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Construcciones en Madera 4

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by

Ricardo Antonio

on 4 May 2011

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Estructuras de Techumbre INTRODUCCIÓN Se entiende por techumbre toda estructura de una
edificación ubicada sobre el cielo del último piso, cuya
función es recibir un recubrimiento para aislar a la vivienda
del medio ambiente, protegiéndola del frío, calor, viento,
lluvia y/o nieve.
Al analizar la techumbre, se debe distinguir dos áreas:
una vinculada a la arquitectura (aguas o vertientes y
encuentros de techumbres) y otra a la estructuración
(tijeral).
Las aguas son superficies planas e inclinadas, encargadas
de recibir la lluvia Se podrá diseñar la techumbre a dos o cuatro aguas, ya
sea de forma tradicional (frontón) o en “cola de pato”, con o sin lucarna, esta última con una o dos aguas, dependiendo de los requerimientos del mandante
o del proyecto de arquitectura. Como prolongación de las aguas de una techumbre está
el alero, el que además de obedecer a razones
arquitectónicas, cumple con una función de protección
perimetral de la vivienda, tanto en lo que se refiere al
posible ingreso de las aguas lluvia y nieve a través de
ventanas y puertas como también acortar el escurrimiento
libre de las aguas que se produce en los paramentos
exteriores. Igualmente, impide el ingreso de los rayos
solares en forma directa en las estaciones y horas de
mayor calor, según la orientación de la vivienda. Los encuentros de techumbres también quedarán definidos
por el diseño de planta del primer y segundo nivel de la
vivienda, dando origen a una diversidad de formas, siendo
las más utilizadas las rectangulares H, L, T o U. La enmaderación, conocida como tijeral, será la encargada
de soportar la cubierta y las cargas que solicita la
techumbre, transmitiéndolas a los muros soportantes. Por
consiguiente, los elementos que la conforman cumplen
funciones estructurales.
Generalmente las luces que se deben salvar en viviendas
tradicionales no son mayores a 10 m, por lo tanto la
madera resulta ser un material idóneo para solucionar la
techumbre, de bajo peso en relación a su resistencia, con
posibilidad de aumentar su resistencia y largos mediante
el traslape de piezas paralelas u otros métodos ( vigas
compuestas, reticuladas, doble T y maderas laminadas,
entre otros). La materialización del tijeral se puede realizar a través de
dos sistemas, cerchas o diafragmas inclinados, pudiendo
existir la situación que en una misma techumbre se
necesiten ambos sistemas.
Los procesos constructivos y las consideraciones de diseño
estructural son diferentes, según se trate de cercha o
diafragma inclinado, como se abordará en esta unidad. TERMINOLOGÍA Identificar y definir los elementos que se generan por los
encuentros de las aguas y que conforman el tijeral ayudará
a tener una mejor comprensión, por lo que deben
conocerse los siguientes términos:
Cumbrera: arista superior horizontal más alta que separa
dos aguas de la techumbre.
Limatón o limatesa: elemento angosto que va sobre la
arista inclinada que se genera en la intersección de dos
aguas, separando el escurrimiento de las aguas lluvias. Limahoyas: elemento angosto que va sobre la arista
inclinada que se genera en la intersección de dos aguas,
recibiendo y canalizando las aguas lluvias.
Frontón: tabique soportante, generalmente triangular, con
el que se remata la techumbre.
Techumbre en cola de pato: prolongación de la cumbrera
y de las aguas que ésta divide, que conforma un alero
especial como protección de un paramento (en el cual
normalmente se ubica una ventana o una celosía para
ventilación de la techumbre). Criterio general en el diseño arquitectónico de la techumbre De acuerdo a los requerimientos del mandante, estilo
arquitectónico y consideraciones climáticas, en esta etapa
se desarrollan diferentes planos que muestran la solución
de la techumbre de la vivienda.

Plano planta de la techumbre: muestra el número de
aguas, tipos de encuentros que se generan de los diferentes
planos de la techumbre y mediciones proyectadas al plano
horizontal, generalmente a escala 1: 100.

Plano de elevaciones de la vivienda prototipo: muestra
las diferentes vistas de la vivienda, características de la o
las cumbreras, limatones, limahoyas, lucarnas con su
ubicación, y forma del o los frontones, generalmente a
escala 1: 100. Plano de cortes de la techumbre: se muestran los espacios
interiores de la techumbre que permiten identificar las
características de los elementos que conforman el tijeral
y lucarna, entre otros, generalmente a escala 1: 100.
Plano de detalles: muestra a una escala mayor (1:50, 1:25)
los detalles de soluciones específicas de las uniones y
encuentros de los diferentes elementos que conforman
la techumbre.

Especificaciones técnicas: documento en que se establece
el tipo y calidad de los materiales de la techumbre
complementando los respectivos planos y normas
constructivas que deben cumplirse en las sucesivas etapas
de la edificación. Los planos muestran dos aspectos de la techumbre: (a) plano que conforma las aguas de la cubierta principal y cubierta
de las lucarnas; y (b) plano con la ubicación exacta de cada una de las cerchas tipo de la mansarda, frontones extremos y lucarnas. (a) Plano de detalles que muestra largos, disposición y formas de las diferentes piezas que conforman la
cercha habitable tipo, con solución de encuentros y especificaciones, además de la disposición de lucarnas en ésta.
(b) Perspectiva que muestra la disposición definitiva de las cerchas que conforman el espacio habitable del segundo piso. (a) Plano de detalle que muestra largos y disposición de las diferentes piezas de los tabiques que conforman el frontón
tipo. (b) Vista en perspectiva del frontón ya armado en la disposición de la techumbre, faltando la colocación del suple de alero. (a) Plano de detalle que muestra largos y disposición de las diferentes piezas que conforman las estructuras
que conforman la lucarna tipo. (b) Vista en perspectiva de la lucarna armada instalada en la techumbre. En la solución geométrica de la techumbre estándar se
consideran los ángulos de limatón y limahoya a 45° con
respecto a la solera de amarre, es decir, las esquinas de
la techumbre se consideran generalmente de 90° Criterios generales de fabricación y montaje
En esta etapa se deben distinguir los procesos de
construcción involucrados en función del tipo de solución
estructural establecido en el proyecto de techumbre
(cercha o diafragma inclinado).
En el caso de la techumbre solucionada con cerchas, su
materialización tendrá dos etapas: una de fabricación y
otra de montaje y fijación.
Su armado se puede realizar mediante la prefabricación
de las cerchas en una planta especializada o construida
a pie de obra. Se debe tener especial cuidado en su
traslado y almacenamiento, evitando someterlas a esfuerzos
para los cuales no fueron diseñadas. Fabricación de cerchas y frontones en planta
industrializada. En el caso de diafragma inclinado, tendrán una etapa de
replanteo en las líneas de corte sobre los elementos que
los conformarán, posterior corte de aquellos y armado en
el lugar que corresponda. Independiente de la solución de techumbre, es
imprescindible realizar un adecuado estudio respecto a
la solución dada por planos, en lo que se refiere a plazos
de fabricación y montaje (cerchas), corte y armado en
terreno (diafragma inclinado), gestión de calidad y costos
de esta actividad. SOLUCIÓN DE LA
ESTRUCTURA CON CERCHAS
de unión que permiten conformar elementos de
dimensiones mayores. Su uso en viviendas evita sobrecargar
la estructura de los pisos inferiores, y la necesidad de
tabiques estructurales interiores.
Como inconveniente está el hecho que en general reduce
el aprovechamiento de la mansarda, pero existen
alternativas de cerchas que permiten un mejor uso de
dicho espacio. Esta solución entrega una estructura cuya unidad
planimétrica básica es el triángulo (figura geométrica
indeformable), que en una o múltiples combinaciones
conformará la cercha.
La cercha es de fácil y rápida confección, puede ser
prefabricada o armada a pie de obra y su diseño le permite
salvar grandes luces. El tamaño no está limitado por el
largo de las piezas comerciales, puesto que existen sistemas Uniones Madera-madera (clavos): Las cerchas con uniones
clavadas son de simple fabricación y aplicables a
luces relativamente pequeñas (hasta 15 metros). El
mayor problema que presentan en la solución de los
nudos, es la gran cantidad de clavos que se requiere
(se recomienda usar clavos estriados o en espiral),
implicando una gran superficie de madera. Pernos: se utilizan principalmente en cerchas que van
a quedar a la vista.
Los planos de cizalle son atravesados perpendicularmente
en la unión y quedan solicitados preponderantemente en
flexión, induciendo sobre la madera tensiones de
aplastamiento. Se deben considerar el diámetro del perno,
sus distanciamientos mínimos a los bordes y distanciamiento
entre pernos, dependiendo del tipo de unión; sea
traccionada, comprimida o de momento.
Los pernos utilizados en uniones estructurales deben llevar
golillas, de preferencia arandelas cuadradas, ya que tienen
mayor resistencia al incrustamiento en la madera.
Las uniones apernadas son más flexibles que las clavadas,
aspecto relevante de considerar al momento de diseñar
para evitar corrimientos exagerados en los nudos. ARRIOSTRAMIENTO DEFINITIVO COMO
BASE DE LA CUBIERTA DE TECHUMBRE La colocación de costaneras o tableros estructurales en
la techumbre debe iniciarse sólo cuando su enmaderación
esté solucionada mediante cerchas o diafragma inclinado.
Su finalidad es proporcionar la rigidez necesaria a la
techumbre y una base adecuada para la colocación
del tipo de cubierta que defina el proyecto. Con costaneras
Se recomienda utilizar piezas cepilladas normalmente de
escuadría 2”x 4”ó 2”x 6” Arriostramiento de la techumbre con costaneras, las que además recibirán la solución de cubierta con tejuelas de madera. Tableros estructurales
Los tableros cuyo espesor es determinado por cálculo
(mínimo 15 mm) deben ser colocados perpendiculares a
los pares. Los encuentros de tableros deben coincidir
sobre los ejes de los pares (en los extremos), y sobre
cadenetas en los bordes longitudinales, quedando
separados una de otra 3 a 4 mm. ESCALERAS GENERALIDADES
La escalera de una vivienda, en general, es la estructura
utilizada para comunicar sus distintos niveles. Conformada principalmente por una serie de escalones dispuestos en un plano inclinado, diseñados y estructurados convenientemente para dicho fin. En términos arquitectónicos, juega un rol importante en
cuanto a su presentación, materialidad y estética. En
algunos casos, su diseño es un referente importante de
la decoración de la vivienda, condición que dependerá
o será función de su valor comercial. Corte longitudinal de la vivienda tipo en que se observa el perfil de la escalera, establecido en el diseño arquitectónico y estructural de la vivienda. SOLUCIONES TÍPICAS DE ESCALERAS
PARA VIVIENDAS DE DOS PISOS Escalera de tramo recto Esta es la alternativa que mayor longitud requiere para su
proyección, respecto de la superficie útil de la vivienda.
Sin embargo, es la alternativa más fácil de materializar,
pero tiene la gran desventaja que en su proyección
horizontal requiere un largo de escalera extenso, lo cual
muchas veces no es factible de solucionar y ubicar en
viviendas de reducida superficie útil. COMPONENTES QUE CONFORMAN
UNA ESCALERA Escalón o peldaño
Corresponde a cada uno de los sub-niveles o gradas que
conforman la escalera, los cuales permiten acceder a uno
o más recintos en un nivel superior o inferior de la vivienda Escalón o peldaño de arranque
Es el peldaño de inicio de la escalera. La sección de
larguero o zanca que recibe esta primera grada o
escalón, debe ser anclada convenientemente, ya sea
a la plataforma de hormigón o de estructura de
madera Escalón o peldaño de entrega
Corresponde al peldaño de llegada en una escalera.
Al igual que el peldaño de arranque, el larguero en
esta zona debe estar convenientemente anclado a la
estructura de entrepiso o descanso, según corresponda Huella
Componente horizontal de cada peldaño o escalón.
Corresponde a la profundidad neta entre dos contrahuellas
sucesivas. La huella de cada escalón puede estructurarse
en madera aserrada 2 pulgadas de espesor como mínimo
(41 mm), o bien en tablero contrachapado estructural, en
un espesor mínimo de 18 mm. En general, cuando se
utiliza este último, es porque la huella será revestida con
algún otro tipo de pavimento de terminación, tal como
alfombras o pisos de madera de espesor reducido Contrahuella
Componente vertical de cada peldaño o escalón,
corresponde a la altura neta entre dos huellas sucesivas
(Figura 12 - 12). Al igual que la huella, puede ser
especificado utilizando como componente de terminación
algunos de los materiales anteriormente descritos, o la
otra alternativa es que no se materialice la contrahuella,
dejando el espacio libre. Limón
También llamado larguero o zanca, corresponde a una o más vigas estructurales, en las cuales se apoyan las huellas y contrahuellas de la escala. Limón a zanca abierta
También se le denomina limón, travesaño o zanca a la inglesa. En este caso, los bordes de huellas y contrahuellas se apoyan por encima de la viga que conforma el limón. Este tipo de limón puede fabricarse en piezas de madera
aserrada seca o cepillada de 2” x 8” ó 2” x 10”. También
pueden utilizarse, en algunos casos, vigas de madera
laminada encolada, especialmente cuando por
requerimientos estructurales o estéticos, debe aumentarse
la sección del elemento a dimensiones mayores de espesor
y ancho. Limón a zanca cerrada
También se denomina zanca a la francesa. Corresponde
al caso en que huella y contrahuella se fijan en forma
lateral a las zancas.
Cuando las gradas de la escalera se apoyan lateralmente
a los limones, es decir, en las paredes internas, pueden
emplearse soportes metálicos en ángulo, especialmente
diseñados para este tipo de fijación, y al mismo tiempo
realizar un rebaje acanalado por la cara interna (no a la
vista) de los largueros. Barandas
La Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones
establece que la altura mínima de barandas y pasamanos
en escaleras es de 95 cm, medidos en vertical desde el
borde de la huella hasta la cara superior de la baranda.
Por otra parte, la estructura de baranda debe ser
proyectada y ejecutada necesariamente a partir de aquella
huella cuya altura, medida desde el nivel de piso terminado
adyacente, alcanza los 100 cm.
La baranda de una escalera puede ser resuelta de dos
formas Baranda semitransparente
En este caso, las barandas de la escalera son resueltas
por medio de perfiles y torneados de madera prefabricados
para dicho fin Balaustres
Por lo general corresponden a piezas torneadas de
madera. Una de las características importantes
en la distribución de los balaustres, es que el
espacio libre de separación entre estas piezas no
debe ser superior a 125 mm Pasamanos
Perfil o pieza de madera u otro material, ubicado en
la parte superior en la estructura de la baranda. Su
forma debe permitir el apoyo confortable de la mano
al subir o bajar por una escalera, como un componente
auxiliar de seguridad Zócalo
Corresponde a la pieza de madera inferior de la
baranda, en la cual descansan y se fijan inferiormente
los balaustres. Baranda ciega
Corresponde a aquella que se resuelve por medio de la
prolongación, o armado independiente, de uno o más
tabiques de apoyo en la estructura de escalera. Esta
solución, al igual que la anterior, permite contar con un
recinto cerrado bajo aquella (superficie útil), el cual puede
ser destinado al almacenaje de artículos domésticos no
inflamables. Baranda ciega
Corresponde a aquella que se resuelve por medio de la
prolongación, o armado independiente, de uno o más
tabiques de apoyo en la estructura de escalera. Esta
solución, al igual que la anterior, permite contar con un
recinto cerrado bajo aquella (superficie útil), el cual puede
ser destinado al almacenaje de artículos domésticos no
inflamables. CONSTRUCCIÓN DE LA ESCALERA Generalidades
Uno de los principales aspectos geométricos que se deben
considerar antes de ejecutar el replanteo de la escalera
es verificar los siguientes elementos:
• Geometría del espacio donde se desarrollará la escalera
• Altura total
• Largo total
• Dimensiones de la escotilla del entrepiso
• Ancho libre de la escalera, considerando los revestimientos
especificados Trazado preliminar de las gradas y colocación
de refuerzos auxiliares de madera en la estructura del tabique
y a la plataforma base de piso. Con el trazado, fabricación y fijación de las zancas
o largueros, sólo resta la fabricación, ajuste y colocación de huellas
y contrahuellas. Se presenta la ubicación del tabique lateral de
apoyo y fijación de la estructura de la escalera. Bajo el 2º tramo
o tiro, se puede observar un vano de puerta que dará lugar a un
clóset bajo la escalera. Fijación de balaustres y baranda mediante tornillos.
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