DISEO DE CUBIERTAS Para el diseo decubiertas se debe tomar encuenta primeramente el material a empleary sobre todo el tipo de cercha. En este medio se emplea mucho las cerchas de madera para lo cual se recurre a los criterios de diseo del Pacto Andino. Cargas Sobrecargadevientosobreunelementosuperficial:Elvientoproducesobrecada elementosuperficialdeunaconstruccin,tantoorientadoabarloventocomoasotavento unasobrecargaunitariaP(Kg/m2)enladireccindesunormal,positiva(presin)o negativa (succin), de valor dado por la expresin: Siendowlapresindinmicadelvientoycelcoeficienteelico,positivoparapresino negativoparasuccin,quedependedelaconfiguracindelaconstruccin,delaposicin del elemento y del ngulo a de incidencia del viento en la superficie. -Presindinmicadelviento:elvientodevelocidadv(m/s)produceunapresin dinmica w (kg/cm2) en los puntos donde su velocidad se anula, de valor:

Donde: C: Coeficiente elico dado en tablas o por frmulas v : Velocidad del viento en funcin a la alturaPresin dinmica del viento Altura de coronacin del edificio sobreelterrenoenm.cuandola situacin topogrfica es: Velocidad del viento v Presin dinmicaw kg/m2 NormalExpuestam/skm/h De 0 a 10-2810250 De 11 a 30-3412575 De 31 a 100De 0 a 3040144100 Mayor de 100De 31 a 10045161125 -Mayor de 10049176150 Fuente: Pedro Jimnez Montoya "Hormign Armado" (12 Edicin) |.|

\|=2216 mKgf vC PCoeficiente elico de sobrecarga local en una construccin cerrada Situacin ngulode incidencia Coeficiente elico en: Superficies planasSuperficies curvas rugosas Superficiescurvasmuy lisas Abarlovento c1 Asotavento c2 Abarlovento c3 Asotavento c4 Abarlovento c3 Asotavento c4 En remanso 90 - 0+ 0,8-0,4+ 0,8-0,4+ 0,8-0,4 En corriente 90+ 0,8-0,4+ 0,8-0,4+ 0,8-0,4 80+ 0,8-0,4+ 0,8-0,4+ 0,8-0,4 70+ 0,8-0,4+ 0,8-0,4+ 0,4-0,4 60+ 0,8-0,4+ 0,4-0,40-0,4 50+ 0,6-0,40-0,4-0,4-0,4 40+ 0,4-0,4-0,4-0,4-0,8-0,4 30+ 0,2-0,4-0,8-0,4-1,2-0,4 200-0,4-0,8-0,4-1,6-2,0 10-0,2-0,4-0,8-0,4-2,0-2,0 0-0,4-0,4-0,4-0,4-2,0-2,0 Fuente: Pedro Jimnez Montoya "Hormign Armado" (12 Edicin) Valores intermedios pueden interpolarse linealmente.Tambin se puede emplear la siguiente frmula para determinar el coeficiente elico solo a barlovento: CLASIFICACIN DE LA MADERA.-Segn el Manual de diseo para maderas del grupo andino,lasmaderashansidoagrupadasentresgruposestructurales(grupoA,grupoBy grupo C), en funcin de su resistencia y densidad bsica. SedenominaAalgrupodemaderasdemayorresistencia,BalgrupointermedioyCal grupo de menor resistencia. Las densidades bsicas de las maderas del grupo A estn por lo general en el rango de 0,71 a 0,90, las del grupo B entre 0,56 y 0,70 y las del grupo C entre 0,40 y 0,55. COMERCIALIZACINDELAMADERA.-Debidoalprocesodecortessucesivosy cepillado, las piezas de madera experimentan disminuciones progresivas en las dimensiones de su seccin transversal, haciendo diferentes las medidas iniciales denominadas nominales o equivalentes comerciales, y aquellas que finalmente presenta. Lacomercializacindelamaderaserealizaporlogeneralenfuncindelasdimensiones iniciales,oseadelasnominales,yquenicamenteseutilizancomoreferenciaal 4 . 0 sin * 2 . 1 = o Cbcomprador,yaquelasdimensionesresultantessonmenores.Ladiferenciaesoriginada ademsporlasprdidasdecorteycepillado,porlascontraccionesnaturalesdelapieza debidas a la disminucin del contenido de humedad durante el secado. Acontinuacinsepresentauncuadroconlasdimensionesrealesyequivalentes comerciales, cabe hacer notar que las dimensiones reales son las que se usan en el diseo y las que se deben tener al momento de la construccin. DIMENSIONES REALES Y EQUIVALENTES COMERCIALES COMERCIALREALREAIxIyWxWyrxry m3 de madera /metro Peso por metro b x h (pulgadas) b x h (cm) (cm2)(cm4)(cm4)(cm3)(cm3)(cm)(cm)GRUPO A GRUPO B GRUPO C 2 x 24 x 416,021,3321,3310,6710,671,15471,15470,002571,761,601,44 2 x 34 x 6,526,091,5434,6728,1717,331,87641,15470,003872,862,602,34 2 x 44 x 936,0243,0048,0054,0024,002,59811,15470,005173,963,603,24 2 x 64 x 1456,0914,6774,67130,6737,334,04151,15470,007746,165,605,04 2 x 74 x 16,566,01497,3888,00181,5044,004,76311,15470,009047,266,605,94 2 x 84 x 1976,02286,33101,33240,6750,675,48481,15470,010318,367,606,84 2 x 104 x 2496,04608,00128,00384,0064,006,92821,15470,0129110,569,608,64 3 x 36,5 x 6,542,3148,76148,7645,7745,771,87641,87640,005804,644,223,80 3 x 46,5 x 958,5394,88205,9787,7563,382,59811,87640,007746,435,855,26 4 x 49 x 981,0546,75546,75121,50121,502,59812,59810,010318,918,107,29 4 x 69 x 14126,02058,00850,50294,00189,004,04152,59810,0154813,8612,6011,34 4 x 89 x 19171,05144,251154,25541,50256,505,48482,59810,0206518,8117,1015,39 4 x 109 x 24216,010368,001458,00864,00324,006,92822,59810,0257923,7621,6019,44 4 x 129 x 29261,018291,751761,751261,50391,508,37162,59810,0309628,7126,1023,49 6 x 614 x 14196,03201,333201,33457,33457,334,04154,04150,0232221,5619,6017,64 6 x 814 x 19266,08002,174344,67842,33620,675,48484,04150,0309629,2626,6023,94 6 x 1014 x 24336,016128,005488,001344,00784,006,92824,04150,0387036,9633,6030,24 6 x 1214 x 29406,028453,836631,331962,33947,338,37164,04150,0464644,6640,6036,54 FUENTE: MANUAL DE DISEO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO ESFUERZOSADMISIBLES.-Losesfuerzosdediseoquesepresentanacontinuacin sonexclusivamenteaplicablesamaderaestructuralquecumpleensutotalidadconlas condiciones mnimas requeridas. ESFUERZOS ADMISIBLES GRUPOFLEXINTRACCINCOMPRESINCOMPRESINCORTE FmFt IIFc IIFcLFv II (Kg/cm2)(Kg/cm2)(Kg/cm2)(Kg/cm2)(Kg/cm2) A2101451454015 B1501051102812 C1007580158 FUENTE: MANUAL DE DISEO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO MDULODEELASTICIDAD.-SeconsideraelmdulodeelasticidadodeYoung(E) aplicableparaelementosenflexin,traccinocompresinenladireccinparalelaalas fibras. Paracadagruposepresentandosvalores,engeneraldeberutilizarseelindicadocomo Emn.ElvalorEpromediopodrutilizarsesolocuandoexistaunaaccindeconjunto garantizada, como en el caso de viguetas y entablados. MDULO DE ELASTICIDAD GRUPO EmnEpromedio (Kg/cm2)(Kg/cm2) A95000130000 B75000100000 C5500090000 FUENTE: MANUAL DE DISEO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO DEFLEXIONESADMISIBLES.-Lasdeflexionesadmisiblesenvigas,viguetaso entabladosdepisootechodependendelusoalquesedestinelaedificacin.Las deformacionesdebenlimitarseparaquelaestructuraoelementocumplaconsufuncin adecuadamente,paraevitardaosaelementosnoestructuralesyacabados,ascomopara evitar efectos perjudiciales a la estructura misma y a su apariencia. Las deflexiones deben calcularse para los siguientes casos: -Combinacin ms desfavorable de cargas permanentes y sobrecargas de servicio. -Sobrecargas de servicio actuando solas. DEFLEXIONES MXIMAS ADMISIBLES CARGA ACTUANTE Con cielo raso de yesoSin cielo raso de yeso Permanentes + sobrecarga L/300L/250 SobrecargaL/350L/350 FUENTE: MANUAL DE DISEO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO Los valores indicados en la primera columna (con cielo raso de yeso), deben ser utilizados cuando se tengancielos rasos deyeso u otros acabados que pudieran serafectados por las deformaciones; en otros casos deben utilizarse los valores de la segunda columna (sin cielo raso de yeso). L es la luz entre caras de apoyos o la distancia de la cara del apoyo extremo, en el caso de volados. Las deflexiones en vigas deben ser calculadas con el mdulo de elasticidad Emn del grupo de la madera estructural especificado. Para entablados debe utilizarse el Epromedio. Lasdeflexionesenviguetasyelementossimilarespuedentambindeterminarseconel Epromedio,siempreycuandosetenganporlomenoselementossimilares,yseaposibleuna redistribucin de la carga. RECOMENDACIONESCONSTRUCTIVAS.-Engeneralexistendosaspectosa considerareneldimensionamientoinicialdeunacerchaoarmadura:Laformaexterioro contorno, que para una luz determinada se refiere a la altura de la cercha o su pendiente, y la distribucin interna de las barras, que es funcin de su mxima longitud recomendable y la necesidad de su triangulacin para transmitir las cargas a los apoyos. La ubicacin de las correasquerecibenlacoberturainfluyetambinenlaubicacindelosnodosypor consiguiente en el nmero de paos. La forma o contorno exterior depende del tipo de cobertura, las condiciones arquitectnicas de la estructuray de la luz por cubrir. Para evitar en lo posible esfuerzos por flexin de la cuerdasuperioresconvenientelaubicacindelosnudosdirectamentedebajodelas correas.Asimismo,paraevitarelusodeseccionespesadasenestamismacuerda,es recomendable que la longitud de estos elementos no exceda los 2,5 metros. En la siguiente figura se muestran algunas formas ms comunes en armaduras de madera y que tienen un rango de luces econmico desde los 6 a12 metros (estas recomendaciones se refieren principalmente a armaduras ligeras, sin embargo es posibles disear armaduras de maderaparacubrirlucesmayores,haciendousodeotrasconfiguraciones,tiposde elementos y detalles constructivos.) PROPORCIONES Y LUCES RECOMENDABLES EN CERCHAS DE MADERA FUENTE: MANUAL DE DISEO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO PENDIENTE.-La pendiente de una armadura se define como la inclinacin de sus aguas, es decir el ngulo que hace la cobertura con la horizontal. Pendiente = h/L h = altura de la armadura L = longitud del tramo horizontal considerado ESPACIAMIENTO.-Elespaciamientomseconmicodependedelcostorelativodelas armaduras,delascorreasycobertura.Esconvenienteusarelmayorespaciamientoentre armadurasporqueresultaporlogeneral,eneldiseomseconmico.Elincrementoen costo(enlaarmadura)pormayorespaciamientoesmnimocomparadoconelahorropor rea cubierta. Debeutilizarseporlogeneralaquelespaciamientoigualalamximaluzquecubranlas correas ms econmicas. CONFIGURACININTERNA.-Laconfiguracindeloselementosinternosdela armadura debe resultar en paos tales que reduzcan el nmero de nudos. Por otro lado, los nudosdebentambinreducirseaunmnimodebidoalaltocostodemanodeobra involucrado en su fabricacin total. Debe considerarse adems: -Que la esbeltez de los elementos en compresin (cuerdas y diagonales o montantes) nodebeserexcesiva,yaquelacapacidaddecargadisminuyerpidamenteconel incremento de esbeltez. -Quelaflexinenlascuerdassuperiores,debidoacargaseneltramo,nodebeser excesiva ya que el efecto magnificador de la presencia simultnea de la carga axial en la barra la hace ms desfavorable an. -Queelngulointernoentrecuerdasyentrestasylasdiagonalesnoseamuy pequeo,porqueestoresultaenfuerzasmuygrandesenlasrespectivasbarrasy requiere uniones excesivamente reforzadas. Este problema es crtico en las uniones extremas de armaduras a dos aguas. DIMENSIONESTRANSVERSALESMNIMAS.-Lasdimensionesrealessecasdelas secciones de los elementos no deben ser menores de 6,5 cm de peralte y 4 cm de ancho (2 x3),amenosqueseusencuerdasdeelementosmltiples,encuyocasopueden considerase anchos ms pequeos. ESFUERZOSADMISIBLESYMDULODEELASTICIDAD.-Encasodequeel espaciamiento entre armaduras sea de 60 cm o menos, los esfuerzos admisibles pueden ser incrementadosenun10porcientoysepuedeusarelmdulodeelasticidadpromedio (Eprom.), en caso contrario, se considerarn los esfuerzos admisibles sin ningn incremento y el mdulo de elasticidad mnimo (Emn.). TIPO DE CERCHAS A USAR