectos o curvos, simples o compuestos, que van unidos entre sí.Dentro deesta tipologfa debemos considerar: VIGAS, CER- CHAS, MARCOS Y ARCOS.

Para conformar un sistema estructural en base a elementos planares, estos se pueden disponer en forma lineal o radial, siendo la dis- posición en linea, la más usual. Formando plantas habitualmente rectangulares, estos elementos se amarran entre sí con un sistema arriostrante que rigidiza todo el conjunto y evita su volcamiento.

La estructura planar está solicitada por cargas que actuán en su mismo plano y por cargas que ac- túan en un plano perpendicular a éste. Las solicitaciones que actúan en el mismo plano de la estructura pueden ser generadas por el peso propio, por cargas muertas y sobrecargas, (cargas estáticas) o por el viento y sismo (cargas dinámicas). Un diseño adecuado dela estructur debe resistir y resolver estas accio-

DISTRIBUCION TIPICA EN PLANTAD ESTRUCTURA PLANAR

t:=;":J Ll1

FIGURA39

FIGURA 40 ]'

nes a través de los elementos que la componen, losmecanismos de unión y los diferentes tipos de apoyos.

Para asegurar la estabilidad del conjunto frente a solicitaciones perpendiculares a su plano, es necesario vincular los elementos, con un sistema capaz de resistir las acciones dinámicas de viento y sismo. A éste, le denominaremos Sistema de Arriostramiento y puede estar conformado por estructuras reticulares trianguladas de madera o metal o por paneles rigidizantes constituidos por bastidores de madera revestidos con contrachapado, placas de partículas ocon entablado diagonal.

SISTEJvlAS PLANARES DE VIGAS Y CERCHA5

FIGURA 41

SlSIDAAS A..ANtlRES DE ARCOS Y MARCOS

17

B.l.l. VIGAS

TIPOL(X;IAS OC VIGA SEGUN SU FORMA

1• • • •

TIR)l.OGIAS [E VIGA SEGUN 9JS .AR>YOS

TIFOLOGIAS CONSTRUCTIVAS

f:==

FIGURA42

Una viga es un elemento estructural lineal, que va apoyado en dos o más puntos y cuyo largo es mucho mayor que las dimensiones de su sección que es rectangular. Es un elemento estructural que trabaja principalmente a la flexión y corte. Para absorber adecuadamente estas solicitaciones, se usa colocada de canto, recomendándose una propor- ción de 1:4a 1:8entre ancho y alto.

Si analizamos el comportamien- to de una viga simplemente apoyada con carga uniformemente distri- buída y de sección constante, el momento flector máximo se produce ala mitad de la luz y, considerando que la flexión es un fenómeno compuesto de tracciones y compresiones, las fibras más cercanas alos bordes inferior y superior son las que están más solicitadas.

En respuesta a este comportamiento, y OOI::lo un medio de optimi- zar el diseño de vigas, sehan elegido diversos caminos:

A través de la laminación lograr VIGA TEN

SISTEMA VIGAS

VIGA CE .AlJ...iA li.ENA

VI DE CAJON

VIGA LLENA.

FIGURA43

FIGURA44

vigas de sección variable, con lo que se responde adecuadamente a la variabilidad de los momentos flectores. Concentrando mayor cantidad de material en las zonas de tracción y compresión de la viga, dejando un plano medio más esbelto, el alma de la viga, zona que está solicitada por fuerzas cortantes horizontales, y algunas veces debidoasu gran esbeltez, al pandeo (fenómeno que debe contro- larse con elementos transversales, que rigidicen el alma). Es posible reducir los momentos

flectores solicitantes, al diseñar vigas continuas de varios tramos, con uniones en los puntos de inflec- ción -puntos de momento nulo - materializadas pormedio de ensam- bies unidos con pernos y clavos.

18

CERCHAS B. 1.2.

Una cercha, al igual que una viga, cumple la función de salvar una luz y recibir cargas permanentes y variables para transmitirlas a los apoyos. Puede definirse como una estructura de entramado, es decir, compuesta por varios elementos menores lineales o barras, que están articulados entre sí.Su traza- do geométrico está constituido por triángulos, que son los que aseguran la indeformabilidad de la estructura. El triángulo es la única figura planar indeformable que se puede concebir, articulando tres barras contenidas en un mismo plano, entre sí.

El principio teórico considera a la cercha como una serie de barras conectadas mediante pasadores rí- gidos en los nudos (tipo de conexión que tiene la característica de res- tringir los movimientos verticales y horizontales, pero no los de giro) y con las cargas y apoyos ubicados también en dichos nudos. Los elementos constituyentes -(barras)- solamente trabajan a esfuerzos axiales -tracción y compresión- lo que permite diseñar estructuras de secciones reducidas.

En la realidad las cerchas difie- ren en algunos aspectos de la ideali- zación teórica. En primer lugar, los cordones superiores e inferiores se materializan generalmente con piezas discontinuas o con la unión de varias de ellas, (pero esta conexión no debe realizarse coincidendo con el nudo) por lo tantó-;1a articuhlción entre estas barras no existe. A me- nudo las cargas actúan directamente sobre las barras- costaneras, cielos, entablados, etc. -y no sobre los nudos, como se supone teóricamen- te.Loanterior permite aseverarque:

Los elementos intermedios dehis cerchas- diagonales y montantes - trabajan principalmente a tracción y compresión (esfuerzos axiales) , pero: Los cordones superior e inferior, resisten esfuerzos combinados de flexo-tracción o flexo-compre - sión, lo que provoca un aumento de la sección de estas piezas. Existen las más variadasformas

decerchas.

TIFDLOGIAS [E CERCHA SEGUN SU FORMA

emw FIGURA45

TIPOLOG!AS CO NSTRUCT1VAS

FIGURA46

B.l.3. MARCOS

SISTEMA MARCOS

TIPOLOGIAS FORMALES DE MARCOS

EN VOLADIZO

nBI-ARTICULADOS

TRI-ARTICULADOS

FIGURA48

,,

·

1

·

FIGURA49

FIGURA SO

Este tipo de solución es de frecuente uso en estructuras de luces mayores, por su simplicidad en el di- seño y construcción. Es un sistema planar conformado por vi as y pilares, pero conectadas mediante una unión rígida. Esta conexión rígida entre viga y pilar produce las siguientes ventajas comparativas: - Al estar los extremos de la viga empotrados al pilari confiere más rigidez a ésta y por o tanto, puede resistir mayor carga a la flexión.

Los pilares no sólo están sometidos a cargas de compresión, sino también a tensiones de flexión producidas por la continuidad con las vigas.

Resumiendo, podemos decir que en este tipo de estructuras, frente a solicitaciones verticales, tanto las vigas como lospilares seencuentran sometidos a flexión y compresión. Frente a solicitaciones horizontales, el marco actúa en conjunto, distri- buyendo la carga entre los dos omás pilares que lo conforman por medio de la viga, lo que produce flexión en todos los componentes de la estructura.

Considerandolacantidaddeapo- yos y/o conecciones que tienen los marcos, podemos establecer la siguiente clasificación. • EN VOLADIZO, esla gue tiene más compleja materializaCión, pues requiere necesariamente de un em- --potramiento en su conección con el suelo de fundación.

BI-ARTICULADOS, seencuen- tfran conformados por una viga que puede ser recta, indinada ocurva, y por pilares conectados mediante articulaciones orótulas (tipo de apoyo que restringe movimientos verticales y horizontales, pero no impide el giro o rotación) a las fundaciones. • TRIARTICULADO, El elemen- to superior consiste de dos vigas articuladas enla cumbrera, lospilares se encuentran articulados en los apoyos, pero se mantiene la unión rígida entre vigE} y pilar. • EMPOTRADO, aunque no es usual en madera, podemos encontrar marcos con pilares empotrados a las fundaciones, lo que conduce a una mejor distribución de las tensiones de flexión a través del marco y, por supuesto, a una disminución en las dimensiones de los elementos. Desde el punto de vista constructivo, los marcos pueden ser de:

Madera aserrada. Madera laminada. Elementos compuestos forman-

do entramados.

20

ARCOS 1

8.1.4.

"El arco es en esencia una estructura de compresión utilizada para cubrir grandes luces". Al igual que los marcos, constituyen una envolvente total del espacio y no re-

TIPOLOGIAS FORMALES DE ARCOS

. n/\ ./\ quieren soportes laterales como en el caso delasvigas ylas cerchas. Los apoyos deben ser diseñados de tal forma, que reciban adecuadamente las cargas en ángulo que transmiten los arcos, éste ángulo de incidencia dependerá de la relación entre el radio y la altura máxima del arco.

La ventaja del arco, con respecto almarco, esque susesfuerzos sevan desplazando en una linea continua curva hacia los apoyos y no requieren cambiar de giro, como es el caso

f'\ ·A

• f\

:FIGURA 51

BIARliCULADO

TRIARTICULADO

'\ <EMULTIPLES ARTICUlACIONES

en el nudo de encuentro entre pilar y viga del marco. Hay dos tipos de are:;os, que abarcan la totalidad dela. luz: ARCOS BIARTICULADOS que desde el punto de vista estructural, sonestructuras estáticamente indeterminadas y arcos que constan de dos partes iguales unidas en el punto más alto, denominados ARCOS TRIARTICULADOS y que son estáticamente determina- dos.

Desde el punto de vista formal, tenemos: ARCO ATIRANTADO, RADIAL, PARABOLICO y GOTI- CO ROMANO (de medio punto).

Desde el punto de vista constructivo, los arcos son generalmente de madera laminada, por la ductibi- lidad que tiene este sistema constructivo, permitiendo adaptar elementos estructurales a cualquier tipo de curvatura lo que depende tan sólo del espesor de cada una de las láminas que constituyen el elemento laminado. También es posible construir arcos en base a un entramado cuyas barras son relativamente cortas, que en la parte exterior de esta viga curva van conformando el arco en base a pequeños segmentos rectos.

Los arcos pueden conformar espacios cilíndricos o pueden estar or- ganizados en forma radial, conver- giendo todos a un centro, generando una cúpula.

TlFDLOGIAS

FIGURA 52

SISTEMA ARCOS

FIGURA 53

21

8.2. SISTEMAS ESPACIALES LAMINARES

COLGADAS

LO TE<RCO CE

- CUPULAS

CASCARAS

FIGURA 54

Son tipologíasconstructivasaso- ciadas principalmente al honnigón annado, pero su uso también se ha extendido a la madera, por las siguientes razones:

La aparición en el mercado de materlales derivados de lama- dera, comoson las placas de particulas, de fibras y el contrachapado. El desarrollo de técnicas constructivas en madera para conformar los moldajes de estructuras cáscara de hormigón, se han constituido posterionnente en tipologías de estructuras espa- cialesen símismas,compitiendo con aquellas de hormigón que la generaron. Entre los SISTEMAS ESPA-

ESTRUCTURAS ESPACIALES LAMINARES

FIGURA SS

CIALES LAMINARES se pueden distinguir tres grupos:

LasESTRUCTURAS PLEGA· DAS que están conformadas por láminas planas que soportan cargas espaciales y están organiza- das en pliegues. Las ESTRUCTURAS CASCA- RAS, son generadas por rectas, curvas, parábolas o elipses que se desarrollan sobrepuestas, constituyéndose en una lámina curva de diversos apoyos y que generan espacios de superficies curvas. LasESTRUCTURAS COLGA- DAS o tensadas y confonnadas por elementos que trabajan esen-

CONCEPTO ''ESPACIAL

DE ESTRUCTLRA LAMINAR"

.... ENTRAMADO '---PLACA 0 ENTABLADO

cialmente a la tracción. En muchos casos son estructuras mixtas, pues están compuestas por sistemas constructivos en base a cables y membranas. Dependiendo de la fonna en que seinterrelacionan los elementos traccionados, entre si, -habitualmente cables- se distinguen los siguientes sistemas estructurales: Cables simplemente suspendidos. Vigas de cables pretensados. Mallas de cables pretensados con una curvatura. Mallas de cables pretensados con doble curvatura.

FIGURA 56

22

PLEGADAS 8.2.1.

Están formadas por superficies plegadas constituídas por láminas que tienen capacidad de carga espacial. Según la forma de sus láminas y, como ellas interactúan entre sí, se pueden distinguir los siguientes tipos:

ESTRUCTURAS PLEGADAS PRISMATICAS (fig. la, lb, le, ld y le) fonnadas por láminas rectangulares longitudinales, que van arriostradas por dos láminas transversales o por pórticos rígidos. ESTRUCTURAS PLEGADAS SEMI-PRISMATICAS, (2a y 2b) que pueden estar conformadas por láminas rectángulares, triángulares, romboidales o con

FIGURA 57

TIPOLOGIAS FORMALES ESTRUCTURAS PLEGADAS

forma de trapecio. ESTRUCTURAS PLEGADAS PIRAMIDALES,(fig. 3a, 3b, 3c y 3 d) constituídas por láminas triangulares. Las superficies planas que for-

man los pliegues de las estructuras plegadas pueden ser:

De sección H con alma de entablado en diagonal o de contrachapado, afianzados en vigas de borde, superior e inferior. De sección cajón, con nervios de madera en el interior y revestimientos de entablados en diagonal y/o de contrachapado. Estas estructuras de techo com-

puestas por panel .s rígidos mono- casco, se caracterizan por ser livi nas, resistentes, fáciles de prefabri- car y rápidas de erigir. Las placas deben unirse rígidamente entre síy, para evitar que se desplieguen en los extremos, deben unirse por tirantes o estar apoyadas en tímpa- nos o pórticos rígidos.

Desde el punto de vista espacial se pueden organizar en pliegues paralelos cubriendo grandes espacios oen forma radial con placas unidas en un punto central. A partir del sistema radial es posible armar

TIPOLDGIAS

FIGURA 58

--..J.--/ /EJEMPLO

estructuras complejas de dobleces - 1 / ESQUEMA --_ 1 Y" RAOAL múltiples y de gran riqueza como conformadores de espacios interiores.

SISTEMA DE ESTRUCTLRAS

--- 1.//

PLEGADAS - -v FIGURA 59

23

8.2.2. CASCARAS

DOBLE CURVATURA

NO DESARROLLABLE

CASCARA DE

CURVATURA MIXTA (HACIA ARRIBA Y HACIA ABAJO)

FIGURA60

DESARROLLABLE

FIGURA61

"Las cáscaras son estructuras resistentes por la forma, suficientemente delgadas para no desarrollar tensiones apreciables deflexión, pero también suficientemente gruesas para resistir cargas por compresión, corte y traoción." (7)

Loesencial en lasestructuras de cáscaras es la forma que adopta la curvatura 'y que debe permitir lámi- nas suficientemente delgadas que no desarrollen tensiones apreciables pero también suficientemente gruesas para resistir cargas por compre- sión, corte y tracción.

Las cáscaras se pueden clasificar según su curvatura:

SIMPLE O DOBLE CURVA- TURA. CURVATURA POSITIVA (di- rigida hacia abajo) CURVATURANEGATIVA(di- rigida hacia arriba) MIXTAS (con curvatura hacia arriba y hacia abajo). NO DESARROLLABLES, cás- caras de superlicies positivas o negativas imposibles de aplanar sin cortarlas en una serie de secciones, por ejemplo las cúpu- las. DESARROLLABLES, que son cáscaras de curvatura positiva o negativa en todos los puntos pero nula en una dirección y se pueden aplanar sin introducirle cortes, por ejemplo, las bóvedas. También esposible clasificar las

cáscaras por su forma: CASCARAS DE REVOLU- CION que se generan por la rotación de una curva alrededor de un eje.

REVOLUCION REVOLUCION PARABOLICA

REVOLUCION ELIPTICA

CASCARAS DE TRASLA- CION que se generan haciendo deslizar una curva plana sobre otra curva plana, desplazando una recta horizontal sobre una curva vertical obien desplazando una curva vertical a lo largo de una recta horizontal. CASCARAS REGLADAS, son todas aquellas cáscaras que se generan por el desplazamiento de los extremos de un segmento de recta sobre dos curvas. CÁSCARAS COMPLEJAS, son todas las combinaciones entre las tipologías antes descritas.

FIGURA62

24

BOVEDAS 8121 1 11 1

Lasbóvedas son cáscaras de simple curvatura y poseen una sección normal recta (generatriz) y la otra curva, que puede ser un semicírcu- lo, una semielipse, etc. Estas bóve- das pueden apoyarse a lo largo de sus muros laterales; (bóvedas ca- ñón) o, en sus muros extremos o de frontón, (cañones cáscaras).

Una característica de las bóve- das cañón es el empuje que ejercen sobre los apoyos laterales, que debe ser contrarrenta.do por tirantes o contrafuertes, lo que no es necesario en el caso de cañones cáscara debido a que la bóveda actúa como viga apoyada en los frontones.

TIPOLOGIAS CONSTRUCTIVAS

Existen diversas formas de construir bóvedas:

BOVEDAS NERVADAS, que constan de nervios laminados o de celosías formando arcos, ade- más de une. membrana d-2 tablas longitudinales y dos capas de tablas diagonales colocadas sobre la anterior. BOVEDASDELAMELAS,que consü;ten en barras puestas de canto y unidas entre sí en ángu- lo. BOVEDAS DE ARCOS BI- O TRIARTICULADOS, cuyo arriostramiento longitudinal se logra a través de costaneras y tensores diagonales de acero o por medio de una membrana d listones macro hembrados desee- ciones casi cuadradas. Estos se clavan en forma longitudinal sobre los arcos. BOVEDASDE CONTRACHA- PADO, que se arman en base a paneles tensionados curvos de contrachapado. Las bovédas pueden construirse

apoyadas directamentE; sobre el terreno, aunque generalrrtente van montadas sobre muros laterales o longitudinales . En estos últimos casos es necesario solucionar adecuadamente el apoyo, contrarestan- do los esfuerzos laterales que genera una bóveda.

TIPOLOGIAS FORMALES DE BOVEDAS

FIGURA 64

-r----PLACA SUPERIOR

ENTRAMA DO DE MADERA

A.ACA INFERIOR

SISTEMA DE SOVEDAS

FIGURA65

25

1

FIGURA62

26

8.2.2.2. CUPULAS

TIFQLOGIAS FmMALES CE CUPULAS

TIPOLOGIA CONSTRUCTIVA

ENTABLADO O PLACAS

NERVIOS O MC(J5 -----" DE SECCION IMFUHANTE

ANlLLOS ARR IOSTRANTES

FIGURA66

FIGURA67

Son generalmente de formas es- féricas y se generan por la rotación de una línea curva alrededor de un eje. Esta estructura cubre espacios circulares, pero por medio de inter- sección de bóvedas cilíndricas se pueden c"Qbrir espacios cuadrados o poligonales.

Los sistemas constructivos que permiten levantar este tipo de estructura, pueden tener diferentes soluciones técnicas.

MEMBRANA DE TABLAS. Está formada por nervios de madera laminada que van apoyados en un anilloinferior y otro en la cúpula. Sobre éstos va un entablado triple, dos en diagonal y uno en círculo. NERVADOS. Se diferencia del anteriorporquereemplazaelen- tablado por diagonales emplaza- das entre los nervios. LAMELAS: Entre los nervios se colocan larnelas, o sea, barras de pequeñas dimensiones que se apernan entre sí conformando una estructura autosoportante. ARCOS: Estas cúpulas están constituidas por arcos bi otriar- ticulados que se colocan radial- mente en drculos u otras formas. Convergen todos en la cúspide, apoyados entre sí o en un anillo que generalmente es metálico. Los arcos deben unirse por costaneras o vigas laminadas en drculos. Estas costaneras disminuyen

sus luces en la medida que se van aproximando a la cúpula. Sobre esta estructura base se debe afianzar un entablado doble en diagonal o un listoneado.

Tal corno el resto de las estructuras cáscaras, es importante destacar que las cúpulas trabajan principalmente a tracción, compresión y corte.

Las cúpulas se conforman por la interacción de nervios en meridia- nos y paralelos, este trabajo conjun- tohace de estas tipologías, estructuras estables, que sufren deformaciones mínimas aun cuando salvan

grandes luces. FIGURA68

26

HIPERBOLAS Y PARABOLOIDES HIPERBOLICOS

'

1 8.2.2.3.

1

TIPOLOGIAS FORMALES DE HIPEREO..AS

La característica especial deeste tipo de estructuras la constituye el hecho de estar compuestas de elementos rectos, lo que las hace muy adecuadas para ser construidas en madera. Las formas se generan a partir de dos parábolas, perpendiculares entre sí, de las cuales una se desliza sobre la otra generando el espacio cubierto.

Las formas que se pueden generar a partir de esta mecánica inicial, son múltiples y de gran variedad en su planta y en el espacio que generan.

Para poder construir lúpérbolas en madera deben elegirse formas geométricas simples que permitan el fácil uso de la madera en piezas rectas. En general estas estructuras deben considerarse desde el punto de vista estático como arcos que son interceptados por un sistema de cables o tensores suspendidos. En los bordes se generan fuerzas encontra- das que deben ser tomadas por miembros rigidizantes o vigas perimetrales de madera laminada.

Las estructuras lúperbólicas consisten en una cáscara o diafragma que se forma por medio de dos omás capas de listones colocados en ángu- los de 90º con respecto a las capas adyacentes y de elementos rigidizantes perimetrales, que pueden estar constituidos por una sola pieza de madera laminada puesta por encima o por debajo del diafragma o compuesta de dos secciones colocadas por mitades por encima y por debajo.

Estos dos elementos combinados entre síconforman la estructura y su rigidez depende fundamentalmente de la forma del paraboloide hlperbólico. La forma curva no debe ser demasiado plana ya que se corre el riesgo de que se pandee el diafragma.

FIGURA69

TIPOLOGIAS CONSTRUCTlVAS

FIGURA 70

SISTEMA HIPERBOLAS

FIGURA 71

27

B.2.3. COLGADAS O TENSADAS

ESQL.Et-M ESmLX:iLRA COLGADA

.....--APCYO CENlRAL

S COLGANTES

FIGURA 73

FIGURA 74

Normalm ente se considera la madera como un material adecuado para resistir esfuerzos de compre- sión y de flexo-compresión, pero no se concibe como adecuado para estructuras traccionadas, esfuerzos que generalmente se relacionan con el material acero. En larealidad, los índices de resistencia de la madera, Oibre de defectos), a la compresión y a la tracción son muy parecidos, lo que nos indica que el material tam- bién puede ser sometido a la trac- ción, característica básica de las estructuras colgadas.

La incidencia de los defectos propios de la madera, como los nudos, son de importancia en las piezas traccionadas, por este motivo casi todas las estructuras colgadas se materializan en madera laminada o en madera libre de defectos.

La forma de una estructura colgada es generalmente la de un arco invertido que, en este caso, absorbe las cargas por tracción. La parte más compleja de este tipo de estructura es la solución de nudo entre el tirante traccionado y el apoyo, para lo cual se requieren herrajes diseña- dos específicamente.

Las estructuras colgadas pueden ser planares, formadas por elementos paralelos repetítivos oespa- ciales. En este último caso se pueden generar diferentes fonnas combinando un elemento estructural primario sobre el cual se cuelgan elementos secundarios, estructuras colgadas de arcos o estructuras radiales en las que las piezas tensadas van colgadas de un apoyo central, conformando un espacio idénti- co al de una carpa.

28

ESTRUCTURAS ESPACIALES DE ENTRAMADO 8.3. En estos tipos encontramos la

madera utilizada como habitualmente'se la identifica: como una barra, o sea, con la longitud predominante sobre el anchoy el alto (la sec- ción); esto hace posible resolver problemas de grandes luces con madera aserrada natural y no necesariamente laminada.

Tradicionalmente, las estructuras de techumbre están constituidas por una serie de elementos estructurales principales (-vigas, cerchas, arcos o marcos), dispuestos principalmente en paralelo y, sobre ellos, toda una estructura mas flexible (-vigas secundarias, costaneras, etc.), encargadas de transferir las cargas de la techumbre a la estructura principal. Esto hizo pensar en

TIPOLOGIAS FORMALES OC ESTRLCT AS ESPACIALES J:E ENTRAMADO

FIGURA 75

obtener un comportamiento más in- tegral y más eficiente conectando las armaduras paralelas, a través de otras armaduras transversales tan rígidas como aquellas y no con elementos flexibles. En este caso la deflexión de una armadura setrans- mitiría alas adyacentes, y todo el techo trabajaría en conjunto, este fue el pensamiento que dio origen a las estructuras espaciales, pero el principal problema fue el cómo calcular- las; para esto se recurrió a métodos aproximados y la mayoría de las veces sólo a la intuición . Afortunada- mente hoy en d.ia el uso de los orde- nadores electrónicos (computadores) ha resuelto el problema de la exacti- tudenlos cálcu1osyvariadossonlos

CONCEPTO "ES CIAL

BARRAS O ENTRAMADO

FIGURA 76

lL ESTRLK:TLRA DE ENTRAMAOO''

.,

softwares con que se cuenta para resolver estas tipologías estructura· les.

Dentro de las estructuras espaciales de entramado vamosadistin- guir tres grupos: a) RETICULADOS ESPACIA-

LES, que a su vez se subdivide en dos:

Reticulados espaciales CU- BICOSy, Reticulados espaciales TRIANGULARES o ESTE- REOMETRICAS .

b) GEODESICAS, derivadas de las cúpulas.

e) LAMELAS, derivadas de las bó- vedas

NECESIDAD DE APOYOS ESTEROMETRICAS Y ESTRUCTURAS DE LAMELAS CONSTITUYEN ESENCIALMENTE ES1RUCT'JRAS DE CJBlERTA , NO TANTO ASI LAS GEOD SICA S .

FIGURA 77

29

8.3.1. RETICULADOS ESPACIALES

FOOMALES . CE ESTEroMETRICAS '\.

TIPOLOGIAS CONSTRUCTIVAS

SISTEMA DE ESTEROMETR 1CAS

30

FIGURA 78 FIGURA 79

Enesta tipología estructural conformada por barras, pueden distin- guirse claramente dos categorías, a saber:

RETICULADOS ESPACIALES CUBICOS, conformados por ar- madtJras longitudinales y arma- durastransversales unidas a90º; estas armaduras pueden ser vigas reticuladas ovigas Vieren- deel, estas últimas más comunes en acero y hormigón. ESTEREOMETRICAS ORETI- CULADOS ESPACIALES TRIANGULARES, conformadas por pirámides y tetraedros regu- lares, o dicho de otra forma por dos retículas cuadriculadas paralelas entre sí, pero con los vértices desfazados, unidas por medio de diagonales que pueden estar a 60º o 45º. Los nudos, son el elemento clave

en la configuración de esta tipolo- gía. Se supone que, al igual que en las cerchas, las barras están articuladas entre dos nudos consecutivos, materializados por medio de una rótula espacial, es decir, este tipo de conexión impide desplazamientos en cualquier dirección, pero permite el giro. Además, como las cargas y los apoyos deben producirse en los nudos, nuevamente nos encontramos con una estructura cuyos elementos trabajan principalmente a esfuerzos axiales (compresión y tracción).

El uso de barras de madera aserrada de pequeño largo y sección, hace que este tipo de estructuras seamuy liviana; pero la mayor complejidad está en los mecanismos de unión. Existen diferentes tipos de unión, todos metálicos, pudiendo ser pletinas apernadas a las barras, o rótulas esféricas a las que se afianzan las barras por medio de placas y pernos.

Para lograr reticulados espaciales económicos, debe encontrarse una relación adecuada, entre la altura del reticulado y la superfice a cubrir. Los apoyos son pilares que se unen con herrajes metálicos a los nudos del sistema (no se recomienda utilizar más de cuatro, para lograr estructuras estáticamente de- tenninadas).

GEODESICAS 8.3.2.

Este tipo de estructura corresponde a una cúpula constituida por múltiples y pequeñas superficies planas. Una circunferencia se puede dividir en múltiples líneas quebra- das y en este caso de las cúpulas geo- désicas, las superficies curvas se sustituyen por una reticula formada por rectas que van entrecruza- das generando un poliedro. Para que la distribución de las fuerzas quede claramente detenninada, se ha elegido el triángulo como módulo base que conforma el total de la cúpula.

En la medida que se van reduciendo los triángulos, mayor será la aproximación a la cáscara esférica, es decir, a un sistema estructural más simple. Pero también, en la mismamedida, seva complicando el proceso constructivo y por ende, el costo.

Existen dos tipos de cúpulas geo- désicas, las conformadas por trián- gulos iguales (Buckminster Fuller) y las conformadas por superficies planas que van disminuyendo en la medida que se acercan a la cúspide.

Los triángulos bases están constituidos por barras de madera que se van ligando por medio de uniones metálicas constituidas por placas sobrepuestas en cada nudo o por pletinas encajadas en cada barra y apernadas a ellas.

Para el dimensionamiento delas barras es necesario conocer las fuerzas de tracción y de compresión que actúan sobre ellas.

Además es necesario tener en cuenta la tendencia a la deforma- ción lateral de las barras, por lo que deben tener la sección adecuada para evitar el pandeo de ellas.

Las cúpulas geodésicas consti- tuídaspor triángulos que van dismie

nuyendo de tamaño en la medida que se acercan a la cúspide, son más complejas de diseñar y presentan mayor dificultad para establecer la sección de cada una de sus barras.

TIPOLOGIAS FORMALES DE GEODESICAS

FIGURA81

TIPOLOGIAS CONSTRUCTIVAS DIFERENCIADAS ESENCIALMENTE P LOS SISTEMAS DE UNION

FIGURA 8l

SISTEMA DE GEODESI CAS

FIGURA83

31

8.3.3. LAMELAS

EN PLANTA

DDDDDD DDDDDD ODDDDD ODDDDO DDDDDD DDDDDD

TIPOLOOIAS CONSTRUCTIVAS

SlSTEMA CE LAMELAS

FIGURA84

URA86

Este sistemaconstructivofue desarrollado enla década del30 en Eu- ropa y se fundamenta en el uso de muchas barras relativamente pe- queñas en sus secciones y que, en- trelazad entre sí, permiten cubrir grandes 1uces. Su estructura es es- táticamente indeterminada y hace difícil realizar los cálculos de resistencia, razón por la cual se dejó de construir este tipo, pero, en fecha reciente reapareció con ayuda de un programadeelementosfinitos(SAP IV, Structural Analysis Program), desarrollado en la Universidad de Berkeley. Este programa posibilita realizar verificaciones exactas.

Este sistema constructivo puede generar arcos, cuya curvatura sea un segmento de círculo, que permite que todos los elementos tengan la misma curvatura, o arcos ojivales querematan encumbrera enlaparte alta.Este gran plan curvo consta de múltiples pequeñas barras aserradas, todas de una misma dimensión, colocadas en diagonales encontra- das. En cada nudo se juntan tres piezas, una es continua y las otras dos rematan de tope lateralmente.

Las uniones en las construcciones tradionales se efectuaban por medio de pernos. En la actualidad éstos han sido reemplazados por unionesmáscomplejasdeacerocuya característica fundamental es permitir un permanente ajuste de las uniones, para equilibrar las variaciones dimensionales propias de la madera. Con este fin deben quedar accesibles, en cada punto de unión, los tensores o tuercas.

Para mantener rigidizado el sistema y evitar su desplazamiento lateral, los bordes del frontón deben ser elementos de mayor resistencia, por ejemplo, un arco de madera laminada. Normalmente el borde inferior lateral del arco es una viga de hormigón a la que se apoyan las primeras corridas de barras, afianzadas por medio de placas metáli- cas..

La característica del sistema de lamelas es que sólo puede generar espacios cuya envolvente es cilín- drica o un segmento de círculo.

32


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VIGAS

r

UNIVERSIDAD DEL 810-BIO

CUADERNO 8

VIGAS

INDICE Pág.

1 INTRODUCCION 2 2 NORMAS Y DEFINICIONES 3 3 ORDENANZA GENERAL 5 4 CLASIFICACION DE LAS VIGAS --6

4.1. SEGUN SECCION 6 4.2. SEGUN SUS APOYOS 9 4.3. SEGUN PERFIL LONGITUDINAL 10

S. PROPOSICIONES CONSTRUCTIVAS 11 5.1. VIGAS DE SECCION LLENA 12 5.2. VIGAS DE ALMA LLENA 14 5.3. VIGAS DE CAJON 16 5.4. VIGAS TENSADAS 18

6. APOYOS 20 6.1. VIGA CONTRA PILAR 21

6.2. VIGA SOBRE PILAR-- 22

6.3. VIGA SOBRE BASE HORMIGON 23 6.4. VIGA SOBRE PILAR CENTRAL 24

7. UNIONES 25 --

8. BIBLIOGRAFIA 32

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño Centro de Desarrollo en Arquitectura y Construcción (CEDAC)

AUTORES DEL PRESENTE NUMERO: Arquitecto, Cecma Poblete Arredondo; Arquitecto Ricardo Hempel Holz- apfel. COLABORADORES: Arquitecto, Claudia Hempel Maack; Profesora de Español, Margarita

.. Gatica Ramírez . COMITE ASESOR: Arquitecto, Ricardo Hempel Holzapfel; Constructor Civil, Sebastián Fernández Schwarzenberg; Arquitecto, Gm·ardo Saelzer Fuica; Arquitecto, Gerardo Valverde Vildósola; Arquitecto, Cecilia Poblete Arredondo. DIRECTOR: Arquitecto, Gerardo Saelzer Fuica, Director Centro de Desarrollo en Arquitectura y Construcción. IMPRESION: Editmial A. Pinto.

l. INTRODUCCION

FIGURA2

2

Todo sistema estructural está constituido por un conjunto de elementos que interactuan entre sí,asegurando la estabilidad del conjunto ytrasladando a losapoyos lascargas que soporta. Dentro de este conjunto, existen elementos que cumplen funciones de características similares y que permiten agruparlos bajo términos genéricos, como los pilares, las vigas, las diagonales, las barras arriostran- tesy otros.En la mayoría deloscasosestos elementos constituyen una parte de la totalidad del conjunto estructural y sólo cumplen su función en la combinación entre ellos.

A pesar de esto es posible aislar, para su análisis, cada uno de los elementos, ya quecumplen funciones estructurales específicas y además, en algunos casos, se presentan en la construcción como elementos aislados. Uno de los componentes básicos que integran un sistema constructivo es la viga, cuya función específica es salvar luces, es decir, dejar un vano o distancia entre dos o más apoyos consecutivos.

La mayoría de las tipologías estructurales en madera están constituídas porbarras,(pilares-vigas), cerchas, arcos, etc. Las vigas en madera, no se reducen solamente a los tí- picos envigados de piso, y el objetivo de este cuaderno es mostrar las variadas posibilidades constructivas y estructurales que ofrecen estos elementos en su empleo en la construcción.

Una de las características de lasvigas es que una de sus dimensiones (el largo) predomina sobre las otras dos (ancho y alto). Normalmente tas vigas se utilizan en posi- ción horizontal, pero en techumbres especialmente se encuentran en forma inclinada.

Debido al crecimiento del árbol, los productos de madera aserrada coinciden en su forma, con las dimensiones propias delas vigas, pero a la vez les fijan limitan tes en el ancho, alto y largo que cada especie tiene.

Una de las finalidades principales de esta revista dedicada a las vigas de madera, es mostrar las múltiples posibilidades que permiten superar con creces estas limitantes naturales del material madera.

Además sepretende mostrar en esquemas sistematiza- dos las diferentes formas en que se puede usar la madera para constituirse en viga y, en una segunda parte, se grafican algunas soluciones constructivas que puedan ayudar a resolver los dos puntos mas conflictivos en toda viga de madera, los apoyos y las uniones.

Tanto desde el punto de vista constructivo como estructural, el tema de las vigas de madera es amplio, de modo que no se puede agotar en este número. Será tarea del diseñador, basado en lo que aquí se presenta , buscar las soluciones adecuadas a los requerimientos del proyecto, aplicando modelos conocidos o combinando diferentes proposiciones.

2. NORMAS Y DEFINICIONES

NORMAS: Las Nonnas referentes al Disefio y Cálculo de Estructu-

DEFORMACIONES MAXIMAS ADMISIBLES EN VIGAS

DE MADERA

DEFORMACIONESMAXIMAS AC».41SIBLES ras en Madera aparecen en:

LANORMANCh.1198,(0ficial 1992). Madera-Cons- trucciones en Madera-Cálculo, legisla sobreel cálculo y la materialización de elementos y estructuras de madera en general. Con respecto a vigas, dice:

El punto 8.2.''Elementos en Flexión" se refiere al dise- ño de elementos simples de madera aserrada sometidos a flexión, los items más importantes a considerar son:

Dimensionamiento por resistencia Control de flecha máxima (Fig. 3a) Empalmes Luz efectiva Volcamiento Cizalle Rebajes en los apoyos (Fig. 3b). En el punto 8.2.5. y Anexo I se indica cómo diseñar

TIPOS DE VIG\S

l.VIGAS DE TECHO

1.1. Con I\ICCÍOIIts indJstriales 1.2. Oficinas oconslrucciones habilacionalés

1.2.1. Con cielosenyosad:>s o !irrilaros 1.2.2. Sin cielos enyosad:>s o !irrilaros 2. VIG\S DE PISO

2.1. Consrucciones en general 2.2.Puenlos correeoros

A

SOBRECARGA PESO PROPIO

MAS SOBRECARGA

li360 lJ200

lJ200

LJ360

LJ360

ll}i: !

vigas compuestas (dealma llena). En el punto 8.2.6., sedan las bases para diseñar vigas de alma llena entabladas.

Por último, en este mismo capítulo en el Item 8.2.7 se entregan las condicionantes para diseñar "vigas enreja- das" no mencionadas en el presente texto, pues según la clasificación presentada en el folleto N2 7, están agrupa- das, bajo el nombre genérico de cerchas.

En capítulo aparte N2 11se trata la problemática de la "madera laminada encolada" de granaplicación en el caso de vigas.

DEFINICIONES

REBAJE a/h=0,50 INFERIOR RECTO

REBAJE a/h = 0,50

B SUPERIOR RECTO

FIGURA3

oc. = 15° REBAJE _a/h = 0,50 INFERIOR INCLINADO

fi_( REBAJE a/h =O, 50 SUPERIOR INCLINADO

ALMA: La parte más estrecha en sentido vertical que enlaza los dos cordones, (superior e inferior), de una viga compuesta.

APOYO :Superficie destinada a sostener otra pieza o parte de una viga que queda encima de otro elemento estructural.

TIPOS DE APOYOS Y/0 CONEXIONES, para ESTRUCTURAS BIDIMENSIONALES (Planares). Toda estructura planar, vigas en estecaso, esta solicitada a fuerzas (cargas) contenidas en el plano de ella. Las reac-

ciones necesarias para mantener la estructura en la misma posición, también estarán incluidas en el plano de la viga. Estas reacciones son generadas por los apoyos que para las estructuras planares son de tres tipos: 1.- APOYO ARTICULADO MOVIL: Que restringe el movimiento en una dirección conocida, por lo tanto permite el desplazamiento en otra dirección y también el giro. Son apoyos oconexiones de este tipo, los patines orodamien- tos, balancines, superficies lisas y pernos en ranuras. 2.- APOYO ARTICULADO FIJO: Restringe el movimiento en dos direcciones Cejes X e Y), pero no impide que el elemento gire alrededor de la conexión. Son apoyos o conexiones de este tipo: las bisagras, pernos lisos en orificios ajustados y las superficies rugosas. 3.- APOYO FIJO O EMPOTRAMIENTO: Este tipo de apoyo inmoviliza completamente al elemento estructural1

por lo tanto es posible aseverar que este tipo de conexión restringe el movimiento en dos direcciones (ejes X e Y) y además impide el giro del elemento en torno a la conexión .También "es posible materializar esta solución por medio de dos reacciones, de igual magnitud y sentido opuesto, las que generan un par de fuerzas o cupla".(l)

3

COMPRESION: Esfuerzo producido sobre un cuerpo por dos fuerzas iguales y opuestas que tienden a aproxi- mar los dos puntos sobre los que actúan.

CORTE O CIZALLE: Esfuerzo producido sobre un cuerpo por la acción conjunta de dos fuerzas contrarias en sentido perpendicular a su eje y que tiende a hacer deslizar dos planos paralelos contiguos, moviéndolos en sentidos opuestos.

DEFORMACION: Desplazamiento de un elemento o conjunto estructural, en sentido vertical y1o horizontal.

FLECHA: Toda deformación sufrida por una estructura bajo la acción de cargas. Secaracteriza por una curvatura del eje neutro del elemento en el plano de acción de las cargas.

CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA

ITTJ1 J=c 111r r r 1

apoyo A

+---

FLEXION: Curvatura de una viga cuando se le aplica una carga.

HERRAJE: Nombre general que se da a todos Jos elementos metálicos utilizados para unir estructuras de madera.

LUZ: Dimensión horizontal de un vano o de una habitación.

MOMENTO FLECTOR: El momento de flexión para una sección transversal teórica de una viga, es igual a la suma algebraica de los momentos de todas las fuerzas que actúan a uno u otro lado de la sección.

NUDO: Nombre con que se designa, en general, a un punto de unión entre dos o más elementos.

PERFIL: Forma de la sección de una viga (perfil H, T, doble T, etc.).

PERFIL LONGITUDINAL: Forma de la viga en su largo total.

SECCION: La superficie de un corte de una viga en dirección perpendicular a su largo.

TRACCION: Estado de un material sujetoacargasque tienden a producir su alargamiento.

UNION: Empalme de dos piezas.

VIGA: Elemento de una estructura, generalmente horizontal, que permite salvar luces y que está sujeto a flexión y corte, combinado a veces con compresión y jo tracción.

VOLADIZO: Dícese de las vigas, comizas, techos, etc., que se proyectan más allá de un apoyo y cuyo extremo esta

libre de apoyo. FIGURA 4

4

nalmente por sobrecargas comprendidas entre 1,5kPa (150 k f/m2) y 3.0 kPa ( 300 kgf/m2 , se deberá aumentar

) su res1stencia adoptando uno de los siguientes procedimientos:

Disminuir a la mitad la distancia entre viguetas. Duplicar la base de las viguetas manteniendo su altura. Aumentando la altura de las viguetas en un 40%, manteniendo sus bases.

2) Vigas Principales: ) C d i i i l ib d

Ciprés, Coihue, 2,4 45x 95 45 X 120 45 X 170 45 X 195 Lenga, Mañío, Oli- 3,2 45 X 120 45 X 145 45 X 195 45 X 220 villo, Raulf, Tepa 3,6 45 X 120 45 X 145 45 X 195 45 X 220

1,6

45 X 95

45 X 120

45 X 145

45 X 170 2,4 45 X 120 45 X 145 45 X 170 45 X 220 Alerce 3,2 45 X 120 45 X 170 45 X 195 70 X 195 3,6 45 X 120 45 X 170 70 X 170 70 X 195

1,6 45 X 95 45 X 120 45 X 170 45 X 195 tramado dispuesto a uno de suscostados lasescuadrías no 2,4 45 X 120 45 X 145 45 X 195 70 X 195 podrán ser inferior a las indicadas en tabla 1. Alamo, Pino 3,2 45 X 145 45 X 170 45 X 220 70 X 220

b) Cuando las vigas principales reciben carga de dos Insigne 3,6 45 X 145 45 X 195 70 X 195 70 X 220 entramados horizontales, dispuestos uno a cada costado

Luz Luz Máxima Viga Principal Máxima (m)

Especies Entramado (m) 1,5 2,0 2,5 3,0

1,6

45 X 70

45x 95

45 X 120

45 X 120

2,4 45 x70 45 X 120 45 X 120 45 X 145

)

)

3. ORDENANZA GENERAL

NORMAS ORDENANZA GENERAL:

Esta ordenanza establece un dimensionamiento míni-

mo para lasvigas deun entramado horizontal y para lasvigas principales, secciones que son válidas siempre que se cumplan las siguientes condiciones, señaladas en esta Ordenaza: l. Entramados horizontales: (Tabla 2)

a) El peso propio del entramado que comprende, entreotros,lasviguetas, lascadenetas, elentablado de piso y los revestimientos de cielo, no podrá ser mayor que 0,5 kPa (50 kgf/m2 .

b) El distanciamiento máximo, medido entre ejes, se- rá de 0,50 m.para las viguetas y de 1.40m. para las cadenetas.

TABLA 1

Eucalipto,Luma 3,2 45 X 95 45 X 120 45 X 145 45 X 170 3,6 45 X 95 45 X 120 45 X 145 45 X 170

Laurel, Lingue, 1,6 45 x95 45 X 120 45 X 120 45 X 145 Pino,Araucaria , 2,4 45 X 95 45 X 120 45 X 145 45 X 170

Roble, Tineo, Ulmo 3,2 45 X 95 45 X 120 45 X 170 45 X 195 3,6 45 X 95 45 X 145 45 X 170 45 X 195

e) La sobrecarga no podrá ser mayor que 1,5kPa (150 kgf/ m2 . Sin embargo, en entramados afectados excepcio- 1,6 45 X 95 45 X 120 45 X 145 45 X 170

de ellas, deberán aumentarse las escuadrías de acuerdo a uno de los siguientes procedimientos:

- Duplicar la base de la viga, manteniendo su altura.

TABLA2

Especie Luz Máxima (m) Aumentar la altura de la viga en un 40%, mante- 1,6 2,4 3,2 3,6 niendo su base .

e) Cuando las vigas principales reciben carga de un Alamo 45x95 45x120 45x170 45x195 entramado horizontal, de un costado, afectado por una Alerce 45x70 45x120 45x145 45x170 sobrecarga mayor de 1,5kPa (150 kgf/m2), pero menor de Ciprés (Guaitecas) 45x70 45x120 45x145 45x170 3,0 kPa (300 kgf/m2),deberán aumentarse de acuerdo a Coihu e 45x70 45x120 45x145 45x170 uno de los siguientes procedimientos. Eucalipto 45x70 45x95 45x120 45x145

- Duplicar la base de la viga, manteniendo su altura. Laurel 45x70 45x120 45x145 45x170 - Aumentar la altura de la viga en un 40% mante- Lenga 45x70 45x120 45x145 45x170

niendo su base. Lingue 45x70 45x120 45x145 45x145 d) Cuando las vigas principales reciben cargas de dos Luma 45x70 45x 95 45x120 45x145

entramados, dispuesto uno a cada costado, afectados por Mañío 45x95 45x120 45x145 45x170 sobrecarga mayor de 1.5 kPa (150 kgf /m2 ), pero menor Olivillo 45x70 45x120 45x145 45x170 de 3 kPa (300 kgf/m2), deberán aumentarse las escuadrías Pino Araucaria 45x7o 45x120 45x145 45x170 de acuerdo a uno de los siguientes procedimientos: Pino Insigne 45x95 45x120 45x170 45x195

- Duplicar la base y aumentar la altura en un 40%; Raulí 45x70 45x120 45x145 45x170 Duplicar la altura de la viga; Roble 45x70 45x120 45x145 45x14.5 Cuadruplicar la base de la viga. Tepa 45x70 45x120 45x145 45x170

e) Cuando las condiciones sobrepasan las antes esta- Tineo 45x70 45x120 45x145 45x170 blecidas, estas deberán someterse a cálculo. Ulmo 45x70 45x95 45x145 45x145

5

DEFORMACION POR FLEXION CON CARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA

VIGA SIMPLEMENTE VIGA SIMPLEMENTE APOYADA. DE CANTO APOYADA. DE CARA

VIGA EN FLEXION LATERAL VOLADIZO

A B

e

4. CLASIFICACION DE LAS VIGAS

ASPECTOS GENERALES Como clasificar significa agrupar elementos de carac-

terísticas comunes, en el caso de las vigas de madera se po- drían proponer diversas clasificaciones, dependiendo de la característica que se elija como base del ordenamiento. La clasificación que a continuación se entrega, responde solo a una finalidad práctica: visualizar las múltiples formas y usos posibles de obtener con el material madera en su comportamiento como viga.

Una viga trabaja principalmente a flexión y corte en posición horizontal y •puede estar sometida además a esfuerzos de tipo axial, tracción o compresión, dependiendo de las cargas que la soliciten y de la inclinación que tenga .Esto significa que una sección de una viga soporta diferentes esfuerzos, siendo posiblepptimizar la forma de la sección según estos esfuerzos, concentrando las partes mas importantes del material, en los cordones superiores e inferiores, por ejemplo. Esta posible adaptación de la sección de una viga demadera a losesfuerzos que soporta, nos permite una primera clasificación de acuerdo a la sección en:

4.1. Vigas llenas, vigas llenas laminadas, vigas de alma llena, vigas de cajón y vigas tensadas. También es posible combinar secciones de vigas entre sí. 4.2. Las variables que permiten una segunda clasifica- ción se relacionan con la forma en que se apoya una viga ,o sea, como ésta transmite las cargas al resto del sistema estructural. Considerando el tipo y número de apoyos,las vigas se pueden clasificar, en Vigas simplemente apoyadas, vigas empotradas y vigas continuas. 4.3. Una tercera clasificación considera el perfil longitudinal dela viga,osea, lasvariaciones quetiene la sección a través de la longitud, a saber: perfil longitudinal constante y perfil longitudinal variable.

Si se dimensiona una viga en todo su largo según la sección crítica determinada por los esfuerzos máximos, no se aprovecharía bien el material al mantener constante la sección. Esto conduce al diseño de vigas cuyas secciones varían en función delos valores de losesfuerzos, lo que de- penderá del tipo de apoyo y de la distribución de las cargas,tal como se muestra en la fig. 5.

4.1. 1. CLASIFICACION SEGUN SECCION: A) VIGA LLENA

Corresponden a esta clasificación laspiezas de madera aserrada en bruto que mantienen una proporción entre alto y ancho no mayor a 1/8(uno es a ocho). La forma habitual de su sección es rectangular, pero también se utiliza en forma cuadrada o en su estado original, como rollizos.

Una viga trabaja mejor con su canto mayor en posición vertical, pero es necesario mantener una relación entre altura y ancho, evitando piezas excesivamente altas y esbeltas. Como norma general,se recomienda que las proporciones entre alto y ancho, fluctúen entre h =4b hasta h=8b. El tipo de esfuerzo al que trabajan es de flexión, lo que significa que para una viga simplemente apoyada y con una carga vertical, se producen compresiones en la parte superior y tracciones en la parte inferior, considerando la mitad de la viga como el plano neutro.

En la construcción su uso más frecuente esen entramados de piso, de cielo, tijerales y costaneras. El largo de las luces que es capaz de salvar está dado principalmente por el largo comercial (3,20 a 5,00 mt .).

Su sección es constante, lo que implica un perfil longitudinal recto, y significa un aprovechamiento parcial del material, ya que la escuadría determinada por el cálculo considera los valores máximos deflexión, corte o deforma- ción. Esto significa que casi la totalidad de la viga esta sobredimensionada. (Fig. 5)

FIGURAS

6

SEGUN SECCION: B) LLENA LAMINADA 4.1.2.

Laviga llena laminada está conformada por !amelasde 19 a 30 mm. de espesor, unidas por sus caras mediante adhesivos. Normalmente su sección es rectangular aligual que la mayoría dela vigas llenas, con la ventaja de no tener limitantes en el alto, ancho y largo. Para lograr los largos deseados, se deben unir las tablas por uniones dentadas (Finger-Joint). Las vigas laminadas tienen normalmente un ancho entre 90 y 190mm., si éste fuera mayor, deben colocarse varias !amelas por cada hilera, traslapadas sus uniones longitudinales con respecto a las hileras contiguas en un mínimo de dos espesores de !amela.

Considerando que las mayores tensiones (flexión), es- tán concentradas en losbordes (superior einferior) esrecomendable que las maderas de mejor calidad seubiquen en estas áreas. Por el contrario, hacia el eje neutro, la calidad de la madera puede ser inferior, e incluso es posible perforar la viga en esta zona, para dejar pasar tuberías de instalaciones a través de ella. Estas perforaciones sólo pueden efectuarse en tramos que no están solicitados por cargas puntuales y en los que el esfuerzo de corte sea bajo. Es recomendable reforzar los bordes de las perforaciones, colocando a ambos lados una pieza de madera de,por lo menos, 10 mm. de espesor. (Fig. 6)

El uso de la viga llena laminada es muy amplio, por sus ventajas comparativas con la viga llena: Secciones y largos no restringidos al tamaño de la materia prima y mayor certeza en su comportamiento estructural posterior por estar sometida a control de calidad.

Su principal desventaja es la dificultad del uso devigas laminadas expuestas a la intemperie. Debiendo en estos casos tomar precauciones adecuadas.

VIGAS LAMINADAS

PERFIL LONG)TUDINAL RECTO

PERFIL LONGITUDINAL VARIABLE

.'J. l -

b

radio 2Smm

FlGURA6

SEGUN SECCION: C) ALMA LLENA 4.1.3.

Las vigas de alma llena pertenecen a la categoría de vigas compuestas. Se caracterizan por su forma, que concentra madera en los extremos de su sección, denominán- dose estas partes cordón superior e inférior. El material que une ambos cordones conforma el alma. Este tipo de viga puede constituírse utilizando diferentes materiales, tales corno madera aserrada, laminada o placas, especialmente de contrachapado. También pueden tomar diferentes perfiles: altura constante, variable superior, inferior o variable en ambos sentidos. (Fig. 7)

Las vigas de alma llena son la resultante de un mejor aprovechamiento de la madera, de acuerdo a los esfuerzos de flexión. Esta característica se traduce en bordes con mayores dimensiones que el centro (alma).Para prevenir el posible pandeo, por la esbeltez del alma, se hace recomendable rigidizarla a un distanciamiento modular adecuado por medio de montantes verticales ubicados a ambos lados.

Su uso más frecuente es corno vigas principales en construcciones de entramados, por tener perfiles horizontales y proveer superficie de apoyo adecuada en su parte superior e inferior para envigados secundarios o para pisos y ciclos.

VIGAS DE ALMA LLENA

PERFIL LONGITUDINAL RECTO


FIGURA 7 7

4.1. 4. SEGUN SECCION: D) DE CAJON

VIGAS DE CAJON

PERFIL LONGITUDINAL RECTO


Son vigas de sección rectangular cuyos cordones superior e inferior están unidos lateralmente por ambos costados, mediante placas de madera o entablado en diagonal. Su altura generalmente es constante. Están constituídas por cordones de madera aserrada con uniones dentadas o por madera laminada. Las placas laterales pueden ser tableros de partículas, de fibras, de contrachapado o de laminado, siendo estas dos últimas las modalidades más usuales por su mayor resistencia en el plano de su superficie.

Las formas de unir las placas a los cordones, son el clavado o el uso de adhesivos, siendo esta última la más usual. También, al igual que en el caso de las vigas de alma llena, es necesario evitar el pandeo lateral de las placas de revestimiento, para lo cual se intercalan montantes cada cierta distancia. (Fig. 8).

Este tipo de viga tiene múltiple aplicación en la edifica- ción, especialmente para luces entre 10 y 18 metros. En estructuras mayores es recomendable usar vigas de cajón, de cordones y placas laterales laminadas, que aseguran una conveniente resistencia al pandeo. Las vigas de cajón son armadas en base a adhesivos y pernos como elemento de unión de las partes.

Una de las características de estas vigas es su sección rectangular y, por tanto, su perfil liso, que le da una

apariencia de gran macizcs, a pesar de que son huecas. FIGURAS

4.1. 5. SEGUN SECCION: E) VIGAS TENSADAS

VIGAS TENSADAS

CON UN MONTANTE VERTICAL

CON DOS MONTANTES VERTICALES

CON TENSOR HORIZONTAl

vig:I ccn tensores de acero

virp ccn tensores de rraderu

La característica fundamental de este tipo de viga, es que separa el cordón superior (que sigue trabajando como viga de madera) del inferior, que toma solamente los esfuerzos de tracción. Esto permite hacer claramente visi- bles losesfuerzos queabsorben las diferentes partes de una sección y los diferentes sectores del perfil de ella.

Es el único tipo de viga de madera en el que parte delos esfuerzos son tornados por un elemento metálico, el tirante, aunque éste, en vigas de menor luz, también puede ser de madera aserrada o laminada. Para lograr la separación del elemento traccionado de la viga de madera, se intercalan montantes que transforman a la viga superior en una viga continua de apoyos intermedios móviles. Es posible clasificar este tipo de vigas de acuerdo al número de montantes, como también, de acuerdo al material usado para las diferentes partes que lo constituyen .

Además debe tenerse una precaución especial en el diseño de la unión del tensor con la viga de madera , lo que se logra por medio de herrajes especialmente calculados para resistir los esfuerzos de tracción.

Otro aspecto que debe tenerse en cuenta en este sistema constructivo es su arriostrarnicnto horizontal, que debe ser perpendicular al perfil de la viga, y aplicado en el extremo inferior de los montantes para evitar el desplazamiento lateral del tensor . Esta fuerza horizontal es de 1/50 a 1/70 de la fuerza, que torna el tensor en el punto de

aplicación del arriostramicnto. (Fig.9) FIGURA 9

8

Oi25L o:;_._L 0,25U 0. 1 0,1L O.Í7 1 1

fo

111 L

'

L2 L3

[ L 4 1

1 !

1

1 '

' L 1·

1 1 f lAGRAM;I DEFOOA 1 · l 11 ' 1 1

1 Á. A. 4 ¡1 ... 4 11

.A, ' - ¡c:a::;::s .A. . .4.

1 ......

1 1 1 '

FIAGRAMA MJMENTOS , 1 1 11 : l 1

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1

1 ;¡ ¡

1 ¡ i'==.. b

ffi¡., la,., 6,. h» j 1 ¡1 , 1 """" 1""'9 1

' 1

s+

r , ¡ '

4r = -

SEGUN APOYOS 4.2.

4.2.1. VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS

Corresponden a esta categoría las vigas que se apoyan en dos puntos. Desde el punto de vista del análisis

111 11 l ll llll11 1 Jl l l lliJIIIIJ1 III JI IIJ1 11 f ; *1 6 -6t 5 ¿ 3·1 NIC>A SIWlEMNlE APOYADA CS.A.) ,VV:,A S.A . CON!.-" \OlADIZO l VI(>A CON 005 \QLAD!Z

estructural teórico, uno de los apoyos debe considerarse articulado móvil y

Considerando la ubicación de los

L1 r.== M L1 1 l2 1 l3 1

' 1

el otro articulado fijo (definidos en 1 1

1

página 4 y 5 ). . ---------------- r--,----------,--

distinguir, las siguientes:

-=T- · , <+. ""'-........ ........

apoyos a lo largo delaviga, sepueden - Vigasimplementeapoyada,encu- yo caso los apoyos van en sus extremos. - Viga simplemente apoyada con un vo1adizo, siendo recomendable que éste sea inferior a un cuarto de la distancia entre los apoyos (luz). - Viga simplemente apoyada con

DIA6RAMA CORTES

-===?- 11

;1..

1'

.&6!:.!1!!:!:1

dos voladizos, pudiendo ser de diferente largo cada uno.

4.2.2. VIGA EMPOTRADA

El empotramiento no es un tiRo de apoyo !recuente en estructuras de madera, porque es dificil de materia- lizarlo en forma simple1pero es necesario lograrlo en caso ae voladizos. L.a manera más adec_uada para solucionar un empotramiento es por medio de dos apoyos cercanos, ubicados ambos en el extremo opuesto al voladizo. Las reacciones que se producen en estos dos apoyos generan un par de fuerzas (dos fuerzas de igual magnitud, pero en sentido opuesto y distanciadas entre sí). El apoyo del extremo de la viga está sometido a la tracción y el aroyo interior a la com- presión (Fig. lA). Otra forma de empotramiento selogra produciendo una unión rígida entre ptlar y viga, lo que se da en vigas con un so1o apoyo central (Fig. llB).

A B e

& Zl

EJEMPLO V.E. üN APOYO

DIA6RAMA CORlES

FIGURA 11 4.2.3. VIGAS CONTINUAS

Se denomina así a las vigas que cubren dos o más tramos y, por tanto, 1 r1 r1 r1 J1 r 1 r1 r1 1 11 r 1 11 11 11 11 r1 ITIr1 r 1 r1 J 1 J 1 r1 se apoyan al menos en tres puntos. Considerando la conexión entre las distintas vigas se distinguen:

! z z¡ S !2 2 S ¡;; =r lS T 57 f -, f./16A CCtlTINUA VIC>A ca4TINUA 1 rTULADA i 1 I(,A CCMJNUA CPN TRASL/!IPO '

- Vigas continuas (Fig. T2A) t 1 l 1 1

L O)L ! l _ 1 j O_fi;Oj1L

- Vigascontinuasrotuladas(Fig.1213). - Vigas continuas con traslapas sobre los apoyos (Fig. 12 C).

La característica principal de las vigas continuas es que tiene continuidad de material, por lo tanto lascar-

1:L , l -o-t l ' ' l Lf+t l :¡-L 1 , , t

i-=-4-=-w=-4- i ---=>tc:: =fL>#=:Jf=

gas y esfuerzos que puedan solicitar a uno de sus tramos, setransmiten a los otros.Esto significa quelascargas son

distribuidas a varios tramos y por tanto se red istribuyen los esfuerzos (momentos flectorcs), lo que permite menores secciones para este tipo de viga en

comparación con aquellas de un solo

9

tramo que salvan una luz igual. 1 1

¡w cw: w j¡"' íLIP'" ._. w A,.

1

FIGURA i2

1

1 .....

10

SISTEMA ESTRUCIURAL 0t'.>Jo\-..(1A lUZ .ALIUIU, I:.NIR( fKS ,.OS;SLE v,.r,"' '14 os

.: ]

. V S• P((TA l•U.UN..l()A

.. ,F,... cr :Ll CI=J

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., · tc..· ·•u•

... .... .... ..,: \.GA. CC'Vn., ,..a. J.(:ORf[IA::.I.

"'" ......

S l"' . 45 m l · S • 7 m 7.5-lS'T'I iO +s 3 • 6 m ·o J),;, H' ft·-}> ) _,m IC -30m H=..!:.. l (.ARIE oA

'8 -u t.;: l 8

3 - 6 m ·o - JO m H1 -L 24 CJ.RTH.l.

-6h·8 Hz :L 1 16 .;>lfiC..' .lAC.OM

L'' '-LIS

Jm 3 2C m H L

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1 - 3m l- 10m H' l

JO

1

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VIGA 5E{.U

·= ·- \ltGA SC(u

' ' .. lt N0 EMIRE. Y· AS P-'l•"'(.tPAlES

rr-o NO soe':¡¡: 'I'IG.t. .' PRIN((PAtrs

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...

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1

.

4.3. 1. SEGUN PERFIL LONGITUDI.NAL A. VIGA DE PERFIL CONSTANTE

't --..-- -,-

V;:iA C-oNf1N\l4 ROfU\.AOo\ <0N tAR'E.>.

FIGURA 13

El tipo de viga de madera de más frecuente uso en la construcción, esla viga dealtura continua operfil constante. Este elemento estructural se caracteriza por ser de la misma dimensión en todo su largo . Esto significa que, desde elpunto devista delos esfuerzos, no todas las secciones están solicitadas al máximo. En el caso devigas aserradas, la modificación de la altura constante significa pérdi- da de material, debido a la imposibilidad de aprovechamiento de los recortes, por lo tanto, es plenamente justifi- cableel empleo de vigas de perfil constante. También en la construcción esfrecuente quelascondicionantes dediseño exijan horizontalidad del canto superior y delinferior, para la colocación de pisos y cielos.

En todos los tipos de vigas (llena aserrada, llena laminada, alma llena y de cajón), las vigas de perfil constante son lasque seusan con mayor frecuencia, exceptuando las vigas tensadas que siempre tienen un canto no paralelo al otro.

La sección de la viga de perfil constante se determina considerando elmáximo momento flector y el máximo esfuerzo de corte (dimensionamiento por resistencia) o controlando la máxima deformación admisible (dimensionamiento al estado límite de servicio) (Fig. 8) y (Fig. 13). En todos los demás puntos en donde no se produce la solici- tación máxima, la viga queda sobredimensionada. A pesar de ello suele ser la solución más económica.

4.3.2. SEGUN PERFIL LONGITUDINAL B.- VIGA DE PERFIL VARIABLE

SISTEMA DISTANCIA LUZ ALTURA PENDIENTE ESTRUCTURAL ENTRE POSIBLE VIGA y

EJES VARIOS (MADERA LAMINADA) (m) (m)

-- -- H,= L/30

5-7 7-45 43°- 15• Hl! H1 H,=L/15

- H, = L/30 5-7 7 -45 < 3°- 15•

...: H2 = L/15 '- H, = L/30

5 - 7 15-45 < 3- 15• H1 =-==:H2 H2 =L/15

H, = L/30 < :> 12°

El mejor aprovechamiento del material a partir de una respuesta de dimensionamiento consecuente con la varia- ción de los esfuerzos internos, induce a soluciones devigas con cantos que no son paralelos. Esta característica propia de las vigas tensadas es posible de lograr también en vigas laminadas, de alma llena y de cajón. Dentro de estos tipos de vigas, el más dúctil y adaptable es el laminado que puede ir variando su perfil con facilidad. En el caso de las vigas de cajón o de alma llena, las más frecuentes son las de una o dos inclinaciones, del canto superior, especialmente adecuadas para estructuras soportantes de techumbres (Fig 14 A y 14 B). Las vigas con el canto inferior incli-

7 -45 S= 7/20L

;..- !_.\ 1 H2 = L/15 L/10 :> f :> L/S

<S 12•

nado son aplicables como entramado de piso (Fig 14 C). Este tipo de vigas es el de uso más generalizado en

Í" H, = L/30 <superior Hl·· • • ' 5 - 7 10 - 45 ENTRE 5• o 15•

estructuras mayores, en las que se justifica el mayor costo de elaboración, siendo compensado el menor requeri-

--

H'.;.

''

H2 = L/15 S=7/20L

:Hz H = l/30 <SUPERIOR 5-7 10-45 ENTRE 5• o 15Q

/ H2 = L/15

miento de material.

FIGURA 14

11

5. PROPOSICIONES

CONSTRUCTIVAS

La viga esuno deloselementos básicos de todo sistema estructural y, requiere de apoyos, ya sea laterales o intermedios. Los apoyos: pilares, muros, tabiques, cimientos, etc., son en su función, independientes de la viga y cumplen, entre otras finalidades la de recibir las cargas queella le transmite.

Lasvigas siernpre están solicitadas por cargas externas que son equilibradas por las reacciones en los apoyos. Las fuerzas internas que segeneran en la viga debido a cargas que actúan sobre ella (peso propio y sobrecargas), hacen necesario que la madera a utilizar pueda cumplir con esta función estructural adecuadamente. La gran variedad de especies, sus variaciones dimensionales y los defectos propios delmaterial, exige seleccionar la madera teniendo presente las solicitaciones a que está sometida una viga. Especial cuidado hay que tener, en que las partes traccio-

pasadores

0 nadas no presenten defectos, corno nudos o rajad uras. To- da viga de madera aserrada debecumplir con las condiciones de clasificación del grado estructural correspondiente, según las solicitaciones a que está expuesta. Además del material en síy sudimensionamiento adecuado, esimpor- tante resolver los apoyos y los nudos. Ambos vínculos deben ser diseñados teniendo presente las t nsiones y/o cargas que deben transmitir, ya sea a otro elemento de la viga oal apoyo. En construcciones menores las soluciones constructivas de unión son simples, y se realizan principalmente en base a clavos y suples de madcra,pero en estructuras mayores se requiere un diseño de conexiones adecuadas y más complejas (placas perforadas, dentadas, conectores, anillos, pasadores, etc) (Fig. 15y 16).

En la actualidad existe una gran variedad de placas conectoras preperforadas y es recomendable emplearlas en reemplazo del clavado directo, porque garantizan la ubi- cación precisa de cada elemento mecánico de unión. Con la utilización de estoselementos, el buen comportamiento estructural de una obra no dependerá de la mayor o menor experiencia de la obra de mano, debido a que las posibilidades de una realización defectuosa se minimizan.

Con respecto a los herrajes, es conveniente que éstos estén muy bien protegidos contra la oxidación, ya sea por medio de pinturas protectoras, galvanizado, o empleo de acero inoxidable. La poca accesibilidad que tienen estos herrajes una vez terminada la construcción, hacen recomendable tomar este tipo de precauciones, especialmente en climas húmedos y salinos.

Existen múltiples soluciones tipológicas de vigas, apoyos y nudos,y será el diseñador el que deberá elegir el sistema adecuado para cada caso.

FIGURA 15

"J--Il¡......n.c....:n---11 anillos conector

placas metálicas perforadas

FIGURA 16 12

5.1. VIGAS DE SECCION LLENA

Ht=

Hq=

L H l/17 L = hasta "

FIGURA 17

Lasvigas de sección llena pueden ser de madera aserrada, para cubrir luces menores o laminadas para cubrir distancias de hasta aproximadamente 45 metros (Fig 17). General- mente las aserradas son de sección rectangular en todo su largo y su dimensionamiento debe ser adecuado para eltrabajo de flexión. Sedeben mantener ciertas relaciones entre la altura y el ancho por lo que se recomienda que la altura de una sección sea entre 4 a 8 veces el ancho. Una viga demasiado alta oesbelta corre el peligro de deformarse lateralmente. Debido a la deformabilidad de la madera, es conveniente que uno de losapoyos sea móvil, loquepuede ser obviado en estructuras menores, porque las articulaciones en madera permiten movilidad a la viga . En caso de vigas laminadas de grandes luces y secciones, es necesario preveer esta diferenciación de apoyos, por la magnitud de las deformaciones. Una viga de sección llena puede ser deperfil constante ovariable, siendo las aserradas normalmente, del primer tipo. En cambio por medio del laminado es posible lograr perfiles variables cuyas secciones varían de acuerdo alosvalores de losesfuer-

nada L Hl L/ 22 ¡ zos. La viga de perfil longitudinal variable reforzará aquellos puntos en

t-

"f 24..,O0má

o<.• ángulo superior entre 6° y 15° H2 U 1S l :hasta "" l.Sm

FIGURA 18

los cuales losesfuerzos sean máximos (Fig. 18).

La solución óptima en vigas de sección variable, se logra dándole a la viga una curvatura que concuerde con la opuesta a la curva elástica (fibra neutra deformada una vez que ha sido solicitada la viga a la flexión), conformando una viga comprimida (Fig. 19) o bien dándole la curvatura de la deformada misma, o sea una viga traccionada. El radio de la curvatura para estetipo devigas debe ser mayor o igual a 6 metros y el ángulo de inclinación puede fluctuar entre 6 y 15grados.

L f !: L/ 10

«.• 6ngulo superior entre 6° y 15•

y 1S U 14 ty...1..06

entre L/30 ,y L/ SO L = hasta " 45m

FIGURA 19

13

1

E

¡ ARTlCULACION 1

-

listones 7 f aterole Í

_ viga principal / l argo máx para uro pieza laminada = 12 - 15m 1

ARTICULACION

--- -- ---

vigas principa!es 1 1 o pilares

1, 1 1 1 . ' • 1 1

1 1 11 1 1 1;

1

L L •1 L L recomendable pa a vigas secli'Kbns = hasta"' 15m 1

1 1

sección llena, para una misma luz, varían dependiendo de la forma de apoyarlas.

En elcaso delasvigas simplementeapoyadas con voladizos, estosvola- dizos equilibran el sistema y permiten la reducción delosmomentos flectores. La sección de la viga es menor a

.

L L ' hasta ,. 45tn

-·H

y queda solo limitada por la longitud H• L/17 1

de los volados, recomendándose que la suma de ambos no sobrepase 1/4 de la luz (Fig 20). Entre los apoyos se producen dos puntos en los cuales el momento flector es nulo ,siendo los más adecuados para realizar cualquier

L...:_: ..,.........__ _-=_,· -' -

vigas laminadas L

,r--r- -- -rH

L1A 1.2 "' L/4 L• hastn"' 45m H, L/17

perforación o unión en la viga. Lasvigas continuas sonde una so-

la pieza y abarcan por lo menos dos tramos, o sea, tienen un mínimo de tres apoyos. También en este caso es posible reducir la sección de la viga, siempre queel elemento sea continuo y abarque más de dos tramos (Fig 21).

Como la madera aserrada no tiene el largo suficiente para lograr vigas de varios tramos y en piezas laminadas está la limitante del transporte y del montaje, es posible superar esta dificultad uniendo piezas de . madera en los apoyos. Es importante tener presente que las vigas contí- nuas están solicitadas a la flexión en este punto, por lo que habrá que lograr una unión rígida por medio de suples laterales de madera, placas o perfiles metálicos, afianzados por clavos, pernos o pasadores. Una óptima solución se logra mediante uniones dentadas (Finger Joint), siempre que el transporte posterior lo permita.

Las vigas continuas rotuladas son vigasqueabarcan varios tramos, igual

1

1

.F GURA 21

1vigas principales o pilares

! 1 1'

1

: 1 '

+ -

UNION COLGANTE

A NADA =t¡¡ i

que las continuas, pero están unidas por rótulas entre algunos apoyos. El

..'. X

l

t1 - jX l.. l •1

- ---...---- 1 punto donde deben configurarse es- UN ION ciU3ANTE

tas rótulas debecoincidir con el punto donde el momento flector es igual a cero. Por esta razón ,la solución constructiva debe resolver solamente el a- poyo de una viga sobre la otra. (Ver capítulo 7.1.)

Sin contar los dos apoyos de los extremos (Fig. 22) el número de uniones posibles es igual al número de apoyos existentes.

CON ABRAZADERAS ##f€

1 j_X _¡ - +X t -

-t l i L •1

L recomendable para vigos secundarios = hasta, 1Sm

entre l/4 l S

l-------+------

FIGURA22 13

.

5.2. VIGAS DE ALMA LLENA

H1 = H2/7 H2 7 H1 H2 = entre L /10 " l/12

DAGRAMA VIGA

IH2

inferior / ,

OC TRABAJO

H1

FIGURA 23

Una viga desección llena, absorbe esfuerzos diferentes, dependiendo de la distancia que se encuentre en rela- ción al eje neutro:

El esfuerzo de corte es mayor, mientras más cerca del eje seencuen- tre. Por otro lado, las tensiones debido a la flexión , aumentan hacia los bordes (superior einferior), a medida que se alejan del eje neutro.

Por estemotivo resulta mucho más favorable el uso de una viga doble T, que concentra material en los bordes, osea, enlas zonas solicitadas ala com- presión y tracción y, además disminuye el alma, ajustándose al ancho necesario para tomar los esfuerzos de corte.

Estas vigas doble Ten madera es-

VIGA CON ALMA DE PLACA

VIGAS CON ALMA DE ENTABLADO

FIGURA 24

tán conformadas por uno o dos cordones en la parte superior e inferior y por un alma central, que le proporciona la altura. Los cordones seconfec- cionan de madera aserrada, con uniones dentadas o de madera laminada. El alma puede estar elaborada por un entablado doble en diagonal o por placas. Con esta finalidad se pueden usar placas de fibra, de partículas o contrachapado, siendo este último material el más resistente y por tanto el más adecuado(Fig. 23 y 24).

Debido a la esbeltez de la viga doble T, sehace necesario rigidizarla, intercalando montantes de madera aserrada a ambos costados del alma de la viga. Cuando al material usado no cubre el largo total de la viga,estos montantes ayudan, además, a fijar el

-i _¡¡ ·· - ··- ··········· ·· ·- ·-·· ···:

:-E

FIGURA25

alma de esta. Las uniones deben coincidir con un montante. También, deben colocarse montantes en los puntos de apoyo , por ser zonas que reciben los máximos esfuerzos de corte a nivel del eje neutral (Fig 25).

Siloscordones tienen uniones dentadas, éstas no deben coincidir con los montantes. Cuando las vigas son de una altura igual o superior a 1.20 metros, debe intercalarse un listón hori- zontat para evitar el pandeodelalma . En algunos casos, cuando se absorben grandes cargas, se arma una ver- dadera cercha de alma llena intercalando diagonales entre los montantes.

14 14

rELACION RECOMENDABLE ENTRE ALTURA (H ) DE LOS CORDO-

NES Y LA ALTÜRA (H) DE LA VIGA

RELACION RECOMENDABLE ENTRE EL ANCHO (8) DE LA PLACA VERTI CAL Y LA ALTURA (H) DE LA VIGP

IGAS MINADAS

.'·H*il'. [ H a-- m

MADERA EXCELENT4E (GRADO Es-

TRUCTURAL 1)

MADERA NORMAL

(DE REVES- TIMIENTOS)

PARTICULAS (5 CAPAS) "'l

'iT

CLAVPDA ENCOLADA CLAVPDA ENCOLADA HJ8 H,/8 H,fB H,/B

:S 30 :S SO ·Jr ll Hl

0,250 H

0,227 H

H

2,667a

2.588a

Para aumentar la resistencia de las vigas doble T, se pueden duplicar o triplicar las placas o el entablado que constituye el alma. En el caso de los entablados, es recomendable que éstosseclavenentresíoqueseusead- hesivo para constituir una placa solidaria. En el caso de placas (contrachapado ,placas de fibras o partícu- las), éstas deberán colocarse separadas entre sí y con montantes intercalados (Fig 26). Para que los entablados cumplan su función rigidizante, se colocan en sentido diagonal y con una diferencia deángulo de entre 52 y 102 entreuna y otra capa (Fig. 25). To- das las vigas doble T y de cajón que soportan cargas uniformes, mantienen una relación entre el alto de la viga y el alto delos cordones superiores einferiores, siendo el alma como pro-

VIGA DOBLE LAMINADA

VIGA DOBLE CON ALMA DE PLACAS

FIGURA26

lAMINADA NO REQUIERE MONTANTES

REFUERZO DE LOS CORDONES

medio, 2,5veces más alta quela suma de la altura de los dos cordones.

También el ancho del alma está en relación con la altura de la viga (Fig. 27).

En general sepuede observar que las vigas doble T, en comparación con una viga de sección llena, tienen un tercio de material por sección y su

PDlEACAS CPLOANCTARSADCEHAPADO·}- .I

módulo resistente duplica al de una viga de sección llena.

Existen algunos diseños especiales de vigas doble T, generalmente patentados, como por ejemplo aquel de alma ondulada (Fig. 28), entre los cordones paralelos de la viga, que se dispone de una o más placas de madera contrachapada de recorrido si- nuoso a fin delograr una mayor resistencia al pand o lateral. El contrachapado queda inmovilizado al cncas- trarse en ranuras hechas previamente en cada cordón. El alma queestá cons- tituída por placas, se fija a los cordones mediante adhesivos.

Estas vigas tienen la ventaja de ser muy livianas, pero su proceso de fabricación requiere tecnología y obra de mano especializada.

Las vigas doble Tlaminadas están constituídas por una sola pieza continua y no requieren montantes. El laminado es casi siempre horizontal y, sólo en vigas de muy pequeña altura, puede recurrirsc al laminado vertical.

FIGURA27

VIGA CON ALMA ONDULADA

VIGA DE ALMA ONDULADA DOBLE

tth

FIGURA28 15

-

1--- f-

r ,/17 !

r1 -------- 7

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H

·- 1

5.3. VIGAS DE CAJON

:VIGA DE CAJON

MONTANTES VERTICALES COROON SUPERIOR

COROON INFERIOR O CIERRE LATERAL

Este tipo de viga está compuesto por un cordón superior y otro inferior y por dos recubrimientos laterales. Este conjunto, conforma una sección rectangular. Los cordones pueden ser de madera aserrada con uniones dentadas o de madera laminada. En los extremos y1o en los apoyos, sein-

- j H1

H

H1¡

- - -DIAG

tercalan piezas verticales de madera entre el cordón superior y el inferior, a fin de sellarla viga y servir desopor- te a los herrajes de unión al apoyo. Estos montantes verticales también ayudan a resistir los esfuerzos decor- te y permiten rigidizar las tapas laterales a distancias modulares.

H1 = H/7 H 7H1 Hentre L/10 y L/12

VIGA DE CAJON LAMINADA

-

H ·

VIGA SECCION CAJON FIGURA29

VIGA DE CAJON CON PLACAS LATERALES

FIGURA30

El elemento lateral de más uso es el contrachapado, debido a su alta resistencia, aunque también pueden ser utilizadas placas de partículas, de fibras o entablado (Figs. 29 y 30).

La altura de una viga cajón varía entre 1/10y 1/12de la luz y la altura de cada uno de los cordones es de aproximadamente 1/7 de la altura total de la viga (Fig. 29).

Cuando las vigas son de una altura superior a 1.2metros, es necesario armar, entre los montantes, un entramado horizontal, que permita rigidizar la viga y especial mente las tapas laterales de contrachapado. Es posible armar verdaderas cerchas cajón introduciendo diagonales entre los montantes (Fig. 31). Para dar mayor resistencia a la viga, también puede intercalarse una tercera placa vertical, constituyendo una viga de doble cajón.

Ciertos tipos de vigas cajón, de fa- bricación más artesanal, son forradas lateralmente por un entablado en diagonal. Los sentidos de ambos entablados deben ser perpendiculares. Cuando la estructura interior demon- tantes se complementa con diagonales,elentablado puede colocarse en el mismo sentido por ambos lados.

En casos de vigas que abarquen grandes luces o que deban soportar grandes cargas, es recomendable reforzar el ángulo de a poyo de la viga cajón con placas metálicas insertas entremontante y forros laterales. (Fig. 31)

1 1 ¡ FIGURA 31

16 16

l

'

Además de la sección rectangular uniforme que es la más usuat las vigas cajón pueden tomar diversas formas.Pueden ser vigas inclinadas para techumbres a un agua; vigas de cor- donessuperioreseinferiores no paralelos; o pueden ser vigas en forma de tijeral (Fig. 32). Con el uso de cordones de madera laminada, también es posible constituir vigas de cajón curvas.

Las placas laterales se pueden fijar a los montantes por medio de adhesivos, clavos o pernos.

En un proceso industrializado, la forma más usuales el sistemadeunión con adhesivos, que requiere prensas adecuadas. En reemplazo delas prensas, es posible asegurar este tipo de unión, con un clavado distanciado aproximadamente cada 10 centíme- tros, que no cumple una función estructural, sino que tiene por finalidad asegurar la fijación de las tapas laterales a los cordones durante el proceso de fabricación (Fíg. 33 A).

Las vigas decajón clavadas son de simple fabricación, normalmente con cordones de madera aserrada cuya continuidad se logra por unión dentada. Los clavos van a una distancia aproximadadeO,OSm. en ambos sentidos. Las placas de contrachapado generalmente no tienen el largo total de las vigas, por lo que es necesario hacer coincidir la unión entre ellas, con un montante vertical que sirvede apoyo y que recibe el clavado (Fig 33 8).

VIGA RECTA

VIGA A UN AGUA

VIGA A DOS AGUAS

VIGA EN TIJERAL FIGURA32

VIGA DE PLACAS FIJADAS CON ADHESIVOS

FIGURA33

VIGA DE PLACAS CLAVADAS

-i:JI

La unión de tope entre placas no debe ser coincidente a ambos lados de la viga, lo que hace necesario alter- narlas.

El sistema de unión de las tapas laterales a los cordones por medio de pernos es usual solo en caso de vigas laminadas que cubran grandes luces (Fig 34).

Con elementos curvados de ma - dera laminada se pueden conformar vigas curvas, de una sola pieza o articuladas de dos piezas.

Este tipo estructural es muy resistente al pandeo lateral por su gran ancho, que posibilita reducir en forma considerable el sistema de arriostramiento del conjunto total.

FTGURA34

MONTANTE VERT ICAL

PERNOS

VIGAS LAMINADAS

AN 1LLOS CONECT ORES

17

-+

1 5.4. VIGAS TENSADAS

VIGA TENSADA UN MONTANTE

VIGA TENSADA

H} LIT2 r Al complementar las vigas rectas

con una barra traccionada, puede aumentar sustancialmente sus posibilidades de carga. Esta barra provee a la viga de uno ovarios apoyos móviles, que permiten una reducción de los momentos flectores de la viga. Desde

DOS MONTANTES

VIGA TENSADA

) L/11

un punto devista estructural, lasvigas - ¡ tensadas son elementos intermedios

H

entre una viga de sección llena y una cercha.

El tensor trabaja solamente a la tracción y puede ser de acero redondo, de pletina metálicas o construido

CINCO MONTANTES

H ). LIU

DISTANCIAMIENTO

DISTANCIAMIENTO

FIGURA3S

de madera. La barra superior está solicitada principalmente a la com- presión, pero además, entre montantes se genera flexión. Según sus dimensiones, esta barra superior podrá ser de madera aserrada o laminada. La distancia entre la barra comprimida y la traccionada (altura) debe ser de, por lo menos, 1/12de la luz. En el

MONTANTES VERTICALES EN VIGA TENSADA

INCLINA/DA .• :,;

• ' 0,51. ' " '

- - i --t O.Sl j O,Sl t-

O,lll

MONTANTES PERPENDI- CULARES EN VIGA TENSADA INCLINADA

f 1

O,Sl

T O.st:

1

-.- 0,51. • O,SL

caso de vigas tensadas con varios montantes, la barra tensada debe tomar una línea proporcional a la parábola que forman los momentos flectores (Fig. 35)

En estas vigas, es importante que la unión entre los tensores, la viga y los montantes, se produzca en el eje de los elementos. Tanto la viga como los montantes requieren de un arriostramiento adicional que evite el pandeo lateral.

/-:: ¡ 1 La viga tensada recta puede dis-

ponerse en forma horizontal o incli- -i-o.:ui. :O.Dl :o.ll tl

VIGAS TENSADAS INCLINADAS

Óllgulo superior entre !>' y :W f entre 23 y SScm H = L/36 L tntrf 12 y 40m dislllncia entre v S á 7,Sm

f entre 2p y 6m, 0,13SL

H = L/ SO, entre 30 y 80cm L @ntro 17 y 40m distancia entl! v S á 7, Sm

18

FIGURA36

1. -t-

·-¡

FIGURA37

nada. En este último caso, los montantes pueden ir verticales o perpendiculares a la viga, pero deben mantenerse distanciamientos iguales tanto vertical como horizontalmente (Fig. 36).

También se pueden combinar dos vigas tensadas inclinadas, uniéndo- las por una articulación y por un tensor recto. Dentro de esta modalidad es posible diseñar diversas formas , que en algunos casos, se asemejan a las características propias de una cercha.

Por medio del laminado es posible lograr una viga curva con un tensor horizontal que trabaja a la trac- ción y va colgado de la viga, a fin de impedir deformaciones por flexión. En este caso los montantes trabajan traccionados y son de pequeña sec- ción. Estos pueden ser de madera o bien metálicos (Fig. 37)

18

Es posible concebir una viga tensada exclusivamente en base a madera, pero en estos casos, el dimensionamiento de las piezas de madera es- tá en función del espacio que necesitan los nudos para dar cabida a los elementos mecánicos de unión (da- vos, pernos, placas, pasadores). Para no sobredimensionar la estructura y a fin de resolver en forma adecuada la magnitud de los nudos, es recomendable disminuir el distanciamiento entre vigas. Es importante que el tensor sea de madera clasificada, debido a que está sometido a tracción (Fig. 38). Los tensores aserrados sólo sepo- drán aplicar en los largos comerciales y como elementos rectos, mientras que los tensores laminados pueden tener cualquier largo y, además, pueden tomar la curva adecuada ·en el caso de una viga tensada de varios montantes. (Fig. 38 ).

El comportamiento de una viga tensada con tensordemadcraes idén- tico al de una con tensor metálico. Es- te último tiene la ventaja solamente de que es posible tensarlo posteriormente para lo cual debe proveerse de un mecanismo adecuado.Esto puede lograrsepormediodeun tensor intercalado o diseñando el término lateral dela barra, detal forma quepor medio de una tuerca sea posible rectificar el tensado.

El tipo de viga tensada es aplicable en múltiples variaciones: como envigado paralelo, horizontal o inclinado, en forma radial o en forma espacial, interconectando en forma perpendicular dos sistemas de vigas tensadas.

Existe una amplia varia dad de vigas tensadas, pudiendo combinarse madera aserrada, con laminada y con acero. El uso de madera solamente, reduce la cantidad de herrajes (Fig. 39), pero posiblemente, aumente las secciones de las partes; al contrario, en el caso de tensores metálicos, se logran secciones mínimas, pero se requiere herrajes más complejos (Fig. 40). La elección de madera laminada en estructuras mayores puede ser de- terminante por su mayor resistencia al fuego.

VIGA TENSADA CON DOS MONTANTES Y TENSOR DE MADERA LAMINADA

J_,....._

B

FIGURA38

VIGA TENSADA INCLINADA UN MONTANTE, TENSOR DE MADERA ASERRADA

REBAJE Y UNION CON ADHESIVOS

FIGURA 39

VIGA TENSADA TENSOR METALICO

FIGURA 40

19

·zs

6. APOYOS

Una viga es sólo un elemento del complejo sistema estructural que significa una construcción, por tanto debe vincularse en algún punto con elconjunto, para cumplir su función de soportar y transmitir cargas en forma adecuada. La superficie donde la viga se asienta sobre otra viga o sobre una base, se denomina apoyo,estos reciben las cargas de las vigas para transmitirlas al resto de la estructura soportante, y también proveen una sujeción lateral que evita el volcamiento de la viga.

En la mayoría de los casos, esta relación entre el apoyo y su base debe efectuarse por medio de un elemento de unión mecánico, generalmente metálico: placas, pernos o pasadores. Es recomendable que estos elementos sean galvanizados para protegerlos de la oxidación, debido a que por lo general se encuentran ubicados en puntos de difícil accesibilidad en la construcción, lo que impide su control. Para mejorar la resistencia al fuego de estas uniones metálicas, sepueden embutir en la madera, deján- dolas recubiertas en parte o totalmente. También, por este mismo motivo es conveniente, recubrir las cabezas de los pernos y de los pasadores con tarugos de madera.

Los apoyosdeberán diseñarse de acuerdo a la forma de la viga, a su sección y a su relación de ancho/altura. También deberá considerarse el material del que está constituido el apoyo (madera, acero, u hormigón). Para cada una de estas variedades hay soluciones diferentes, que hacen difícil aquí un detalle exhaustivo y detallado, pero existen ciertas tipologías básicas que se explicarán más adelante.

Existen tres tipos de apoyos desde el punto de vista del cálculo estructural: Articulado Móvil, Articulado Fijo y Fijo o Empotrado.

materializar este tipo de uniones utilizando clavos, pero sinduda el más usado en estructuras mayores es aquel con pletinas metálicas vinculadas por pernos o pasadores (Fig 41 B).

APOYO FIJO O EMPOTRADO: Este tipo de apoyo

inmoviliza completamente la pieza, no permitiendo tras- laciones ni rotaciones. Por lo flexible del material madera es difícil de lograr una unión de este tipo. Lo que se pretende por medio de esta unión es lograr una continuidad entre las piezas interconectadas. La unión rígida se logra utilizando placas o pletinas metálicas fijadas por medio de varios pernos o pasadores ubicados en cada una de las piezas a unir. De esta forma se pretende impedir el giro y los desplazamientos (Fig 41 C).

APOYO ARTICULADO

MOVIL

APOYO ARTICULADO MOVIL: Desde el punto de vista constructivo, la movilidad delapoyo selogra haciendo perforaciones de diámetro mayor al del elemento me- tálico de unión (perno o pasador). Esta mayor dimensión debe darse en la dirección del desplazamiento que desea permitírsele a la viga, habitualmente desplazamientos horizontales. En general se estima que las uniones clavadas normales son de por síflexibles por lo que no se requieren precauciones especiales. También es posible lograr uniones de este tipo encajando la viga en un soporte sin afianzarla por medio de un perno (Fig 41 A).

APOYO ARTICULADO FIJO: A este tipo de apoyo

también se le denomina bisagra, pues permite el giro de la viga en torno a un eje. Desde el punto de vista constructivo, esto significa que la viga debe ser conectada a la base de apoyo por medio de un solo perno. También es posible

APOYO ARTICULADO

FIJO

APOYO FIJO O

EMPOTRADO

FIGURA 41

20 20

APOYOS: VIGA CONTRA PILAR 1

6.1.

En el caso de las soluciones constructivas en las que la viga remata de tope contra el pilar, se requiere intercalar elementos intermedios que permitan transmitir las fuerzas dela viga al pilar .

Lassolucionesmássimplessecon- siguen a base de consolas de madera, clavadas o apernadas al pilar sobre las que se apoyan las vigas (Fig 43). Para su sujeción lateral y para evitar el volcamiento de la viga, es conveniente intercalar una placa metálica embutida y apernada (Fig. 44 ).

Otra forma de lograr la transmi- sión de cargas es a través de soportes metálicos galvanizados, de acero cin- cado o de acero inoxidable. Estos generalmente permiten el apoyo de la viga en su base y además, están provistos de placas verticales, cuya finalidad es evitar el volcamiento. Los soportes vienen provistos de perfora - ciones que permiten fijar la unión por medio de pernos. (Fig. 45 y 46 ).

En estructuras mayores, es importante que' el elemento de unión metálico quede recubierto por la madera, protegiéndolo contra el calor del fuego. En estos casos no se prevee un apoyo directo de la viga y la transmisión total de las fuerzas ocurre por medio de pernos o pasadores (Fig. 47 ) En sistemas constructivos de viviendas industrializadas, es frecuente el uso de uniones especialmente diseñadas y muchas veces patent adas C Fig. 48 ).

Generalmente este último tipo de apoyos no sólo está pensado para un fácil montaje de la obra, sino que también el diseño permite desarmar la estructura sin dañar los diferentes elementos que la componen.

1 ,;.

FIGURA42

FIGURA 43

FIGURA45

FIGURA 47

FIGURA44

FIGURA 46 FIGURA48

APOYO VIGA

CONTRA PILAR

J

21

6.2. APOYOS: VIGA SOBRE PILAR.

APOYO VIGA

SOBRE PILAR

DOBLE VIGA

o

FIGURA SO

FIGU

!_:."

FIGURA 51

Cuando las vigas van apoyadas sobre los pilares, la solución constructiva se simplifica, debido a que lasfuerzas setransmiten directamente por medio del contacto de ambas piezas. Además de este contacto, la unión debe resolver la sujección lateral de la viga y, por ende, evitar su volcamiento. Esto se logra encajando la viga en el pilar, para lo cual es necesario hacer una incisión en él o duplicar o triplicar el pilar . (Fig. 50 y 51)

Cuando se empalman dos vigas sobre el mismo apoyo, es necesario aumentar el ancho del pilar, lográn- dose de esta forma una mayor base de sustentación para ambas vigas. También es necesario evitar el volea- miento de las vigas por medio de soportes laterales, ya sea a través de suples o duplicando el pilar, fijando las piezas entre sí por medio de clavos, pernos o pasadores (Fig. 52 y 53).

En el caso de uniones metálicas es conveniente protegerlas contra el fuego, dejándolas embutidas en la madera o colocadas de tal manera que los revestimientos que se coloca- rán posteriormente, las recubran por completo.

En todos estos tipos de uniones es necesario posibilitar eldesplazamien- to horizontal de la viga, para lo cual

·sedeben dejar las perforaciones para los elementos de unión, de un mayor diámetro.

Este ensanche de la perforación debe hacerse en sentido horizontal, queesladirección del posibledespla-

FIGURA 52

FIGUJlA 54

FIGURA 53 zamiento de la viga en su parte supe- r-- _..:...::..::.....:...=.c::c:..:..::., rior. (Fig. 54 y 55).

.:0_, ' •"

FIGURA SS

22

APOYOS: SOBRE BASE HORMIGON. 6.3.

Este tipo de apoyo es muy frecuente en construcciones de materiales combinados, como por ejemplo, paramentos verticales o pilares de hormigón y estructura de entrepiso o techumbre de madera. Los elementos de unión son metálicos y muchos tienen las mismas características de las uniones entre piezas de madera . Una diferencia importante que hay que tener presente, es que no debe producirse un contacto directo entre la madera y el hormigón para evitar posibles condensaciones por diferen- FIGURA 56 cías de temperatura o humedad por F-"'----------------, capilaridad. Esta con el tiempo po- dría dañar a la madera. Generalmen- te, se emplean fieltros doblados en varias capas como barrera de humedad,que secolocan entreel hormigón y la madera.

Las posibles soluciones para este tipo de apoyo, van desde un perno anclado en el hormigón (Fig. 57 ), ángulos laterales (Fig. 58), placas ancladas al hormigón por medio de pernos o espárragos (Fig. 59 y 60 ), hasta pilares de hormigón prefabrica- FIGURA 57 dos especialmente diseñados para r------------- ----,

recibir el apoyo de vigas de madera (Fig. 61 y 62 ).

Igual que en solucióne!'i anteriores, cuando se trata de cubrir grandes luces o cuando las vigas son de mayor altura, es necesario consultar una fija, ción que asegure la viga contra el volea miento. La fijación debe permitir el giro de la viga. Para evitar el aplastamiento de la madera por compresión perpendicular a la fibra en el apoyo (causado por la pequeña superficie de apoyo), se hace necesa- FIGURA 59

FIGURA 58 FIGURA60

APOYO SOBRE

Bf\SE DE HORMIGON

rio que, parte de estas fuerzas, sean transmitidas por sistemas de unión, del tipo anillos conectores metálicos .

r -----------,

FIGURA 61 FIGURA62

23

6.4. APOYOS: SOBRE PILAR CENTRAL

APOYO SOBRE PILAR

CENTRAL

24

FIGURA64

FIGURA66

FIGURA68

FIGURA63

FIGURA65

FIGURA67

FIGURA69

Son múltiples las formas espaciales que se pueden lograr al organizar un envigado en forma radial, a partir de un pilar central. La variedad en el diseño se obtiene modificando el lar- godelas·vigas y cambiando el ángulo de incidencia de ellas con el pilar central. Estedeberá tener dimensiones adecuadas y una fijación en su base que garantice la estabilidad del conjunto frente a los esfuerzos horizontales. Por este motivo,en el caso de estructuras mayores, este apoyo es de hormigón armado, empotrado en su base, sin embargo, también hay soluciones en base a pilares laminados de formas especialmente diseña- das para absorber este tipo de esfuerzos.

La solución más frecuente, en el caso de pilares de rollizos, es emplear anillos metálicos apernados oencaja- dos al pilar; en torno a ellos van soldadas placas metálicas en forma radial para recibir a las vigas. Estas van apernadas, siendo las soluci6nes más adecuadas, aquellas en que la madera recubre la placa dejándola embutid aen una ranura vertical efectuada en la cabeza dela viga. (Fig.64).

También es posible hacer una incisión en el pilar e introducir una cruceta metálica a la que se afianzan las vigas (Fig. 65 ).

En el caso de hormigón armado es posible usar anillos metálicos o permitir el apoyo de las vigas sobre el pilar, afianzándola por medio de acero redondo incorporado en el concreto (Fig.66 y 67 ).

Los pilares de acero permiten cualquier solución en base a placas o apoyos soldados a él . El problema fundamental es el pequeño diámetro que estos pilares tienen, lo que hace que converjan varias vigas en una superficie muy pequeña (Fig. 68y69).

j 1] ]} 1

7. UNIONES

ASPECTOS GENERALES. COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL.

Lo fundamental en el diseño de una estructura de madera en base a vigas, es resolver en forma adecuada, - desde un punto de vista arquitectónico, estructural y constructivo-, los puntos de unión que conforman el sistema total. Cada viga tiene sus puntos de apoyo, pero además, se interrelaciona con otras vigas, con elementos arriostran tes ocon estructuras modulares soportantes (envigado de piso, costaneras, etc.). Los sectores donde se producen estos entrecruzamientos sedenominan nudos o uniones. Por tanto, el nudo es'el punto de convergencia de dos o más elementos estructurales que resuelve la trans- misión de esfuerzos.

La compresión en las estructuras de madera se transmite , por simple apoyo, igual que en las estructuras metálicas, pero los esfuerzos de tracción son más complejos de solucionar. En las estructuras metálicas, por medio de la soldadura se logra la continuidad de los elementos, lo que no es posible en el caso de la madera.

La unión a tracción requiere del traslapo de las dos piezas a unir o del uso de suples laterales, que unidos por medios mecánicos, traspasan las fuerzas actuantes.

En estructuras mayores es necesario recurrir a placas metálicas que toman las más diversas formas (perforadas, dentadas, ángulos soldados o conectores). Todos estos elementos requieren además, de elementos mecánicos de transmisión de cargas, para lo cual son usuales los clavos, pasadores, pernos, tirafondos, conectores de anillo y dentados.

Para resolver adecuadamente un nudo es necesario tener en cuenta las siguientes condicionantes:

Exigencias de diseño: En un nudo convergen varias piezas, que por tener di-

ferentes secciones, perfiles y ángulos de incidencia, obli- gan a buscar un diseño adecuado en la forma, que logre producir, además,la transmisión de cargas de acuerdo al cálculo estático previo. Es necesario considerar que en muchos casos se dificulta el logro de una buena solución debido a que los ejes de las secciones de las diversas piezas a unir no convergen a un mismo punto y van en diferentes planos. Esto ocurre especialmente, cuando se reparten las cargas en dos omás elementos estructurales paralelos. Son los elementos de unión, clavos, pernos u otros, los que de- berán absorber estos esfuerzos excéntricos; generalmente, cizalle.

Exigencias técnicas: La elaboración, el procesodemontajeyel transpor-

te de los elementos que constituyen un sistema estructural en base a vigas, influyen en la solución adecuada de los nudos. Muchas uniones no son posible de realizar en un proceso de montaje en taller, debido al largo de las piezas y a su dificultad en el transporte.

Costo:

La definición del sistema estructural y la forma de resolver la unión de los nudos, tienen una fuerte ingerencia en el costo final de una obra. Para lograr que obras de grandes luces y de mayor complejidad sean rentables, es necesario diseñar soluciones en las que el costo de todo el herraje no sobrepase el30% delcostototal. El menor precio de la madera y su liviandad hacen que en el caso de estructuras mayores su costo sea menor a cualquier otro tipo de estructuras. Esta ventaja comparativa puede quedar desvirtuada, si no se han elegido las soluciones de nudos adecuadas.

En algunos casos específicos, cuando se trata de lograr la continuidad de una viga, es posible lograr esto por medio de una unión dentada (Finger:-joint) sin la interven- ción de ningún sistema de relación mecánico.

lbwl w.jJg l ]T1 1.- - Z!

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Jl 1 JJ JL DOS VIGAS CON UN VOlADIZO

rr , - _

ONA VIGA cdN Dos voLADizos

FIGURA 70 25

00

7.l. UNION: VIGAS CONTINUAS ROTULADAS

UNJON VIGAS

CONTINUAS ROTULADAS

VIGA VIGA APOYADA VOlADIZO

1

® é)

VIGA VOlADIZO

FIGURA 71

VIGA APOYADA '

Las vigas de dos apoyos siempre deberían ser de una sola pieza. La unión de tope, en caso defraccionar la viga, es de difícil solución y requiere de un complejo herraje que sea capaz

Diferente es el caso de las vigas

rotuladas. Estas pueden adquirir dos formas:Dosvigascon voladizoy sobre ellosuna simplemente apoyada ouna viga con dos voladizos y sobre ella dosvigas simplementeapoyadas. (Fig 70). En ambos casos se trata de transmitir solicitaciones de corte, siendo pequefia la flexión en los puntos de unión. Este tipo de unión de tope, debido a la imposibilidad de obtener piezas de largo suficientey a las dificultades de su transporte, se hace necesario en el caso de vigas continuas.

Existen múltiples formas de resolver lasuniones,por ejemplo, eluso de un simple apoyo, en el que un perno asegure la transmisión de las fuerzas cortantes (Fig 72) o puede usarse un herraje metálico que pro-

FIGURA 72

VIGA VIGA VOlADIZO APOYADA

[J•

FIGURA 74

VIGA VIGA APOYADA VOlADIZO

VIGA VOlADIZO

-

VIGA VOlADIZO

FIGURA 73

VIGA APOYADA

FIGURA 75

porcione una superficiedeapoyo con pasadores o pernos que transmitan los esfuerzos de corte (Fig 73). Los herrajes sobrepuestos,generalmente proveen a la altura del ejedelasvigas, una pletina que garantiza en mejor forma el traspaso de cargas (Fig.74). Esto también es posible de lograr, embutiendo una placa en las cabezas de las vigas que van de tope.Por este medio se logra una unión de mayor resistencia al fuego (Fig.75).

En estructuras que cubran mayores luces o que soporten grandes cargas, los herrajes metálicos deben proveer apoyo y permitir absorber grandes solicitaciones de corte. En este tipo de estructuras, generalmente la resistencia al fuego es una com- ponente importante de considerar en el diseño, por lo que siempre será recomendable diseñar uniones en las que los elementos metálicos vayan rz VISTA : ot embutidos (Fig. 76y 77). Los pernoso pasadores que se utilizan en la unión también pueden ser recubiertos por

:viSTA lATERAL

FIGURA 76

lATERAL · ----'==,

FIGURA 77

el exterior con tarugos de madera.

26

(Fig. 83 y 84).

UNION: VIGAS SECUNDARIAS CONTRA VIGA PRIMARIA

7.2.

Generalmente los entramados estructurales de madera se conforman de una viga maestra y vigas de piso o tijeral y costaneras . Genérica- mente a esta combinación se le denomina unión entreviga primaria yvigas secundarias. Estetipodeunión gene- ralmenteseresuelveapoyandola viga secundaria sobre la primaria, pero en muchas oportunidades, por razones de diseño o porque la superficie de apoyo es demasiado reducida, no se cumple con los índices de com'pre- sión perpendicular a la fibra,y esta FIGURA 78 unión debe resolverse por medio de ;:-=..::....:::..::..:.:..=....::..::_

un apoyo lateral. Estas conexiones sólo son posi-

bles de resolver usando elementos metálicos, tales como ángulos, placas, etc., conectados mediante: pernos, clavos, pasadores, etc.

La unión se produce en los costados de la viga primaria y no en el eje. Esto produce un momento torsor en la viga que es tomado por la unión entre elemento metálico y la viga primaria (Fíg. 79 y 80), o por la unión entre el elemento metálico y la viga FIGURA 79

...,

FIGURA 80

VIGA SECUNDARIA

CONTRA VIGA PRINCIPAL

secundaria (Fig. 82). Si las vigas se- F-"'-.::.....:;..::..;c:..::.,_'-- ---------,

cundarias sólo van por un lado de la viga primaria, ésta estará afecta a torsión y será necesario darle mayor ancho para tomar este esfuerzo.

Ubicar lasvigas secundarias entre las vigas primarias, ayuda a evitar el volcamiento de estas últimas.

Las soluciones graficadas muestran ejemplos de uniones con base de sustentación como apoyos (Fig. 79,80 y 81), sin ellas (Fig.82) y con elementos unitarios que permiten el apoyo de dos vigas secundarias opuestas FIGURA 81 ------------...,

Las uniones deben aplicarse en la partealtadela viga primaria para que los pernos, clavos o pasadores tengan la distancia suficiente del borde inferior, cumpliendo con los distanciamientos establecidos por las normas.

FIGURA82

FIGURA 83 FIGURA 84

27

7.3. UNION: VIGA SECUNDARIA SOBRE VIGA PRINCIPAL

VIGA SECUNDARIA SOBRE VIGA PRINCIPAL

SOLUCION CON CLAVOS ESPECIALES O LANCEROS

El apoyo directo de las vigas secundarias sobre la primaria, es la so- lución más adecuada para resolver estetipodeunión.Tiene la ventaja de que las vigas secundarias se pueden emplear en un largo mayor al de la distancia entre vigas primarias. Esto permite definir las costaneras ovigas de piso como vigas continuas, siempre que las uniones garanticen una continuidad del elemento. Este tipo de unión puede hacerse por traslapo con supleslaterales o usando algunas

FIGURA 85 de las uniones especificadas en las - ------.::....::...:::.....::.=.:..:.=-=, figuras 72 a la 77.

Cuando lascargas son pequeñas y la viga primaria es horizontal o con sólo una leve pendiente, este tipo de unión sepuede resolver por medio de clavos (dos por unión como mínimo) (Fig. 86) Si la viga primaria tiene pendiente, es necesario asegurar la viga secundaria del volcamiento por medio de un suple lateral clavado (Fig. 87).

En estructuras mayores esnecesa- SOLUCION CON CLAVOS río asegurar el afianzamiento de la ESPECIALES O LANCEROS viga secundaria por medio de ángu-

FIGURA86 ---------------- FIGURA 87 los o pletinas metálicas. Si la viga primaria tiene pend iente, se requiere que este herraje impida el volcamien- to de la viga secundaria ( Fig.88y 89)

La desventaja de este sistema, especialmente,cuando las vigas primarias son de gran altura, es que no logra controlar el volcamiento o pandeo de ésta, por lo que se hace necesario complementar la unión de la viga secundaria, con refuerzos laterales que fijen el canto inferior de la viga primaria. Esto se puede lograr

SOLUCION ATORN ILLADA SOLUCION ATORNILLADA por medio de riostras laterales clava- FIGURA88

r----------------- FIGURA 89 das o por tensores metálicos apernados a la viga secundaria y atornilla- dos a la viga primaria (Fig.90 y 91).

FIGURA 90 FIGUR 91

28

UNION: DIAGONALES ARRIOSTRANTES 7.4.

"1'

La unión en diagonal entre vigas primarias (viga maestra) y vigas secundarias (envigado de piso o costaneras) sólo se da en casos especiales, cuando el diseño no está basado en una trama rectangular. En esos casos lasvigas secundarias seapoyan sobre la primaria y su unión se resuelve con el clavado de las piezas (Fig. 93). Pero una unión en diagonal se da fundamentalmente entre las vigas y el sistema de arriostramiento de la construc- ción. Para que estos elementos diagonales cumplan su función de amarre,debenirentreenvigado,afianzados lateralmente a las vigas soportantes. En estructuras menores, esta unión sepuede resolver por medio de suples o consolas de madera. (Fig. 94 y 95) Generalmente, en estructuras mayores, deben usarse elementos metálicos de unión. Estas pletinas o conectores metálicos pueden tener una base de sustentación para la diagonal (Fig.95)o el encuentro sepuede solucionar mediante pernos o clavos (Fig. 96 ) . Esta última tiene la ventaja de permitir embutir la placa metálica, dándole mayor resistencia al fuego a la unión recubriendo todo el elemen- to metálico, lográndose un diseño más limpio.

Todas las diagonales arriostrantes en madera trabajan tanto a la trac- ción como a la campresión, por lo que la unión debe absorber ambos esfuerzos. Las diagonales metálicas, en cambio, sólo toman los esfuerzos de tracción y la unión debe diseñarse teniendo presente esta característica.

Esta unión puede resolverse per- forando la viga y asegurando el tensor con tornillo, golilla y placa metá- lica (Fig. 97 ). En la mayoría de los casos se combina el apoyo metálico de la viga secundaria con el afianzamien- to de la diagonal. La unión puede ser simplemente enganchada en una per- foración prevista en el herraje (Fig. 98). Especial mente útil para resolver la unión de diagonales metálicas son los conectores de vigas secundarias de doble apoyo (Fig. 83 y 84), los que permiten diseñar elsistema de arriostramiento por encima del envigado.

FIGURA 92

SOLUCION CON CLAVOS RANURADOS DE CABEZA

FIGURA 93

FIGURA 95

FIGURA97

FIGURA94

FIGURA 96

FIGURA 98

UNION DIAGONALES

ARRIOS- TRANTES

29 29

7.5. UNION: TENSORES A VIGA

UNJON TENSORES

A VIGAS

[

FIGURA 100

FIGURA 104

11 - - --

FIGUUA 99

FIGURA 101

FIGURA 103

FIGURA 105

La característica de las vigas tensadas es que gran parte de los esfuerzos de tracción lostoman tensores, de madera o metálicos, fijados a los extremos de la viga y separados de ella por medio de montantes. Esta sepa- ración permite que el tensor tome la curvatura de las deformaciones (curva elástica).

La unión traccionada del tensor con la viga en los extrem os sólo es posible de solucionar por medio de un herraje especialmente diseñado.

En los casos más simples se resuelve por medio de una U metálica apernada a la viga en su parte inferior y perforada en su parte baja para permitir el paso del tensor. Este se afianza por medio de una tuerca que a la vez es el regulador de la tensión de la barrametálica(Fig. 100).Másadecua- da es la solución en base a una placa metálica embutida a la que seafianza el tensor. El herraje puede ser apernado (Fig.101) o estar sujeto por medio declavos o pasadores(Fig .102). En el caso de vigas paralelas,se intercala el tensor y se afianza por medio de un dado metálico con perforaciones y tuercas que tensan las barras metáli- cas. Para distribuir mejor el esfuerzo de corte del pasador que une todo el sistema,es conveniente clavar placas metálicas en los cantos laterales de las vigas (Fig. 103).

En algunos casos las vigas tensadas están conformadas por un tensor metálico horizontal y dos vigas de mad era en ángulos encontrados. En estos casos, los montantes comprimi- dos de las soluciones anteriores, son reemplazados por sujeciones verticales. Estas son necesarias cuando el tensor es de madera.

En el caso de tensores dobles,esta unión se resuelve por medio de una placa sujeta a la cabeza de la viga que puede abarcar, además, el pilar de apoyo (Fig. 104). En el caso de tensores de madera esta unión se resuelve por medio de pletinas metálicas suje- tascon un perno a laviga y,con clavos o pasadores al tensor (Fig. 105). La ventaja de los tensores metálicos, es que se pued e regular perman ente- mente su tensado.

30

UNION: TENSORES A MONTANTES 7.6.

Otra unión que es necesario analizar esde el punto de vista constructivo es la conexión entre el tensor y el (o los) montantes. Estos últimos se materializan habitualmente en madera ytrabajan ala compresión, por lo que su diseño deberá tomar en cuenta la posibilidad de pandeo de estaba- rra. El tensor puede ser de madera o metálico. En el caso de la madera, es n_ecesario considerar el largo comercial y la forma recomendada- (curva elástica) . Se pueden superar ambas limitantes por medio de piezas laminadas a las cuales se les puede dar la forma y el largo requerido. Cuando las luces a cubrir son grandes, las diferencias de temperatura afectan en forma importante a los tensores. En estos casos es recomendable usar tensores de madera, debido a que el acero puede tener variaciones en el largo de 0,2 mm a 0,4 mm por metro con más de 252<:, de variación de temperatura.

También esnecesario sobredimensionar lostensores cuando lasexigen- cias de resistencia al fuego son iguales o mayores de 30 min.

Cuandolostensoressondemade- ra, estos van colocados de montante en montante y se unen a ellos por medio de pernos; ya sea un montante y los tensores a cada lado o dos montantes y los tensores al medio (Fig. 107) o por medio de herrajes embutidos en la parte inferior del montante (Fig. 108).

Los tensores metálicos pueden ser de un sólo largo y van soldados al herraje metálico bajo cada montante (Fig. 109). Estos elementos metálicos van apernados o fijados por medio de pasadores. En el caso de montantes dobles, los tensores llevan placas en sus extremos y la conexión se realiza por medio de un perno que vincula las placas (Fig. 110).

Para solucionar la unión del tensor con elmontante en base a elementos soldados, existen varias maneras: por ejemplo, colocar una placa solda- da al tensor afianzado por medio de un perno al herraje fijo en el montante (Fig. 112) u otras alternativas seme- jantes.

En estructuras mayores es conveniente reemplazar el tensor de acero redondo por pletinas rectangulares, perfiles, ángufos o tubulares y su fija- ción al montante seefectúa por medio de E_ rnos fijos al herraje del montan- :e (F1g. 111).

FIGURA 106

FIGURA 107

FIGURA 109

FIGURA 111

FIGURA 108 FIGURA 112

UNION TENSORES

A MONTANfES

31

8. BIBLIOGRAFIA.

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Manual de Cálculo de Estructuras en Madera.

(11)

Ordenanza General

Capítulo 6, Condiciones mínimas de de Construcciones

y Urbanización. elementos no sometidos a cálculo de estabilidad, edificaciones de Madera.

16/04/92

32


AISLACION ACUSTICA DE ENTRAMADOS DE TABIQUES ISSN 0716-5536

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·'1'

UNIV.ERSIDAD DEL BIO - BIO

INDICE

Págs.

Introducción ....................................................................................................................... 3

Nonnas y definiciones .........................................................................................................4

Tabique exterior ................................................................................................................ 10

Tabique interior ................................................................................................................ 14

M.eJ.orarn.tento acu'stt.co muro rfgt'Jo ...................................................................................... 18

Divisiones interiores................................................................................................................... 21

Bibliografía ..................................................................................................................................24

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO Facultad de Arquitectura, Construcción y Diseño. Centro de Desarrollo en Arquitectura y Construcción.

AUTORES DEL PRESENTE NUMERO: Arquitecto, Ricardo Hempel Holzapfel; Arquitecto, Mario Pozo Salgado.

COLABORADORES: Profesora de Español, Margarita Gatica Yillarroel.

COMITE ASESOR: Arquitecto, Ricardo Hempel Holzapfel; Arquitecto, Gerardo Yalverde Yildósola; Arquirecro, Cecilia Poblete Arredondo; Constructor Civil, Sebascián Fernández Schwarzenbcrg; Arquitecto, Gerardo Saelzer Fuica.

DIBUJOS: Arquitecto, Mario Pozo Salgado.

DIRECTOR: Arquitecro, Gerardo Saclzer Fuica, Director, Centro de Desarrollo en Arquitectura y Construcción.

IMPRESION: Editora Aníbal Pinto.

2

.

INTRODUCCION

La intención de este Cuaderno es mostrar una variedad de soluciones que sirvan deayuda para el mejoramiento de las condiciones acústicas de las edificaciones en madera, lo que a su ve:z permitirá lograr mayor confort y mejor aceptación de este material (madera) en la construcción.

Cabe señalar que en el Cuaderno de "Edificación en Madera" número 6, ya se abordó parte del problema de aislación acústica que afecta a las construcciones en madera. El rema que se analizó en esa oportunidad se refirió a las posibles soluciones para lograr buenos resultados en entramados de piso de madera. Además se entregó una noción general de acústica y de los efectos del sonido en los sólidos.la mareria tratada permitió dar una visión global del problema, explicando claramente el porqué la madera, comparada con orcos materiales en uso en la construcción, resulta ser un débil aislante acústico (baja densidad = poco peso por m3). También se propusieron soluciones para lograr buenos resultados en el caso de los entramados de cielos y pisos. Por otra parte, la forma de lograr una buena aislación al ruido por impacto, característi- co en los entrepisos, se explicó a través de múltiples ejemplos aclarados por medio de gráficos.

Para lograr un ambiente confortable ya sea para el descanso en una vivienda u hospital, o para el trabajo en una oficina o escuela es necesario no sólo que los entramados horizontales garanticen una buena aislación acústica, sino también que los tabiques, sean estos interiores o exteriores, cumplan condiciones de aislación acústica

adecuada. El grado de absorción que sedeba lograr es muy variable y dependerá de las funciones que se cumplan en los espacios colindantes o en el entorno exterior. El tabique que separa dos viviend;:s o salas de clases, tiene mayores exigencias que los que separan espacios interiores de una misma vivienda; siendo los dormirorios, los que requieren mayor aislación.

En los tabiques exteriores, la necesidad de aislación dependerá del nivel de ruido del espacio urbano que enfrenta, por la intensidad del ·tráfico, el tipo de vehículos, la pendiente de las vías, la velocidad autoriza- da, la ubicación de industrias ruidosas o de aeropuertos. Al proyectar una construcción en madera, estas variantes tendrán que ser analizadas, verificando, además,la distancia entre lo edificado y las fuentes generadoras de ruidos, teniendo en cuenta también que las condiciones cambian si en el espacio intermedio entre el foco que genera ruido y la edificaci6n existen elementos que inter- fieran las ondas acüsticas o si se está frente a una zona despejada.

Todos estos factores hacen difícil establecer las condiciones mínimas de aislamiento acústico que deben tomarse en cuenta para el diseño de un tabique, especialmente en un país en el que no se han establecido normas clat'dS al respecto.

También es importante tener presente que en tabiques exteriores, la presencia de ventanas o puertas hace cambiar el índice toral de aislación acústica, siendo éste generalmente más bajo que el del tabique, lo que dependerá del porcentaje de la superficie de ventana con respecto a la del tabique (Ver

página 9). Tal como se dijera en el Cuaderno N° 6

sobre aislación acústica de entramados de pisos, en nuestro medio sólo se conocen los índices de aislamiento acústico de algunos materiales de uso frecuente en la construc- ción, pero no se han efectuado muchas experimentaciones con elementos compuestos, como es el caso de los tabiques. Por lo tanto, los valores en decibeles (dB) indicados en las páginas siguientes, no están confrontados con ensayos de laboratorio y s6lo han sido extrapolados de normas extranjeras.

El término Aislaci6n Acústica no debe confundirse con aquellas medidas que se toman para mejorar la percepción del sonido emitido dentro de un recinto y que constituyen problemas de Absorci6n Acústica.

La Absorci6n reduce la energía que se refleja sobre las superficies y con ello disminuye la intensidad del sonido dentro del . m1smo recmto.

La Aislaci6n, en tanto, consiste en disminuir o reatar de impedir el rraspaso del sonido entre recintos o los que provengan del exterior.

No existe una razón por la cual suponer que un material absorbente sirva necesariamente como material aislante acústico; las razones obedecen a que un material absorbente tiene una baja densidad, de superficies porosas o irregulares, de manera de disipar la energía, mientras que materiales aislances son elementos de peso, con una continuidad que impide el traspaso libre de la onda sonora a través de ellos.

FIGURA 1

3

NORMAS Y ORDENANZAS

En el Cuaderno de Edificación en Madera No 6 se hace mención de las normas referentes a la aislación acústica en edificaciones.

La Ordenanza General de Cons- trucciones y Urbanización del 16 de abril de 1992 dice lo siguiente referente a aislación ad1stica:

"Artículo 4.1.5. Los locales según sus condiciones acústicas, se clasifica- rán en los siguientes grupos:'

l. Locales que por su naturaleza deben

ser totalmente aislados de las ondas sonoras exteriores y en los cuales los sonidos interiores deben extinguirse dentro de las salas en que son producidos: estudios de grabación de pelí-

culas cinemarográficas o de discos, salas de transmisión de radiotelefo- nía, salas de hospitales, estudios de música, escuelas, bibliotecas y audi- ción de alta calidad.

2. Locales parcialmente aislados que

pueden recibir ondas sonoras del exterior, pero en los cuales interesa que esta recepción sea limitada de modo que no tome f\.¡erzainteligible, capaz de provocar desviaciones de la atención: hoteles, departan1entos, casa-habitaciones, locales destinados al culto, oficinas profesionales o comerciales y las otras salas de audición no comprendidas en la categoría anterior.

3. Locales sin exigencias acústicas, en que es indiferente que se propaguen ondas sonoras en uno u otro sentido, tales como: estadios, mercados y res- taurantes.

4. Locales ruidosos, en que el nivel

sonoro interior es superior al del exterior y que, por lo tanto, deben ser tratados en forma recíproca a los de los dos primeros grupos, tales como: fábricas, estaciones de ferro- carril, centrales o subestaciones eléc- rricas, imprentas, salas de baile. Los locales incluidos en el primer

grupo en su totalidad y los del segundo grupo que se encuentren ubicados en barrios con alto nivel sonoro medio, de acuerdo con la clasificación que adopte

ESTIMAClON DE LA INTENSDAD DEL RUIDO ORIGINADO POR EL TRAFICO (de acuerdo a DIN '109 parte 6)

TRAFICO EN AMOOS POSIBLES DISTANCio\ Da. TABIQUE NNEL DE RUDO SENTI)OS SITUAC!Ot.ES EXTERI Al E.E DE VErtcl.l!5 1 1-K>RA LA CALLE, EN m EN dB

deberán someterse a las exigencias establecidas en las Normas Oficiales sobre condiciones acústicas de los locales. Los edificios del cuarto grupo no podrán construirse en sectores habitacionales ni a distancias menores de 100 m de los

<10 Zona rPsidencial tranquila - o edificios del grupo uno. Cumplirán, por lo demás, con las disposiciones de

10 ... 50 CallP rPSidPncial «0;10 61 - 65 las Normas Oficiales en materia de con tnítico PO ambos S«tidos 11 ...

26 ... >35

25 56-60 35 <;50

aislamiento antisonórico de los locales que dichas normas especifiquen".

Como se despren de del texto de la so ...200 CaiP recoiPCtcra 'M) 66- 70

d s.c;torPS rfSidenciaiPS 11 ... 25 61 - 65 26 ... 35 56 - 60 36 . .. 100 «0;5()

>100 o 200 . .. 1000 Callf int«U"bana «0;10 66 - 70

PO SKtor rPSidfncial 11 .. . 3S 61 - 65 36 .. 100 56 - 60

101 . .. 300 <;so 1000 ... XIOO Vía principal 35 71 - 75

df tránsito urbano 36 ... 100 66 - 70 101 .. 300 61 - 65

3000 ... 5000 Autopista 100 7'6 - 80 AccfSO a autopista 101 . . . 300 71 - 75 vía pmcipat

df tránsito rápido urbano

Ordenanza , ella no establece niveles de aislación y absorción acústica mínimos aceptables, en decibeles y sólo hace referencia a las Normas. Tampoco se hace referencia alguna respecto a los tabiques interiores y la aislación entre espacios habitables. Por este motivo, este folleto pretende , en lo fundameR- ral, mostrar cómo se puede lograr una buena aislación acústica desde el punto de vista constructi vo.Los valores en dB indicados en los esquemas , sólo son referenciales y están basados en experiencias extranjeras .

FIGURA2

4

Usualmente los tabiques constan de una estructura y de revestimientos en base a placas, por ambos lados.

El material aislante acústico va en el espacio intermedio y el espesor que se le pueda dar a este material, dependerá de la sección de los pie derechos. La masa (Kglm3) de todos los revestimientos, que normalmente son aplicados en una construcción, es poco diferenciada, de modo que las posibilidades de mejoramiento acústico, deben buscarse en la duplicación de placas oen el aumento del espesor del material aislante. Para un buen resultado , la separa-

AISLACION ACUSTICA DE TABIQUES EXTERIORES SIN REVESTIMIENTO EXTERIOR VENTLADO !acutn:fo a DIN 4109 E port. 6l

AISLACKlN

ción absoluta de la estructura soportante resulta decisiva. APROXIW.OA dB

CONDICIONES CONSTRUCTIVAS

Rh'tstimitnto inttrior: ;iill 8 kg/rtrrl • por tjtmplo

·placas dt tSP"Gf" > 13 mm (fibro, partícul«s o controo:tlopodo)

30 ·placos dt Y"O cartón, t mm • plocctS <t. osbtsto ctmento ;;,. 4mm

Pit dtrtc-ho :> 60 ...lOO mm Aisloción :f ibra min dt 50 mm R......timionto f>Cttrior : :> 8 kotrril .P« •i o

- piQ(Q dt asbf'Sto ctmtnto ;. 4 mm

RtvtstimiMto jnttrior : Ídtm anttrior Pit dt<fdlo :> tOO mm Aisklción :fibra. rnintral > 100mm RtvtStmitflto txtll"ior :tn.tabbdo dt npHOr ;;.- 20mm. mCEhihtmbrodo

INTERIOR

FIGURA 3A

Laconstrucción de tabiques con revestim iento exterior ventila - do es aún poco frecuente, pero es una solución muy recomendable e indispensable cuando se emplea revestimiento arriosuante en base a placas.

Los niveles de aislación acústica, en este tipo de tabique, irán mejorando en la medida quesevaya aumentando eldistanciamiento de las dos placas de revestimiento exterior, tanto como el espesor del material aislame acústico y el espesor del revestimiento imerior. Este último es conveniente duplicarlo, cuando su espesor es menor que 18 mm.

FIGURA3

AJ9..ACION ACUSTICA DE tABIQUES EXTERIORES CON REVESTMENTO EXTERIOR VENT1LAOO (dt atutrdo a CIN 4109 E partt 6)

CONDICIONES CONSTRUCTIVAS

b :> I!Ornn

l) s;.. condicionft paro tos fotros txt«iortS, ¡,tfi'ior-.s y tolidod dt atslo.ctón.

b tOOrnn

3S

:> tlnm. Aistoción : lana rrintt'a ?Omm RtvHt. orrios.truntt ;> lhrm

b ;;. IOOrnn o 20 . .40mm RtwStirritnto r-.ttrior : ;¡¡. 13 ... 20nvn. o doblot forro i'tttrilf

(sogundo forro t2 mm) Aislodón : lana mirwnll > ?Omm Rtvtst. o,rrioltrontt ;;;... IJrrwn Rwt titni91"1tO txttrior: ;¡¡., 10 . . . )S, kg/m1

INTERIOR

FIGURA4A

45 ldt-m QntttKM-. (Gn

Aisloóón

FIGURA 4

: tnna mintfol ;. lOO f'M1

5

MATERIAL COMPOSICION ESPESOR

cm

DIMENSION

m

SlFERf'ICIE COEF. DE ABSORC 500-1000

Hz

COEF. DE AISlAOON

dB

USOS RECOMEHIW:IOHES

Fibra » mod«a 1.2 0.1,0 X 0.40

fStriada 60%-73%

1 - 2

RPt'f!itii"'Wntos ocústi· S. pega too adhtsiw df con

a orntnldo. 1.9 cos M gentral (I'Tll.l'os y ciflos).

Fibra dt madlro 1.2 p«faoda

80'/.-93% RPt'f!itimifntos ocústi· OfjariMida. Poliesti'PnO pandido.

Polifstnno pandido con cámoru df airt. Poli polifStPI'. Poli ntano . Fibra df lana mintral (tseoria df cotn) OljiJ - mtroda oon • sinos.

1.8 fStriada cos M gtnff'QI tacto t ntaprtn o con (mtros y cittos). acttato dt virllo.

2.0 0.50 X 0.50 lisa

52%- 81% RPWSti'ritntos CICÚsti· Plancho. acústica df buena 10 X 0.97 ondulada cos intPI'iorfS. prPSMtación, df condición

rugosa poco fovorublt a la absor - ción.

O.S

1.00 X 0.50

lisa szo¡. - eso¡,

S R.iPOOdfparWsy Mm aistantt acústico. cond i

a X 1.00 en pisos flotant.s. ción poco fovorublt a la !.7 X 2.00 absorción.

X 3.00 cualquitr 1.50 X 2.00 lisa 42·/. - 60"1. R.teno df ponetes.

C\dqlátr

1.50 X 2.00

lisa

4S"/o - 55%

Como absorbente M

ci los falsos y ITU'os.

2 - S 0. X 1.20 pantl 67/.- 7S"/o Como omortiguoOOI' dP

sonido M I'Tli.I'OS dt S -10 0.1,6 X 2.1,0 tol ta 1/J"/o - 72% dobl pallfl o Mcitlos

too papel acústicos . 1-10 0.50 X 1.20 cctthontkt Como absorbMtl!

liln acústico.

,

MATERIALES

Casi todos los sistemas constructivos en madera, están compuestos de una estructura soportan te y de revestimientos por ambos lados, de modo que las posibilidades de aislación acústica radican entonces en el mayor o menor distanciamiento de los elementos estructurales verticales soportantes, de la separación entre an1bos revestimientos y del grosor y peso específico de los materiales de recubrimiento.

El distancian1Íento entre los pie

derechos dependerá del tipo de material de revestimiento y de su espesor. Normalmente esta distancia fluctúa entre los 0,50 y 0,80 m. Esta diferencia

puede significar un mayor aislamiento acústico de 1 a 3 dB.

Con respecto a la distancia entre los

revestimientos, ésta dependerá de la sección de la estructura soportante. La posibilidad de lograr una mejor aislación acústica radica en que a mayor distancia, se podrá intercalar material de ab- sorción acústica de mayor espesor. El material más usual es la lana mineral, que al ser colocada en colchonetas de doble espesor, permite aumentar la .Uslación en 3 a 6 dB. Es posible mejorar en forma sustancial las condiciones al introducir materiales de mayor peso por m2, como por ejemplo: arena, resi-

duos pétreos industriales, barro o ado- be.

Referente a los tipos de revesti-

miento, estos en general tienen un espesor semejante por m2 por lo que sus características como aislantes acústicos son muy parecidas, de modo que para lograr resultados efectivos, deberá aumentarse el espesor.

Cuando este espesor sobrepasa los 18 mm, es recomendable utilizar dos placas más delgadas. Mientras más flexible seael material de revestimiento, es decir, de menor espesor, se podrá mejorar aún más las condiciones de aislación acústica de un tabique.

Acustfl

Celotu ·

Aislapol

Plumavit ·

Esplma df poli.stpr

Esj)I.IM dt poli\ntano

Aislan

.

FIGURAS

6

vidr io disc:mtroa

colchonfto .

.,

rumtebs.

MATERIAL eotoFOSICION ESPESOR DIMENSION Sl.PERFICIE COEF. DE COEf. DE usos RECOMENW:IONES ABSORCION AISC.ACION

cm m 500 1000 Hz dB

Lona clt Fibro clt vidrio 5.0 rollos 78'/, - 87 '1. 10 - 15 Rtltno c1t pant1ts y Exctlnt aislaltt y en pisas flotontts. abs«btntt acústico.

S.cb clt Fibra dt vidrio 0.2 rollos lisa 92'1. - 99'1. Rtllfno c Butn oislontt acústico. vidrio cmtirua .,

cdchoMto. ., gfnfrO

Corcho VruiD pnnsado 0.1 0.60

X 0.90 liso 6(1'/, - 90'1. CQmo orno reocor.tituKb clt torCho. Q 1.0 perforado clt viM!ción

Modff'CIS Fibra dt madff'CI 0.4 1.52 X 2.44 liso '"'· - D"lo 14 - 16 RMStimitntos ocústi- Por sí sota no tifllf propit - CholguÓn prtnSOCio. Q 0.40 X 0.40 perforada ces g.rwrot dodts oislontu. dfbf odo$cr

1.1 (muros y ciflosl. un mattriol obsorbentt por uno c1t sus coros.

Mosiso PartK:ulas dt 1.9 1.50 X 2.40 liso 12 - 35 RfYfStimitntos clt Colocar sobrt U'10 copa fiÓs-

modtra y adllf- 2.4 X 4.80 10 - 2S pisos. citlos y ITVOS tico o fitltro . siw prtnSOcb. 3.2 1.80 X 3.60 11 - 38

Volconíto Plancho dt 1.0 1.00 X 2.00 lisa 3'1.- 10'1. 20-ll RMStirnítntos dt

yfSO cortón. 1.20 X 2J.O ciflos y portdts. I.S 1.00 X 2.00 25-45

!.al X 21c(J

Absortón YfSO moldtocb. 3.0 0.62 X 0.62 liso 63'1. - 78'¡, Ciflos acústicos.

Jnttrnit MGda clt libros O.S 1.20 X 2J.O liso 24 - 26 Rtvtstimifntos c1t fsp«ioo poro oislomitntos Pfrmonit ts. Ct · 0.6 cilios y portdts. acústicos ., zonas

mento y aguo. 0.8

Rtwstimitnto Mtzl:lo clt libros Q 61"1. - Tl'/. mornítico dt osbtsto y

mintrolts.

Alfombro Dt rOOos 0.8 roll01 rugoso 5'1. - 1. 3 - S Rtvtstimi«ltos dt Colocar sobrt suptrficits Dt f ibra 5'1. -10'/, muros y pisos. lisos (controchopodo o Dt ttreioptlo 10"1. -24'1. morttfO.l.

Vidrio

Ccn forro dt !PTD

Morco dt madt-

0.3

57'1. -68'1.

rt.- -rt.

21

Utilizar .t doblt vidrio con ru o Wminio. 0.6 rt. - 3'1. 22 distinto tsptsOr codo uno. y

cMtrotar infiltrocionts.

Doblt marco •· parado y stllado

0.6 2'1. - 3'1. 44

too absorbtntt. Ooblt mareo •- 0.3 34 paRido cm ab- sorbenlt y Scm

ccímora clt an.

Ooblt fTICIIa)•-

pendo con ab- 0.6 2'1. - 3'1. 45

wtltntt y 7.Scm cómanl clt oirt. Pwrta P1oca ...y

cilm hfrrnfticn 4.3 22 Utilizar lo JlUII" ta maciza y

cmtrotar infiltrocionts

Madttu PftOda. tapts clt goma,

6.3 39

citrrt hlrmitica.

2 ¡uriDs wnci- llas. tspaeio n· ttn"'lfdio c1t nm.

4.5 45

Putrta wnci Ita 5.0 46 cm doblt planc:h: dt octro 2mm.

FIGURA6

7

RUIDOS EXTERNOS

El desarrollo industrial y la gran con- centración del hombre en espacios urba- nos, han conformado una sociedad que en su funcionamiento genera un nivel de ruidos mucho mayor que el de sólo dos o tres generaciones anteriores. Los principales generadores de ruidos en el espacio exterior son las industrias y el tráfico vehicular, el de trenes o tranvías y también el de aviones. Todos estos ruidos no son permanentes y van variando en intensidad durante las horas del día y los días de la semana. Para poder dimensionar la intensidad se hace necesario determinar un promedio diario del nivel de ruido.

Es necesario determinar experimentalmente el nivel de ruido de una calle, el que dependerá de la intensidad del tráfi- co, del tipo de vehículos que circulan (autos, buses o cam iones), de la confor- mación del pavimento (adoquinado, tic-

rra, asfalto o concreto), y dela vía misma, sea ésta horizontal o con pendiente. Tam- bién influye la velocidad con que se desplazan los vehículos y, por último, tam- bién la distancia que media entre la edi- ficación y la vía, resulta ser un factor importante.

Es posible determinar la intensi dad

de ruidos en dB de una calle,por intermedio de fórmulas, tomando en cuenta todos los factores antes nombrados. Como información general se puede decir que una calle de intenso tráfico genera un nivel de ruido de 80 dB y una de uso intermedio 60 dB, ambos a 25 m de distancia. Estas cifras dan una noción general de los niveles de aislación acústica que requieren los tabiques exteriores.

La Figura 7 (Fuente: DIN 4109 E)

indica la aislación mínima que debe tener un tabique exterior frente a diferentes niveles de ruidos externos.La normaDlN establece diferentes exigencias para dormitorios de hospitales, salas de estar de viviendas, dormitorios, salas de clases, oficinas y espacios similares. En páginas siguientes se dan ejemplos constructivos que muestran cómo se puede llegar a los valores establecidos en el gráfico de esta página. El cálculo de los valores resultan- tes del conjunto de un tabique que tiene vanos, como ventanas o puertas, se explica en la página 9. Este es un factor que dificulta llegar a las exigencias mínimas de aislación, ya que en el caso de existir grandes ventanales, la mayoría de las veces sólo es posible llegar a valores adecuados empleando vidrios pares o doble ventanal, ambas condiciones no usuales en este momento en el país.

VALORES MINIMOS DE AISLACION ACUSTICA DE TABIQUES EXTERIORES (de acuerdo a DIN 4109 E parte 6}

RUIDO EXTERNO EN dB

TIPOLOGIAS

DE

ESPACIOS

DORMTORIOS EN HOSPITALES

.SAlAS DE ESTAR EN VIVIENOA.S DORMTORIOS, SALAS DE CLASES

OFICINAS Y ESPACIOS SIMILARES

Valores mínimos de Aistación Acistica de tabiques exteriores, ventanas o la resultante del wlor del conjunto.

TABIQUE EXTERIOR

dB

VENTANA dB

VALOR RESULTANTE CONJUNTO

dB

TABIQUE EXTERIOR

dB

VENTANA dB

VALOR RESULTANTE CONJUNTO dB

TABIQUE EXTERIOR

dB

VENTANA dB

VALOR RESULTANTE CONJUNTO dB

50 . .. 55

35

30

32

35

25 -

35

2S -

56 . . . 60

40

35

37

35

30

32

35

30

32

61 ... 65

45

40

42

40

35

37

35

30

32

66 .. 70

50

45

47

45

40

42

35

35

35

71 .. . 75

55

50

52

50

45

47

40

40

40

76 . .. 80

1

1

1

55

50

52

45

45

45

> 1

1

1

1

1

1

50

50

50

1) Deben ser analizadas las condiciones específicas del lugar.

FIGURA 7

8

)

)

V/ // / r- / / t' /

e

1- '

f-"'

?/

CALCULO RESULTANTE MEDIA EN TABIQUE CON VANO

La mayoría de los tabiques que separan espacios exteriores e interiores no sólo cumplen la función de cerramienro sino que además deben proveer de luz y dar la posibilidad de acceso. Esto significa que la aislación acústica del espacio inrer ior depende rá del índice de aislación del tab ique, la vemana y la puerta, siendo general mente estos últimos menores que los del tabique, de modo que el índice de debilitamiemo resultante (R) es menor que el índice del tabique .

Laaislación de la ventana dependerá del tipo y grosor del vidrio, del perfil de hoja y marco, del uso de burletes de plástico o goma y del ajuste del marco a la estructura. Todos estos factores, excepto el grosor del vidrio, dependen de una buena solución construct iva y de la prec isión de los ajustes decada parte.El grosor del vidrio en cambio está en función de la superficie a cubrir, flucruando normalmente entre los 3 m m a 1O mm y sus índices de aislación acústica van aproximadamente de 30 dB a 35 dB.El vidrio par, o sea compuesto de dos vidrios separados por una capa de aire, no mejora estas condiciones si su separación es menor que 12mm, si no que, al contrario de lo que generalmente se supone, las debil ita. Esro debido a un fenómeno de resonancia que se produce enrre las dos placas, lo que sólo se superaalsepararlosvidriosa más de 24 mm.

En el caso de las puercas, la transmisión

los vanos en relación a la superficie del tabique.

El cálculo matemático para obtener la resultante (R) se puede efectuar por medio de la siguiente fórmula (según Lohmeyer, Gottfried C.O.: Praktische Bauphysik):

RtRV 10

- 1))

dB Siendo: Sv = Superficie vano (m1

ST= Superficie tabique (m2

Ry = Indice de aislación acústica del vano = lndice de aislación acústica del tabique

La determinación de la resulta me tam-

bién es posible obtenerla, en forma más fácil, por medio del uso del gráfico de la Fig. 8,

Siendo:

ST/Sv La relación entrela superficie toral del tabique, incl uida la superficie de puertas y ventanas, y la superfice de puerta o ven rana.

- Ry Diferencia entre el índice de debi-

25

litamiemo acústico del tabique y el índice del vano, puerta o ventana.

- R Diferencia entre el índice de debilitamiento del tabique y la resultante rotal del tabique incluidos los vanos .

Para mayor claridad se expone el siguienre ejemplo:

Un tabique enuedos espacios tiene una superficie de 10m2 con un índice de debilitamiento acústico de 54 dB.

El tabique incluye una ventana de 2 m1

con un índice de debilitamiento acústico de 36 dB que modifica el nivel de la aislación acústica del conjunto.

Con estos datos tenemos:

= 5 = 18dB

Apl icando esros valores al gráfico obtene- mos:

- R= 11 dBdeloque R = - 11 dB = 54 dB - 11 dB

= 43 dB

O sea, el va lor en dB del debilitam iento acústico del tabique con sus va nos es de 43 dB.

_1 ¡,¡; / V V I / / 1'

acústica se produce a través de la hoja y el ajuste del ma rco, siendo los valores estándar los siguientes:

a) Puerta de terciado liso de 40 mm de

espesor Masa en relación a la superficie: 1O a 15 Kglm2

Indice de aislación acústica: 22 a 25 dB

b) Puerta de terciado liso de 60 mm y relleno aislante. Masa en relación a la superficie:20 Kg/m 2

Indice de aislación acústica: 35 a 40 dB.

e) Puerta de terciado l iso de 40 mm y

Masa en relación a la superficie: 34

20 m "'O e (1) 15

>

0:: a:: 10

·º

-(1)

4 / / V L o V

"' /e_ "'...... / 1"'

L / / <o'/ '/ / / V 1/ l¿'

I/ V L V / / / "'>L

/ / 1/ / V / / /

/ / V / / V V /

V / ¿; ./ V /

/ / / / V V

/ /

relleno con placa

Kg/m2 •

lnd i ce de aislación acústica: 37 dB.

Por lo expuesto anreriormente, se des-

(1)

o 5 / ,.,..... /

o

¡....- -'

prende que la inclusión de ventanas o p uertas, o ambas, en un tabique e x

9

terior baja el nivel medio de aislación acústica. En esro tiene gran importancia la superficie de

FIGURA 8

2 3 4 567 10121520

Relacion Sr /Sv ·en 30 40 50

m2 ¡m2

100

10

.LJ

TABIQUES EXTERIORES

Generalmente cuando se diseñan tabiques que limitan espacios exteriores de interiores, se toman especiales precauciones con respecto a laaislación térmica adecuada, pero no asíen relación a la aislación acústica. Sin embargo, en muchos casos es también importante considerar esta ültima, especialmente en conjuntos habitacionales de altas densidades, y en construcciones a poca distancia de carreteras o calles de tránsito intenso o cercanas a aeropuertos . Especial cuidado merecen' los tabiques que, en conjuntos de viviendas, están cerca o conforman los medianeros.

Para poder establecer el tipo deaislación acústica que requiere un tabique, es necesario conocer el nivel de mido del espacio exterior en el cual está implan tada la constn.cción . En la Figura 7 se establecen los seis niveles de ruido que han fijado las normas alemanas DIN 4109 E Capítulo 6 y los correspondientes valores mínimos de aislación acústica de tabiques exteriores. En estos niveles es importante la proporción de ventanas con respecto a la superficie de tabique. Por este motivo las tablas incluyen las ventanas o la resultante del valor del

EXTERIOR

conjunto. En muchos casos la aislación acüstica de ventanas es inferior al mínimo establecido, lo que es posible compensar, aumentando, en proporción a la superficie, el valor mínimo de aislación de los tabiques. Pero cuando la superficie de las ventanas abarca más del 60% de la superficie, ésras deberán cumpl ircon los índicesestablecidos.

Ya se ha expresado que los tabiques de construcciones en madera constan generalmente de una estrucwra soporta me y de revestimientos por ambos lados que pueden estar constituidos por una o dos placas superpuestas. Por lo tanto, desde un punto de vista acüstico, se trata de un elemento constructivo que consta de dos paramentos flexibles. En estos casos la aislación acüstica -sin tomar en cuenta la transmisión indirecta o lateral- dependerá espeeialmenre de los siguientes aspecros:

Forma de afianzar los revestimientOs Distanciamiento entre los elementos estructurales Material aisla meen los espacios interiores

Afianzamiento El afianzamiento debe ser muy flexible

para evitar puentes acústicos. Por lo tanto, la solución mejor se logra separando la estructura soponante. Si esto no fuera posible, se recomienda colocar los revestimiemosafianzándolosa un listoneado i ntermedio, perpendicular a la estructura . La solución del clavado directo es deficiente y aún peor es la colocación por medio de adhesivos, pues esros rigidizan totalmente la unión.

Distanciamiento A mayor distanciamiento de los

elementos estructurales y cadenetas, se logrará mejor aislación acüst ica . Normalmente el distanciamientO máx i mo de los pie derechos es de 60 cm .

Material aislante Un sustancial mejoramiento de la

aislación acüstica se logra incluyendo colchoneras deorigen mineral en losespacios vacíos interiores . Las placas rígidas que normalmente se usan como aislantes térmicos, no cumplen con la condición de absorbentes acústicos, por lo que es recomendable usar lanas minerales.

Es ta solución corresponde a la especificació n que generalmente se aplica a viviendas de estructura de madera. El revestimiento exterior podrá ser un entablado machiembrado de 20 mm o una placa del mismo espesor y en su interior se puede colocar cualquier tipo de placa. En placas de igual espesor la aislación acüsrica es semejante, dependierdo de su densidad . A mayor masa, corresponde una mejor aislación.

Al duplicar el revestimiento interior, la a islación mejora, manteniendo su flexibil idad, sin que haya necesidad de aumentar el espesor de la placa.

Disr. mín "a" Rev. simple Rev . doble en mm dB dB

400 GOO

(38 ...40) (40 ...42)

(40) (42)

FIGURA 9 (Valores aproximados no comprobados)

11

Por medio de la solución propuesta de duplicar el revestimiento interior, se logra una mejor aislación acústica. Este doble revestimiento va separado por listones rellenando el espacio intermedio con colchonetas de lana mineral. El sistema de unión por medio de listones del segundo revestimiento, le da a éste gran flexibilidad y, de este modo, mayor aislación acústica. Por tanto, estaplaca de revestimiento va unida a la estructura sólo en forma puntual, evitando puentes acústicos.

Dist.mín "a" Rev. simple Rev. doble en mm dB dB

400 (36...38) 42 600 (38...40) 44

(Valores aproximados no comprobados)

En este caso, por medio de un doble forro exterior no ventilado, se propone mejorar la aislación act'tstica. La colo- cación de placas de viruta-cemento y poliestireno expandido entre las dos placas exteriores, mejora sustancialmente la aislación térmica y sólo incrementa en pequeño grado la aislación acústica. El afianzamiento directo del revestimiento a la estructura y la unión de tres placas, transforman este revestimiento en una placa semirrígida. La aislación acústica la proporciona la masa del conjunto de revestimientos y la lana mineral en el espacio estanco interior.

FIGURA 10

Dist. mín "a" en mm

Rev. simple dB

Rev. doble dB

400 35 43 600 38 44


FIGURA 11

12

en mm dB dB

400

(40 ...43)

(47)

600 (43 ...46) (48)

EXTERIOR

2 a

FIGURA 12

EXTERIOR

-- Em · ----

LIST 5 x }J mm FIELTRO 15 lbs

ENTABLADO 20 mm

En toda edificación en madera es conveniente el empleo de un doble revestimiento exterior ventilado, ya que de este modo se logra no sólo una circulación de aire permanente vertical, que mejora sustancialmente la aislación térmica, sino que, además, la ventilación por detrás del revestimiento exterior evita la acumulación de humedad y, por tanto, ayuda a la conservación de éste.

También se mejora la aislación acústica, aunque no en forma sustancial, alenfrentar dos placas flexibles de diferente densidad. Importante es la inclusión de lana mineral en los espacios vados entre la estructura.

Dist. mfn. ,, ))

a

Rev. simple

Rev. doble en mm dB dB

400 (38 ...41) (40 .. . 44) 600 (40 ...44) (45 ...47)


En este caso, además del revestimiento exterior doble con ventilación, se propone la colocación del revestimiento interior sobre unlistoneado. Este deberá colocarse perpendicular a la estructura soportance, reduciendo al mínimo los puntos directos de relación entre el revestimiento exterior y el interior. De esta forma se reducen las posibilidades de transmisión acústica y, por tanto, mejora la aisLteión sonora. Ellistoneado interior deberá colocarse a la distancia máxima pennirida para el ripo de revestimiento que se está especifi - cando.

Dist. mín. (( a )) Rev. simple Rev. doble

------· ---

FIGURA 13 (Val ores aproximados no comprobados)

11

¡;

)

Una mejor aislación acústica se logra, en este caso, por la mayor masa del revestimiento exterior. El estuco de 15 mm aplicado sobre las placas de viruta-cemento le confiere mayor

EXTERIOR

-·. ·.c ·-c.·---•- -< ·•·•-- · ·- '-' ·"'·" - 1

MORTERO {ENLIXIJO) 1S mm VRJTA MAIEU. - CEMENTO FELTRO tS lbs AIRE ESTANCO

peso a este revestimien to. A este estuco se le deberán agregar aditivos para asegurar su absoluta impermeabilidad y también para lograr un revestimiento elástico que absorba las variaciones dimensionales de las placas, afianzadas en forma directa a la estructura de madera. Gran aporte a la aislación acústica es la inclusión de lana mineral en el espacio entre revesrimien tos.

v VYVVVV'lfl PIE OERECH:> 1/ó •95 mm LANA MINERAL SO mm POLETl.ENO

Dist. mín. "a" Rev. simple Rev. doble en mm

400 600

dB

(38 ...42) (40 . ..44)

dB

(40 ...46)

(47)


En esta solución, la aislación acústica se logra por medio de la conformación del revestimientO exterior, que consta de una capa de 15 mm de enlucido de gran densidad (Kg/m3 ,

de la placa de viruta-madera-cemento, de gran porosidad y del contrachapado o tablero de partículas.

F sta combinación ele tres elementos ele diferente densidad y elasticidad proporciona una buena barrera acústica. Se podrían mejorar aún más las condiciones de aislación con una doble placa interior o mediante el afianzamiento sobre listones del revestimiento interior.

FIGURA 14

PIE DERECHO 45 •95 mm LANA MINERAL SO mm POLIETILENO TABlERO DE PARTICLlAS t6mm

Dist. mín. "a" Rev. simple Rev. doble en mm

400 600

dB

(43)

(42 ...46)

dB

(50) (46 ...51)

(VaJores aproximados no comprobados) FIGURA 15

13

TABIQUES INTERIORES

'-··

Las normas chilenas no establecen una clara exigencia tanto de aislación como de absorción acústica para los tabiques entre espacios interiores, a pesar de que este hecho constituye una de las más frecuentes críticas que se hacen a la edifi- cación en madera. Esta falta de aislación resulta especialmente crítica en viviendas económicas, en las que convive gran cantidad de gente en espacios muy reduci- dos, lo que hace necesario crear recintos más privados. Para lograr mejorar esta condición, no sólo se requiere que las paredes tengan un alto índice de debilitamiento acústico, sino que es necesario, también, diseñar adecuadamente los empalmes laterales y la unión con el cielo y el piso de los tabiques, para evitar así la transmisión i·ndirecta o lateral.

Se lograrán mejores índices de debilitamiento act'1stico en la medida que en el

diseño seespecifiquen adecuadamente las siguientes condiciones:

- A mayor distanciamiento de la es-

tructura soportante, mejor aislación acústica;

-Mientras más flexibles sean las unio-

nes entre la estructura y los revestimientos, se logrará mejor aislación acústica. La solución más adecuada es sepárar totalmente la estructura soportan te (incluidas las soleras) de los revestimientos de ambos lados y colocar además las placas laterales sobre un listoneado perpendicular a la estructura;

- Rellenar, por lo menos, el 70% del

espacio de aire que queda entre la estructura, usando elementos porosos y/o fibrosos como la lana mineral;

ENTAal.Aoo 20 mm PIE DERECHO 45x70 mm AIRE ESTANCO

ENTABLADO 2() mm

-A mayor densidad y flexibilidad de los revestimientos selogrará mayor índice de debilitamiento acústico. En vez de duplicar el espesor de las placas es conveniente colocar dos de ellas, que manten- gan individualmente su flexibilidad.

Un caso especial lo constituyen los tabiques que separan dosviviendas, como ocurre con viviendas pareadas. En estos casos debe separarse totalmente la estructura soportante de ambas viviendas e intercalar una placa aislante acústica, pero que al mismo tiempo deberá ser altamente resistente al fuego. No son recomendables, por tanto, los subproductos de la madera, sino el uso de placas en base a material i ncombustible, como el yeso o el cemento. La aislación deberá reforzarse a ambos lados con colchonetas de lana m i neral y con revestimientos, ojalá tam- bién i ncombustibles.

Siendo este el tabique de uso más frecuente en la edificación en madera, no cumple con las condiciones acústi- cas mínimas (42 ...47 dB) exigidas por normas extranjeras. Su bajo costo es la razón de su aplicación masiva, especialmente en viviendas económicas; pero esta solución constructiva va en detri- mento del confort ambiental y de la conviven cia armónica.

DisL mín "a"Rev. simple Rev. doble en mm dB dB

400 600

(25 ... 27) (26 ... 28)

FIGURA 16 (Valores aproximados no comprobados)

14

La solución propuesta corresponde a la forma como normalmente se edifican los tabiques interiores, los que varían sólo de acuerdo a los diferentes tipos de placas que se utilizan como revestimienro. Sólo colocando por un lado doble placa como revestimiento, se logra cumplir con las condiciones mínimas exigidas por normas extranjeras.

ENTABlADO 20 mm AIRE ESTANCO

PIE DERECI«l 4!ix90 mm LAMo\ I4ERAl 50 mm PLACA DE YESO CART()j 10mm

Dist. mfn. "a"

en mm

Rev. simple

dB

Rev. doble

dB

400 (38 ... 40) 41 600 (40 ... 42) 44


Esta solución logra un mejoramiento act.'1stico, ya que que duplica ambos recubrimientos. Sobre placas de partículas de 12 mm se han afianzado placas de yeso-cartón de 10 mm, lográndose un espesor total de 22 mm por ambos lados, pero separado en dos placas. El relleno de los espacios intermedios con lana mineral es indispensable.

FIGURA 17

Dist. min "a"

Rev. simple

Rev. doble

en mm dB dB

400

40

41

600 41 42

(Valores aproximados no comprobados) FIGURA 18

15

En esta solución se ha rratado de mejorar la aislación acústica de los revestimientos de ambos lados, duplicándolos e intercalando espacios inrermed ios.Un revestimiento consta de dos placas de diferente material, separadas por un material poroso y flexible como es el cartón corrugado. El otro l do del tabique también se cubre con dos revestimientos diferentes y, eneste caso, separados por un espacio de aire, lo que se logra afianzando el revestimiento exterior a un listoneado horizontal. De esta forma los puentes acústicos se - reducen al mfnimo.

Dist. mfn "a" en mm

Aislación Acústica dB

400 47 600 48

FIGURA 19 (Valores aproximados no comprobad os)

En este caso la aislación acústica se logra por medio de la duplicación de toda la estructura soportante, incluyendo la solera inferior y la superior. En el espacio interior se ubica la lana mineral, separando ambas estructuras. El aparente mayor costo no es tal, si se compara con las soluciones anteriores basadas en la duplicación de los revestimientos. La aislación acústi ca que se logra con este tipo de tabique supera a la de un muro de albañilería llena de 20 cm.

Dist. mín "a" Dist. entre Rev. "b" en mm

600

160 mm 200 mm

49 dB 53 dB

FIGURA20 (Valores aproximados no comprobados)

16

También en este caso se duplica la estructura, pero la aislación en base a lana mineral no es continua, sino que separada en dos capas. De esta forma se pueden obtener tabiques de un ancho ("b") menor que en el caso anterior, con un resultado casi idéntico, en cuanto a la aislación acústica. Los revestimientos de ambos lados, pueden ser de cualquier tipo de placa y su aislación variará en muy pequeño grado, de acuerdo a la densidad de los materiales.

Dist. mín. "a" Dist. entre Rev. "b"

f'UlO. DE YESO CORTON 15trm LAN<>. MtlERAl SOmm AIRE ESlAICO

SOLERA SUP. E INF. 45x 70 mm

en mm > 125 mm en dB

600 49

(Valores aproximados no comprobado)

En este caso la separación de las estructuras es parcial. Se emplea sólo una solera in ferior y otra superior que sirven de apoyo y amarre de ambos lados de la estructura. Al usar pie derechos de 45x70 mm, se pueden lograr anchos del espacio interior no superiores a 100 mm, o sea, lo que corresponde a un tabique estructural tradicional. Los revestimientos de- berán proveer una buena aislación acústica, debido a que no se utiliza lana mineral en el espacio intermedio.

Dist. mín. "a" Dist. entre Rcv. "b"

FIGURA 21

en mm > 100 mm en dB

600 52

(Valores aproximados no comprobados) FIGURA 22

17

MEJORAMIENTO ACUSTICO DE

MUROS RIGIDOS

En construcciones de albañilería reforzada o de concreto suelen presentarse casos, en los que se hace necesario mejorar la aislación acústica entre dos ambientes o entre un ambiente y el exterior, lo que es muy frecuente en recintos educaciona-

Masa muro Masa muro Masa muro

200 Kg/m2

300 Kg/m2

400 Kg/m2

mejoramiento mejoramiento mejoramiento

7 dB 5 dB 3 dB

les y hospitalarios. Esto se puede lograr aumentando la masa del muro (Kg/m2), pero su resultante puede ser una solución de alto costo e inconveniente debido al aumento de peso del conjunto. Ante estas dificultades es posible log ar un mejoramiento de la aislación aclistica de un muro, revistiéndolo por un lado con placas fijadas a una estructura de madera, o sea utilizando un revestimiento y un soporte flexible. Estos tabiques complementarios pueden ser parte del proyecto de arquitectura y estar incluidos en el proceso de construcción , también es posible instalarlos en edificaciones ya existentes y en las cuales se han constatado deficiencias referentes a la aislación acústica entre espacios.

El mejoramiento acústico de un muro por medio de un

tabique flexible, será menor en la medida que aumente la masa de este muro en aproximadamente las siguientes pro- porcwnes:

Este cuadro muestra que junto a muros de mayor masa, el adosamiento de tabiques fleJcibles no producen una aisla- ción significativa.

Este mejoramiento acústico tiene pequeñas variaciones, dependiendo del tipo de tabique flexible que se emplee.

En él tipo de soluciones que aquí se propon en, también influye la frecuencia del sonido emirido. En general, las frecuencias bajas (< 100 Hz son difíciles de absorber, no así las frecuencias medias en las que se pueden lograr mejores aislaciones de incluso > 20 dB. Por este motivo, los valores que se entregan en las diferentes soluciones corresponden al mejoramien to de frecuencias medias, pudiendo considerarse éstas en tre los 250 Hz y los 750 Hz.

También es claro que los valores que se obtienen experí- mentalmence corresponden a una superficie·de muro con el paramen to flexible adjunto, sin tomar en cuenta las trans- misiones de sonidos laterales. En una construcción estos sonidos laterales se rransmiren por el cielo, el piso o los muros

Masa muro 70 Kg/m2

Masa muro 100 Kg/m 2

mejoramiento 15 dB mejoramiento 12 dB

laterales por loquees importante diseñar aislaciones adecuadas en los contactos laterales, superior e infer ior del muro.

ESTUCO :¡;¡;¡;¡;¡:¡;¡¡;;¡;¡;;;¡¡;;¡;¡;;¡¡;;¡¡¡¡;¡;; ··• ·! · · ·• · · , 1·· MURO AI..BAÑILERIA

La estructura de madera de aproximadamente45x45 mm

está rígidamente afianzada al muro y revestida por placas de viruta- cemento que han sido estucadas. El mejoramiento acústico esrá basado tanto en la calidad de la placa absorbente acústica, como en la mayor masa que le confiere el estuco de cemento.

Especificación

Kg/m2

dB

7cm ladrillo hueco 150 48

10 cm

ladrillo hueco

200 49

20cm ladrillo hueco 300 53

10 cm

ladrillo lleno

250

51

20 cm FIGURA 23

ladrillo lleno 400

55

18

?cm

ladrillo

hueco

150

48

10 cm ladrillo

hueco

200

49

20cm ladrillo hueco

300

53

10 cm ladrillo lleno 250 51

20 cm ladrillo lleno 400

55

Sobre la estructura de madera, que está afianzada rígida- mente al muro se han clavadoplacas de yeso-cartón de 15 mm. El espacio de aire entre el muro rígido y la placa de revestimiento ha sido rellenado con material poroso absorbente acústico. En este caso la placa de yeso-cartón y el material acústico, en conjunto, logran el mejoramiento acús- tico. El listoneado afianzado rígidamente constituye un puente acústico.

Especificación Kg/m2 dB

ESTUCO

··- j: . :... > .•··' *·....-"" MURO ALSAÑIL.ERJA

./-'

FIGURA 24

Para lograr una mejor aislación acústica, se ha separado la estructura de madera soportante unos 20 mm del muro macizo, a fin de lograr una separación del puente acústico. Esta estructura se ha forrado con placas de viruta-cemento estucadas, que son el aislante acústico principal. La estructura de madera debe tener la resistencia suficiente para absorber esfuerzos laterales por impacto.


?cm ladrillo hueco 150 49

10 cm ladrillo hueco 200 50



20 cm ladrillo lleno 400 56 FIGURA 25

19

= C&ENTO\ =

LISTON YESO CARTON \S mm

En este caso la estructura de madera ha sido remplazada por huinchas de yeso-cartón afianzadas di rectamente al muro cumpliendo la función de uniones semiflexiblcs. Como revestimiento se han usado placas de viruta-cemento estucadas. Todo el conjunto se afianza por medi o de adhesivos.

Especificació n Kgm- dB

7 cm

lad rillo

hueco

150

49



10 cm ladrillo

Ueno

250

52

20cm ladrillo

lleno

400 56

FIGURA 26

Se propone una solución en base a una estructura de madera separada 20 mm del muro del macizo. Este soporte está revestido con planchas de yeso-cartón de 15 mm. Ade- más se propone una aislación en base a colchonetas de lana mineral u otro material de idéntica porosidad. Los tres m ateriales en conjunto aportan al mejoramiento acústico.


7 cm

ladri llo

hueco

150

49

1O cm ladrillo hueco 200 50



20 cm ladrillo lleno 400 56 FIGURA27

20

/

r

F

)

.. ..

DIVISIONES INTERIORES

GENERAL IDADES

La gran variabilidad de uso de los espacios de edificios

comerciales o de oficinas, ha conducido al diseño de recintos abiertos que permiten una gran gama de posibles subdivisiones y una fácil modificación posterior del esquema inicial de distribución. Para lograr esta finalidad se han desarrollado sistemas de tabiques desmontables modulares que, como condición básica, deben ser relativamente livianos (15 a 35 Kg/m2

para poder transportarlos e instalarlos con relativa facilidad .

Por lo general se requiere que estas subdivisiones no sólo

sean reparadores visu ales, sino que tan1bién garanticen una cierta aislación sonora. Los paneles constituidos por un bastidor , de madera o metálico, que enmarca una placa de yeso-cartón ( 15 mm) o placa de madera recons ti tuida (19 mm), no logran niveles de aislación adecuados. La aislación

:. cb · ·. . 'd o .

sonora en estos casos estará en relación con el peso por m2 del

' . . .·_ .qO . : '. _ _

' . '•, ..;

material a emplear. Revisando los valores correspon dientes a los ma teriales posibles de ser usados en estas circunstancias, se podrá constatar que es difkil superar un nivel de aislación superior a los 30 dB. Esto demuestra que las únicas solu ciones posibles se logran mediante una estructura revestida por ambos lados . De esta forma es posible intercalar material aislante, cuyo peso es ínfimo, pero sus cualidades aislantes son óptimas.

OISMNJCION CE lA TRANSMCKlN rEl S(NJ() s.uJ Ltl TA131QUE, OIANTE PERFO- RACIJNES EN El PERFIL [E ANCI.A..IO E HXIRPORACKlN OE A8SCfl8ENTE ACUSTICO.

FIGURA28

Es importante solucionar adecuadamente las conexiones de los p<meles entre sí y' las del panel con el piso, ciclo y tabiques laterales (Pig. 30). Estas uniones deben sellarse adecuadamente asegurando una absoluta hermeticidad.

Especial cuidado se requiere cuando estos amplios espa-

cios a subdividir tienen un ciclo falso general para la distri- bución de las instalaciones, debido a que este espacio es un buen conductor sonoro. Cada tabique que se intercale deberá estar provisto de una barrera aet'1stica a nivel de este cielo falso (fig_ 31).

En los casos de hospitales, escuelas u orros recintos q ue requieren de una buena aislación acústi ca, esto es sólo posible lograr con tabiques de estructura doble independiente, para recibir las placas de revestimiento de cada lado en forma sep arada (f ig. 33).

OISMIIfJCOO OE LA TRAN!MC OEL SCHOO POR CIELOS FALSOS Y TABIQLES. FIGURA 29

21

1 ...1.

j

JE

J.

lE

A

o ·J1

a

LANA OE VDRIO 80mm

Este sistema se compone de paneles modulares cuya estrucrura soponanre esci consriruiC.a por un bastidor de madera d e 60mm de espesor y con un rdkno de 45 mm de lana mineral. Como revestimiento se pua!.eo empbr todo tipo de placas cuyo espesor mínim o deberá ser de :5 m;::. En esra solución es recomenda ble intercalar unsdlanreem:e los ra-de1y en la base y el atraque contra el cielo. Lajunrura se ¡::.gcoodmis:no "latería! de revestimiento .

Espesor en mm e 600 ..isb.mien:v en dB 35

(Valores aproximados :-.o co:-:-.prooados)

¡o .

FIGURA 30

IF

FIGURA30A

El pa nel considera una esrrucrura soporra nte independiente para el sopone del revestimiento de cada lado. La aislación acústica va intercalada, gara ntizando una absoluta separación de la estructura. Este panel no es posible de prefabr i car, debido al traslapo de los revestimientos. Se puede usar en él todo tipo de placas como revestimiento.

Espesor en mm

100

Aislamiento en dB 42-46

(Valores aproximados no comprobad os)

JO

FIGURA 31

IF

FIGURA31 A

22

1

._!.

lE

rf

40

Estructura tradicional de tabique en base a pie derechos de 45 x 45 mm y revestimientos de placas por ambos lados. Es el tipo de tabique que normalmente se arma en obra y no está pensado para su prefabricación. Sus niveles de aislación acústica son débiles y, por lo tanto, no son tabiques recomendables para separar espacios que requieren privacidad.

TAJ"l'.JUNTA D VORIO AISLANTE

PERFIL DE ACERO

Espesor en mm

Aislamiento en dB

E LANA DE VIORlO 61JlLETE DE GOMA

HOJA PUERTA

85 35 (Valores aproximados no comprobados)

ID

11 l e

F 1

IF

FIGURA 32 A

FIGURA 32

Loque caracteriza a este tipo de paneles es su sistema de uniones para el montaje, el que se produce entre las placas de revestimiento . Estos elemenros pueden estar constituidos por lengüetas de contrachapado o elementos med.licos de unión. Es necesario gue detrás de las uniones se coloque material aislante para evitar que estos puntos se transformen en puentes acústicos.

Espesor en mm 75

Aislamiento en dB

lD Jl (Valores aproximados no comprobados)

1 1 1

1

J!

lE .f.

Ir

FIGU RA 33 A

23

FIGURA 33

24

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23

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INDICE

CERCHAS

Pág.

Introducción ........................................................................................ 2 Normas ................................... ............................................................ 3 Definiciones .............................................. .......................................... 4 Generalidades ...................... .............................................................. 5 Clasificación de cerchas .................................................................... 6 Clasificación según su forma ............................................................ 7 Clasificación por la distribución de sus barras interiores ..................... 10 Clasificación según materialidad de la cercha ................................... 11 Clasificación según sección de la cercha............................................. 14 Sistemas de unión .................................................................................. 18 Arriostramiento ...................................... 30 Bibliografía .............................................................................................. 32

UNIVERSIDAD DEL 810-810

AUTORES DEL PRESENTE NUMERO: Ricardo Hempel Holzapfel, M. Cecilia Poblete Arredondo, Arquitectos. COLABORADORES: Claudia Hempel Maack, Aileen Lechenbauer Uslar, Arquitectos . COMITE ASESOR: Ricardo Hempel, M. Cecilia Poblete, Gerardo Saelzer, Gcrardo Yalverde, Arqu itectos. DIRECTOR: Arquitecto , Gerardo Saelzer Fuica, Director Centro de Desarrollo en Arquitectu ra y Construcción.

1

INTRODUCCION

(Fig. J)

\. -

La manera más usual de resolver la co n strucción de la tec humbr e d e una edifi cac i ón. es mediante e l uso de una estru ctura reticular plana. llamada cerch a. armadura o celosía. E tas c t ructuras se caract erizan porque su unidad plan imétrica básica es el trián gul o, forma geomé tri ca indeformable. Esta fi g ur a es la que en múltiples co mbinacion es co n forma las cerchas, permitiendo de esta manera cubrir luces mayores sin apoyos intermedios, con un a gran flexibilidad de di seño de los espacios interiores. Una de las ve ntaja s por l as que se emplea la mad era en este tipo de estructura, es su poco peso en comparac i6n a los dem<:1s materiale s posib l es de em plear en ccrchas. Por otro lado, la limitante propia del largo, en el caso de uso de madera aserrada, se elimina ante l a posibilidad de unir pi ezas conformando elementos de dimensiones may ores. Ex i ste una larga tradici6n en el uso de madera para l a confección de cerchas y es así como en construcciones antiguas se encu entran soluciones perfectas empleando la tecnología d e la época, es dec ir en base a union es ensambladas con complejo s rebajes y perforaciones. La existencia, hoy en día , de múltipl es elemen tos metálicos a usar en las uniones, ha permitido desarrollar formas simples de con struir y de alta ef iciencia , lográndose salvar luces de hasta 60 m con estas estru ctu ras. El cálculo estructural d e cerchas no ofrece ningún tipo de dificu ltades existiendo variados métodos e incluso el respaldo de programa s computacionales que permiten determinar con precisión las secciones de cada barra y las

"- dimensiones de los elementos de unión.

(Fig. 2)

2 2

NORMAS

La Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, en su capítulo correspondiente a l as condiciones mínimas de elementos de estabi l idad no sometidos a cálculo estructural, y específicamente en la parte referida a estructuras en madera, no considera a las cerch as, con lo que tácitamente obliga a su cálculo estructural. La actual Norma Chilena, Nch 1198 - Of. 91 Madera, Construcción en Madera - Cálculo, aparte de indicar como deben dimcnsio n arse los elementos constituyentes de la cercha, hace a lgunas observaciones que tiene n d i recta relación al diseño de éstas y son a las que se hacen referenci a a con t inuación : ''Art. 8.1.4. Uniones excéntricas". "Las tens iones que se generan debido a excentricidades en las uniones deberán ser

P, Pz Pz 2 1 1 ¡T

P, 2 1 Pz

2 1 12

p,

u , .C.o

+

especia l mente consideradas en el diseño". "La un ión de barras de enrejado (cercha) debe materia lizarse en la forma más centralizada posible. En el caso de uniones clavadas y con p lacas dentadas, las tensiones que se induzcan· debido a excentricidades necesitan ser veri ficadas si la excen tr i cidad '·e'' excede la mitad de la altura del cordón "(e > hc/2)" (Fi g . 3). Por lo tanto para evitar tensiones adicionales, que implican piezas de mayor sección, es conven i ente contro lar la excentr icidad, o sea, la d i stancia ent re los ejes de las barras que concu rren al nudo (Fig. 4b).

(Fig. 3)

EXCENTRICIDA DES EN UNIONES DE BARRAS DE CERCHAS

1_, - -+

,,

CERCHAS DE CORDONES PARALELOS Y DIAGRAMA DE TENSlONES

(Fig. 4)

3

DEFINICIONES

DEFINICIONE S

A conti nuación se defin i rán una serie de términos que se utilizan en el presente texto. Algunas defi- n iciones han sido nombradas en anteriores cuadernos, pero para facilüar la lectura de éste, las repetiremos.

Apoyo . Superficie destinada a soste ner otra pieza. Armadura (en Chile cercha). Ver cercha. Arriostramient o. Conjunto ele diagonales. punta- les y/o d iafragma s empleados para rigidizar una estructura. Barra. Elemento de medida longit udinal muy superior a la transversal que enlaza dos nudos de una armadura. Carga. Fuerza o acción que actúa sobre un elemento estructural o estructura produciendo defor-

COROON SUPERIOR PAR O PIERNA

MONTANTE PENDOLON O POSTE CENTRAL

COMPONENTES DE UNA CERC HA

(Fig. 5)

maciones y esfuerzos. Se pueden clasificar según su origen y su forma de actuar. Cercha. Estructura reticular plana, conformada por barras conectadas en nudos, cuya unidad básica es el triángulo, capaz de soportar el peso de la cubierta y tran smitirlo a los apoyos. Diagonal. Barra incl i nada que un e el cordón superior e inferior de una cerch a. Empalme. Resoluc i ón de la unión entre maderas colocadas de tope, extremo con extremo. Excentricidad. Distancia entre el centro de apli- cación de una carga o si stema de cargas y el centro de la sección de la estructura que los soporta. Fuerza axial. Fuerza que actúa en el eje de las barras y genera n esfuerzos de tracción y compre- sión . Luz libre. Distancia entre los extremos de J os puntos de apoyo de una v iga, cerch a, puente, etc. Montante. Toda pieza de una estructura destinada a sostener una carga axial por compresión. Nudo. Punto de intersección o zona de uni ón de varias piezas o barras de una armadu ra. Par. Las p i ezas perimetrales de una cercha o armadura qu e están sometidas principalmente a esfuerzos de compresió n. Generalmente tienen in- clinación paralela a la del tejado y sirven de apoyo a las costaneras (correas). Pend i ente. Angulo que forman los pares de una cercha con respecto a la horizontal. Pendolón. Pieza vertica l que conecta el punto más alto del cordón superior con el tirante de una cercha. Reacción. Fuerzas de respuesta que se generan frente a las cargas. Rigidizar. Asegurar y dar fijación a un elemento de una estructura, enlazándolo a otro u otros para que, junto s, presenten una mayor estabilidad frente a las cargas. Tirante. Cada una de las barras de una armadura sometidas a esfuerzos de tracci ón.

4

GENERALIDADES

Cercha, armaduras, enrejados y celosías(':') son los diferentes nombres con que se conoce en los países de h abla hispana, a l as estructuras reticulares pla- n as, conformadas por barras, que tiene como unidad básica el triángulo y cuya función principal es salvar luces. Teóricamente, las barras que conforman los triángu- los, se unen en los nudos mediante articulaciones fi- jas, tipo de conexión que restringe los movimientos en el plano (direcciones x-y), pero no impide el giro o rotación. Siguiendo con los supuestos teóricos, tan- to las acciones (cargas) como las reacciones (apoyos) deben producir se en los nudos. de modo que la estructura trabaje solamente a esfuerzos de tracción

lillmiiiiiiWII!II IIII:Iiilllllillillllllllilllllllllllllllllllmllllill!mllllll CARGA

ELEMEHT TRACCIONADO

y comprensión (Fig. 6), lo que permite soluciones económicas, pues se obtienen piezas de dimensiones mínimas. Esta teoría está respaldada por méto- dos analíticos manuales. que permiten calcular estas estructuras, tales como Ritter, Crcmona. etc . Con el advenimient o de la informát ica, aparecieron diversos prog ramas de análisis y discíio, que consideran un mayor número ele v ariables. tales como: barras continuas, cargas en las barras, conexiones entre barras fuera de l os nudos, etc.. lo que conduce a diseños más efici entes. El distanciamiento entre cerchas depend erá del uso del espacio, de l a luz que salva y de l as cargas solicitantes. Es importante tener en cuenta la dimensión que adquieren los elementos secundarios tales como las costaneras y el li stoneado de cielo. La distancia más utili zada en vivienda s es de alrededor de 1 m y en grandes luces n o se superan los 3 m. La cercha s son elementos planares, que están dise- ñados para resistir solicitacion es en su plano . Cuan- do estas etán expuestas a cargas horizontale s o perpen dicul ares a su plano, como por ejemplo el vien- to. por sí mismas no resisten, pero si se las vincula con diagonales. pun tales, y/o diafragma s, o sea si se les incorpora un sistema de arriostramient o, se logra un a estructur a resistent e en todas las direcciones (Fig. 7).

''En dlguno paÍ\1!\ Latinoamericano -. : utíliLa el término tijeral pa ra denomina r e-tc t ipo <.le est ructura. En Chile til!nc un 'ignif icado diferente.

REACCIOH DEL

APOYO

(Fig. 6)

(Fig. 7)

LUZ LIBRE

SOLICITAClONES T IPICA S

REACCIOH DEL

APOYO

5

- SISTEMA DE UNION

CLASIFICACION DE CERCHAS

FORMA

TRIANGULAR ..-..

KKKl/Vv, TRAPEZOIDAL DIENTE DE SIERRA

PARABOLICA

La clasificación de cerchas se puede efectuar desde diferentes puntos de vista; por su forma, por la distribución de las barras interiores, por su sección, por los materiales que la conforman y por el tipo de unión a emplear.

QC)

.._,

vvvt\t\N RECTANGULAR

CURVA TIJERAL I/¡:;;>¡-5J

ESTA 4

La clasificación por forma (Fig. 8) está referida a la figura geométrica que representan l os elementos

..-.. Q'\

r:¡i¡

..-..

eil

N-'

DISTRIBUCION DE BARRAS

COHPR SjON_ COHPRfSION

PRATT HOWE WARREN

-------------------------------------------------- SECCION

MATERIALIDAD

MADERA ASERRADA MADERA LAMINADA MADERA Y AaRD

--------------------------------------------------_,

envolventes. Es así, como existen las cerchas de forma triangular, trapezoidal, parabólica, con cordones curvos. del tipo tijera, o tipo diente de sierra, etc. También se dan las formas combinadas. Por la distribución de sus barras (Fig. 9). se conocen cerchas con nombres específ i cos, como ser: cercha Howe, cercha Pratt, cercha Warren, y otras. Estas tipologías se diferencian entre sí por las diversas posiciones que toman las barras inter iores y los distintos tipos de esfuerzos a que ellas se ven sometidas. También es factible hacer uso de diferentes materiales (Fig. 10), como ser: madera aserrada, madera laminada y barras metálicas. Al clasificar por sus secciones (Fig. 11), se hace referencia a la posibilidad de duplicar o triplicar las cuerdas o l os pares, los pendolones, las diagonales o los montantes. Como también es posible que todos estos elementos estén en diferentes planos con respecto a los pares o cuerdas. Un factor fundamenta l en la reso- lución de una cercha es el sistema de un ión (Fig. 12) que puede ser: clavado, apernado. con uniones dentadas (finge1jo int), placas den-

r:¡i¡ CLAVADA APERNADA PLACA DENTADA UNIDN DENTADA tadas , anillos, etc.

L--------------------------------------------------- 6

A. Clasificación por sus formas A FORMA TRIANGULAR

La cercha de forma tr iangu lar (Fi g. 13) es la más util izada y per- m ite sal var todo tipo de luces . Norma l men te están constituidas por elementos aserrados, pero en luces mayores se hace recomen - dable emplear elementos laminados, en especial para los pares y la cuerda, ev itándose de esta for- m a te n er que solucionar con herrajes especiales los empalmes de tope de estas piezas. La pendiente de una cercha trian- gul ar fluct úa en tre 12 y 45 grados: si es mayor genera gran altura interior de d i fícil aprovecham iento,

7,Sm < 1 < 30m

r 7.5m

20m

ta m bién la tendenc ia al volea- miento aumenta y aparece la necesidad de ,aumentar la sección de las barras comprimidas para evitar el pandeo . Si la pendiente es menor se acerca a l a forma y características de una viga de ce- losía. Tam bién es recomendable que las

12° < ..c. < 30° 30° < 1- < 60°

h 1/10 1

(Fig. 14)

diagonales formen ángulos entre 30 y 60 grados con respecto al cordón inferior (Fig. 14).

FORMA RECTANGULAR

Este tipo de cercha s, que frecuen - temente son denominadas vigas armadas o de celosía, pueden cubrir entre 7 y 30 metros y son usa - das como estructura de techum - bre, ele entrepiso y también como arriostramiento longitudinal, pero es usual empl earlas para puentes, pudiendo en estos casos llegar a cubrir luces de hasta 70 metros. La altura recomendab le para las cerchas rectangulares con respec- to a la luz que cubren es mín i mo 1112 de la luz y puede disminuir- se a 1115 cuando se emplea madera laminada (Fig. 16).

NZf\JZISVl

f\VW\V'\l/\l/1 fVV\/\1\1\ fN!NI1\VN/N/1\l VIMSISN

(Fig. 15)

h 1 1 15

7,5 m < 1 < 80 m 30° < r < 60°

(Fig. 16)

7

FORMA TRAPEZOIDAL

(Fig. 17)

1 < 40m h > 1/12

Este tipo de cercha es de frecuente uso para techumbres de poca pendiente. por ejemplo inferior al 18% ( 1O grados), lo que obliga a dar una mayor altura a los bordes para lograr una separación adecuada entre el cordón superior y el inferior, altura que es clave en la capacidad resistente a la flexión de la cercha. Existen Jas que son a dos aguas. simétricas y asimé- tricas, y a un agua (Fig. 17). La altura "h" en su centro debiera ser igual o mayor de 1112 de la luz, variando su altura si se emplea madera aserrada o laminada. El alto del borde de las cerchas está dado por el ángulo o pendiente de la techumbr e y la luz a cubrir (Fig. 18).

30 < el: < eo 30° < -¡- < 60°

(Fig. 18)

FORMA CURVA

{Fig. 19)

122.:: :o<

3,6m

Las cerchas de cordón supenor curvo son estáticamente muy adecuadas en caso de cargas uniformemente repartidas, por cuanto en ellas las cargas inducen esfuerzos pequeños en las barras. Por este motivo se ju stifican a partir de una luz de 20 metro s, y empleando madera laminada se pueden cubrir luces superiores a los 60 metros :Fig. 19). La magnitud del rad io de curva- :ura del cordón superior debiera

.e:. rodio R 1 < 60m

lproximar se a la di stancia entre

curvatura e 1 modero l os apoyos (Rc=l) y su altura a de

CURVATURA

modero h = 1 /"10 aserrado t = 1 1 4

modero h = 1 1 14 laminado t = 1 1 7

(Fig. 20)

aserrado modero laminado

h = 1 1 6

h = 11 8 er mayor o igual a las indicadas

para cada caso en la Fig. 20. Si l a altura es men or a Ja indicada, de- berá aumentarse el radio, y V Ice- versa.

8

FORMA DE TIJERA

La característica propia de este tipo de cerchas es que tanto su cordón superior como el inferior son inclinados (Fig. 21), pudiendo fluctua r el ángul o del par superior entre los 15 y los 35 grados (Fig. 22). La ventaja de este tipo de estructura es que se logra una mayor altura en la parte central del espacio que cubre, pudiéndose mantener relativamente bajos los plan os verticales limitan tcs laterales. Pueden cubrir luces entre los 15 y los 50 metros, y la altura "h" de la ccrch a debe ser mayor o igual a l/ lO de la luz, y, en el caso de emplear madera lamin ada, puede disminuir a 1/14 de la luz. La distancia entre el apoyo del cor- dón infetior y el punto más alto de éste, "f". no deberá ser inferior a l/4 de la luz en el caso de las aserradas y como mínimo 117 de la luz en el caso de utili zar madera laminada (Fig. 22).

FORMA TENSADA

Estas cerchas muestran cl aramen- te cuales son las partes sometidas a la tracción y cuales a la compren- sión. Los elementos tensados o traccionados se materializan habitua l mente en acero. Las form as de las cerchas pu eden ser diversas: tri angul ares, trapezoida-les, curvas y también invertidas. En estas últimas, los apoyos se ubican sobre el nivel horizont al del cordón superior (Fig. 23). Las cerchas tensadas pu eden cubrir luces entre los 20 y 50 metros y la altura ·'h" total debe fluctuar entre l/8 a 1/10 de la luz (Fig. 24). Su construcci ón req uiere de un cuidado o diseño de los nudos.

FIG. 21

15m< l < 50m 15° <ce< 35°

MADERA h ;:;.: L/10 ASERRADA f ;:?! L/ 4

MADERA h ;:;.: L/ 14 LAMINADA f ;:?! L 1 7

TENSORES PUEDEN SER DE MADERA O ACERO EN CUYO CASO SE DENOMINAN "TENSADAS"

(Fig. 21)

(Fig. 22)

(Fig. 23)

(Fig. 24)

9

B

PRATT (Fig. 2S)

B. Clasificación por la distribución de las barras interiores

PRATT

Consta el e montantes verticales que trabajan a la comprensión y diagonales a la tracción . Las partes comprimidas son más cortas (controlando el sobredirnensiona- miento por pandeo) y las diago- nale s traccionada s más largas. Estas pued en ser de acero por las condicion es favorables de este material para los esfuerzos a la tracción (Fig. 25).

HOWE

HOWE

(Fig. 26)

WARREN

(Fig. 27)

FINK

fiG. 28

(Fig. 28)

Consta de montantes que trabajan a la tracción y de diagonales que lo hacen a la comprensión. Es apta para ser trabajada en un mismo material , determinando la sección de las barras interiores la diagonal comprimida (Fig. 26).

WARREN

Carece de montan tes, tiene diagonales y estas van en ambos sentidos. Cada barra puede modi- ficar su trabajo, tracción-com- prensión , por lo cual es un s:stema apto para cargas móviles. Las barras como también los nudos deben ser diseñados para responder a esfuerzos de tracción y de comprensión (Fig. 27).

BALTIMORE Y FINK

Cerchas de configuración geomé- trica más compleja (Fig. 28), l o que impide definir a priori el tipo de esfuerzo al que están sometidas las barras interiores. Lo que si es posible afirmar, al igual que en el resto de las cerchas que se encuentran apoyadas en l os extremos, es que el cordón superior trabaja a la compresión y el cordón inferior a la tracción, haciendo la analogía a una viga de sección llena.

10

1

-

Clasificación por la materialidad de la cercha

MADERA ASERRADA Y LAMINADA

La madera, por su excelente resistencia en relación a su peso específico, es un material muy adecuado para constituir estructuras soportantes (Fig. 29). El empleo de la madera en la construcció n de cerchas es óptimo dado que la combinación de elementos de poca longitud hace superable la limitante del largo de la madera. Es posible, y resulta económico, diseñar cerchas de hasta 25 a 30 metros con madera aserrada cuyos elementos sean de largo comercial estándar (3.20 m). Las precauciones que deben ser tomadas en cuenta, en cerchas mayores de madera aserrada, son: las uniones entre piezas sometidas a la tracción y las piezas esbeltas que están sometidas a comprensión. En el primer caso debe verificarse con cuidado el diámetro de los elementos de unión (clavos, pernos, pasadores, etc.) para evitar la incrustación de estos elementos en la madera por efecto del cizalle, y, ade- más, dejar las distancias adecuadas de las perforaciones respecto del borde . En el segundo caso es recomendable , para evitar problema s de pandeo, elegir secciones cercanas al cuadrado. Aunque es factible la fabricación de cerchas que sal- ven grandes luces con madera aserrada, la gran cantidad de empalmes que es necesario realizar para configurar los cordones, dificulta su fabricación. Para este tipo de situaciones, al igual que para obtener piezas más resistentes, con control dimensional, se recomienda l a utilización de madera laminada enco-

e

(Fig. 29)

_ ,v:szszsz zszszs 1 lada (Fig. 30). Este material se obtiene por la unión mediante adhesivo de tablas a través de sus cantos, caras y extremos, con sus fibras paralelas, conformando una unidad estructural. Es recomendable que todas las estructuras de madera. especialmente las constituidas por elementos la-

ta a la intemperie. Esto es especialmente importante

l..'".--- 64.75 . l 72.00 l

11 ........... -

minados, queden protegidas de la exposición direc-

en puentes, debiendo protegerse con un diseño adecuado sus elementos soportantes (Fig. 30). . nlln ".r ·.""s'-t-.====== ===

1 1111111111111111111111111111111111111111111 lil .!

CORTE ElEVAClON

EJEMPLO PUENTE PEATONAL

11

(Fig. 30)

11

CERCHAS CON BARRAS DE MADERA Y DE ACERO

En este tipo de cercha se diferencian claramente las partes traccionadas de acero de las comprimidas de madera, lo que permite, desde el punto de vista ex- presivo, diseños interesantes y, por lo general, mu) esbeltos (Fig. 31). Especial cuidado se requiere en la solución de los diferentes nudos, que generalmente se constituyen en parte importante de la apreciación visual de la cercha. Como excepción, existe un tipo de cercha en el que todas las diagonales son de acero y trabajan en ambos sentidos, traccionadas y comprimidas . Esto se logra usando planchas dobladas de acero. La mayoría de los nudos se resuelven por medio de herrajes especialmente diseñados compuestos de placas que hacen de nexo entre la barra tensada metáli- ca y la barra de madera comprimida.

(Fig. 31)

DlAGONALES TRACCIDNAOAS SOLDADAS A PLETINA

DIAGONALES TRACCIONAOAS FIJADAS LATERALMENTE

Los ejemplos que se muestran en la Fig. 32 corresponden a un nudo conformado por uno o dos montante s, la cuerda y dos diagonales tt·accionadas. Ambas soluciones se resuelven soldando los elementos traccionados a placas metálicas que van clavadas, atornilladas o apernadas a los elementos de madera. La expresión formal de diseño, entre ambas proposiciones, es totalmente diferente. Es recomendable incluir en las barras de acero, mecanismos que permitan tensarlas posteriormente. En el primer caso por medio de tensores incluidos en las barras y, en el segundo, rematando en su extremo el fierro redondo con hilo y tuerca.

(Fig. 32)

13

------------------,

El uso de barras metálicas en cerchas de madera es aplicable a cualqu ier t ipo o forma, ya que en todas existen barras traccionadas. El uso de estos dos materiales permite una mayor claridad expresi- va de la función estructural que cada barra cumple. Dos pernos son los transmisores de los esfuerzos en el caso del nudo (Fig. 34) compuesto por dos diagonales, la cuerda tensada y el doble montante. Una forma de lograr que el elemento de unión coincida con los ejes neutros de todos los elementos a unir, se soluciona por medio de un herraje diseñado adecuadamente (Fig. 35). En las figuras 36 y 37 se muestran soluciones de uniones entre montantes, diagonales y el par superior para vigas rectas, armadas o cerchas invertidas. En la segunda solución, l a tracción es tran s- mitida en forma excéntrica, lo que

e

(Fig. 33)

genera esfu erzos adicionales a la (Fig. 34) unión que deben ser considerados ...------------- en el diseño. En los extremos de la cercha es posible combinar el herraje necesario para r esol ve r el apoyo (Fig. 38) con el que se requiere para unir la barra traccionada a los elementos de mad era. En los apoyos, las cuerd as deben contrarrestar la fuerza de compre- sión inclin ada de los pares. La solución propuesta (Fig. 39) demuestra claramente esta intención de evitar el deslizamiento lateral (Fig. 36) de los pares al colocar una placa metá lica al términ o de ellos.

(Fig. 38)

(Fig. 35)

(Fig. 37)

(Fig. 39)

13

COROON INFERIOR DOBLE . ' AMBOS CORDONES DOBLES

D Clasificación según sección de la cercha

SIMPLE

Tanto los pares, como las diagonales y la cuerda van en un mismo plano. Esto se traduce en que son fáciles de armar sobre un a mesa, y la resolución de la unión de los nudos se debe efectuar por medio de placas de madera, contrachapado, acero, placas perfora - das o dentados, etc.

COMPUESTA

-...,. cj¡

rz --------------------------------------------------

A· ----------------------+------------------- --

CORDONES TRIPLES

Poseen una, varias o todas sus piezas simples, dobles o tr iples. Cada una de las posibles conf iguracio- nes tiene sus ventajas, pudiéndo- se decir que la multiplicación de piezas da mayor rigidez y facilita la solución de nudos, por coincidir Jos ejes neutros de los diferente elementos. Se pueden emplear clavos, pernos, pasadores o conectores como elementos mecánicos de unión. Las sol ucione s más frecuentes son: Cordones dobles: las diagonales y los montantes van intercalados entre estas dos piezas (Fig. 42a) y debe colocarse un suple en el encuentro de los pares con la cuerda (Fig. 42b) debido a que ambas partes están en un mismo plano. Mon- tantes y diagonales dobles: los pares y la cuerd a van intercalados entre los montantes y diagon ales (Fig. 42e) y en los extremos se deben sobreponer piezas conecto- ra s, del tipo tab las, placa s o

...,. cj¡

---------------------- DIAGONALES EN DISTINTOS PI.ANOS

c. pletinas para unir, los cordones entre sí. Diagonales en planos distintos: la posición de las diagonales se va alternando por uno u otro lado. cazando pares y cuerda (Fig. 42d).

rz ------------------------ ------------------------ 14

SECCION SIMPLE

Cuando todos los elementos de una cercha, pares, cuerda, diagonales y montantes están en un mismo plano, esta se denomina simple . Antiguamente las cerchas de este tipo y de menores luces se construían solucionando los diferentes nudos por medio de ensamble s especiales; media madera, caja y espiga, cola de Mila- no, etc. Este tipo de uniones requiere habilidad manual y gran precisión para su confección, siendo, por tanto, un proceso lento en su fabricación, motivo por el cual estos ensambles tradicionales se han ido reemplazando por uniones con placas. El ejemplo que se desarrolla en las figuras adjuntas muestra este úl- timo sistema. Las figuras 44 y 45 muestran la unión del pendolón , diagonales y cuerda por medio de placas de conlrachapado en un caso y, en el otro, por medio de placas metáli- cas. Para lograr un buen resultado con estos sistemas, se recomienda confeccionar una plantilla que indiqu e claramente la ubica- ción de cada clavo o grampa . Las figuras 46 y 47 muestran la unión de los pares con el pendolón, por medio de contrachapado o placa de acero en el primer caso, y con placas dentadas en el segundo caso. Estas últimas uniones se realizan en talleres que poseen l as herramientas adecuadas. El cálcu- lo estructural deberá determinar el tamaño y espesor de la placa. Por último, las figuras 48 y 49 se refieren a los extremos de las cerchas. Es aconsejable que el punto de apoyo coincida con el elemento de unión del par con la cuerda.

(Fig. 43)

(Fig. 44) (Fig. 45)

(Fig.46) (Fig.47)

(Fig. 48) (Fig. 49)

15

SECCION COMPUESTA

(Fig. 50)

(Fig. 51)

CORREA o COSTANERA COROON SUF{RIOR PAR o PIERNA

MONTANTE

DIAGONAL COROON INFERIOR o TIRANTE EJE DE SIMETRIA

Las cerchas compuestas son aquellas que poseen una , varias o todas sus piezas dobles, triples o cuádru- ples. logrando así mayor variedad en el diseño. Tie- nen la posibilidad de distribuir esfuerzos en varias barras, evitando secciones excesivas de algunas de ellas. También permiten resolver los nudos por medio de la unión directa de las barras . Por este motivo, en cerchas compuestas, los medios de unión son pernos o pasadores, reforzados con anillos conectores incrustados entre las piezas a unir. Las tipologías de cerchas compuestas son muy variadas, siendo la más u sual la de doble tirante (Fig. 46). La duplicación de las piezas traccionadas parece más importante que el de las comprimidas, debido a que los defectos de la madera (nudos, fibra inclinada , médula, etc.) suelen ser puntos débiles cuando están sometidos a la LI·acción y pueden ser causal de rupturas. Por el contrario, las barras sometidas a l a compresión serán afectadas en menor grado por el pandeo, en la medida que su sección sea mayor. La forma más favorable para barras comprimida s es la sección cuadrada, que, a la vez, tam- bién ofrece la mayor resistencia al fuego, entre piezas de una misma superficie (cm 2) de su sección. Desde el punto de vista constructivo, la posibilidad de traslapar piezas en los nudos facilita la unión por medio de pernos, clavos, pasadores y conectores, no requiriéndose placas metálicas de complicadas formas. Esto generalmente significa un menor costo global, a pesar de existir un mayor volumen de madera.

16

Las formas que toman las cerchas compuestas son idénticas a las cerchas simples, pudiendo dupli- carse barras de las cerchas Pratt, Warren, Howe, o de cualquier otro tipo . La duplicidad de cuerdas y diagonales traccionadas (Fig. 53) da una mayor seguridad, especialmente cuando las piezas de madera no son seleccionadas estructuralmente como corresponde, para evitar los defectos en las piezas sometidas a este tipo de carga. Las uniones se resuelven con un perno y conectores metálicos intercalados. La colocación de placas metálicas (Fig. 54), sólo se justifica cuando la transmisión directa por medio de pernos genera tensiones excesivas en las piezas simples, pudiendo producirse incrustaciones de los pernos en la madera. Cuan- do algunas piezas convergen a un nudo en un mismo plano (Fig. 55), se hace necesario intercalar p la- (Fig. 53) cas metálicas que transmiten las cargas a los pares, en este caso duplicarlos. Es necesario verificar cuidadosamente la resistencia al pandeo de estas piezas sometidas a la compresión. Más lógica parece ser la duplica- ción de las diagonales (Fig. 56), lo que permite darle la dimensión justa a los pares sin tener que sobredimensionarlos por los posibles efectos del pandeo. La solución más frecuente es la duplicidad de la cuerda (Fig. 57), (Fig. 55) por ser una barra somet ida a la tracción. Su unión al par simple se efectúa por medio de pernos y/ o anillos conectores. Al converger piezas duplicadas en un nudo y en el mismo plano (Fig. 58), se hace indispensable el u so de elementos conectores que pueden ser maderas aserrad as, con-trachapadas o placas metáli - cas.

(Fig. 52)

(Fig. 54)

(Fig. 56)

(Fig. 57) (Fig. 58)

17

E 1 1 Sistemas de unión

_A_D_HE_SIV_OS _-_---_. ,., • . ·. -

CLAVOS----=-- ®

PERNOS

PASADORES

CONECTORES

PLACAS DENTADAS

PERFILES

PLETINAS METALICAS

OTROS FIG . 59

UNIONES Y PERNOS

CATALOGO INCHALAM

El diseño de una cercha implica tres paso s: primero deber á definirse la forma de la cercha. luego se determin ará la sección de las diferentes barras y, por úl- timo, se elige el sistema de unión de cada nudo. Las unione s madera con madera tienen una razón constructiva-estructural y también, en forma importante, una razón de di- seño. La mayoría de estas uniones están basadas en la carpin- tería tradicional del medioevo. cuando todos los elementos de unión existentes eran de madera. Desgraciadamente la gran mayoría de este tipo de uniones ha pasado al olvido, debido a la cantidad de horas-hombre que cada unión implica, por l o que sólo unas pocas son aplicadas en la actualidad. los elementos de unión más fre-

- cuentes, tanto en la resolución de los nudos como de los apo-

.:f y os, son e 1avos, perno s. L--------------------------....J - pa adores, tornillos, tirafondos.

placas dentadas o perforadas. perfiles metálicos y adhesivos

PLACAS DENTADAS CONECTORES (Figs. 59 y 60). Sólo en l os ú ltimos 30 años se han ido desarrollando adhesivos de gran resistencia y de fácil aplicación. Esto ha permitid o introducir nuevas formas de unión , especialmente a l i r uniendo piezas en el sentido longitud inal, con un iones dentadas encoJadas, lográn-dose por este medio pi ezas de grandes longitudes, superando de esta forma una de las grandes limitantes de l a madera aserrada. En uni ones laterales el adhesivo es reforzado, por lo general, por un elemento de unión como tarugos, pernos o clavos.

------------- ---------------------- § 18

UNIONES TRADICIONALES Las uniones tradicionales se caracterizan por el empleo de ensambles de madera con madera con diversos grados de complejidad, que demandan una mano de obra excesiva y especializada que no resulta rentable. Su uso se centra, en lo fundamental, en espacios donde las cerchas están a la vista y cumplen una importante función decorativa. Los ejemplos que ilustran esta pá- gina hacen ver la dificultad de fa- bricación manual que tienen; pero, a la vez, también es posible vislum- brar el empleo de maquinarias para lograr uniones tradicionale s de gran precisión. Por lo general, este tipo de uniones se fija por medio de tarugos redondos, hexagonales o cuadrados, de madera de alta densidad y de poca variabilidad dimensional. La unión de la cuerda con un par que se realiza en el punto de apoyo de ella, es una unión en diagonal y reyuiere que la pieza horizontal tenga un largo mayor, para poder absorber en ese tramo losesfuerzos de compresión y tracción en el sentido de la fibra. Para poder reducir este tramo, se puede desplazar el rebaje de la madera horizontal al eje de la pieza en diagonal (Fig. 62). Si los esfuerzos son mayores, o la madera es de poca resistencia, se puede duplicar el rebaje (Fig. 63). La unión en la cumbrera, o punto alto de la cercha, se hace por medio de lengueta simple o doble (Fig. 64) o a media madera (Fig. 65). Las uniones en el sentido longitudinal de la madera se logran por medio de rebajes que enganchan ambas piezas (Figs. 66 y 67). Para lograr absoluta rigidez se introdu- cen cuñas de madera por ambos lados. Estas uniones trabajan a la compresión y a la tracción.

B (Fig. 62)

(Fig. 64)

(Fig. 61)

(Fig. 63)

(Fig. 65)

(Fig. 66) (Fig. 67)

19

SEPARACION

MINIMA

CLAVADO 511-1 PERFORA ClON GUIA

CLAVADO Cl>l'l PERFORACION

GUIA

0° .¡:.. < 300 30o c :.. 90o PARA CUALQUIER r;l::

o 4.2 o >4.2 o 4.2 o> 4.2 PARA CUALQUIER [)

ENTRE CLAVOS

11

A FIBRA Ap

10 O

12

O

10 O

12 O

5 O

1A

FIBRA

5O

50

5 O

50

5 O

DESDE BORDE CARGADO

11

A FIBRA ..1 bcp

15 O

15

O

15 O

15 O

10

O

1A FIBRA

5 O

7

O

7 O

10 O

5

O

DESDE BORDE DESCARGADO

11

A FIBRA A bdp

7 O

10

O

7 O

10 O

5 O

1A bdn

5 O

5

D

5 D

50

3 D

UNIONES CLAVADAS MADERA-MADERA

ORO.i._ CARGADO

CIZALLE DOBLE

o-e

Las cerchas con uniones clavada son de simple fabricación y aplicables a luces relativamente pe- queñas (hasta 15 m). Su problema fundamental , en la solución de los nudos, es la gran cantidad de clavos que se requiere, lo que implica una gran superficie de madera. La mayoría de las cerchas clavadas resuelve la unión de sus barras por medio de placas de contrachapado, tacos de madera aserrada o placas metálicas. El clavo de alambre liso, que es el de mayor uso en la construcción en madera, no es el más adecuado, siendo recomendable usar clavos estriados o en espiral, espe- ci almente al emplearlos en la unión de elementos estructurales. Se presentan a continuación algunas de las recomendaciones de la NCh. 1198 Of. 91 para las unio-

L...-.-----------------------

An

A FIBRA

-t :L nes con clavos. Estas especifica-

cienes rigen para los clavos fabri- cados según N.Ch. 1269 y que es- tán fa bricados con: "alambre en durec i d os por proceso de tref il ación en f río a partir de alambron es de bajo contenido de carbono". En dicha norma, se es- pecifican además los tipos y dimensiones de los clavos. En cerchas, la solicitación princi - pal de los clavos es a través de extracción latera l (el clavo recibe la carga perpendicular a su longi - tud); dependiendo del número de piezas a contactar, se habla de cizalle simple, doble y múltipl e (Fig. 68). La norma exige la presencia de al menos cuatro clavos en cada uno de los planos de cizalle que se presentan en una un i ón clavada de dos o más piezas de madera. La capacidad admisible de carga de una superficie de cizalle de un clavo solicitado normal a la direc- ción de su eje, tiene la siguiente expresión:

Pe!. ad. = 3,5 * 015* o,k05(N) 6\ siendo:

D =diámetro del clavo, mm. cj¡ 3

'--------------------------- . § Po. k=densidad anhidra, en kg./m •

20 20

o

Un concepto importante de tornar en cuenta en uniones con clavos es la penetrac ión efectiva de clavado, p, esta debe satisfacer para cizalle simple, la siguiente expresión: p 12 D (mm). Ej.: cl avo 50 mm x 2,2 mm (2"). tiene que penetrar 2,2 mm x 12 = 26,4 mm. Para pentraciones menores. tal que: 6D p::; 12 D se disminuye la capacidad admisible. En uniones de cizalle doble o múltiple, el clavado debe ejecutarse alternadamente desde ambos lados. Un último concepto a considerar en este tipo de union es es el espaciamiento. Los distanciamien tos mínimos entre clavos, tanto como las distancias a los bord es, se indi can en las figuras 68 y 69. Los espaci amientos máximos entre clavos n o deben exceder de 40 D en la dirección de la fibra y de 20 D norm al a dicha dirección. La cercha tipo W, la más utilizada en la construcción tradicional en Chile -l a que puede ser resuel ta como armadura de sección simple o compuesta- uti- liza principalmente uniones clavadas. En las figuras 72, 73 y 75 se muestra la manera de resolver el encuentro de las diagonales dobles con los pares y cuerda. No es necesario colocar piezas adicionales, y el número, calibre y tipo de clavo dependerá de la solici- tación de la unión, no pudiéndose utilizar un número inferior a cuatro. Hay union es y/o empalmes en los que resulta imposible resolver l a unión solamente con los elementos constituyentes de la cercha -pares , diagona les, montantes, cuerda- y se hace necesario utilizar su ples conformados por tablas, que habitualmente tien en

UNIONES CLAVADAS MADERA A MADERA

(Fig. 71)

(Fig. 73)

UNION A

(Fig. 70) (Fig. 72) (Fig. 74)

la misma escuadr ía que las diagonales (Figs. 71 y 74). Debido a la relativamente pequeña superf i cie que ofrecen las ba rras al cruzarse. sólo es posible usar un nú- mero reducido de clavos, limitándose muchas veces a dar cabida a los 4 clavos que exige la norma. Por este motivo este tipo de cerchas sólo pueden usarse para cubrir luces pequeñas (8 mts. máximo) y con cargas mín imas.

MEDIA -MADERA

(Fig. 75)

TIPOS DE CLAVOS

O rm"" '===:::=-o DE CABEZA PLANA IJ)======- CABEZA PLANA AVELLANADA

o DE CABEZA REDONDA

o PUNTAS

(Fig. 76)

1 1 i

ft-1

i

1 1

1 ! 1 1 1 .

--.To1 -r+1

-·l¡1 . 1

1 . i \ 1 1 .,

lt-1 \

• e, 5o f so 15o '5o f e, :s:; P

1

UNIONES CLAVADAS CON PLACAS

En esta clasificación se consideran placas de tableros contrachapados fenólicos de un mínimo de 4 chapas y con un espesor que debe t1uctuar entre 3 D y 4 D (D= diámetro del clavo), los tableros de partículas resistentes a la ac- ción del agua y de la humedad con un espesor que varía entre 3D y 4,5D, y las planchas de acero de al menos 2 mm de espesor. La capacidad de carga admisible, Pcl , ad, del clavo con diámetro D, rige para los tableros contrachapados y los tableros de partículas

1 1 y su valor específico se encuentra

i +1 +

. 4

1-

en la N. Ch. 1198 Of. 91.

r:::- r-- oiJ

"' . . 1 1 o

l

fiG. 77 p < e, < ( p • 80 )

La capacidad admisible de carga de clavos solicitados en cizalle, en una unión conformada con pieza s de madera y planchas de acero, se puede considerar 1,25 veces la

§, --------------------------------------------------

SI O 4,2m"' SI O > 4,2mm SI o :!; 4,2mm

l l y Q < 2 ¡,----1 /.)= 100 Q 3 2p Q ;:!: 3p

capacidad antes mencionada, Pcl, ad. Los espaciamientos mínimos en las unione s de tableros derivados de la madera, clavados a estructuras de madera (Fig. 77), son los siguientes :

- entre clavos 50 - al borde cargado

: a) 40 en contrachapado

b) 7D en tableros de partícu- las.

- al borde descargado : 2,50

SI o> 4,2mm En uniones clavadas con planchas

,....._ OQ

CIZALLE SIMPLE

/.) :120 y Q < 3 p

de acero, estas pueden tomar distintas posiciones, tal como aparece detallado en la figura 78. Cuan- do las uniones sean como las que aparecen bajo el nombre de cizalle simple, doble y múltiple, los agujeros de clavado se deben perforar simultáneamente en las planchas y en la madera, con un diá- metro correspondiente al diáme- tro del clavo, hasta una profundi-

r-- CIZALLE DOBLE ci> CIZALLE I'IULTIPLE dad igual a la requerida por la lon- .-------------------------------------------------- gitud del clavo.

22 21

.. . . .. .

Para ejempl ificar la manera de uti- l izar las uniones clavadas con placas, se elige la cercha W mencionada anteriormente y se detallan distintas uniones, tales como: el encuentro de pares y diagonales, cuerda con diagonales, par con cuerda y el empalme en la cuerda (Figs. 80. 81, 82, 83 y 84). La sec- ción utilizada es del tipo simple, o sea, con todos los elementos que conforman la armadura en un mismo plano. por lo tanto para poder materializar las uniones se requiere de suples que en este caso son placas de contrachapado o de acero, en los espesores indicados por norma. La actua l norma de cálculo de Estructuras en Madera (N Ch. 1198), no incrementa el valor de las capacidades admisibles de los clavos cuando se utilizan placas de madera recon stituidas. solamente favorece a las placas metá- licas en el sentido de que el uso de ellas ptrm i te i ncrementar la capacidad admisible de los clavos en un 25%. Las dimensiones de las placas están en función de la su- pet;fi i'e que requieren los clavos y q·ue depende de la cantidad y espaciam i ento fijado por las normas.

(Fig. 80)

(Fig. 82)

UNIONES CLAVADAS CON PLACAS

(Fig. 79)

(Fig. 81)

(Fig.83)

PLACAS DE ACERO PREPERFORADAS

1;f.:lT:I:I:J:

(Fig.84) (Fig. 85)

UNIONES CON PLACAS DENTADAS UNIONES CON PLACAS METALICAS DENTADAS

Las siguientes son las principales recomendaciones de la NCh. 1198 Of. 91, con respecto a unione s con placas dentadas : Deben fabricarse de acero que cumpla con las siguientes propiedades mínimas: - Tensión de ruptura en tracción: 310 Mpa. - Tensión de fluencia: 230 Mpa.

(Fig. 86)

o,

DIRECCION AXIAL DE PLACA

b

Para el diseño con placas dentadas se exige: - Madera en condición seca (H 20%). - Espesores de los maderos a unir del mismo grosor. aceptándose tolerancia 1 mm. - Espesor de las piezas a unir, igual o mayor que el doble de la penetración del diente. - El eje del diente debe ser hinca- do perpendicularmente a la superficie de la madera. -Deben existir dos placas actuando como cubrejuntas, las que se deben incrustar simultáneamente sobre las dos caras de los extremos de las piezas de madera que convergen a una unión o empalme. que sean de igual tamaño y queden dispuestas simétricamente respecto a los ejes de los maderos que se unen. - Para que las placas metálicas no se deformen durante su instala- ción, se debe usar una pren sa que

b Intersección de la placa con la JUnta de unión solicitada a cizalle. Angulo formado por la dirección de la fuRrza, con el eje axial de la placa. Angulo formado por la dirección de la fuerza, con la fibra de la madera .

haga penetrar completa y simul- táneamente los dientes en la ma-

e Aef df dcz

Ancho de la franjo de borde (e = 10mm l. Area efectiva de anclaje. Profundidad de la placa en los maderos. Se exige d ;;¡o 35 mm Distancia de la superficie de contacto tnlre placo y madero hasta la cual se supone efectivo el trabajo estructural de anclaje.

dera. No se acepta el uso de mar- tillos o similares.

FIG. a7

(Fig. 87)

24

La utilización de placas dentadas no es habitua l en nuestro país, está restringida a unas cuantas empre- sas que importan el producto, pri ncipalmente el tipo conocido como "Gang-nail", y que además cuenta con la maquinaria e infra- estructura para su colocación. La gran ventaj a que tiene este sistema de unión es que permite reducir en forma importante las secciones de las piezas de madera, que tal como se ha mencionado en las páginas anteriores, requieren de grandes superficies pa ra acoger los clavos que se requieren en una unión. Es un sistema de unión muy recomendable para armadura s de sec- ción simple y para procesos de prefabricación. Las uniones que se detallan en las figuras 89, 90, 91, 92 y 93 muestra la manera en que estas se utilizan, las dimensione s exactas de cada placa, al igual que la longitud y espaciamiento de los dientes, son características propias de el producto, las que se encuentran en los calálogos correspondiente s.

UNIONES CON PlACAS DENTADAS

f l6. &9

(Fig. 89)

FI G . 91

(Fig. 91)

(Fig. 88)

(Fig. 90)

(Fig. 92)

PLACA S DENTADAS

(Fig. 94) (Fig. 93)

25

H=G

UNION fRACCIONADA : EN PIEZA SOLICITANTE

UNION COMPRIMIDA : EN PIEZA SOLICITANTE

(Fig. 95)

T

BORDE ruC.mJA OO

UNION TRACCIONADA : EN PIEZA SOLICITANTE

BORDE CARGADO

UNION COMPRIMIDA EN PIEZA SOLICITANTE

UNION TR.A.CCIONAOA

UNIONES CON PERNOS

"Los pernos son elementos cilíndri- cos de acero que atraviesan perpendicularmente los planos de cizalle de la unión y quedan sol i citados preponderantemente en flexión, indu- ciendo sobre la madera tensiones de aplastamiento", en estos término s se refiere la \'Ch. 1198 a las uniones con perno'. Le::- :-erno' tie nen d i ámetros compre ndido enrre los JO y 30 mm. , ambo \ alore, inclu'>i\ e. En la figura G5 4/l. aparecen Jos di stanciamienw" mf:1imo-; de los pernos a los borde C.t!'g:ldv" de::.- cargados, paralelo y perpendicula r a la fibra, ya sea si las piezas trabajan a compren sión o tracción. Adem ás. se indican los espaciamientos mínimos entre pernos, dependiendo del tipo de unión; u·accionada , comprimida o de momento. Los agujeros de l os pernos deben ejecutarse en un diámetro que permit a una colocada fácil de ellos, por lo tan- to estos deben mayorarse en una magnitud dependiente del tamaño del perno y del contenido de humedad de la madera en condiciones de servicio, de

acuerdo a la siguiente Tabla: UNION COMPRitotiO.A. Diámetro del Humectad de la madera en

perno ..:ondicione:, de scr\'icio H= 12S? H= 15r.¡.. H > 20<k 1 1'l>

D> O 1.6 0.8 0.8 0.8

o < o < 24 ..!,) 1.6 0.8 0.8

24 < D < 30 2.5 1.6 1.6 0.8

UNION DE --+-' -+-' >-MOMENTO

ESPACIAMIENTOS MININOS

CARGADO

A LOS BORDES DESCARGADO

ENTRE PERNOS Y BARRAS DE ACERO

OIRECCION OE LA FUERZA

CON RESPECTO A LA FIBRA

PARALELA NORMAL

4 bcp = 7 . o A bcn = 4 ' o 4 bdp = 4 ·O ..., bdn = 2 . o

..., p = 7 . o An = 4 .o

(Fig. 96)

26

o o

Los pernos utilizados en un iones estructurales deben llevar golillas (arandelas) , es preferible utilizar arandelas cuadradas, frente a las circulares, porque tienen una mayor resistencia al incrustamiento en la madera. Las dimensiones mí- nima s de arandelas para uniones apernadas estructura les son l as que se indican en la tabla siguiente:

Diámetro dd perno 1 0 12 l b 20 >20

111111 bpesor de urandcla 5 5 6 () S

111111

UNIONES CON PERNOS

(Fig. 97)

Di ámetro externo 50 55 65 75 95 (arandela dn:ular) Lado 45 {arandel< l:uadrada)

50 60 65 85

Las uniones apernadas se utillzan principalmente en cerchas que van a quedar a la v ista y que tienen seccjones compuestas por dos o más piezas. La cercha tipo W que aparece en la figura 97, se compone de dobles pares y tirantes. las diagonales interiores son sim- (Fig. 98) plcs. Las figuras 98, 99, 100, 101 y 102 muestran algunas de las tí- picas soluciones que se resuelven con perno s.el número de elementos a utili zar, al igual que el distanciamiento entre ellos depende- rá del cálculo respect i vo. Es conveniente recordar que las uniones apernadas son más flexibl es en general que las uniones clavadas, condición que debe tomarse en cuenta en el momento de di señar, para evitar corrimientos exagera- dos en los nudos. Para ello es con- (Fig. 100) veniente el empleo de con de anillo. que rigidizan la nes.

(Fig. 99)

(Fig. 101)

TIPOS DE PERNOS

o e · >\W B CABEZA CUADRADA

© 1\Slf CABEZA HEXAGONAL

GJ fabJ CABEZA REDONDA

VARillA RDSCAOll <Q-!.'7EZ;;@JZ6?9> ESPIGA DE ACERO ALETEADO

(Fig. 102) (Fig.103)

27

..0

LA PIEZA

DIAMETRO

EXTERIOR

V (mmJ

ESPACIAMIENTO (mm) SEGUN LA DIRECCION DE LA FIBRA

BASICOS MINIMOS

AL BORDE

CARGADO /.>be p

AL BORDE

DESCARGADO A bdp

AL BORDE

CARGADO ./.> b ep

AL BORDE

DESCARGADO

/.) bdp

66.5

108.5

140

180

115 • 0.3oC

140 • 0.4oC.

70

90

65 • ..e_ /18

85 • oC /18

OlAMETRO EXTERIOR

V (mmJ

ESPACIAMIENTOS (mm) PERPEtOCULAR A LA DIRECCION DE LA FIBRA

BASICOS MINIMOS

AL BORDE CARGADO /.1 be n

AL BORDE

DESCARGADO

./.> bdn

AL BORDE

CARGADO

.Aben

1 AL BORDE

DESCARGADO

/.> b dn ,(_< 45° 45°:!!,.(/:... :!!,. 90°

66.5

108.5

5 oC • 45 9

5Q(. • 70 9

70

95

45

70

45

70

45

70

DIAMETRO

EXTERIOR

() (mm)

ESPACIAMIENTOS BASICOS 4c (mm)

SEGUN LOS

ESPACIAMIÉNTOS

MINIMOS

PARA C(t!ECTORES DISPUESTOS CONSECUTIVAMENTE :

SEGUN lA DIRECCION DE LA FIBRA

.-1ep

SEGUN LA DIRECCION NORMAL A LA FIBRA

/.>en

o· ae

6o• oC

> 60°

0°

¿:_

60°

el:. > 60°

66.5 175 -85oC/60 90 90•"'/3 .110 90

108.5 230- 5oC. /3 90 130 • 5 /12 155 130

e:

"C

Pf-

e: "C .J:J

p

...tij = ESPACIAMIENTO ..e = ANGULO FORMADO POR LA DIRECCION DE LA CARGA Y LA FIBRA DE LA MADERA

Abe =DISTANCIA Al BOROE CARGADO bcp = DISTANCIA AL BOROE CARGADO MED()O EN LA DIRt:CCION PARALELA A LA FIBRA

A bdp: DISTANCIA Al BOOE OESCARGAOO HEDIDO EN LA DIRECCION PARALELA A LA FIBRA O = OIAMETRO DEL CONECTOR

= At«;ULO FORMADO POR LA LINEA lll UNE EL CENTRO DE CONECTCRS (2) Y LA FIBRA DE LA MADERA

A bcn: DISTAl«:lA Al B()!DE CARGADO MEOCO EN DIRECCION NORHAL A LA FIBRA 4bdn = DISTANCIA Al O€SCARGAOO l"lDttO fN DII*:CCION NOOHAl A LA FIBRA

(Fig. 104)

UNIONES CON CONECTORES DE ANILLO

Exi ste una gran diversidad de conectores de anillo: lisos, dentados unilaterales, dentados bilate- ral es, etc. La NCh. 1 198, considera sólo uniones con conectores que tengan la forma de anillo abierto, fa- bricados a partir de tubos metáli- cos rectificados en sus bordes, tal como se muestra en la figura 104. El conector de anillo es un elemento de unión formado por un anillo de acero. un perno y sus respectivas arandelas. Las dimensiones que especifica la actual normativa, son las siguientes:

Conl:.ctor Perno Tamaño mínimo de la arandela

Diá1r. Espesor A lwra Di:im. Diúm. Espesor

Exl.

mm mm mm mm mm mm 66.5 108.5

3,5 19 12 50 4 -L5 25 16 75 5

Para ejecutar la unión es necesario perforar en las maderas el agu- jero que acogerá al perno, el ta- maño de la perforación debe ser mayorada de acuerdo a la indica- ción que aparece en la página 26. un iones con pernos.

(Fig. 105)

Las dimensiones de las ranuras que acogerán los anillos, se muestran en la siguiente tabla:

DIME:-:SIO:'\ DE RAURAS ;\milo <k 66.5 An illo de 108.5

llllll llllll

Di:írn . interior 67.5 110.5 Ancho. mm 4.6 5.3 Prof undidad. mm 9.5 1?.,5

Antes de colocar los conectores, se debe cu id ar que las ranuras es- tén libres de virutas y suciedad. Los espaciamientos mínimos entre conectores, paralela y perpendicular a la fibra. tanto como las distancias a los bordes, aparecen indicadas en las figuras 104 y 105.

29

UNIONES CON ADHESIVOS

Este tipo de uniones en madera no es de aplicación directa en la re- solución de los nudos típicos de una ccrcha. Se utilizan preferen- temente para lograr piezas de madera en longitudes superiores a las habituales, o para lograr madera libre de defectos, otro uso habitual de los adhesivos es la confec- ción de madera laminada. El uso de piezas de madera con uniones dentadas no aparece mencionado en la actual normativa, pero las normas internacionales en general no lo recomiendan, sobre todo si las piezas están solicitadas a trac- ción. Las láminas o !amelas que se utilizan como base para los elementos laminados, se unen en sus extremos mediante distintos sistemas de unión, los que pueden ser confeccionados con ma4uinarias, como los ·'finger-joint'" o uniones enden tada s que se muestran en la fig. 106. o con uniones de tope o biseladas, las que se muestran en laFig.I07.

UNION ENDENTADA CONVENCIONAL

MINI UNION ENDENTADA

UNION ENDENTADA IMPRESA

UNION DE TOPE

UN ION PEINETA

(Fig. 106)

(Fig. 107)

28

ARRIOSTRAMIENTO

RESPUESTAS A SOLICITACIONES EN SENTIDO )(

GENERALIDADES

Las cerchas son empleadas para cubrir espacios de una luz determinada sin apoyos intermedios.Para conformar espacios se hace necesario repetir cada elemento a distancias modu ladas, lo que constituye

TENSORES PARA CONSTRUCCIONES MENORES

ARRIOSTRAMIENTO I'HERMEOIO PARA LONGITUDES SOBRE

30m.

AMARRAS SOBRE VARIOS TRAMOS ENTRE VIGAS PARA CONSTRUCCIONES MAYORES

el sistema estructura l primario. Los elementos que conforman el soporte directo de la cubierta: las costa-

ELEMEC\ TOS VERTICAL ES ARRIOS TRAOOS

RESPUESTAS A SOLICITACIONES EN SENTIDO l'

neras. correas o entablado son el sistema estructural secundario y el conjunto de piezas necesarias para el arriostramiento de toda la cons- trucción, viene a constituirse en el sistema terciario. La finalidad del arriostram iento es evitar el volcamiento o deformación lateral del conjunto, para lo cual es

TE SORES PARA GALPONES MENORES

(Fig. 108)

EN CRUZ

ARRIOSTRAMIENTO CON .TENSOR CON FORMA DE PARABOLA INFLUEt«:IA DE LAS COSTAt.ERAS PARA CONSTRUCCIONES MAYORES

DIAGONAL EN AMBOS SENTIDOS

necesario conducir estas cargas. generalmente horizontales o inclinadas, como el viento o los sismos, por medio de este sistema estructural terciario. desde el punto de apli- cación de la carga hasta el suelo. Por tanto es importan te entender el arrío tramiento como un sistema que forma parte de la totalidad de la construcción y que el arriostramiento de las cerchas debe conti- nuarse en las paredes o pilares verticales que las soportan. Las Figs. 1 08 y 109 muestran diferentes formas de aniostrar un conjunto de cerchas en el plano de la techumbre.Estas proposiciones par- ten de la base que el sistema secundario o sea las costaneras o el entablado de cubierta ayudan a transmi-

(Fig. 109)

30.

DIAGONAL EN UN SENTIDO TENSADO

EN "K''

tir estos esf uerzos a las zonas arriostradas, en este sentido es recomendable que las costaneras vayan encastradas en la parte superior de las cerchas o sean afianzadas por conectores metáli cos que legaran- ticen suficiente rigidez a las uniones. Cuando las cerchas están colocadas a una distanci a menor de 1.20 m, es

29

- posible arriostrar el conjunto con placas de contrachapado o por medio de un entablado de 20 a 5 mm de espesor. Es recomendable colocar este entablado en diagonal y en lo posible doble con direcciones en- contradas. El arriostranuento en el plano de l a cubierta debe configurarse de tal manera que permita tomar cargas horizontales en las dos direcciones principales de la estructura . Este último sistema es especialmente importante en construcciones de gran longitud. Además de estos dos ejes, se requiere evitar el volcamiento, especialmente en cerchas de gran al tura, para lo cual es necesario colocar crucetas en el plano verr i cal entre la cumbrera y los tensores de las cerchas veci nas. En general es conveniente afianzar el sistema de arriostramiento y la estructura soportante por medio de uniones pensadas para transmitir cargas de tracción y de compren- sión, ya que la dirección de las acciones d l viento y de sismos son impredecibles. En las Figs. 111 a J 16 se muestran difererJtes formas de unir las barras arriostrantes con los pares de las cerchas. Las soluciones propuestas son en base a clavado o por medio de herrajes especialmente diseña- dos. El menos adecuado y, por tan- to, sólo recomem.luble para estructuras menores, es el de la Fig. 112

(Fig. 111)

SISTEMA DE ARRIOSTRAMIENTO

(Fig.110) (Fig_. 112)

debido a que la barra arriostrante va afianzada al par por encima. En el caso de los herrajes metálicos, siempre es recomendable que estos queden recubiertos con madera por sus costados como lo mties.trun las Figs. 1 15 y 116 protegiendo·el metal contra la acCión directa del fuego. También es posible usar huinchas metálicas para arriostrar una estructura en el plano de la cubierta. Ge- neralmente, y debido a las seccio nes del metaL estas sólo trabaJan a la tracción, motivo por el cual se deben colocar en forma de crucetas.

(Fig. 113)

(Fig. 115)

'--r--

(Fig. 114)

(Fig. 116)

Natterer, Herzog, Volz

Norma Chilena Oficial NCh. 1198. Of. 91 Chambers's

Junta del Acuerdo de Cartagena Diego Díaz Puertas

Instituto Forestal

Ruske, Wo1fgang

Ruske, Wolfgang

Küttinger, Georg

BIBLIOGRAFIA

Holzbau Atlas Zwei, Institut für Internationale Architektur- Dokumentation. München, 1991. Instituto Nacional de Normalización, 1991. Diccionario Tecnológico, Ediciones Omega, S.A. Barcelona, 1964. Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino, 1984. Introducción a las estructuras de los edificios Ediciones Summa, 1979. Manual de Construcciones en madera. División Industrias Santiago-Chile, 1991 Holzhauser im Detail Weka Verlag, 1986. Neue Holzhauser im Detail Wcka Fachverlag, 1989. Holzbau Konstruktionen, Institut für Internationale Architektur-Dokumentation München, 1984.

32 31

EDIFICACION

EN

MADERA

SISTEMA POSTE Y VIGA UNIONES

1]1] ISSN 0716 - 5536

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UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO

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Pág.

Introducción................. ....................... ............................................... 3 Sistema Poste y Viga ........................................................................ 4 Sistema Pilar y Viga .......................................................................... 5 Clasificación ...................................................................................... 6 Viga sobre Pilar.......................................... ....................................... 7 Viga sobre Pilar en dos pisos................................................ ............ 11 Vigas de tope al Pilar ........................................................................ 13 Doble Pilar......................................................................................... 15 Doble viar .......................................................................................... 17 Apoyos.. ........................................ .................................................... 19 Arr iostramiento ..... ............................................................................ 23 Bibliografía ........................................................................................ 25

UNIVERSIDAD DEL 810-810 AUTORES DEL PRESENTE NUl\1ERO: Ricardo Hempel Holzapfel y M . Ceci l ia Pob l ete Arredondo, Arquitectos. COLABORADORES: Claudia Hempel Maack , Arquitecto. COMITE ASESOR: Ricardo Hempel, M. Cecilia Poblete, Gerarclo Saelzer, Gerardo Yalverde, Arquitectos. DIRECTOR: Arqu itecto Gerardo Saelzer Fuica, Director Centro de Desarrollo en Arq uitectu ra y Construcción.

2

INTRODUCCION El folleto correspondiente a sistemas estructu rales en madera, propuso una primera clasificación de las tipologías, subdiv idiéndolas en estructura s mayores y estructuras menores. Posteriormente se han abor- dado los sistemas mayores planares. vigas y cerchas. La clasif icación de las estructuras menores, incluye tres sub sistemas: tabique lleno, de pl acas y de entramados. Es en este último grupo que encontramos la tipología de poste-viga y de pilar-viga. Para conformar estos sistemas, se requi eren vari os elementos de madera que van entrelazados entre sí, por tanto se requiere ensamblar elementos en los más diversos ángulos. En l a mayoría de los casos es precisamente la resolución adecuada de estas uniones la que caracteriza la calidad de la construcción. Cada forma de uni ón corresponde a ciertas ex i gen- cias específ icas y es así como se pueden diferenciar l as uniones a ni vel de entrepiso, de cubi erta, con las fundaciones, con los elementos an·iostrantes, etc. En muchos casos, la buena resolución del encu entro entre piezas, da un sello propio a la estructura. En la mueblería generalmente las unione s se resuelven ensamblando madera con madera, en la construcción esto sólo es posible en un iones que transmiten esfuerzos a la compresión. La mayoría de las uniones estructurales deben ser resue ltas empleando herrajes metál icos o conectores especiales . Según l a relación de esfuerzos entre las piezas deberá elegirse el sistema más adecuado, cuidando que las dimensiones de l os elementos de transmisión, generalment e metáli- cos, estén en una relación adecuada a la sección de los elementos de madera. En muchos casos, y especialmente en el sistema de poste y viga, estas uniones quedan a la vista y van formando parte del espacio.

(Fig.l)

(Fig.2)

3

SISTEMA POSTE Y VIGA Para una mayor claridad en la clasificación de los sistemas constructivos, es conveniente diferenciar las estructuras empotradas en la base con las que van unida s por medio de rótu las. Por este motivo distinguimos un sistema de viga y poste empotrado y un sistema de viga y pilar rotulado . Ambos sólo se diferencian en la forma en que se relacionan con su base de apoyo y permi ten, por este motivo, soluci onar en forma diferente el sistema de arriostramiento del conjunto. EL SISTEMA DE POSTE Y VIGA requiere de una unión rígida en su base, lo que generalmente sólo es posible lograr por med i o del empotrami ento de los pilares. Esto implica que las piezas sean resistentes a la humedad, debido a que la solución norm al está constituida por un cimiento puntual de hormigón en el cual se inserta el pilar. La madera es afectada por la pudrición cuando está en contacto con humedad y con el aire. Por esto, los elementos empotrado s son fácilmente atacados por hongos y otros depredadores en los puntos en que están en contacto con estos dos elementos, o sea en el sector en que emerge del empotramiento. La profundidad del empotramiento estará en relación a la altum del pilar y a la carga que estará soportando, siendo 0.80 m el mínimo recomendable para estructuras livianas. La ventaja de este sistema es que los arriostramientos que deben insertarse en los planos verticales en el conjunto estructural, se pueden reducir sustanci almente. Es necesario para lograr esto, que los planos horizontales, entramados de entrepiso y de techumbre, tengan la rigidez suficiente para transmitir en forma uniforme los esfuerzos horizontales a todos los pilares.

1 1!1

11¡[

EMPOTRAMIENTO

EMPOTRAMIENTO

(Fig.3)

4

SISTEMA PILAR Y VIGA

En general, las uniones entre dos piezas de madera, ya sea directamente entre ellas o por medio de un herraje metálico, se conciben desde el punto de vista estructural como uniones rotuladas. Este hecho significa que en las estructuras ortogonales. como son por lo general las de las edificaciones, se debe introducir elementos diagonales o diafragmas rígidos para lograr su estabilidad frente a las solicitaciones de vientos, sismos u otro tipo de fuerza lateral. La característica del SISTEMA DE PILAR Y VIGA es precisamente que la unión del conjunto estructural con su base de sustentación es por medio de una rótula. Esta consiste generalmente de un herraje metálico y se detallan variados ejemplos en el capítulo referido a los apoyos. Un factor importante de tomar en cuenta en el diseño de estos herrajes, cuando los pilares se encuentran expuestos a la intemperie, es evitar el contacto directo de la madera con la base húmeda. Es recomendable que la madera quede por lo menos a 0.20 m sobre el nivel del terreno. También debe evitarse el contacto de la madera con el metal en la superficie inferior de la base de apoyo, sector donde por condensación se acumula humedad, ya que esta penetra con facilidad en la madera en el sentido de la fibra, o sea, en el sentido longitudinal. En estos puntos es recomendable interponer varias capas de fieltro embreado entre la madera y el herraje metálico. En este sistema no sólo deben resolverse adecuadamente los encuentros entre pilares y vigas, sino que también es importante el anclaje de diagonal es y diafragmas. Estas pueden ser de madera como también de metal. En este último caso generalmente se usa fierro redondo, que sólo trabaja a la tracción, motivo por el cual deben colocarse diagonales en cruz.

EMPOTRAMIENTO

EMPOTRAMIENTO

(Fig.4)

5

1 CLASIFICACION

(Fig.S)

(Fig.6)

(Fig.7)

(Fig.8)

Una posible clasificación de estos sistemas constructivos es considerando la forma en que se unen los pilares y las vigas.

Viga sobre pilar (Fig. 5). Es usual en edificaciones de un piso y especialmente en pérgolas y parrones. Las cargas en este sistema se transmiten por el simple apoyo de la viga sobre el pilar, o sea por compresión.

Viga sobre pilar en dos pisos (Fig. 6). En este caso el pilar del segundo piso debe transmitir por compre- sión la carga al pilar del primer piso . Esto debe efectuarse sin producir un aplastamiento de la viga que se interpone . Es recomenda - ble lograr un apoyo directo de los pilares entre sí.

Vigas de tope al pilar (Fig. 7). El pilar es en este sistema, continuo y todas las vigas rematan de tope a él. Para solucionar este tipo de nudo, se requiere, para gene-

(Fig.9)

rar en el pilar el apoyo suficiente para soportar la viga, de un herraje metálico o, en estructuras livianas, de un suple de madera. Este siste- tlla es especialmente adecuado para la prefabricación, debido a que todas las vigas tienen un mismo largo y convergen en el pilar a una misma altura. Muchos herrajes para este tipo de unión son pensados para un fácil montaje y también para ser fácilmente desarmables .

Doble viga (Fig. 8). Es el sistema más usado y consiste en duplicar las vigas y abrazar el pilar por ambos lados. Las soluciones para transmisión de cargas y unión de los elementos son diversas, siendo el uso de pernos y conectores de anillo las formas normales. Estos deben ser calculados tanto en la carga que soportan como en su sección, para evitar aplastamiento de la madera.

Doble pilar (Fig. 9). La viga va cazada entre dos o más pilares . En este sistema, a pesar que la carga vertical es distribuida entre vcu·ios pilares, no es recomendable disminuir la sección de los pilares proporcionalmente a las cargas, debido a posibles pandeas y a la poca resistencia al fuego de elementos demasiado esbeltos.

6

VIGA SOBRE PILAR A

Este sistema sólo es aplicable en edificaciones de un piso de altura y tiene la ventaja de que la viga se apoya en toda la sección del pilar. De este modo toda la carga se transmite por simple compresión y sólo debe calcularse el posible aplastamiento que podría producir la fibra longitudi nal del pilar en la fibra perpendicular a la carga de la viga. La madera tiene menor res istencia a cargas aplicadas perpendicul armente a la fibra, que a cargas aplicad as en el sentido longitudinal a ella, por esta razón se hace necesario en al.gunos casos aumentar la superficie de apoyo de la v iga, agregándole piezas laterales al pilar. La unión generalmente se h ace por simple clavado, debiendo precaverse solamente el volcamiento de la viga y su deformación lateral por variab ilidad dimensional de la madera. El sistema es muy usado para la confección de pérgolas y de parrones.Al dimensionar las vigas es necesario tomar en cuenta la carga que significará en el futuro el peso de las plantaciones que se pretende cubran estas estructuras. En el caso de estructuras expuestas a la intem perie es recomendable que todos Jos herrajes sean galvanizados y los pernos sean recubiertos con tarugos de madera. De esta forma se evitan las manchas de óxido en la madera.

Un suple lateral por ambos lados, que puede ser de madera aserrada o de contrachapado, une pilar y viga. Esta pieza va clavada y debiera cubrir al pilar en un a dimen- sión igual a la altura de la viga . Alto placa= 2 h viga (Fig. lO).

Al producirse una unión de tope de dos vigas sobre el apoyo, es necesario reforzar la unión por medio de suples laterales cuyo largo sea igual o superior a 4 h de la v iga. Los suples pu eden ser de madera aserrada o de algún tipo de placa y van clavados por ambos lados (Fig. 11).

(Fig.lO)

(Fig.ll)

7

(Fig.l2)

(Fig.13)

(Fig.14)

Un método tradicional para aumentar la superficie de apoyo, es colocar suples paralelos a la viga y por debajo de ella. Se usan clavos o pernos para afianzar los suples. Esta mayor superficie permi - te resolver adecuadamente una unión de vigas de tope, Jo que normalmente ocurre debido al largo tradicional de la madera (Fig. 12).

El uso de diagonales es menos frecuente, debido a que se requiere resolver las uniones de los extremos de las diagonales por medio de ensambl es o pernos inclinados. Estos son difíciles de ejecutar con precisión en obra. Se simplifica ]a solución si se ponen topes de madera clavados, tanto en el pilar como en la v iga (Fig. 13).

La tradicional unión de caja y espiga debe realizarse con maquina - rias para lograr un buen ensamble. La espiga no debiera atravesar la viga en su totalidad , menos aún si la estructura queda a la intemperie, debido a que la humedad penetra con facilidad en el sentido longitudinal de la fibra en la espiga (Fig. 14).

8

Esta unión metálica permite que el ancho del pilar y de la viga sean diferentes. La parte triangular superior del herraje puede tener otra forma. El afianzamiento puede ser por medio de clavos, tornillos o pernos (Fig. 15).

La unión planteada en base a una pletina o un perfil U evita el volcamiento de la viga. Estos herrajes deben ser galvanizados para evitar su oxidación y el con- siguiente manchado de la madera. El perfil U da mayor resisten - cia lateral (Fig. 16).

Al insertar el herraje en las piezas de madera, se logra protegerlo contra el calor en caso de un incendio y además de la fácil oxida- ción. También se destaca en este caso la pureza de la unión al no quedar ningún elemento metálico a la vista (Fig. 17).

(Fig.lS)

(Fig.16)

(Fig.17)

9

(Fig.l8)

(Fig.19)

(Fig.20)

CON TrV\CHAPADO

En los remates laterales del sistema de viga sobré pilar, las uniones se pueden resolver por medio de un perfil T inserto en la parte posterior. En estructuras para edificaciones, el revestimiento recubrirá la unión y sólo se apre- ciarán las cabezas de los dos pernos, uno en la viga y el otro en el pilar (Fig. 18).

Según los esfuerzos a transmitir, el perfil puede ser de diferente ancho y además complementarse con una placa metálica de apoyo de la viga. Al tener revestimiento exterior, todo el herraje quedará recubierto de madera, protegién- dolo contra el calor excesivo en caso de incendio (Fig. 19).

Una unión fácil de realizar es insertando una placa de contrachapado. Para lo cual sólo se requiere hacer una ranura del ancho del elemento inserto en el término del pilar y la viga. La placa queda totalmente recubierta con la madera de los elementos estructurales (Fig. 20) .

10

VIGA SOBRE PILAR EN DOS PISOS 8

Este tipo de un ión es bastante frecuente en la construcción ya que corresponde a la forma tradicional de construir, esto es, colocando una pieza estructural sobre l a otra y resolviendo los nudos por medio de ensam- ·. bles de madera a madera; en este caso por unión de caj a y espi ga. En mu chos casos basta con montar los elementos en la forma antes nombrada y sin requerirse piezas especiales. Todos los elementos secundari os, como son las cadenetas, las vigas secundarias y las de piso, constituyen un sistema que garanti za una buena unión entre la v iga y el pilar y permi te la transmisión de cargas. En sistemas estructurales más simples es necesar io reforzar lateralmente este tipo de unión. La función de estos suples es la de asegurar el posible despl azamiento de la v iga o del pi lar superior y la de tran smitir en forma más directa la carga del p ilar superior al pilar i nferior, sin sobrecargar a la viga . De esta manera se reduce en la viga la presión perpend icular a la fibra en el apoyo de los pilare s, superior e inferior, evitando el posible aplastamiento de ésta.

En estructuras menores basta su- plir l ateral mente con piezas de madera aserrada o de placas, clavadas a los elementos a unir. Es- tas placas deberán tener una altura míni ma igual al alto de la vi ga y tam bién un mínimo de cuatro clavos (Fig. 2 1).

Los herrajes metálicos de unión pueden tener diferentes formas y largos, siendo los m ás usados l as pletinas. El espesor deberá deter- m inarse de acuerdo con el tama- ño de los elementos a u n ir, siendo el espesor mínimo recomendado por l as normas, 2 mm. El herraje debe ser galvan izado. afianzado con pernos (Fig. 22).

(Fig.21)

PLETINA

(Fig.22)

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(Fig.23)

(Fig.24)

(Fig.25)

Cuando los pilares tienen un ancho mayor que la viga, se pueden insertar estas en rebajes y realiza- dos en los extremos de los pilares. La ven taja de este tipo de unión es que parte de l as cargas se transmiten directamente de pilar superior al pilar inferior. Las lenguetas de los pilares deben tener un espesor suficiente para que no se resquebrajen al ser clavadas. Es conveniente preperforar (Fig. 23).

Una unión insertando la viga, sólo es posible cuando el costado del pilar es el doble del ancho de la viga. Hay un buen afianzamiento de la viga al pilar y una excelente transmisión de carga. Este tipo de construcción requiere pilares que tengan el alto total de dos niveles (Fig. 24).

En estructuras mayores es conveniente dejar los herrajes in sertos en la madera , mejorando el aspec- to de la unión y protegiéndolo contra el calor en un posible incendio. El af ianzamiento debe hacerse por medio de pernos, cuyas cabezas pueden ser recubiertas por medio de tarugos (Fig. 25).

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VIGAS DE TOPE AL PILAR e

Una de las condiciones que se requieren en sistemas de edificaciones prefabricadas, es que todos los paramentos verticales tengan una misma altura. Esto se logra cuando las vigas maestras y las vigas secundarias o de piso llegan a una misma altura a los pilares. Por este motivo este sistema de vigas de tope al pilar, es especialmente recomendable para procesos de prefabricación . Estas uniones sólo son posibles por medio de elementos intermedios, suples o herrajes, ya que las vigas no tienen posibilidad de apoyo directo en el pilar. Por otro lado se pueden lograr construcciones muy flex ibles, desde el pu nto de visto de su montaje y también dada su posibi lidad de ser desarmados posteriormente, siempre que se diseñen adecuada mente los mecani smos de unión. Las uniones de tope al pilar pueden ser la base para diseñar un sistema constructivo prefabricado que consta de pilares estándar, vigas estándar y paneles verticales tipológicos, además de los paneles de piso y de cielo.

La unión con suples es simple, pero generalmente de aspecto recargado. Los suples van clavados al pilar y deben ofrecer una superficie sufici ente de apoyo a las vigas. El afianzamiento de las vigas sólo es posible efectuar por medio de clavos l anceros (Fig. 26).

En este tipo de unión sólo queda- rá a la v ista el apoyo metálico. La placa vertical queda inserta en la madera . El sistema se afianza por medio de torni llos al pilar. La viga se apoya en l a base de la placa y se afianza por un perno horizontal que une la v iga a la placa me- tálica inserta en ella (Fig. 27).

(Fig.27)

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(Fig.26)

(Fig.30)

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(Fig.28)

(Fig.29)

El herraje más usual para afianzar vigas es u n elemento metá lico que da apoyo i nferior y lateral a la viga . Debe tener el ancho exacto de las vigas y el espesor del metal, al igual que el ancho y largo dependerá de las secciones y de las solicitaciones de la estructura (Fig. 28).

Para poder m·mar y desarmar fá- cilmente las estructuras, es necesario que la unión se resuelva por medio de un sistema de enganche de las vigas en el pi lar. Es posible diseñar múltiples formas de herraje. Este tipo de herrajes son más complejos, pero estéticamen- te más atractivos (Fig . 29).

Placas metálica s, posiblemente aluminio u otras aleaciones inoxidables, insertas en los extremos de las vigas y su negativo inserto en los pilares, permiten lograr uniones en las que los elementos me- tálicos son invisibles (Fig. 30).

(Fig.27)

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DOBLE PILAR D

Este sistema se caracteriza por distribui r la carga vertical, proven iente de la viga principal, entre dos o más pilares. Esto permite reducir la sección de cada uno de ellos, lo que en grandes estructuras puede ser importante para poder llegar a dimensiones adecuada s para mad era asenada o laminada, según sea el caso. En estructuras menores esto es problemáti co, debido a que los pilares comienzan a defonnarse por pandeo, cuando su sección es demasiado esbelta. Para poder reducir el efecto del pand eo, es recomendable que la sección de los pilares sea cuadrada o muy cercana al cuadrado, o en su defecto un ir los dos pilares cada 0.30 m a 0.60 m por medio de suples interca lados entre ellos y afianzados por medio de pernos que unan ambos pilares y trabajen como una unidad. Las vigas van intercaladas entre los pilares y pueden apoyarse en piezas metálica s o de madera que van entre los pilares que permiten aumentar el número de pernos, clavos o pasadores que transmitirán la carga de la viga a los pi lares.

La colocación de un taco debajo de la viga permHe el empleo de un mayor núm ero de pernos, evitatándose de esta manera la deformación de los pernos por sobrecarga o el aplastamiento de la madera por carga perpendicular a la fibra en la viga. En esta solu- ción es recomendable el uso de conectores de anillo inserto en la viga y los pilares (Fig. 31).

Al apoyar la viga en rebajes efec- tuad os en los pilares, se logra una buena transmisión de carga. El rebaje debe ser muy ajustado. ya que se supone que el pi lar en la parte superior de la viga. Variaciones dimen sionales significativas por el uso de madera verde, puede debilitar este tipo de unión (Fig. 32).

(Fig.31)

(Fig.32)

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------ --

(Fig.33)

(Fig.34)

Al diseña r un apoyo metálico en U, es con ven iente que toda la carga se transmita por medio de los pernos que atraviesan este elemento. El perno superior tiene por única finalidad afianzar la viga y la perforación en la viga debiera ser alargada verti cal pa ra garantizar el apoyo de ésta sobre el metal aunque haya disminuido su sección al secarse (Fig. 33).

Para aumentar la superficie de apoyo. y especialmente cuando deben unirse dos vigas de tope en este punto, con v iene diseñar el apoyo metálico en la forma indicada.También en este caso los pernos que atraviesan el soporte metálico deben tomar las cargas de la viga (Fig. 34).

El aumentar el número de pilares se justifica cuando convergen al nudo cuatro vigas en un mi smo nivel y cada una requiere apoyo en los pilares. En ellos se entrecruzarán pernos en ambos sentidos, debiéndose respetar los distanciamientos establecidos por norma (Fig. 35).

(Fig.35)

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--

DOBLE VIGA E El sistema de doble v iga es el de más frecuente uso en la edificación, por proveer de apoyo a ambos lados del pilar para envigados secundar ios, entablados de piso o placas rigidizantes horizontales del sistema estructu - ral. Además permite reducir la superficie de sobrecarga a la mitad en cada viga, lográndose vigas maestras de dimension es comerciales . El inconveniente, como en otras soluciones, es que la transm isión de cargas debe efectuarse por medio de algún elemento secundario y no por apoyo di recto en el pilar, excepto cuando es posible rebajarlo reduciendo su sección. En estructuras livianas este tipo de nud o se puede resolver con el empleo de clavos, pernos y una mejor solución es el uso de pernos con conectores de anillo que aumentan considerablemente l a superfici e de apoyo. En general los herrajes son simples y cumplen la función de darle una superficie ele apoyo a las vigas.

-- --- .... El uso de suples de madera es fre-

--- -- -:::-------- ,.._

dimensión ele la pieza de apoyo de

-.._ -.

--- -

cuente en uniones cl avadas . La ----.... -- -------.

madera dependerá del número de clavos que se requieren para la transmisión de la carga (Fig . 36).

Los ángulos metálicos laterales permiten un buen apoyo de las vigas . Las perforaciones para los pernos en las placas metálicas deben efectuarse con mucha preci- sión, para poder calzarlos . Las vi-

gas van afianzadas por debajo por medio de tornillos (Fig. 37).

(Fig.36)

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(Fig.37) -- ---- .

--

(Fig.35)

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(Fig.38)

(Fig.39)

El rebaje en el pilar permite un apoyo de las vigas, pero generalmente es insuficiente por la poca superficie de éste y el posible aplastamiento de las vigas que podría generarse. Debe complementarse con pernos y conectores de anillos que afiancen las vigas al pilar asegurando la transmisión de las cargas por corte (Fig. 38).

El uso de apoyos frontales permite el distanciamiento de los apoyos y resuelve adecuadamente una unión de vigas de tope en este pun- to. Estas van atornilladas o apernadas por debajo (Fig. 39).

Incrustar ángulos laterales en el pilar puede solucionar en estructuras livianas la transmisión de cargas por simple apoyo. Los pernos en ese caso sólo cumplen la función de mantener las vigas ape- gadas al pilar (Fig. 40).

(Fig.40)

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APOYOS F En una estructura, diseñada adecuadamente para resistir las cargas horizontales, los pilares debieran transmitir solamente cargas verticales de compresión. Esto en muchos casos no es así, por lo que la solución del apoyo debe considerar la transmisión de carga vert ical y absorber los posibles esfuerzos laterales proven ien- tes de vientos y sismos. En un sistema de pilar y viga, gran cantidad de pilares est<:ln al interior de la ed ificación y sólo algunos expuestos a la intemperie. Estos últimos requieren de un cuidadoso diseño, cuya solución evite el contacto directo de la madera con la humedad y también el contacto del metal con la madera en la parte inferior, o sea en el sentido de la fibra de la madera. Todos los herrajes de los apoyos requieren de uno o varios elementos de anclaje que irán embut idos en la base de hormigón. Su dimensión y profundidad deberá someterse a cálculo. Por su estrecho contacto con el hormigón y con el subsuelo es necesario que estos herrajes sean de acero galvanizado o de acero inoxidable, especialmente si van insertados en la madera.

La solución m.ás simple es en base a dos pletinas empotradas que de- berán tener el espesor suficiente para evi tar el pandeo de ellas. La madera separada de la base per- m i te una buena aireación de ella (Fig. 41).

Una solución frecuente es dejar insertado en la base una placa de fierro sobre la cual posteriormen - te se soldará o atornillará el elemento que permitirá la unión con el pi lar. Este puede ser un ángulo o placas laterales (Fig. 42).

(Fig.41)

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(Fig.43)

(Fig.44)

¡1 1 1

(Fig.45)

Una solución atractiva a la vista y especialmente adecuada para espacios interiores, es insertar un fierro Ten la base de la madera. Este herraje queda cubierto por la madera y lo único que se aprecia son las cabezas de los pernos. Estos pueden ser recubiertos por tarugos de madera (Fig. 43).

El apoyo más usado está constituido por un fierro en U al que van soldadas patas de anclaje por la parte inferior. Es recomendable que la transmisión de carga se efectúe solamente por medio de los pernos, dejando separada la madera en su base para permitir su aireación (Fig. 44).

También se puede lograr una unión retapada, insertando un tubo en la base del pilar. Se debe procurar que la madera se apoye solamente en este perfil tubular y mantener separada la madera de la base metálica, para evitar el contacto de ésta con la humedad. Un perno que atraviesa el tubo y la madera evitará el levantamiento del pilar (Fig. 45).

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El uso de perfiles canales por ambos l ados asegura el posible des- plazami ento lateral del pilar. Es recomendable insertarlos en la madera pa ra ev itar ángulos expuestos que pueden producir daño a las personas. Los perfiles deben quedar insertos en el horm igón, por lo que deben tomarse las precauciones para que queden perfectamente alineados (Fig. 46).

En estructuras de mayor dimen- sión se requiere de apoyos más robu stos que abracen al pi lar y le afiancen en todas las direcciones. También en esta solución se recomienda que las cargas verti cales se tran smitan al ten·eno por medio de los pernos, dejando la madera separada en su base (Fig. 47).

Esta solución ut iliza un tubo redondo o cuadrado que va anclado en el hormigón. Sobre él lleva una pletina que es la base de apoyo del pilar. La conexión con éste puede hacerse introdu ciendo un f ierro redondo en la madera, lo que garanti za un apoyo desmontable (Fig. 48).

(Fig.46)

(Fig.47)

(Fig.48)

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(Fig.49)

El empleo de canales metálicas por ambos lados impide el desplazamiento lateral del pilar. Si el empalme entre madera y fierro en esta unión es de un largo superior a los 0,50 m (medida variable según el alto del pi l ar y la carga que soporta), puede considerarse ésta como un empotramiento para los efectos del cálculo estructural (Fig. 49).

(Fig.SO)

TUBO ACERO

PLETINA

(Fig.Sl)

[J lJ

Al usar canales metálicas abra- zando el pilar se puede, rebajando la madera en la parte inferior, lograr apoyar el pilar sobre el borde de las canales. La transmisión de carga se hará por apoyo directo del pi lar en el herraje y por medio de los pernos. La madera deberá quedar separada del hormigón del cimiento (Fig. 50).

La placa de unión va inserta en la madera y el pilar tiene apoyo en la placa horizontal. Es una solución muy clara y lo único que queda visible es el tubo de apoyo. Los pernos pueden ir retapados por tarugos de madera (Fig. 51).

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ARRIOSTRAMIENTO G

Para asegurar la estabilidad del sistema pilar y viga, frente a solicitaciones como sismo y v iento, es necesario arriostrar la estructura. Arriostrar es sinónimo de rigidizar, y este proceso debe abarcar todos los planos de una construcción, el plano inclinado de cubierta, el plano horizontal del entrepiso y los planos verticales. Esto se logra por medio de diafragmas diagonales que se interca lan entre pilares y vigas, o rigidizando los nudos , solución que es más complicada en madera que en otros materiales. La disposición de estos elementos rigidizantes se debe ubicar en la forma más simétrica posible para evitar el fenómeno de torsión en planta. El número de diagonales y diafragmas debe ser respaldada por el cálculo estructural.

En el caso de emplear placas , estas van clavadas, apernadas o unidas por placas metálicas conectoras o pernos a los pilares y vigas, no generándose uniones de difícil solución. Los dia!'ragmas pueden estar conformadas por un bastidor de madera forrado con elementos rígidos, como placas de contrachapado, entablado machihembr ado diagonal o placas de madera aglomerada hidrorresi stente. La diagonales pueden ser de madera (resisten esfuerzos en ambas direcciones), barras metálicas (resisten esfuerzos sólo de tracción) y ángulos o tubos metálicos (resisten esfuerzos de tracción y compresión) y sus uniones con la estructura son aún más complejas y deben resolver la transmisión de cargas horizontales hasta el terreno de fundación.

(Fig.S2)

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(Fig.53)

(Fig.54)

(Fig.55)

El triángulo met<.llico colocado por debajo de la viga y el pilar y afianzado a ellas, permite in sertar el tie- rro redondo de la diagonal. Esta se puede tensar al rematar su extremo con hilo, Jo que permite atornillada inserto en el triángulo de fierro (Fig. 53).

Las diagonales están materializadas por fierro redondo soldable, el que va unido m ediante un herraje simple a la viga y al pilar. Eslos herrajes deben ir apernados entre ellos para que soporten en conju nto las solicitaciones de la uni ón. Es conveniente incorporar un tensor para regular la tensión en la barra (Fig. 54).

Este tipo de anclaje, además de servir de apoyo a la d i agonal, conecta las vigas y el pilar por medio de una placa única. Esta va inserta en las vigas y pilares, lo que permite que la diagonal vaya en el eje de la estructura (Fig. 55).

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edificaciÓn en madera cuadernillos ricardo hempel

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