Cerchas Perfiles y Madera

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

ÍNDICE a) CAPITULO I…………………………………... Pág. 02 1.1 ESTRUCTURAS EN MADERA ……………… Pág. 03 1.2 Proyecto, ejecución e inspección de la obra. Pág. 03 1.3 La madera ……………………………………... Pág. 04 1.4 Madera aserrada de uso estructural………… Pág. 05 1.5 Madera rolliza de uso estructural……………. Pág. 05 1.6 Madera encolada …………………………….. Pág. 05 1.7 Tableros a base de madera …………………. Pág. 06 1.8 Diseño con madera …………………………… Pág. 06 1.9 Método de análisis ……………………………. Pág. 08 1.10 Método de diseño …………………………… Pág. 08 1.11 Cargas………………………………………… Pág. 08 1.12 Estabilidad…………………………………..... Pág. 08 1.13 Procese y aplicación………………………… Pág. 14 1.18 Aplicaciones ………………………………….. Pág. 14 a) CAPITULOS II………………………………... Pág. 18 2.PERFILES METALICOS ……………………….. Pág. 18 2.1 Perfiles de acero ……………………………… Pág. 19 2.2 Perfiles de aluminio……………………………. Pág. 20 2.3 Perfiles estructurales …………………………. Pág. 21 2.4 Usos de cada perfil metálico ………………… Pág. 28 2.5 Presentaciones ………………………………... Pág. 29 b) CAPITULO III…………………………………. Pág. 31 3.CERCHAS ……………………………………….. Pág. 31 3.1Partes……………………………………………. Pág. 31 3.2 Tipos ……………………………………………. Pág. 32 3.3 Clasificación de los tipos de cerchas ……….. Pág. 33 3.4 Ventajas ………………………………………... Pág. 37 3.5 Proceso de ejecución…………………………. Pág. 37 3.6 Calculo de una cobertura …………………….. Pág. 46 CAPITULO I INTRODUCCION 1

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

LA MADERA RACIONAL DE NUESTROS BOSQUES TROPICALES, ES UNA ALTERNATIVA DE UTILIZACIÓN DE UN RECURSO RENOVABLE PARA LA CONSTRUCCIÓN. EXISTEN NUMEROSAS ESPECIES, MUCHAS DE ELLAS APTAS PARA LA CONSTRUCCIÓN. DE ELLAS SE ESTUDIARON, INICIALMENTE 104 ESPECIES DE CINCO PAÍSES DEL GRUPO ANDINO, 20 DE LOS CUALES FUERON DE NUESTRO BOSQUES.LOS RESULTADOS DE ESTAS INVESTIGACIONES SE PLASMARON EN EL MANUAL DE DISEÑO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO Y SIRVIERON PARA LA ELABORACIÓN DE LA NORMA DE MADERA DEL REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES.

2

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

1.ESTRUCTURAS EN MADERA

DISEÑO Y CONSTRUCCION CON MADERA

1.1. ALCANCES Esta Norma establece los requisitos mínimos para los materiales, análisis, diseño, construcción y mantenimiento de edificaciones de madera de carácter permanente. La Norma se aplica tanto a edificaciones cuya estructura sea íntegramente de madera como a las construcciones mixtas, cuyos componentes de madera se combinen con otros materiales. Excepcionalmente podrá utilizarse materiales, métodos de diseño o criterios constructivos no contemplados en esta Norma, bajo la responsabilidad del proyectista o constructor. 1.2. PROYECTO, EJECUCIÓN E INSPECCIÓN DE LA OBRA 1.2.1. Requisitos Generales. Todas las etapas del proyecto, construcción e inspección de la obra deberán ser realizadas por personal profesional y técnico calificado en cada una de las especialidades correspondientes. 1.2.2. Proyecto. La concepción estructural deberá hacerse de acuerdo con los criterios indicados en la Norma Técnica de Edificación E.030 Diseño Sismorresistente. La determinación de las cargas actuantes se hará de acuerdo con la Norma Técnica de Edificación E.020 Cargas y la Norma Técnica de Edificación E.030 Diseño Sismorresistente. El proyectista puede elegir los procedimientos de análisis. El diseño de la estructura deberá cumplir con los requerimientos de esta Norma Los planos del proyecto estructural deberán contener información completa de la ubicación, nomenclatura y dimensiones de los componentes, elementos y detalles. Los

3

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

planos contendrán información para la fabricación de cada una de sus partes, así como vistas, ampliaciones y detalles necesarios. Los planos indicarán también la calidad de los materiales, grupo estructural al que pertenece la madera, materiales de los elementos de unión, la capacidad portante del terreno y la sobrecarga de diseño. 1.2.3. Ejecución El constructor ejecutará los trabajos requeridos en la obra de acuerdo a lo indicado en la presente Norma, los planos y las especificaciones técnicas. 1.2.4. Inspección El inspector es seleccionado por el propietario y lo representa ante el constructor. El inspector tiene el derecho y la obligación de hacer cumplir la presente Norma, los planos y las especificaciones técnicas. El constructor proporcionará al inspector todas las facilidades que requiera en la obra para el cumplimiento de sus obligaciones. El inspector podrá ordenar, en cualquier etapa de la ejecución del proyecto, ensayos de certificación de la calidad de los materiales empleados. El muestreo y ensayo de los materiales se realizará de acuerdo a las Normas Técnicas Peruanas correspondientes.

1.3. LA MADERA 1.3.1. CONSIDERACIONES Los proyectistas deberán tomar en cuenta los aspectos propios que presentan la madera como material natural lino celuloso. La madera aserrada deberá estar seca a un contenido de humedad en equilibrio con el ambiente donde va ser instalada y en ningún caso se excederá de un contenido de humedad del 22% (Norma ITINTEC 251.104). En cualquier proceso de secado de la madera empleado, se evitará la aparición de defectos, para que no altere las propiedades mecánicas. Las maderas estructurales de densidad alta y muy alta pueden ser trabajadas en estado verde para facilitar su clavado y labrado. La madera si no es naturalmente durable o si siendo durable posee parte de albura, debe ser tratada con preservante aplicado con métodos adecuado, que garanticen su efectividad y permanencia (Norma ITINTEC 25.019 y 251.020).

4

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

1.4. MADERA ASERRADA DE USO ESTRUCTURAL Se domina así a la madera escuadrada cuya función es básicamente resistente. Debe pertenecer a algún de los grupos definidos para madera estructural según la Norma Técnica de Edificación E.101 Agrupamiento de Madera para Uso Estructural. Podrá utilizarse otras especies siguiendo lo especificado en esta Norma. Toda pieza de madera cuya función es resistente deberá ser de calidad estructural segur la Norma ITINTEC 251.104. La pieza deberá ser habilitada con las dimensiones requeridas según la Norma ITINTEC 251.103. 1.5. MADERA ROLLIZA DE USO ESTRUCTURAL

Se denomina madera rolliza a la madera utilizada en forma cilíndrica con o sin corteza. La madera deberá corresponder a alguno de los grupos especificados en la Norma Técnica de Edificación E.0.10. Agrupamiento de Madera para Uso Estructural. Para los elementos de madera rolliza podrán utilizarse los procedimientos de diseño y los esfuerzos admisibles indicados en la presente Norma. El diámetro considerado en el diseño corresponderá al diámetro mínimo de los elementos en obra. La Norma ITINTEC 251.104, podrá utilizarse como guía preliminar para la clasificación del material.

5

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

1.6. MADERA LAMINADA ENCOLADA Se define como madera laminada al material estructural obtenido de la unión de tablas entre sí mediante el uso de adhesivos, con el grano esencialmente paralelo al eje del elemento y que funciona como una sola unidad. Las tablas serán de la misma especie y de espesor uniforme, debiendo cumplir con la regla de clasificaciones de la Norma ITINTEC 251.104. El contenido de humedad promedio deberá ser entre 8 a 12%, no debiendo las tablas tener diferencias en su contenido de humedad mayores que el 5%. Las colas por utilizar para la fabricación de elementos estructurales de madera deben ser lo suficiente rígidas luego del encolado para lograr una buena ligazón entre elementos y poder formar un conglomerado como si fuera madera sólida de alta calidad. Las colas usadas deben ser resistentes al agua, es decir, que los elementos fabricados con ellas deben conservarse perfectamente a los rigores de la intemperie climas húmedos o lluviosos. El fabricante determinará y garantizará los valores de rigidez y resistencia y las propiedades de uso de los elementos laminados. 1.7. TABLEROS A BASE DE MADERA 1.7.1. TABLEROS DE MADERA CONTRACHAPADA Los tableros para uso estructural deben ser fabricados con un mínimo de tres chapas con madera de 0,4 g/cm3 de densidad básica como mínimo y con colas resistentes a la humedad. Estos tableros pueden usarse como cartelas en nudos de armaduras y con espesor mínimo de 8 mm pueden ser usados como revestimiento estructural. Norma ITINTEC 251.103. 1.7.2. TABLEROS DE PARTÍCULAS Este tipo de tablero para ser usado como revestimiento estructural debe ser fabricado con colas resistentes a la humedad y con espesor mínimo de 10 mm. No se admite su uso como cartelas en nudos de armaduras.

6

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

1.7.3. TABLEROS DE

FIBRA

Según su densidad los tableros de fibra se pueden clasificar de la siguiente manera:  Tableros blandos: con densidad no mayor de 0,4 g/cm3. Se destinarán especialmente a uso de aislamiento térmico y acústico en la construcción.  Tableros semiduros y duros: Su densidad será mayor de 0,4 g/cm3. Se usarán especialmente para revestimiento de uso interior y exterior. 1.7.4. TABLEROS DE LANA DE MADERA Estos tableros con densidad de 0,30 a 0,65 g/cm3 enlucidos con comento y debidamente confinados dentro del marco de madera se podrán emplear como muros con capacidad de resistencia a cargas laterales de corte.

1.8. DISEÑO CON MADERA

PARTICULARIDADES DEL DISEÑO CON MADERA Para efectos de diseño la madera se considerará como un material homogéneo e isotrópico. Por consiguiente, las propiedades mecánicas se especificarán para dirección paralela a la fibra y dirección perpendicular a la fibra. Las especies de madera adecuadas para el diseño usando esta Norma son las que aparecen en el Registro del SENCICO de acuerdo a la Norma Técnica de Edificación E.101 Agrupamiento de Madera para Uso Estructural y que han sido clasificadas en tres grupos de acuerdo a sus características estructurales: A, B y C.

7

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

1.8.1. Coordinación modular Para construcciones con elementos de madera, especialmente prefabricados o dimensionados desde el momento de su habilitado, debe tomarse en cuenta criterios de coordinación modular, buscando relacionar las dimensiones de los ambientes arquitectónicos con las dimensiones de piezas, paneles u otros componentes constructivos. 1.9. MÉTODOS DE ANÁLISIS Las recomendaciones, limitaciones y esfuerzos admisibles dados en esta Norma son aplicables a estructuras analizadas por procedimientos convencionales de análisis lineal y elástico. La determinación de los efectos de las cargas (deformaciones, fuerzas, momentos, etc.) en los elementos estructurales debe efectuarse con hipótesis consistentes y con los métodos aceptados en la buena práctica de la ingeniería. 1.10. MÉTODO DE DISEÑO El diseño de los elementos de madera en conformidad a esta Norma deberá hacerse para cargas de servicio o sea usando el método de esfuerzos admisible. Los esfuerzos admisibles serán exclusivamente aplicables a madera estructural que cumple con la Norma ITINTEC 251.104. Los elementos estructurales deberán diseñarse teniendo en cuenta criterios de resistencia, rigidez y estabilidad. Deberá considerarse en cada caso la condición que resulte más crítica. 1.10.1. Requisitos de resistencia Los elementos estructurales deben diseñarse para que los esfuerzos aplicados, producidos por las cargas de servicio y modificados por los coeficientes aplicables en cada caso, sean iguales o menores que los esfuerzos admisibles del material. 1.10.2. Requisitos de rigidez El diseño de elementos estructurales debe cumplir las siguientes consideraciones de rigidez a) Las deformaciones deben evaluarse para las cargas de servicio. b) Se consideran necesariamente los incrementos de deformación con el tiempo (deformaciones diferidas) por acción de cargas aplicadas en forma continua. c) Las deformaciones de los elementos y sistemas estructurales deben ser menores o iguales que las admisibles d) En aquellos sistemas basados en el ensamble de elementos de madera se incluirán adicionalmente las deformaciones en la estructura debidas a las uniones, tanto instantáneas como diferidas.

8

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

1.11. CARGAS Las estructuras deben diseñarse para soportar todas las cargas provenientes de: a) Peso propio y otras cargas permanentes o cargas muertas. b) Sobrecarga de servicio o cargas vivas. c) Sobrecargas de sismos, vientos, nieve La determinación de las sobrecargas de servicio y cargas de viento, sismo y nieve se efectuará de acuerdo con lo señalado por las Normas y Reglamentos vigentes. Cuando las sobrecargas de servicio o las cargas vivas sean de aplicación continua o de larga duración (sobrecargas en bibliotecas o almacenes, por ejemplos), estas deben considerarse como cargas muertas para efectos de la determinación de deformaciones diferidas. 1.11.1.

ESFUERZOS ADMISIBLES

Los esfuerzos admisibles que deberán usarse en el diseño de elementos de madera para cada grupo estructural son los que se consigan en la Norma Técnica de Edificación E.101 Agrupamiento de Madera para Uso Estructural. (Ver TABLA 4.5.1). Para el caso de diseño de viguetas, correas, entablados, entramados, etc., donde exista una acción de conjunto garantizada, estos esfuerzos pueden incrementarse en un 10%. 1.11.2. MODULO DE ELASTICIDAD Los módulos de elasticidad que deberán usarse en el diseño de elementos de madera para cada grupo estructural son los que se consignan en la Norma Técnica de Edificación E.101 Agrupamiento de Madera para Uso Estructural. (Ver TABLA

9

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

En general deberán usarse los módulos indicados como “Emínimo”. El valor “Epromedio” podrá utilizarse solo cuando exista una acción de conjunto garantizada, como en el caso de muros entramados, viguetas y entablados.

TABLA ESFUERZOS ADMISIBLES Mpa (Kg/cm2) GRUPO FLEXIÓN

TRACCIÓN COMPRESIÓN PARALELA PARALELA

COMPRESIÓN PERPEND.

CORTE

A

20,6 (210)

14,2 (145)

14,2 (145)

3,9 (40)

1,5 (15)

B

14,7 (150)

10,3 (105)

10,8 (110)

2,7 (28)

1,2 (12)

C

9,8 (100)

7,3 (75)

7,8 (80)

1,5 (15)

0,8 (8)

TABLA MÓDULO DE ELASTICIDAD Mpa (Kg/cm2) GRUPO

Emin

Eprom

A B C

9 316 (95 000) 7 355 (75 000) 5 394 (55 000)

12 148 (130 000) 9 806 (100 000) 8 826 (90 000)

1.12. ESTABILIDAD Los elementos de sección rectangular tales como vigas, viguetas o similares deben arriostrarse adecuadamente para evitar el pandeo lateral de las fibras en compresión. Como referencia podrán usarse las siguientes recomendaciones para asegurar un arriostramiento adecuado.

1 0

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

a) lateral

Relación h/b = 2; no necesita apoyo

b) Relación h/b = 3; deberá restringirse el desplazamiento lateral de los apoyos c) Relación h/b = 4; deberá restringirse el desplazamiento lateral de los apoyos y además el borde en compresión mediante correas o viguetas.

Relación h/b = 5; deberá restringirse d) el desplazamiento lateral de los apoyos y además el borde en compresión mediante un entablado continuo.

e) Relación h/b = 6; adicionalmente a los requisitos del párrafo anterior deberá colocarse arriostramiento a base de crucetas o bloques entre elementos del borde inferior de uno, al borde superior en compresión del otro. A distancias no mayores de 8 veces el espesor de las vigueta, correa o elemento similar.

1.13. ENTREPISOS Y TECHOS DE MADERA Los entablados, entablonadas y tableros utilizados en techos, podrán diseñarse para resistir cargas uniformemente distribuidas. Los entablados, entablonadas y tableros, destinados a entrepisos deberán diseñarse adicionalmente para resistir cargas concentradas, según su naturaleza, como mínimo de 70 kg. Los entablados en entrepiso deberán tener un espesor mínimo de 18 mm, en caso de utilizarse tableros a base de madera el espesor mínimo será de 12 mm. Cuando se utilicen entrepisos mixtos, con losa de concreto u otro material, deberán utilizarse conectores apropiados que garanticen un comportamiento integrado.

1 1

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

La limitación de deformaciones en entablados, entablados y tableros de entrepisos y techos deberá ser para carga concentrada L/300 y para las cargas uniformemente repartidas L/450. Para el análisis de fuerzas y deformaciones se podrá considerar el entablado como continuo de dos tramos. Para efectos de la distribución, en una carga concentrada sobre el entablado machihembrado se podrá considerar que la carga se reparte entre tres tablas, en 30 cm de ancho o la que sea menor. 1.14. DISEÑO DE ELEMENTOS EN TRACCIÓN Y FLEXO-TRACCIÓN 1.14.1 GENERALIDADES Este capítulo comprende el diseño de elementos sometidos a esfuerzos de tracción paralelos a la dirección de las fibras y para la combinación de carga de tracción y flexión combinadas. El esfuerzo de tracción perpendicular a las fibras en elementos estructurales de madera se considerará nulo. Los elementos sometidos a tracción pura o flexo tracción debe ser de la mejor calidad posible, escogiéndose las mejores piezas dentro del material clasificado, según la Norma ITINTEC 251.104.

1.14.2. ESFUERZOS ADMISIBLES Los esfuerzos admisibles son los que se consignan en la Norma Técnica de Edificación E.101 Agrupamiento de Madera para Uso Estructural. (Ver TABLA 4.5.1). Para aquellos elementos en que la acción de las cargas se reparte entre varios de elementos los esfuerzos admisibles podrán incrementarse en 10%. 1.14.3. CARGAS ADMISIBLES EN ELEMENTOS SOMETIDOS A TRACCIÓN AXIAL la carga admisible de un elemento en tracción puede ser estimada empleando la siguiente fórmula: Nadm ft A Donde: Nadm carga admisible en tracción A área de la sección ft esfuerzo admisible en tracción

1 2

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

Esta expresión se aplica a elementos que pueden ser de sección transversal cualquiera, sea ésta sólida o compuesta. 1.14.4DISEÑO DE ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXOTRACCION Los elementos sometidos a esfuerzos combinados de flexión y tracción deben satisfacer la siguiente expresión: NM 1 Donde:

A ft

Z fM

N carga axial aplicada M valor absoluto del momento flector máximo en el elemento A área de la sección Z módulo de sección con respecto al eje alrededor del cual se produce la flexión. ft esfuerzo admisible en tracción fm esfuerzo admisible en flexión

1.15. DISEÑO DE ELEMENTOS EN COMPRESIÓN Y FLEXO - COMPRESIÓN

1.15.1. GENERALIDADES Este capítulo comprende las normas para el diseño de columnas y entramados para cargas verticales (compresión) y para la combinación de carga vertical y horizontal perpendicular a su plano (flexo compresión). Las columnas consideradas en esta Norma son de sección transversal sólida o maciza de sección rectangular o circular. Sin embargo, las bases de cálculo son aplicables a secciones de cualquier forma. Los entramados definidos en esta Norma son muros compuestos de pie derechos y soleras superior e inferior de sección rectangular, revestidos por uno o ambos lados. 1.15.2. LONGITUD EFECTIVA El diseño de elementos sometidos a compresión o flexo-compresión debe hacerse tomado en cuenta su longitud efectiva. Para efecto de esta Norma la longitud efectiva será la longitud teórica de una columna equivalente con articulaciones en sus extremos.

1 3

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

La longitud efectiva “lef” de un elemento se obtendrá multiplicando la longitud “l” no arriostrada por un factor de longitud efectiva “k”, que considera las restricciones o el grado de empotramiento que su apoyo extremo le proporcionan. (Ver TABLA 7.2.3). En ningún caso se tomará una longitud efectiva menor que la longitud real no arriostrada. Para entramados, cuyos pie-derechos están arrostrados lateralmente por elementos intermedios, se debe considerar como longitud efectiva en el plano del mismo a la longitud entre arriostres intermedios. En aquellos entramados que no cuentan con riostras intermedias pero cuyo revestimiento está unido al pie derecho en toda la altura puede considerarse que no ocurrirá pandeo del pie derecho en el plano del entramado. En este caso la carga admisible estará determinada por la longitud efectiva fuera del plano. Esta no debe considerarse menor que la altura del mismo.

1.16. PROCESO Y APLICACIONES La madera es el principal contenido del tronco de un árbol. Es la materia prima y tiene muchas aplicaciones, porque se trata de un material muy resistente. De ella se obtiene la pulpa para la fabricación del papel; los artistas la usan para tallar sus trabajos, que lo hacen mediante un proceso de desbaste y pulido, con el propósito de darle una forma determinada, hasta obtener una escultura, que puede ser de un objeto concreto o abstracto, Asimismo, los taninos, gomas, resinas y aceites son destinados a la producción de pinturas, barnices y adhesivos; la lignina, que es la sustancia que une las fibras de la madera, se aprovecha en la industria del plástico y en el cultivo de levadura de cerveza, que sirve como alimento al ganado y las aves de corral. Hay dos tipos de maderas: las duras se emplean en una amplia gama de aplicaciones que incluyen: construcción, muebles, pisos, cocina, lápices, utensilios, balsas, muelles, puentes, barriles, embarcaciones y carretas, entre otras y una variedad de objetos, sobre todo para los instrumentos musicales, debido a su densidad. Esta madera se extrae de un árbol de crecimiento lento, y entre ellas tenemos el álamo, la caoba, sauce, roble y el raulí, entre otros. Algunas de estas maderas son preciosas y se utilizan para trabajos de gran belleza, como artículos de decoración y diferentes tipos de muebles. La madera blanda es más ligera y no dura mucho, se usa en trabajos específicos, su precio es mucho menor que la anterior. Entre las principales se encuentran los abetos, araucarias, los cipreses y los pinos. Para la obtención de la madera se dan diferentes procesos, el primero es el corte, denominado también apeo y tala. Es realizado por operarios quienes, utilizando hachas o sierras, cortan el árbol, le quitan las ramas y extraen la corteza para que se seque.

1 4

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

La siguiente fase es el transporte hacia el aserradero, para movilizarla se usan animales y máquinas de transporte. En algunos lugares, si está cerca de un río, dejan que la corriente la arrastre hacia su lugar de destino. Ya en el aserrado la madera se divide en trozos de acuerdo con el uso que se le vaya a dar posteriormente. En la madera podemos observar los anillos de crecimiento que indican la edad del árbol, la dureza de la madera y las variaciones climáticas. La madera tiene enemigos que la destruyen, como son los hongos, que pueden ser de diferentes tipos; la luz solar, la humedad y los insectos, como las hormigas y las termitas, entre otros. 1.17. USO, PROCESAMIENTO NATURALES Y LOS SINTÉTICOS

Y

APLICACIONES

DE

LOS

MATERIALES

1.17.1 Clasificación de los materiales por su uso Las características de los materiales definen su uso. No se usaría cartón para hacer un cuchillo que corte carne. Al mismo tiempo, el uso determina la búsqueda y el desarrollo de nuevos materiales. En la industria textil todos los días se buscan componentes para producir telas más resistentes, que conserven mejor el color y que tengan un aspecto más agradable. En la fi gura 3.6 encontrarás otro caso en que las limitaciones impuestas favorecen el uso de nuevos materiales. El uso de los materiales también se emplea como criterio para la clasificación. A la vez, esta clasificación es la que da origen a las industrias integradas en los distintos campos tecnológicos: las telas dan lugar a la industria textil; los metales, a la industria metalúrgica. Sin embargo, debes considerar que hay materiales que se utilizan en más de una industria, como la madera, que se utiliza en la industria maderera y en la de la construcción. Al mismo tiempo, hay materiales que, una vez procesados, pasan a una industria diferente, como las láminas de metal provenientes de la industria metalúrgica que se utilizan en la industria automotriz. Estos casos ilustran que las características de los materiales determinan su empleo, pero que el uso o la necesidad que se debe satisfacer también determina las características deseables de los materiales e, incluso, definen sus procesos de modificación. Lo mismo es cierto para las herramientas: las características de los materiales con que se elaboran definen su uso en el proceso productivo, pero las necesidades de transformación de los materiales también definen la búsqueda o el desarrollo de nuevos materiales para la elaboración de herramientas más idóneas. De este modo, con base en la relación simbiótica entre las características y el uso de los materiales, el ser humano ha ido adecuando los sistemas técnicos a la existencia de los materiales naturales y, a la vez, ha utilizado los mismos sistemas técnicos para el desarrollo de nuevos materiales, sean naturales o sintéticos. En realidad, muchos de los materiales sintéticos han sido producto de la investigación científica y el desarrollo tecnológico, y se aplican de manera considerable para sustituir, con algún tipo de ventaja, otros materiales naturales. Por ejemplo, el plástico se

1 5

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

desarrolló en el siglo XIX para sustituir al marfil con que se producían las bolas de billar. Se puede decir que siempre que un plástico pueda reemplazar a un producto natural con un ahorro en costos o mayor durabilidad, terminará por hacerlo. Por ejemplo, la formica, que es un acabado plástico que se aplica a las superficies de muebles de madera, sustituyó al barniz y al proceso de lijado de las maderas, con un acabado más brillante, un menor costo y una resistencia que permite usarlo, incluso, en cocinas integrales.

1.17.2. Procesamiento de materiales naturales y materiales sintéticos

Como hemos reiterado, con el fi n de satisfacer necesidades e intereses, el ser humano procesa los materiales para crear nuevos productos; es decir, los somete a un proceso de producción técnica o tecnológica, mediante el cual aprovecha las características de los materiales originales y las aplica a un producto final. En un sistema tecnológico, los materiales son los insumos que se transforman por medio de la aplicación de gestos y acciones técnicas y por el uso de herramientas o máquinas. Para el procesamiento de materiales naturales y sintéticos, se utilizan diversas técnicas, entre de ellas: › Aplicación de calor. Abarca desde la simple cocción de alimentos hasta el uso de altos hornos para la fundición de metales. › Hilado. Alude al proceso para crear hilos a partir de materiales como la lana de las ovejas o la flor del algodón. › Mezcla o aleación. En este caso, dos o más materiales, al combinarse, adquieren una nueva característica. Por ejemplo, la mezcla de cemento, agua, grava y arena da lugar, una vez seca, al concreto. › Moldeado. Es un proceso similar al que viste en la actividad de la sección “Propiedades técnicas de los materiales”. Por lo general, los productos de plástico se crean con este proceso técnico. › Transformación química. Mediante procesos diversos, como la aplicación de elementos químicos reactivos, se transforman las características químicas de los materiales. Así es como, por ejemplo, el petróleo se transforma en plástico o gasolina. › Compresión. Merced a la aplicación de fuerza excesiva, se comprime un producto para que ocupe menos espacio, como en el caso de la madera aglomerada.

1 6

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

› Torneado. Con el uso de un torno se da forma cilíndrica a un material, ya sea moldeándolo con las manos, como en el caso de la cerámica, o recortando las partes excedentes como se hace con un torno industrial.

1.18. Recomendaciones 1.- Utilizar tamaños y calidades estándar, dar preferencia a piezas normadas, sean naturales o contrachapadas, logrando una eficiencia estructural, eficacia y economía. 2.- Evitar los herrajes de unión que requieran fabricación o diseños especiales. 3.- Recurrir al menor número de empalmes, procurando además que sean sencillos, cuando no sea posible omitirlos, colocarlos en los puntos de menor esfuerzo; jamás deben dejarse en zonas con un momento flector considerable, pues así se evitan dificultades de diseño, montaje y fabricación. 4.- Evitar cualquier variación longitudinal innecesaria del área seccional de los elementos. 5.- Emplear repetidamente, siempre que sea posible, elementos idénticos en toda la estructura. Mantener en el mínimo el número de piezas diferentes. 6.- Preferir los elementos de techado que influyan favorablemente sobre el tipo y la magnitud de las cargas impuestas a la estructura. 7.- Especificar los esfuerzos de diseño permisibles en vez de la calidad de madera o la combinación de calidades que se debe buscar. 8.- Elegir un adhesivo apropiado para las condiciones de servicio, pero sin especificarlo con excesivo detalle. 9.- Utilizar madera natural con preservantes cuando las condiciones así lo exijan. 10.- Dar preferencia al uso de claros continuos o suspendidos, o claros simples con voladizos, en lugar de grandes claros corridos. Seleccionar la madera según proyecto.

1 7

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

CAPITULO II PERFILES METÁLICOS los perfiles, son elementos que una vez fabricados en las industrias metalúrgicas, se las usa en las estructuras de construcciones, y en cada uno de ellos vemos diferentes materiales, para diversos usos, por ejemplo, hoy, la industria nos ofrece perfiles de acero inoxidables, perfiles de aluminio, perfiles de madera y los ahora conocidos perfiles de pvc, y los de hierro que son usados en cada caso en. llevan todos, un proceso diferente para dar con los acabados con los que los vemos, para el empleo de industrias, en obras civiles, comercios, hogar, edificaciones, construcciones y para funciones distintas. así que en reglas generales las fábricas metalúrgicas, de las maderas, y de los plásticos, construyen día a día, una infinidad de elementos para ser usados en las perfilarías de soporte, de decoración, y de sostén. en efecto, los perfiles metálicos, se usan en una infinidad de construcciones como cerramientos de techos, paredes, superficies, en aberturas, en marcos de ventanas, puertas, en barandas de balcones, de terrazas, de fachadas, etc, los metales que más se usan para este tipo de perfilería son el acero, y el aluminio, el hierro, también es uno de los principales materiales para los perfiles metálicos.

1 8

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.1. PERFILES DE ACERO

para su uso en construcción, el acero se distribuye en perfiles metálicos, siendo éstos de diferentes características según su forma y dimensiones y debiéndose usar específicamente para una función concreta, ya sean vigas o pilares. El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general, así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. en este contexto existe la versión moderna de perfiles de acero denominada metalcon. los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero. también son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de índole ferroviario desde la construcción de infraestructuras viarias así como la fabricación de todo tipo de material rodante. otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la dedicada a construir armamento pesado, vehículos blindados y acorazados. también consumen mucho acero los grandes astilleros constructores de barcos especialmente petroleros, y gasistas u otros buques cisternas.

1 9

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.2. PERFILES DE ALUMINIO

el aluminio es un elemento químico, de símbolo al y número atómico 13. se trata de un metal que no es ferromagnético. es el tercer elemento más común en la corteza terrestre. los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayor parte de las rocas, de la vegetación y de los animales.1 en estado natural se encuentra en gran cantidad de silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero para obtener alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis. este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad(2.700 kg/m3) y su gran resistencia a la corrosión. mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar en gran medida su resistencia mecánica (hasta los 690 mpa).

2 0

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.3. PERFILES ESTRUCTURALES Tipos de Perfiles de Acero Estructural De acuerdo al AISC, se tienen las siguientes denominaciones de los perfiles estructurales más comunes. W = Viga de Patín Ancho M = Viga Miscelánea S = Viga Estándar Americana C = Canal Estándar Americana MC = Canal Miscelánea WT = Tee estructural cortado de una W MT = Tee estructural cortado de una M ST = Tee estructural cortado de una S

son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I,H, T, canal o ángulo.

2 1

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.3.1. PERFIL H producto de acero laminado que se crea en caliente, cuya sección tiene la forma de H. existen diversas variantes como el perfil IPN, el perfil IPE o el perfil HE, todas ellas con forma regular y prismática. se usa en la fabricación de elementos estructurales como vigas, pilares, cimbras metálicas, etc, sometidas predominantemente a flexión o compresión y con torsión despreciable. su uso es frecuente en la construcción de grandes edificios y sistemas estructurales de gran envergadura, así como en la fabricación de estructuras metálicas para puentes, almacenes, edificaciones, barcos, etc.

2.3.2. ANGULOS ESTRUCTURALES L es el producto de acero laminado que se realiza en iguales que se ubican equidistantemente en la sección transversal con la finalidad de mantener una armonía de simetría, en ángulo recto. su uso está basado en la fabricación de estructuras para techados de grandes luces, industria naval, plantas industriales, almacenes, torres de transmisión, carrocerías, también para la construcción de puertas y demás accesorios en la edificación de casas.

2 2

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II . 2.3.3 CANALES U acero realizado en caliente mediante láminas, cuya sección tiene la forma de u. son conocidas como perfil UPN. sus usos incluyen la fabricación de estructuras metálicas como vigas, viguetas, carrocerías, cerchas, canales, etc.

2.3.4. PERFIL T

al igual que el anterior su construcción es en caliente producto de la unión de láminas. estructuras metálicas para construcción civil, torres de transmisión, carpintería metálica

23

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II . 2.3.5 PLETINAS Producto de acero laminado en caliente, de sección rectangular. Entre sus usos está la fabricación de estructuras metálicas, puertas, ventanas, rejas, piezas forjadas, etc.

2.3.6. PERFILES EN C

Perfil abierto formado en frío, ideal para estructuras livianas, cubiertas mezanines y en general para todo tipo de construcción metálica donde se requiera la menor relación peso resistencia. Los perfiles formados en frío son complemento ideal en edificaciones de gran altura como estructura secundaria (viguetas), vinculándose a la estructura de concreto o acero.

24

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II . 2.3.7 LAS TEJAS METÁLICAS se forman de rollos de lámina galvanizada y/o pre-pintada, recubrimientos que garantizan la resistencia a la oxidación. Su principal ventaja es la fácil instalación y manipulación evitando la utilización de maquinaria pesada; la absorción de humedad es nula gracias a la impermeabilidad que tiene; tiene un excelente desempeño estructural y arquitectónico gracias a su perfil y a su mismo recubrimiento. En Metaza se comercializa: Teja arquitectónica - Teja máster mil - Canaleta - Teja sin traslapo

2.3.8. TUBERÍA ESTRUCTURAL Elemento estructural conformado en frío y soldado eléctricamente por alta frecuencia; debido a sus formas geométricas se convierten en una gran alternativa industrial para utilizarse en todo tipo de elementos estructurales ya que presentan un mejor comportamiento a esfuerzos de torsión y resistencia al pandeo.

25

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.3.9. METALDECK La lámina colaborante (Steel Deck) funciona como acero de refuerzo y como formaleta en la elaboración de los entrepisos, mejorando la capacidad estructural de los mismos disminuyendo la cantidad de hierro y concreto requeridos; es de fácil manipulación y almacenamiento. USOS - Estructuras metálicas y de concreto - Cubiertas - Como formaletas en puentes

26

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.3.10. BARRAS CUADRADAS Producto realizado en caliente por láminas, su uso es muy frecuente y muy conocido. Se usan en la fabricación de estructuras metálicas, puertas, ventanas, rejas, piezas forjadas, etc.

2.3.11. BARRAS EXAGONALES De igual manera que en los anteriores su composición es de laminas producidas en caliente, de sección hexagonal, y superficie lisa. Generalmente se observa en la fabricación de elementos de ensamblaje para, pernos, tuercas, ejes, pines, chavetas, herramientas manuales como barretas, cinceles, puntas, etc. Los cuales pueden ser sometidos a revenido y a temple según sea el caso.

27

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.4.USOS DE CADA PERFIL METALICO 2.4.1. PERFIL EN H USOS •

- Construcciones

•

- Industria

•

- Formar columnas

•

- Formar vigas

•

- Formar viguetas

•

- Formar riostras

2.4.2. PERFIL EN W USOS •

- Construcciones

•

- Industria

•

- Formar columnas

•

- Formar vigas

•

- Formar viguetas

•

- Formar riostras

2.4.3. PERFIL EN C USOS • • • • • • • • •

- Edificios y puentes - Industria metalmecánica - Construcción Naval - Maquinaria - Industria petrolera - Ampliaciones - Reforzamiento estructural - Equipos de transporte - Chasis de buses y camionetas

28

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.4.4 PERFIL EN U USOS •

- Resistente a flexión y compresión, soportando mayores cargas

•

- Soldables sin que afecten su resistencia mecánica

•

- Estructuras más livianas

•

- Más rendimiento y menos tiempo de construcción

•

- Mayor resistencia

•

- Se adapta a otros sistemas constructivos

•

- Permite excelentes acabados arquitectónicos como elemento a la vista

2.4.5. TUBERIA ESTRUCTURAL Usos

• Construcción de edificaciones para usos de grandes espacios • Infraestructura • Carrocerías 2.4.6. TEJAS METALICAS USOS

• Viviendas • Bodega • Cerramientos • Fachadas • Construcción en general

2.4.7. ANGULOS USOS: En la fabricación de estructuras de acero para plantas industriales, almacenes, techados de grandes luces, industrial naval, carrocerías, torres de transmisión. También se utiliza para la fabricación de puertas, ventanas, rejas, etc 29

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2.5PRESENTACIONES 2.5.1. ANGULOS PRESENTACIÒN Se produce en longitudes de 6 metros. Se suministra en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por paquetes de 1 TM c/u. 2.5.2. TUBOS PRESENTACION: 1.- Longitud: -Redondos: 6.40 m y 6m.. Cuadrados y Rectangulares: 6 m. Otras longitudes a pedido. 2.- Acabado de extremos: Refrentado (plano), limpios de rebordes. 3.- Recubrimiento: Negro Galvanizado (mínimo de 120 gr/m²)

30

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

CERCHAS 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 y corte.

ELEMENTOS Una cercha está formada por los siguientes elementos: 1) 2) 3) 4)

Los miembros de arriba cordón superior. Los miembros de abajo cordón inferior. Diagonales. Verticales montantes o pendolones dependiendo del tipo de fuerza.

PARTES

31

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

Fuerza (carga) par

montante

nudo pendiente punta

diagonal

tirante luz de la nave luz de la armadura

tornapunta

En techos con luces grandes esto obligaría a tener una cercha muy alta en el centro, en ese caso se puede también hacer la cuerda inferior inclinada.

Para puentes se trata de brindar un apoyo plano al tablero del puente, ya sea en la parte superior de la cercha o en la inferior. Si el tablero va apoyado en la parte inferior de las cerchas, entonces los elementos verticales trabajan a tensión.

Si el tablero está apoyado en la parte superior los elementos verticales trabajan a compresión.

32

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

En el caso de vigas simples cargadas por la parte superior, donde el sistema

TIPOS  METALICA Se puede subdividir según función del equilibrio, conformación y origen o diseñador. Conocidas como celosías planas, espaciales o como reticulados y armaduras, en términos de ingeniería son estructuras rígidas armadas mediante varillas rectas en sus extremos que presentan una conformación triangular. CLASIFICACIONES DE LOS TIPOS DE CERCHAS  SEGÚN SU FUNCIÓN DEL EQUILIBRIO Una cercha puede ser totalmente isostática o determinada estáticamente en relación al equilibrio mecánico aplicado a la forma externa de la estructura. Lo mismo sucede con los elementos internos, que son evaluados en sus reacciones y esfuerzos para conocer su estabilidad. Las categorías resultantes de esta evaluación, han sido establecidas de la siguiente forma: •

ISOSTÁTICAS

Este concepto se refiere a una clase de estructura que puede ser analizada mediante los principios y las fórmulas que dan a conocer los valores estáticos. Como se ha referido, su naturaleza está determinada estáticamente, por lo que la eliminación de algunos de los componentes que unen la armazón como tal, causaría una falla catastrófica en todo el sistema. •

HIPERESTÁTICAS

La esencia de este tipo de configuración es su estado de equilibrio, lo que significa que el momento flector tiene un valor igual a 0 en cada una de las barras que componen el sistema. A pesar de esta condición, la cercha puede presentar condiciones propias de inestabilidad por el tipo de diseño con nudos fijos que puede asemejar a una estructura isostática. 33

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

 SEGÚN SU FORMA: con cordón superior triangular, rectangular, curvo o combinaciones de ellos

 SEGÚN SU CONFORMACIÓN Este tipo de cerchas presenta una estructura plana que está compuesta por nudos articulados y que presentan varias formas: •

SIMPLE

Son aquellas construidas a base de la figura mínima estable (triángulo) y a partir de ahí por cada dos barras agregadas se agrega un nudo, de tal manera que:

Las cerchas simples siempre se empiezan por un triángulo y se construyen agregando 2 barras unidas a un nudo común pudiendo dar origen a figuras que no son triángulos, por su manera de construirse una cercha simple siempre será estable internamente.

•

COMPUESTA

Al igual que la anterior, presentan una estructura con determinación estática que se pueden diseñar a partir de 1 o 2 cerchas simples. En este caso, ambas estructuras están unidas por una barra adicional en un punto común para que se mantengan fijas. También pueden incluir 3 varas adicionales o un armazón interno que cumpla con los criterios de equilibrio.

34

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

•

COMPLEJA

Dado que pertenecen a la categoría de hiperestáticas, su diferencia radica en que no excluye a los modelos anteriores e incluye al resto de geometrías. El primero es más aproximado, mientras que el segundo es mucho más preciso .  SEGÚN SU ORIGEN O QUIEN LAS DISEÑÓ Por otra parte, algunas cerchas comúnmente usadas llevan el nombre de sus creadores, quienes las estudiaron o de la ciudad donde se aplicó por primera vez. Entre ellas, destacan:

CERCHA DE HOWE

A pesar de que ya se había utilizado antes, esta estructura fue patentada en 1840 por William Howe. También conocida como belga, utiliza montantes verticales entre el cordón superior e inferior y se aplica mucho en madera. En este diseño 35

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

se compone de barras diagonales reciben la compresión y otras verticales que soportan la tracción. •

CERCHA DE PRATT

Creada por Caleb y Thomas Pratt en 1844, es una variación del modelo anterior pero con un material más resistente: el acero. Se diferencia de la cercha de Howe en el sentido de las barras, que forman unas V. En este caso las varas verticales reciben la comprensión y las diagonales sufren la tracción. •

CERCHA DE WARREN

Patentada en 1848 por los ingleses Willboughy Monzoni y James Warren, esta estructura se caracteriza por formar triángulos isósceles o equiláteros, dando la misma longitud a las diagonales. Las fuerzas de compresión y tracción están presentes en estos elementos cruzados debido a la aplicación de cargas verticales en los nudos superiores. •

CERCHA K

Por lo general se aplica al diseño de puentes y debe su nombre a la orientación de un elemento vertical en combinación con las partes oblicuas. Se presenta como triángulos que parten del centro y su diseño permite mejorar el desempeño de las diagonales comprimidas. 36

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II •

CERCHA BALTIMORE

Otro modelo característico de los puentes de esta ciudad. Incorpora mayor soporte en la parte inferior de la estructura. Esto evita el colapso por compresión y controla la distensión. Sus secciones lucen como 3 triángulos en 1 ligados mediante una barra horizontal. Es importante acotar que a pesar de que estas estructuras pueden ser tanto triangulares como rectangulares. Eso se ejemplifica claramente en los techos a dos aguas, tipo tijera y de volado. Cuando se hace uso de los montantes, la incorporación de estos elementos verticales en puentes, techos y bóvedas le dan un aspecto un poco más cuadrado.

VENTAJAS La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleados en ingeniería, ya que proporciona una solución práctica y económica debido a la ligereza del peso y gran resistencia. MATERIALES Las cerchas se pueden construir en madera y acero.

USOS Las cerchas se emplean cuando se tiene luces libres grandes como puentes, sitios públicos, techos de almacenes, naves industriales, hangares para aviones, iglesias, estadios, puentes o sistemas de vigas Y estadios. El rango de luces de la cercha es de 15 a 30 m para cerchas de madera y 15 a 50 m para cerchas de acero .  MADERA Tiene como materia prima a la madera. CÓMO HACER CERCHAS DE MADERA SIMPLES Las cerchas generalmente se utilizan para garantizar un sistema de techo firme y estable en la construcción de diferentes edificios. Para el caso de proyectos 37

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

simples como pequeñas cabañas, depósitos y otras estructuras que no necesitan cumplir con especificaciones técnicas de ingeniería o con códigos de construcción, es posible armar tu propia cercha a partir de madera común. . PASOS

1. Decide si una cercha casera es apropiada para tu proyecto. Dado que la cercha va a soportar el peso del techo, no debe violar códigos de construcción locales y debe estar diseñado para resistir fuertes vientos, nieve, y otros requisitos estructurales.

2. Diseña tu cercha. Para hacerlo, tienes que saber por lo menos lo básico sobre los criterios que aparecen a continuación.

38

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

3. Elige la madera apropiada para la cercha a construir. Las maderas de coníferas de alta densidad como las de pino amarillo del sur o de abeto son mejores que las maderas de picea, de pino tamarack o de pino blanco. A continuación, verás otros puntos a tener en cuenta al elegir las planchas de madera: •

Tamaño de la plancha. Las planchas de 5cm x 10 cm (2X4 pulgadas) son apropiadas para cerchas livianas si los tirantes y uniones están bien diseñados y fabricados.

•

Calidad de la madera. Las planchas densas de madera laminada con pocos nudos son mejores para este tipo de proyecto. Trata de elegir madera que no tenga irregularidades naturales de la corteza.

•

Rectitud de la madera. Las planchas torcidas y alabeadas no son recomendadas para construir cerchas. Sin embargo, se puede usar madera con pequeñísimas curvas siempre que la curvatura esté boca arriba.

•

La madera debe estar secada a horno o curada, ya que la madera natural puede encogerse y/o alabearse luego de que la cercha haya sido instalada.

4. Usa caballetes o una superficie plana y estable para construir tu cercha. Si es posible, haz un boceto a escala real sobre el suelo para que sea más fácil determinar las dimensiones de cada tirante y los ángulos de los cortes necesarios. Si no es posible, coloca la viga sobre caballetes para empezar a diseñar el modelo.

39

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

5. Coloca la viga con el alabeo boca arriba, y luego coloca los tirantes sobre ella. De esta forma, las piezas se superponen donde van a unirse cuando la cercha esté terminada. Marca esa intersección para luego hacer el corte, y corta primero los extremos de la viga si es necesario.

6. Marca los cortes superiores de los tirantes donde estos van a unirse en el techo. Si sabes la pendiente del techo, puedes calcular el ángulo de corte con una escuadra. Marca el ángulo de la pendiente en cada tirante, o puedes usar una cuerda para hacer una marca perpendicular a la viga en el medio de esta hacia el punto en donde los tirantes se unen. 40

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

7. Decide si el alero de tu construcción va a ser el tirante o la viga, y según eso elige el corte apropiado para los tirantes. Para conseguir una línea de alero exacta hay que utilizar el mismo ángulo establecido para el corte superior de los tirantes. Si quieres que la imposta (si es que piensas colocar una) se incline hacia adentro, usa un ángulo más agudo.

8. Marca el punto donde se unirán las piezas intermedias que harán falta para terminar la cercha. Existen especificaciones técnicas de ingeniería e incluso recursos en internet que pueden servirte para determinar la carga que podría soportar la cercha y las luces adecuadas para tu proyecto. Sin embargo, este artículo sólo puede aplicarse en cerchas simples donde la regla general indica unir uno de 3 puntos de la viga con el punto medio de los tirantes. •

Divide el largo de la viga en 3 y luego mide la distancia entre cada punto, marcando los 2 puntos donde las piezas intermedias van a unirse a la viga.

•

Marca el punto medio de los tirantes y apoya en cada uno una plancha lo suficientemente larga como para que las piezas intermedias se unan con la viga y puedas determinar el ángulo de unión entre ambos en cada extremo. 41

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

9. Usa como modelo una de cada pieza que hayas marcado para diseñar el resto de las piezas de las cerchas que pienses construir. Asegúrate de que tanto las vigas como los tirantes tengan los alabeos boca arriba y fíjate de ser lo más preciso posible cuando marques y cortes cada pieza, ya que se te va a hacer difícil unirlas si las medidas o los ángulos están mal.

10. Decide si clavar las piezas en ángulo va a darle suficiente fuerza y resistencia a tu cercha para el proyecto que habías planeado. Seguramente quieras usar placas de refuerzo para todas las intersecciones de las piezas con el marco. Las imágenes de este artículo muestran 16 placas resistentes de acero galvanizado rescatadas de chatarra, pero si el desgaste no es algo importante se pueden utilizar contrachapados de 12.7mm (1/2 inch)

42

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

11. Une con clavos las piezas de la primera cercha, sosteniendo las intersecciones con más tablones o soportes para mantener la estructura plana mientras esté apoyada de costado.  Usa tornillos de banco para mantener las piezas a unir bien ajustadas mientras las clavas, y para suavizar las curvaturas que podría tener la madera.

 Para las placas de refuerzo de metal o contrachapado, usa clavos de un largo tal que no penetren la pieza que estás ajustando, o tendrás que doblar lo que sobresalga del clavo antes de poner placas en el otro lado de la madera.

12. Usa la primera cercha que uniste como modelo para unir el todas las otras que hiciste. Si estás trabajando sobre caballetes o sobre una mesa que 43

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

no es lo suficientemente grande como para apoyar toda la cercha, asegúrate de que todas las uniones estén apoyadas sobre algún soporte. 13. Apila las cerchas terminadas en posición horizontal para que estén lo más planas posible. Fíjate que las cerchas estén lo más alineadas posible para que no se alabeen antes de ser instaladas. Además, al tenerlas apiladas así verás cómo se corresponden unas con otras. Ten en cuenta que a menos que el material esté perfectamente derecho y medido, siempre va a haber pequeñas variaciones entre las cerchas.

14. Instala las cerchas en la construcción. Ajústalas bien al marco superior, siempre siguiendo los códigos de construcción.

44

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

CONSEJOS •

Fíjate de cortar con precisión y de usar la escuadra para marcar el corte para que las uniones se correspondan perfectamente.

•

Elige la mejor madera para tu cercha. Una madera de grado 2 secada a horno con suficiente largo va a asegurarte un trabajo exitoso.

ADVERTENCIAS •

Sigue todos los códigos de construcción locales, que incluyen aspectos como vientos, nieve y otras condiciones climáticas y naturales.

•

Se recomienda usar anteojos de seguridad al trabajar con sierras eléctricas y martillos.

•

Usar guantes de seguridad va a protegerte las manos al trabajar con la madera.

•

Madera adecuada para construir cerchas que cubran tus necesidades

COSAS QUE NECESITARÁS •

Madera para hacer la cercha que se ajuste a tus necesidades

•

Clavos u otros materiales para ajustar la madera

•

Contrachapado o chapa de metal para las placas de refuerzo

•

Sierra, martillo, escuadra y metro

•

Mesa, caballetes u otra superficie para trabajar

CALCULO DEL PESO DE UNA COBERTURA

45

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

TECHO DE UN TALLER • • • • •

Luz de la nave: 14.56 metros Luz de armadura: 15 metros Separación entre armaduras: 4 metros • fibrocemento 10.78kg/m1. Presión del viento: 80 kg/m2. Pendiente: 40% (21º 50`)

Techo Gran Onda de

3.0 m

14.56 m 15.00 m

1º

peso de la cubierta = peso superestructura + presión del viento peso de la cubierta = 10.78 kg/m2 + 80 kg/m2 = 90.78 kg/m2

Altura del pendolón =

15 X 0,40 % = 3 metros 46

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

2º

peso de la cubierta en proyección horizontal =

Peso de cubierta

Coseno pendiente 90.78 97.56kg/m2 Cos 32.50 3º

peso aproximado de la Armadura= P = L2 X d peso armadura = largo armadura X separación armadura peso armadura = 15 X 4 = 900 kg peso por metro lineal = 900 = 60 kg 15

4º-

Altura del pendolón = Luz de la armadura

X pendiente %

2 5º- Semiluz de la armadura =

15 = 7,5 metros 2

Longitud del par= semiluz armadura = 7,5 0,92827

= 8,07 metros

coseno

Separación entre correas = 8,07 = 0,896 metros 9

Carga por metro lineal: Peso propio de la armadura: 60 X 4 = 240 kg Peso propio de la cubierta: 95.56 X 4 = 382 kg Sobre carga nieve: 75 X 4 = 300 kg Total: 922 kg

47

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

48

TECNOLOGIA DE LA CONTRUCCION II

GRACIAS FIN

49