Estructuras de Madera cercha

8/18/2019 Estructuras de Madera cercha

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ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA ESTRUCTURAS DEMADERA“Mcal. Antonio José de Sucre

INDICE

I. !"JETI#!S...........................................................................................$II. %UNDAMENT! TE&RIC!.......................................................................$

2.1. CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LA MADERA........................................42.1.1. ÁRBOLES DE HOJA CADUCA Y CONÍFERA.........................................................2.1.2. ESTRUCTURA...................................................................................................2.1.3. DENSIDAD.......................................................................................................2.1.4. FIBRA...............................................................................................................2.1.5. NUDOS............................................................................................................2.1.6.CONTENIDO DE HUMEDAD...............................................................................2.1.7. ENJUNTAMIENTO..............................................................................................

2.2. CLASIFICACIÓN DE LAS MADERAS...................................................................2.3. PROPIEDADES DE LAS MADERAS.....................................................................!2.3.1. ALABEO DE LA MADERA..................................................................................2.3.2. PROTECCIÓN CONTRA EL FUE"O...................................................................2.3.3. RESISTENCIA DE LA MADERA.........................................................................

2.3.4. FATI"AS DE TRABAJO EN MADERAS...............................................................2.4. TIPOS DE MADERA.........................................................................................1#2.4.1. ÁLAMO...........................................................................................................2.4.2. AL"ARROBO..................................................................................................2.4.3. ANCHICO.......................................................................................................2.4.4. CANCHARANA................................................................................................2.4.5. CEDRO...........................................................................................................2.4.6. "UATAMB$....................................................................................................2.4.7. INCIENSO.......................................................................................................2.4.. LAPACHO.......................................................................................................2.4.!. LAUREL..........................................................................................................2.4.1# MORA...........................................................................................................2.4.11. NO"AL.........................................................................................................2.4.12. PALO BLANCO..............................................................................................2.4.13. PALO SANTO................................................................................................2.4.14. PARAÍSO......................................................................................................2.4.15. PETERIBÍ......................................................................................................2.4.16. PINO............................................................................................................

2.4.16.1. P%&' E((%'))%%....................................................................................172.4.16.2. P%&' P*+*&,....................................................................................172.4.16.3. P%&' T*-*.....................................................................................17

2.4.17. /UEBRACHO................................................................................................2.4.1. ROBLE.........................................................................................................2.4.1!. SALI"NA......................................................................................................2.4.2#. TIMBÓ..........................................................................................................

2.4.22. 0IRAPITÁ......................................................................................................2.5. ARMADURAS DE MADERA..............................................................................2#2.5.1. FORMAS Y PROPORCIONES............................................................................2.5.2. PENDIENTE....................................................................................................2.5.3. ESPACIAMIENTO.............................................................................................2.5.4. CONFI"URACIÓN INTERNA.............................................................................2.5.5. TIPOS DE ELEMENTOS...................................................................................2.5.6. TIPOS DE UNIONES........................................................................................2.5.7. RE/UISITOS DE RESISTENCIA Y RI"IDE.......................................................

2.5.7.1.CAR"AS............................................................................................232.5.7.2. DEFLEIONES..................................................................................23

2.6. CRITERIOS DE DISEO..................................................................................242.6.1. MATERIAL......................................................................................................

2.6.2. DIMENSIONES MÍNIMAS.................................................................................2.6.3 ESFUEROS ADMISIBLES Y MÓDULO DE ELASTICIDAD...................................

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2.6.4 HIPÓTESIS USUALES.......................................................................................2.6.5 LON"ITUD EFECTI0A.......................................................................................2.6.6 ESBELTE.......................................................................................................2.6.7 CUERDAS CON CAR"A EN EL TRAMO.............................................................2.6. ESTABILIDAD Y ARRIOSTRAMIENTO................................................................2.6.! CUERDA SUPERIOR.........................................................................................2.6.1# CUERDA INFERIOR........................................................................................

2.6.1#.1 LINEA DE CUMBRERAS....................................................................22.6.1#.2 FORMAS Y PROPORCIONES.............................................................22.6.1#.3 PENDIENTES...................................................................................2

2.6.11 ESPACIAMIENTO............................................................................................2.6.12 TIPOS DE ELEMENTOS..................................................................................2.6.13 TIPOS DE UNIONES.......................................................................................2.6.14 RE/UISITOS DE RESISTENCIA Y RI"IDE......................................................

2.6.14.1 CAR"AS..........................................................................................3#2.6.14.2 DEFLEIONES.................................................................................3#

2.6.15 CRITERIOS DE DISEO..................................................................................

2.6.16 HIPÓTESIS USUALES.....................................................................................2.6.17 LON"ITUD EFECTI0A.....................................................................................2.6.1 ESBELTE.....................................................................................................2.6.1! CUERDAS CON CAR"A EN EL TRAMO...........................................................2.6.2# ESTABILIDAD Y ARRIOSTRAMIENTO..............................................................

III. JUNTAS AT!RNILLADAS....................................................................'$3.1 JUNTAS ATORNILLADAS......................................................................................3.2 CAR"AS DE SE"URIDAD PARA TORNILLOS........................................................

3.2.1 DIRECCIÓN DE LA CAR"A CON RESPECTO A LA 0ETA DE LA MADERA.....................................................................................................................353.2.2 RE/UISITOS PARA EL DISEO DE PERNOS...........................................36

3.3 DISEO DE JUNTAS ATORNILLADAS...................................................................3.3.1 SEPARACIÓN DE LOS PERNOS DE UNA FILA.........................................36

3.3.2 SEPARACIÓN ENTRE FILAS...................................................................363.3.3 DISTANCIA AL ETREMO......................................................................363.3.4 DISTANCIA AL BORDE..........................................................................36

3.4 ENSAMBLES....................................................................................................373.4.1 ENSAMBLE DE TIRANTES.....................................................................373.4.1.1 ENSAMBLES LON"ITUDINALES..........................................................373.4.1.2 ENSAMBLES A MEDIA MADERA.........................................................33.4.1.3 ENSAMBLES DE HOR/UILLA.............................................................33.4.1.4 ENSAMBLES DE CAJA Y ESPI"A.........................................................3!3.4.2 ENSAMBLE DE TABLAS Y TABLONES.....................................................3!3.4.2.1 MACHIHEMBRE..................................................................................4#3.4.2.2 UNIÓN DE RANURA Y LEN"ETA.......................................................4#3.4.2.3 ENSAMBLES DE CAJA Y ESPI"A.........................................................4#

3.4.2.4 UNIONES ENCASTRADAS...................................................................413.4.2.5 UNIONES EN COLA DE MILANO.........................................................41

3.5 ESTRUCTURAS DE MADERA............................................................................423.5.1 COLUMNAS.....................................................................................................

3.5.1.1 COLUMNAS MACIAS........................................................................423.5.1.2 COLUMNAS DE PIEAS ENSAMBLADAS.............................................43

I#. MEM!RIA DE C(LCUL!.....................................................................$$4.1 TIPO Y ESPECIFICACIONES DE LA CALAMINA..................................................444.2 ANÁLISIS DE CAR"AS.....................................................................................454.3 ANÁLISIS DE LISTONES...................................................................................44.4 ANÁLISIS DE LOS CABÍOS...............................................................................524.5 ANÁLISIS DE LAS CORREAS............................................................................554.6 CLCULO DE LA CERCHA................................................................................54.7 ANÁLISIS DE SECCIONES................................................................................614.7.1 CORDÓN SUPERIOR........................................................................................

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4.7.2 CORDÓN INFERIOR.........................................................................................4.7.3 DIA"ONALES..................................................................................................4.7.4 MONTANTES...................................................................................................

4. CÁLCULO DE LAS UNIONES............................................................................664.! CUBICAJE DE LAS PIEAS...............................................................................44.!.1 CORDÓN SUPERIOR........................................................................................4.!.2 CORDÓN INFERIOR.........................................................................................4.!.3 MONTANTES...................................................................................................4.!.4 DIA"ONALES..................................................................................................4.!.5 0OLUMEN TOTAL DE LA CERCHA....................................................................4.!.6 CORREAS........................................................................................................4.!.7 CABÍOS...........................................................................................................4.!. LISTONES.......................................................................................................4.!.! 0OLUMEN TOTAL DE LA CUBIERTA..................................................................4.!.1# 0OLUMEN TOTAL DE TODA LA ESTRUCTURA................................................

#. C!NCLUSI!NES.................................................................................)*#I. "I"LI!GRA%ÍA..................................................................................)'

#II. ANE+!S..........................................................................................)$

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ESTRUCTURAS DE MADERA

DISE,! DE UNA CU"IERTA DE MADERA C!N CERC-AS

TI! -!/E

I. !"JETI#!S

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II. %UNDAMENT! TE&RIC!

2.1. CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LA MADERA

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0.*.3. ENJUNTAMIENT!

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2.3. PROPIEDADES DE LAS MADERAS

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0.'.*. ALA"E! DE LA MADERA

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0.'.0. R!TECCI&N C!NTRA EL %UEG!

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0.'.$. %ATIGAS DE TRA"AJ! EN MADERAS

CLASE DE TRA"AJ! MADERAS MADERAS

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DURAS INTERMEDIAS

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0.$.3. INCIENS!

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0.1. ARMADURAS DE MADERA

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0.1.0. ENDIENTE

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0.1.$. C!N%IGURACI&N INTERNA

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0.1.2. TI!S DE UNI!NES

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0.1.3.0. DE%LE+I!NES

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0.2.0. DIMENSI!NES MÍNIMAS

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0.2.' ES%UER=!S ADMISI"LES 4 M&DUL! DE ELASTICIDAD

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0.2.2 ES"ELTE=

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0.2.3 CUERDAS C!N CARGA EN EL TRAM!

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0.2.: ESTA"ILIDAD 4 ARRI!STRAMIENT!

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0.2.) CUERDA SUERI!R

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0.2.*; CUERDA IN%ERI!R

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0.2.*;.' ENDIENTES

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'.0 CARGAS DE SEGURIDAD ARA T!RNILL!S

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'.0.* DIRECCI&N DE LA CARGA C!N RESECT! A LA #ETA DELA MADERA

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'.' DISE,! DE JUNTAS AT!RNILLADAS

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'.'.0 SEARACI&N ENTRE %ILAS

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'.'.' DISTANCIA AL E+TREM!

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'.'.$ DISTANCIA AL "!RDE

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'.$ ENSAM"LES

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'.$.*.0 ENSAM"LES A MEDIA MADERA

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'.$.*.' ENSAM"LES DE -!R(- ;)%(%


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'.$.*.$ ENSAM"LES DE CAJA 4 ESIGA

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'.$.0.* MAC-I-EM"RE

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'.$.0.$ UNI!NES ENCASTRADAS

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44


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'.1 ESTRUCTURAS DE MADERA

'.1.* C!LUMNAS

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45


46/98


'.1.*.* C!LUMNAS MACI=AS

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46


47/98


I#. MEM!RIA DE C(LCUL!

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47


48/98


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89.3

2.9

8.3

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α

α

α

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48


49/98


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CARGAS #I#AS #AL!RUNIDADE

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50/98


2

2

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/100*00483.0

*00483.0

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q

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2/25

15.24

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P

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C*+* - 0%-&)'

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50


51/98


2

2

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*00483.0

m Kg q

h Kmq

q

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2/34

81.33

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P

P

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P C*+* - 0%-&)' * S')*-&)' C C'-9%-&)- -K(%9' * S')*-&)'

C*+* - 0%-&)'

$.' AN(LISIS DE LIST!NES

CARACTERÍSTICAS 4 DISE,!DESCRICI&N #AL!R UNIDADES

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52/98


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t

t

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m Kg !

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2

52


53/98


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σ

σ

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54/98


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#

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τ

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5

*

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384

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4

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54


55/98


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σ

σ


56/98


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t

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2

56


57/98


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"

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2 G 6

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#

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1

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τ

τ

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57


58/98


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f

cm f

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adm

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350

230

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230*3526.1*

384

5

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384

5

4

4

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cm Kg

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54.2*625.2*625.1.2

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2

2

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σ

σ


59/98


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+−−

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67.167.1(*098.311*5.1

)2

(*22

*2

**2

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1

1

1

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1

2

2

2

M'-&)' -9)'+ ,G%' )')*(

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%

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"

"

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#

P #

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59


60/98


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_ /8/042.2

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τ

τ

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f

cm f

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I E

l P

I E

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adm

adm

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350

500

01872.0

22390*100000

500*311098.0*5.1*

48

1

22390*100000

500*05.0*

384

5

*

)3*(**

2

3*

48

1

*

)3*(**

384

5

34

34

<

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=

+=

+=

- A8(*)*%-&)'

o$ cm Kg

cm Kg

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adm

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54.2*625.3*625.2

647.466

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2

2

2

σ σ

σ

σ


61/98


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.1425.510

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2

2

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Kg P

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P ` 255.#71 X.

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A% ` 12.4425 2

.55.746

4425.12*60

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2

2

Kg P

mm

Kg

P

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PN ` 373.2# X.

C*+* - 0%-&)'

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LAD! "ARL!#ENT!

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523.0

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Cd

Cd

Cd

61


62/98


D'&-

C C'-9%-&)- -K(%9' * B*+('-&)'

2

2

/3.48

/100*00483.0

*00483.0

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h Kmq

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D'&-

C*+* - 0%-&)' 0-('9%* -( 0%-&)'

2/25

15.24

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*

m Kg P

P

P

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P C*+* - 0%-&)' * B*+('-&)' C C'-9%-&)- -K(%9' * B*+('-&)'

C*+* - 0%-&)'

LAD! S!TA#ENT!

7.0−=Cd

D'&-

C C'-9%-&)- -K(%9' * S')*-&)'

62


63/98


2

2

/3.48

/100*00483.0

*00483.0

m Kg q

h Kmq

q

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D'&-

C*+* - 0%-&)' 0-('9%* -( 0%-&)'

2/34

81.33

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*

m Kg P

P

P

qCd P

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D'&-

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C*+* - 0%-&)'

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A 9'&)%&;*9%K& - 8+--&)*& (* )-&%'&- %&)-+&* ,G%* - 9**>*++* '>)-&%* 8'+ -%' -( 8+'+** SAP 2###.

DESCRICI&N "ARRAN NUD!INICIAL NUD!%INAL

ES%UE=!INTERN! ATRACCI&N

ES%UER=!INTERN! A

C!MRESI&NDIMENSI!NES

1 1 2 - -11530 4" x 12"

Cordón 2 2 3 - -9890 4" x 12"

Superior 3 3 4 - -8240 4" x 12"

4 4 5 - -6590 4" x 12"

5 9 1 10660 - 4" x 6"

Cordón 6 8 9 10660 - 4" x 6"

Inferior 7 7 8 9140 - 4" x 6"

8 6 7 7610 - 4" x 6"

9 2 9 0.5 - 4" x 3"Montante 10 3 8 630 - 4" x 3"

63


64/98


11 4 7 1260 - 4" x 3"

12 5 6 3770 - 4" x 3"

13 2 8 - -1650 4" x 6"

!iaona#e 14 3 7 - -1980 4" x 6"15 4 6 - -2420 4" x 6"

$.3 AN(LISIS DE SECCI!NES

$.3.* C!RD&N SUERI!R

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52

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λ

λ

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cm

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65/98


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66/98


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67/98


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cm

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c$

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68/98


$.3.$ M!NTANTES

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L'&%); - (* B*++* 3#.## 9.

C*(9;(*&' -( -;-+


69/98


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53*85*9013.0

***

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10

10

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P

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45V16

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L'&%); - 8-+&'*'8)**

4 1V2 8( L'&%); -8-+&' *'8)**

4 1V2 8(

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1153# . T-&%K& I&)-+&*M,G%*

1#66# .

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3 5V 8( L'&%); -8-&-)+*9%K&

3 5V 8(

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3C'-9%-&)- X #.!#1

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1343.77

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1343.77

.

N'. - P-+&'9*(9;(*'

.5 N'. - P-+&'9*(9;(*'

7.!33

N'. - P-+&';)%(%


70/98


U"ICACI&N DEERN!SC!RD&N

SUERI!RUNIDADE

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5 D !.525 11 9

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4 D 7.62 14 9

P-+8-&%9;(*+ *( +*&' 2(&-*E8*9%*%-&)' -&)+- (&-* -

8-+&' 2 D 3.1 14 9D%)*&9%* * (' >'+- 2 D 3.1 9

U"ICACI&N DE ERN!S

C!RD&N IN%ERI!RUNIDADE

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4 D 7.62 9

D%)*&9%* *( -G)+-' -&)+*99%K&

5 D !.525 1# 9

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4 D 7.62 9

P-+8-&%9;(*+ *( +*&' 2(&-*

E8*9%*%-&)' -&)+- (&-* -8-+&'

2 D 3.1 7 9

70


71/98


D%)*&9%* * (' >'+- 2 D 3.1 4 9

NUD! 0DIAG!NAL $K +

2KC!MRESI&N

M!NTANTE $K +'K TRACCI&N

ELEMENT! #AL!R UN. ELEMENT! #AL!R UND%,-)+' -(

8-+&'3V4 8( D%,-)+' -( 8-+&' 3V4 8(

E8-'+ - (*M*-+*

3 5V 8(E8-'+ - (*

M*-+*3 5V 8(

E8-'+ - (*8(*)*>*&*

1V4 8(E8-'+ - (*8(*)*>*&*

1V4 8(

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7V16 8(E8-'+ - (*

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L'&%); -( 8-+&' 4 5V16 8( L'&%); -( 8-+&' 4 5V16 8(L'&%); - 8-+&'

*'8)**4 1V2 8(

L'&%); - 8-+&'*'8)**

4 1V2 8(

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165# T-&%K& I&)-+&*

M,G%*#.5

L'&%); -8-&-)+*9%K&

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3 5V 8(

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1343.7

7

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1343.7

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1.22N'. - P-+&'

9*(9;(*'#.##37

N'. - P-+&';)%(%


72/98


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4 D 7.62 9

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4 D 7.62 9

P-+8-&%9;(*+ *( +*&'1 (&-*E8*9%*%-&)' -&)+- (&-*- 8-+&'

2 D 3.1 # 9

D%)*&9%* * (' >'+- 2 D 3.1 3.1 9

U"ICACI&N DE ERN!SC!RD&N SUERI!R UNIDADES

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4 D 7.62 24 9

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5 D !.525 14 9

D%)*&9%* *( -G)+-' -&9'8+-%K&

4 D 7.62 14 9

P-+8-&%9;(*+ *( +*&' 2(&-*E8*9%*%-&)' -&)+- (&-*

- 8-+&'2 D 3.1 15 9

D%)*&9%* * (' >'+- 2 D 3.1 9

U"ICACI&N DE ERN!S

DIAG!NAL UNIDADESE(--&)' 9*+*' 8*+*(-(' *(

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Estructuras de Madera cercha

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