Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”

Sede BarcelonaEscuela de Arquitectura

Miembros estructurales en madera

( Definición, Diseño y Criterios más importantes )

Profesor: Ing. Héctor MárquezAlumno: Hendry Marcano CI: 20.663.02426/08/2015

INTRODUCCIÓN

Los elementos estructurales en madera son diseñados y empleados para transferir las cargas originadas por el peso de los diferentes elementos que conforman, y contiene una construcción de dicho material, ya sea al sustrato y a algún punto de apoyo, estos elementos trabajan a compresión como en el caso de las columnas y a la flexión como las viguetas y vigas en madera.

En un sistema estructural de una vivienda de madera, por ejemplo, existen elementos que no están a la vista pero que desempeñan funciones importantes como los cimientos o fundaciones.

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Fundaciones en estructuras de madera

Toda edificación requiere bajo el nivel natural del suelo, una base de sustentación permanente encargadas de recibir diferentes esfuerzos y transferirlos al suelo,A esta base de sustentación se conoce como fundación.

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Tipos de fundaciones.

El tipo de fundación que se emplea en una construcción esta elegido dependiendo de las características del suelo.

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Entre los tipos de fundaciones tenemos:

-Fundaciones superficialesEs aquella apoyada en estratos superficiales del terreno, siempre que tengan espesor y capacidad suficiente de soporte para absorber los esfuerzos que le son transmitidos, considerando que de producirse asentamientos, estos sean admisibles para la vivienda que se materializa en dicho terreno. Esta fundación generalmente se materializa mediante zapatas y/o cimientos.

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-Fundaciones profundas: Es aquella que, dada la mala calidad o insuficientecapacidad de soporte del terreno superficial, debeprofundizarse, ya sea para alcanzar los estratos que sítienen la capacidad de soporte requerida (fundaciónsoportante) o que por el roce entre la superficie lateralde la fundación y el terreno se soporte la estructura(fundación de fricción). Esta fundación se materializapor medio de pilotes cilíndricos o prismáticos de madera,hormigón o metal, que sirven de fundación hincadosen el suelo.

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Formulas para el diseño de los cimientos superficiales

Nota: En cimiento mínimo de mampostería debe ser de las siguientes dimensiones Base: 50 cm Altura: 50 cm Corona: 30 cm

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Se define como columna al Apoyo generalmente vertical, de medida longitudinal muy superior a la transversal, cuyo fin principal es soportar esfuerzos de compresión.

Diseño de Columnas

Los elementos de madera solicitados a carga axial, y carga axial más momento flector deben diseñarse con las hipótesis y ecuaciones tradicionales para columnas. Se asume que el material cumple la ley de Hooke, es isotrópico y homogéneo, esta hipótesis es aceptable para los niveles de esfuerzo que normalmente se tienen en las columnas en servicio.

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Las columnas son, en general, de madera sólida o maciza, sin embargo se pueden usar columnas de madera laminada, formadas por la unión de piezas que permitan alcanzar un mayor momento de inercia de la sección transversal, en cuyo caso garantizaran la condición anterior. Pueden usarse adhesivos y/o elementos metálicos (tornillos, pernos etc.) que garanticen el funcionamiento integral de la sección. En general las columnas de madera son de sección rectangular, sin embargo se pueden usar otras secciones y considerar esa sección, y el momento de inercia para el cálculo respectivo. Los entramados, muros, son conjuntos de columnas ( en general de sección pequeña) llamados comúnmente pies-derechos, unidos en sus extremos por soleras, (superior e inferior) y arriostrados por elementos horizontales generalmente a media altura; el revestimiento, cualquiera que fuere, no se considera colaborante para cargas verticales. El revestimiento es la parte resistente para cargas horizontales: viento y/o sismo

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Las columnas deben diseñarse con su longitud efectiva y ésta es la longitud teórica de una columna doblemente articulada. La longitud efectiva interviene en la determinación de la carga máxima por pandeo (flambeo) que puede soportar la columna. La longitud efectiva se calcula multiplicando la longitud no arriostrada de la columna por el factor (K) que considera las restricciones o grado de empotramiento de los extremos.

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Diseño de vigas

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Diseño de techos

El techo es la cubierta superior que aísla y protege el interior de una contracción de los elementos externos.

Entre los techos de maderas mas usados están los de madera machihembrada y de laminas superpuestas a modo de tejas, estos techos pueden ser vertientes y a dos y cuatro aguas. Generalmente están protegidos por la parte superior con una capa de manto asfaltico o tejas de ladrillo. Para el buen funcionamiento de los techos de madera se deben tener en cuenta las variables ambientales y demás factores externos, además del conocimiento de un buena técnica de construcción.

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Ensamble de techo de madera

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Un entrepiso en el elementos rígidos que separa un piso de otro, construidos en madera en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales.

Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentes pisos de una construcción; para que esta función se cumpla de una manera adecuada, la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es decir, que no deje ver las cosas de un lado a otro.

Función estructural: Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados como pisos y revoques. Además forman un diafragma rígido intermedio, para atender la función sísmica del conjunto

Diseño de entrepiso

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Ensamble del entrepiso

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Diseño de cerchas

La cercha es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para constituir una armazón rígida de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las uniones denominada nodos, en consecuencia, todos los elementos se encuentran trabajando a tracción o compresión sin la presencia de flexión. (Se deben diseñar por compresión y tracción)

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Las cerchas se emplean cuando se tiene luces libres grandes como puentes, sitios públicos y estadios. Las cerchas paralelas se usan en recintos amplios y las de cordones superiores curvos se comportan similar a una estructura colgante o un arco y se emplean en algunos puentes en techos y entrepiso.

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Partes de una cercha de madera

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Diseño arquitectónico de vivienda unifamiliar 95m 3 Habitaciones

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Diseño