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DISEÑO Y FABRICACIÓN DE VIGAS COMPUESTAS EN MADERA MANUAL
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DISEÑO Y FABRICACIÓN DE VIGAS COMPUESTAS EN MADERA
M A N UA L
© CITEmadera . Centro de Innovación Tecnológica de la Madera
Manual de Diseño y Fabricación de Vigas Compuestas en Madera.
Edición:Jessica Moscoso Guerrero
Autores:Ing. Edgard BarretoArq. Christian Arbaiza
Diseño y Diagramación:Rocio Alejos Fateil
Corrección de Textos:Oficina de Comunicación e Imagen Institucional
Dibujos: Carlos Cuadros Oriundo
Impreso en:
Hecho el Depósito legal en la Biblioteca Nacional del Perú Nº 2011-
1era. Edición: Lima, Octubre 2004.2da. Edición. Lima. Setiembre 2011.
Las publicaciones del CITEmadera pueden obtenerse en Jr. Solidaridad Cuadra 3 s/n. Parque Industrial de Villa El Salvador, Lima 42 – Perú.
Ver sitio en la red: www.citemadera.gob.pe
Las opiniones expresadas en el documento son las de los autores, y no necesariamente reflejan el criterio institucional del CITEmadera.
CAPITULO 1. Introducción 9 1.1. Introducción. 1.2. Situación de uso de la madera como elemento constructivo. 10
1.2.1. La madera como material de construcción estructural. 101.2.2. Limitaciones y obstáculos de la construcción con madera. 10
1.2.2.1. Aspectos de investigación y normalización. 111.2.2.2. Aspectos de capacitación y entrenamiento. 111.2.2.3. Comercialización de la madera. 121.2.2.4. Problemas culturales y uso inadecuado de la madera. 121.2.2.5. Problemas del diseñador y constructor. 131.2.2.6. Tecnología. 14
1.2.3. Oportunidades con nuevas especies maderables y desarrollo de mercados. 141.2.4. Uso de la madera en el sector habitacional. 141.2.5.ConsumodelamaderaenviviendasenEedificaciones. 171.2.6. Recomendaciones generales de uso de madera como material. 18 Estructural en construcción.
1.3. Bondades de la madera frente a otros materiales de uso más frecuente. 18 1.3.1. Ventajas comparativas generales. 181.3.2. Construcción industrializada con madera estructurada. 201.3.3. Ventajas y desventajas de la construcción industrializada en madera. 20 Experiencia internacional. 1.3.4. Condiciones favorables a la industrialización en la construcción con madera estructurada. 22
CAPITULO 2. Estructuras de madera 23
2.1 Información sobre características. 232.1.1. Características de la madera. 23
2.1.1.1 Conceptos generales. 232.1.1.2 Propiedades físicas y mecánicas de la madera. 232.1.1.3 Dimensiones de piezas. 24
2.1.2. Madera estructurada para la construcción. 252.1.3 Tipos de unión de piezas. 25
2.1.3.1.Unionesclavadas. 272.1.3.2.Unionesempernadas. 27
2.2VigasCompuestasdemaderaestructurada. 272.2.1Informaciónsobrecaracterísticas. 27
2.2.1.1 Conceptosgenerales. 272.2.2 Demandas y uso actuales de vigas compuestas de madera. 30
Contenido
CAPITULO 3. Procesos y Flujos de Producción 33
3.1 Procesos de fabricación de vigas compuestas. 333.2 Flujos de producción. 353.3AreadefabricaciónsegúnelestadoactualdeplantadeMAPESAC. 373.4 Técnicas y diseños disponibles para su elaboración. 38
3.4.1 Memoria descriptiva de las vigas compuestas de madera estructurada. 383.4.1.1 Formas y proporciones de la vigas. 383.4.1.2 Comportamiento estructural de secciones compuestas en vigas. 393.4.1.3 Definicióndecargasysobrecargasusuales. 393.4.1.4 Metrado de cargas para comparación en tablas. 433.4.1.5 Consideraciones de la madera. 433.4.1.6 Especificacionesdefabricacióndevigasreticuladas. 433.4.1.7 Especificacionesdefabricacióndevigasalmallena. 44
3.4.2 Consideraciones de diseño de uniones. 453.4.2.1 Consideraciones de diseño de clavos. 453.4.2.2 Consideraciones de diseño de pernos. 48
3.4.3Procedimientodediseñoyverificaciónestructuraldevigareticulada. 513.4.4Procedimientodediseñoyverificaciónestructuraldevigaalmallena. 523.4.5 Diseños propuestos. 533.4.6 Detalle típicos de unión de piezas. 82
3.4.6.1 Detalles típicos de viga reticulada. 823.4.6.2 Ejemplo de habilitado de piezas de viga reticulada. 923.4.6.3 Detalles típicos de viga alma llena. 93
3.4.6.4 Ejemplo de habilitado de piezas de viga alma llena. 953.4.7Prototipodevigareticuladademaderaelaboradoenplanta. 96
3.4.7.1 Fotosdelprototipodiseñado. 963.4.7.2 Planosdelprototipodiseñado. 96
3.4.8Prototipovigaalmallenademaderaelaboradoenplanta. 973.4.8.1 Fotosdelprototipodiseñado. 973.4.8.2 Planos del prototipo diseñado. 98
3.4.9 Recomendaciones sobre almacenaje y manipuleo de vigas prefabricadas. 99
CAPITULO 4. Características básicas de la materia prima disponible e identificacióndeespeciesogrupodeespeciesquereúnancualidadesparaobtener un producto de mejor calidad 101
4.1. Características a cumplir de la madera para estructuras. 1014.1.1. Características generales básicas. 1014.1.2. Defectos de la madera. 102
4.1.2.1. Defectos relativos a la constitución anatómica. 1024.1.2.2. Defectos relativos al ataque de agentes biológicos. 1034.1.2.3. Defectos originados durante el apeo , transporte y almacenamiento. 1044.1.2.4. Defectos originados durante el secado. 1044.1.2.5. Defectos originados durante el aserrío. 1044.1.2.6. Control de defectos. 105
4.1.3.Clasificaciónvisualpordefectos. 1054.1.4. Tolerancias dimensiónales en la habilitación y fabricación. 106
4.2.Identificacióndeespeciesogruposdeespeciesquereúnan 106 cualidades para obtener un producto de mejor calidad. 4.2.1.Agrupaciónoclasificacióndemaderassegúnusoestructural. 1064.2.2.Especiesmaderablesclasificadasestructuralmentehastalaactualidad. 1074.2.3. Especies maderables recomendadas para estructuras. 1084.2.4. Nuevas especies maderables recomendadas para estructuras. 108
CAPITULO 5. Tipos y características de los insumos 109
5.1. Accesorios de unión. 1095.1.1. Clavos. 1095.1.2. Pernos, tuercas y arandelas estándar. 1105.1.3. Cartelas de madera. 1115.1.4. Cartelas o pletinas metal. 111
5.2. Moldes. 111
CAPITULO 6. Rendimientos y costos de fabricación 113
6.1. Rendimientos medidos en planta (Prototipos). 1136.1.1. Tiempos y costos por labor de prototipo viga reticulada. 1136.1.2. Desperdicios o mermas de madera medidos en la fabricación de la viga reticulada. 1136.1.3. Tiempos y costos por labor de prototipo viga alma llena. 1146.1.4. Desperdicios o mermas de madera medidos en la fabricación de la viga alma llena. 1156.1.5. Costos de materiales usados en la elaboración de prototipos. 6.1.6. Costo total de elaboración de prototipos. 1166.1.7.Preciosreferencialesdedemásaccesoriosdeunión. 117
6.2.Costosdefabricacióndevigaspropuestassegúncartilladeplanostipo. 1176.2.1.Costodematerialesdevigasreticuladas. 1176.2.2.Costofinaldeproduccióndevigasreticuladas. 1196.2.3. Costo de materiales de vigas alma llena. 1216.2.4.Costofinaldeproduccióndevigasalmallena. 124
CAPITULO7.Ventajasylimitaciones 127 7.1Ventajas. 1277.2Limitaciones. 127 CAPITULO 8. Conclusiones 129 8.1. Conclusiones y recomendaciones. 129
Glosario de términos 132
Abreviaturas 135
Bibliografía 136
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ABREVIATURAS
m metrocm centímetro mm milímetro“ pulgada´ piept pie tablarkg kilogramom² metro cuadradom³ metro cubicokg/m kilogramo – metrokg/m² kilogramo – metro cuadrogr/cm³ gramo – centímetro cubico
NTE Norma Técnica de EdificacionesNTP Norma Técnica PeruanaINTINTEC Instituto Nacional de. Normas Técnicas y Certificaciones (hoy INDECOPI - Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual)JUNAC Junta del Acuerdo de Cartagena (hoy Comunidad Andina)
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El Centro de Innovación Tecnológica de la Madera – CITEmadera, es una institución pública del Ministerio de
la Producción, que tiene como misión ser promotora de la innovación tecnológica y empresarial mediante un
proceso continuo de transferencia de tecnologías, desarrollo de capacidades tecnológicas e I+D+I, contribuy-
endo al incremento de la cadena de valor en las empresas y del sector de la industria de la madera y el mueble.
En este contexto, el presente documento “Manual de Diseño y Fabricación de Vigas Compuestas en Madera”
ha sido elaborado por el CITEmadera con la finalidad de promover el empleo de la madera en la construcción
como elemento estructural y dotar a los empresarios, profesionales y técnicos, dedicados a la industria de
la carpintería de obra, de una herramienta técnica que ayude al diseño y construcción de estos elementos
teniendo en cuenta el comportamiento de la madera, cálculos estructurales y normativas vigentes para el
empleo de la madera.
Su elaboración toma en cuenta criterios técnicos del Manual de Diseño y Construcción con Madera de la
Junta del Acuerdo de Cartagena y las Normas Técnicas de Edificación E-20. Cargas, E-101 Agrupamiento de
Maderas para uso estructural y E-102 Diseño y Construcción en Madera, entre otros documentos, principal-
mente; como también la validación de las mismas a través de la construcción de prototipos en el CITEmadera.
Este Manual, forma parte de una nueva serie de documentos desarrollados por el CITEmadera para el forta-
lecimiento de las capacidades técnicas y profesionales de los actores del sector de la madera y afines; y se
constituye como material de trabajo del curso de capacitación del mismo nombre.
Finalmente, cabe agradecer el trabajo realizado por los autores del presente documento, los Srs. Edgard
Barreto y Christian Arbaiza, cuyos aportes permitirán promover el uso adecuado de la madera en la fabri-
cación de elementos estructurales para la construcción así como promover la competitividad del sector y dar
valor agregado a la madera.
Jessica Moscoso
Directora Ejecutiva CITEmadera
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1.1 Introducción
El origen del presente documento tiene como objetivo promover el uso de la madera, en la fabricación de elementos de valor agregado para la industria de la construcción, teniendo en consideración que la madera es un recurso natu-ral renovable con gran abundancia en nuestro país y poca participación en el sector construcción como elemento constructivo.
El desarrollo tecnológico de estos sistemas constructivos prefabricados, en países indus-trializados han demostrado grandes ventajas en relación a los sistemas constructivos convencio-nales (albañilería, concreto, etc.).
En el Perú, la baja utilización de estos sistemas industrializados en madera estructurada, se debe al escaso conocimiento de las ventajas comparativas que estos ofrecen (rapidez eje-cución, calidad superior controlada en fabrica, menor costo relativo, facilidad de mantenimien-to y ampliación) en relación a los sistemas con-vencionales.
Por ello, el presente Manual de Diseño y Fabri-cación de Vigas Compuestas en Madera, pro-pone técnicas y procesos de fabricación, en base a procedimientos constructivas, que fácil-mente pueden ser implementadas en plantas de segunda transformación de la madera, empleando insumos nacionales existentes y fáciles de con-seguir en el mercado y así como de trabajar;
ofreciendo así la perspectiva de una producción masiva con una eficiente utilización de los re-cursos y un buen control de calidad, a la vez que genera valor agregado en la cadena productiva de la madera.
1.2 Situación de uso de la madera como elemento constructivo.
1.2.1 La madera como material de construcción estructural.
Dentro de una vivienda o construcción liviana a base de madera deben distinguirse dos categorías de material. En una primera se encuentra todo aquel material empleado con fines de resistencia, como el usado para entramados de muros, te-chos, pisos elevados, columnas, entre otros, que constituyen la estructura de la edificación. En otra categoría se encuentra el material usado para re-vestimientos, puertas, ventanas, muebles, que no están destinados a soportar cargas importantes. Los requisitos para la madera de estas categorías son por consiguiente diferentes. Por ello sus de-nominaciones: Madera Estructural o Madera de Construcción Estructural a la primera categoría, y Madera No Estructural o Maderas de Construcción No Estructural a la segunda categoría.
Capitulo 1INTRODUCCIÓN
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1.2.2 Limitaciones y obstáculos de la construcción con madera.
Las limitaciones del uso de la madera en la construcción varían de país a país, pues dependen del grado de desarrollo de la industria de construcción con madera en cada uno. Sin embargo podríamos mencionar algunas, tales como:
• Dudas sobre la durabilidad de la madera.• Aceptabilidad del usuario (imagen o status).• Poca resistencia al ataque de insectos, hongos e
incendios.• Precios poco competitivos.• Inexistencia o desconocimiento de normas y es-
pecificaciones de diseño y construcción. • Dificultad de abastecimiento de materia prima
en condiciones de oportunidad, calidad y canti-dad, especialmente para programas masivos.
• Poca difusión de tecnologías existentes en relación a las especies forestales, técnicas de protección y métodos de construcción.
• Poca disponibilidad de fuentes de financiamien-to y falta de homologación de las tasas de seguro.
• Limitados esfuerzos por desarrollar programas de capacitación permanente de nivel superior y de mando medio. Reducido nivel de competitivi-dad y disponibilidad de centros de adquisición de elementos y componentes constructivos.
• Carencia de normalización y/o aplicación de las normas.
• Limitaciones en la transformación primaria de la madera en términos de dimensionamiento y clasificación por defecto.
• Inexistencia de agrupaciones organizadas para promover el uso de la madera en construcción.
Sólo en México, Brasil y Chile, podría considerarse que existe una industria de fabricación mediana-mente organizada de elementos y componentes de madera destinados a la construcción. Aún así, se observa que la capacidad instalada es inmensa-mente superior a la demanda real por viviendas a base de madera. Por otro lado, aún en condiciones que la demanda aumente, la oferta existente no participaría significativamente en la solución del problema habitacional en estos países. En otras palabras, el problema no es de orden técnico sino más bien, de demanda por parte de los usuarios.
En países como México, en el año 1990, se utilizó sólo el 2% de la capacidad instalada disponible para construir viviendas a base de madera. Esta situación obliga a que la industria forestal o la propia in-dustria de fabricación y construcción de viviendas de madera, se encuentre permanentemente en busca de nuevos mercados de exportación, en los cuales se pueda competir por el menor costo de la mano de obra, no obstante el mayor costo de la materia prima. Por otro lado, algunos países de Centroamérica y Sudamérica con poca disponibili-dad de materia prima, requieren importar madera para implementar programas de construcción de viviendas. Esto en razón del grado de deforestación existente y consecuentemente, los mejores costos y oportunidad de abastecimiento, tanto en calidad como en cantidad, de la madera importada.
1.2.2.1 Aspectos de investigación y normalización.Desde el punto de vista del desarrollo tecnológico y la normalización de productos o métodos de diseño, se observa mucha disparidad entre los países lati-noamericanos. Se podría nuevamente presentar
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como ejemplo, la armonización de criterios llevada a cabo por los 5 países de la Comunidad Andina, para incorporar y promover el uso de la madera en la construcción desde 1975 hasta 1989.
El criterio de agrupamiento estructural de espe-cies, ha dado buenos resultados en los países de la Comunidad Andina, no sólo por permitir una mayor disponibilidad de especies en un mismo gru-po estructural, sino sobre todo, por la propuesta metodológica para incorporar progresivamente, muchas especies desconocidas y abundantes en las bosques tropicales. Este aspecto, debería estar considerado en futuros esfuerzos por armonizar los códigos de construcción de la región.
1.2.2.2 Aspectos de capacitación y entrenamiento.Uno de los aspectos, en que existe coincidencia entre los países latinoamericanos, es la escasez de cursos de capacitación, regulares y permanentes, tanto a nivel de profesionales, técnicos como de carpinteros. Las oportunidades existentes se limi-tan a ofrecer seminarios de corta duración sobre temas especializados, que no logran capacitar ple-namente a los participantes en áreas de tecnología, estructuras, diseño, fabricación y construcción con madera. Los cursos regulares que existen, en muy pocas uni-versidades, normalmente comparten la enseñanza de la construcción con madera, con la construcción en acero y otros materiales no convencionales. A nivel de técnicos, obreros y carpinteros, la situación es aún peor, pues se les capacita en fabricación de muebles y ebanistería, y en el mejor de los casos, en el uso de madera para encofrados en la construcción tradicional de cemento y ladrillo.
Existe coincidencia en el sentido de que es necesa-rio invertir en capacitación de profesionales, pues representan el verdadero vínculo entre el usuario y la materia prima. De este modo se evitará, que los pocos profesionales que practican la construcción a base de madera, se encuentren muchas veces con el problema de no poder ejecutar adecuadamente una obra, por la ausencia o limitada disponibilidad de mano de obra calificada.
Actualmente se realizan esfuerzos por revertir di-cha situación, siendo conscientes que representa una de los mejores mecanismos para promover y desarrollar la construcción con madera. Existe por otro lado, suficiente material didáctico, publicacio-nes y ayudas audiovisuales, para emprender este tipo de actividad.
En ese sentido, la labor desarrollada por la Comuni-dad Andina (antes Acuerdo de Cartagena), merece destacarse, pues permite disponer de documen-tación técnica basada en investigaciones serias so-bre las propiedades y posibilidades de utilización de la madera tropical en la construcción.
Desde el punto de vista de las primas y tasas de seguros, la construcción con madera se encuentra en franca desventaja, pues se castiga demasiado el riesgo de incendio, sin premiar, al mismo tiempo, su gran comportamiento sísmico. Al igual que en el caso de la disponibilidad de líneas de financia-miento, se observa un cambio progresivo a favor de la construcción con madera, reduciendo signifi-cativamente las primas por riesgo de incendio o en su defecto, considerando el riesgo de incendio y el riesgo sísmico como «líneas aliadas» que se com-
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pensan entre sí, para que de este modo, puedan competir en igualdad de condiciones con la construcción tradicional.
1.2.2.3 Comercialización de la madera.La madera se emplea tal como se obtiene del árbol; excepto cuando es sometida a un secado artificial y/o proceso de preservación, siendo el único proce-so mecánico que sufre, el corte con herramientas manuales o mecánicas.
La madera aserrada es el producto obtenido del corte longitudinalmente de la troza de un árbol, hasta convertirla en un conjunto de piezas esbeltas de sección transversal rectangular. Que general-mente son cepilladas para que sus caras y cantos sean paralelos, perpendiculares y lisos.
La madera se comercializa por volumen siendo la cubicación cuantificada en metros cúbicos (m³) y en varios Países Andinos, incluido Perú, su comer-cialización se realiza en pies tablares¹.La equivalen-cia de un metro cúbico de madera aserrada es de 424 pies tablares.
1.2.2.4 Problemas culturales y uso inadecuado de la madera.Actualmente hay problemas para el uso de made-ra. No hay dimensiones estables, ni clasificaciones establecidas, ni agencia para el control de calidad en aserraderos y madereras. La madera se comerciali-za sin el secado debido, sin tratamiento de preser-vación, después del corte, y sin marcar su clase.
Es difícil encontrar aserraderos dispuestos a atender el cliente industrial que construye estruc-
turas permanentes de la madera, en donde sí po-dría hacer control efectivo y un precio justo.
Las condiciones que debe satisfacer este material son las siguientes:
• Debe ser material clasificado como de calidad estructural para lo cual debe cumplir con la Nor-ma de Clasificación Visual por Defectos- PADT REFOR JUNAC.
• Debe ser madera proveniente de las especies forestales consideradas como adecuadas, para construcción y que se presentan agrupadas.
Pero además del inadecuado uso, también el factor calidad del material ha influido en el desprestigio de la madera.
Otro obstáculo que incide en la calidad del elemen-to, es la dificultad para encontrar proveedores de madera dimensionada, tratada y seca (a condicio-nes de equilibrio del lugar de destino o uso). Y el tema de los proveedores también ha tenido sus limitaciones, puesto que no sólo falta variedad en la oferta, sino que tampoco hay certeza de que cumplan con los estándares requeridos. La humedad ambiental o la lluvia no perjudican en absoluto a la madera. Solamente el contacto per-manente de la madera con el agua o la humedad, podría perjudicarle.
Sin embargo, hay ventajas comparativas en Perú porque tenemos un stock enorme de madera, los precios deberían de bajar y debería de tecnificarse más la producción.
¹Medida inglesa equivalente a una pulgada de espesor por una pulgada de ancho por un pie de largo.
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Ancestralmente nos cuesta aceptar que la madera sea eficiente. “Nosotros veíamos desde chicos, incendios en poblaciones, donde eran casas de madera las protagonistas de estos siniestros”.
Y en ello incide el desprestigio que ha sufrido la madera por problemas en cuanto a su adecuado uso. “Por esto se ha hecho necesario establecer requisitos técnicos. En la actualización de la nor-mativa, está trabajando el Comité de Normalización de Indecopi, de modo de poder disponer de un código que permita promover el buen uso de la madera”.
En los países anglosajones, la madera funciona per-fectamente, y más aún, la mayoría de las viviendas son construidas en este material. Esto demuestra que “las barreras en Perú se tienen que romper en forma automática, tratando de hacer las cosas bien, y eso va en usar adecuadamente los productos.
Este es un material sensible a los errores; sí la madera está mal instalada se va a pudrir y enton-ces se va a desprestigiar. Por tanto hay que seguir las recomendaciones de los manuales para que se hagan las cosas bien”.
Hace falta hacer llegar los materiales adecuados y enseñarles los aspectos tecnológicos prácticos de la construcción estructurada con madera.
1.2.2.5 Problemas con diseñador y el constructor.A raíz de una obsolescencia acumulada de infor-mación, ha habido resistencia al cambio por parte del constructor en general y también, falta de con-fianza en sus resultados en la prefabricación.
No se entera a fondo de los sistemas constructivos que se mueven en el mundo y aparte le cuesta traba-jo, tiempo y dinero aprender y obtener experiencia.
El constructor que sí conoce lo suficiente para hablar sobre un sistema acreditado, convence con facilidad a un cliente, sobre todo cuando enseña realizaciones de él y revistas de aplicaciones del mismo sistema en otros países.
Los productores de materiales prefabricados se enfrentan al problema de que los constructores no tienen experiencia para utilizar los elementos que fabrican los arquitectos; muchas veces proyectan sin considerar la eficiencia de los materiales, medi-das racionalizadas con módulos y productos pre-fabricados existentes en el mercado, materiales regionales, climas diferentes, entre otros. Los ar-quitectos e Ingenieros civiles habrán de disciplinar su diseño para incorporar un mayor número de ele-mentos prefabricados y de sistemas industrializados.
1.2.2.6 Tecnología.La tecnología también es una herramienta muy ventajosa para el mercado, es así el caso de Chile y México que ha permitido mejorar la eficiencia en los procesos productivos, elevando el nivel de calidad del producto y su comportamiento, ahorrando cos-tos. Tratando de desarrollar tecnologías de países de alto nivel en la construcción con madera como Canadá, EEUU y Países Europeos. Es así como poco a poco estos países han estado proponiendo siste-mas industrializados de prefabricados para estruc-turas de madera, con lo cual ha desarrollado cerchas prefabricadas a dos aguas, paneles prefabricados de muros y entrepisos prefabricados y ahora intro-
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duciendo al mercado un sistema prefabricado de casas con sistema de paneles estructurales sánd-wich a base de tableros OSB originales de países con construcciones industrializadas en madera.
1.2.3 Oportunidad con nuevas especies fores-tales y desarrollo de mercados.
La mayoría de las especies maderables menos cono-cidas deben tener alto valor agregado para tener éxito comercial y que a partir de elementos pre-cortados y estandarizados para la construcción, se puedan comercializar diversas especies para usos finales comunes, tales como vigas, viguetas, machi-hembrados exterior e interior, zócalos, molduras, pisos y durmientes.
La mejor estrategia para incorporar nuevas made-ras es fabricar elementos precortados para la con-strucción, los cuales tienen estandarización y llevan sello de calidad del fabricante. La idea es agrupar especies, en base a las propiedades tecnológicas para usos comunes y promover la participación de la madera en la construcción en elementos tales como pisos, estructuras, techos y revestimientos. La promoción comercial debe incluir la ejecución de modelos demostrativos de construcción con madera, en los que se realice una capacitación práctica a carpinteros, arquitectos, ingenieros y empresarios de la construcción.
1.2.4 Uso de la madera en el sector habitacio-nal en el Perú.
Según resultado del Censo del 2007 de, 6.4
Millones unidades de viviendas, el 48,1% tienen como material predomina en sus paredes el ladrillo o bloque de cemento, siendo su mayor empleo en el área urbana con un 62%. Por otro lado, en el 34,0% de los hogares del país, predominan en sus paredes exteriores, el empleo de adobe o tapia, concentrándose su uso en el área rural en un 68,5%.
Solo el 9,4% de los hogares del país, predomina la madera como material en las paredes de la vivien-da alcanzando un 14,0% de uso en viviendas rura-les predominan en sus paredes la madera, pese al incremento presentado entre 1993-2007, que casi duplico el uso en el número de viviendas (307,363 unidades de viviendas).
A nivel departamental, las viviendas con madera en las paredes, se da en mayor proporción en los departamentos de Ucayali, Madre de Dios, Loreto, Junín y San Martín; coincidentemente las regiones productoras de madera a nivel nacional.
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Con relación al material predominante en los te-chos, al 2009 alrededor de 4 de cada 10 viviendas del país tienen techo de concreto armado. La mayor proporción de las viviendas con este material se encuentran principalmente en zonas urbanas y principales ciudades de la costa.
Si analizamos la variación porcentual en los últimos años, el uso de la madera en techos ha presentado una tendencia decreciente hasta el 2007, caso con-trario se puede observar en el caso del uso de la calamina o fibracemento que ha demostrado un incremento porcentual de alrededor del 3% anual, así como la disminución del uso de otros materiales como tejas, caña o estera, paja u hojas de palmera entre otro.
Tabla 1. Materiales predominantes en paredes exteriores
Materiales Predominantes
1981 1993 2007 Variación 2007/1993
ABS % ABS % ABS % ABS %
Total Viviendas 3,257,124 100.0% 4,427,517 100.0% 6,400,171 100.0% 1,972,654 44.6%
Ladrillo Bloque de Cemento
1,011,821 31.1% 1,581,355 35.7% 2,991,667 46.7% 1,410,312 89.2%
Piedra Sillar 64,594 2.0% 54,247 1.2% 33,939 0.5% -20,308 -37.4%
Abode o tapial 1,544,942 47.4% 1,917,885 43.3% 2,229,715 34.8% 311,830 16.3%
Quincha 224,347 6.9% 207,543 4.7% 183,862 2.9% -23,681 -11.4%
Piedra de Barro 153,329 4.7% 136,964 3.1% 106,823 1.7% -30,141 -22.0%
Madera 228,343 7.0% 310,379 7.0% 617,742 9.7% 307,363 99.0%
Estera 17,053 0.5% 148,029 3.3% 144,511 2.3% -3,518 -2.4%
Otro Material 12,695 0.4% 71,115 1.6% 91,912 1.4% 20,797 29.2%
Fuente: INEI Censo 1981, 1993 y 2007.
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En la práctica, los valores absolutos de consumo de madera en el Perú de acuerdo a las cifras del último censo, tendrían que ser definitivamente mayores, puesto que son cifras basadas solamente en el ma-terial predominante en las paredes exteriores. Es de suponer que un muro de madera no puede re-sistir una losa de concreto, pero las construcciones de ladrillo-cemento y de adobe-tapia, si pueden so-portar, y de hecho sucede en la costa y en la sierra, diversos tipos de entrepisos y techos de madera. Si tomamos en cuenta lo anterior y lo sumáramos a los componentes de madera en entrepisos y te-chos que se utilizan con paredes de adobe o tapia, piedra con barro o piedra con sillar, podríamos in-ferir que no menos del 49% del total de viviendas en el Perú ya vienen utilizando la madera como ma-terial estructural en paredes o techos.
Lamentablemente, la mayor parte de las constru-cciones no reúnen los requisitos mínimos de diseño y durabilidad que exige el buen uso de la madera como material estructural.
Tabla 2. Materiales predominantes en techos Materiales Predominantes 1981 1993 2005 2007 2009
Concreto armado 19.8% 23.2% 33.9% 36.4% 38.3%
Madera 4.8% 3.4% 2.1% 2.4% 2.4%
Tejas 16.3% 14.9% 11.8% 10.6% 10.0% Calamina o fibra de cemento 26.9% 27.4% 34.9% 36.3% 37.1% Caña o estera 12.5% 12.7% 8.5% 7.3% 5.9%
Paja, hojas de palmera, etc 19.2% 13.4% 7.4% 6.0% 5.0%
Otro material 0.6% 5.0% 1.4% 0.9% 1.2%
Total 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%
Fuente: INEI Censo 1981 - 1993. INEI - Encuesta Nacional de Hogares 2005 -2007 -2009
19
1.2.5Consumodemaderasenedificaciones.
Resulta interesante a manera de referencia, la in-vestigación realizada por el Instituto Brasileño de Desarrollo Forestal en 1974, que aunque antigua es tal vez la más completa de ese tipo realizada en Latinoamérica. En ella se analizaron los coeficien-tes de consumo de madera por metro cuadrado de construcción, tomando un muestreo del 20% de las viviendas estadísticamente registradas en ese año, que fueron 430,000 unidades.
En la Tabla 3 se muestran los coeficientes de con-sumo de los diferentes tipos de uso (estructural y no estructural, temporal permanente) que permitió deducir un consumo promedio de 7.5 m³ de madera aserrada, de 0.55 m³ de tablero contrachapado y de
Tabla 3. Coeficiente de consumo de madera por m2 de construcción, sin considerar pérdidas ni reutilizaciones.
SECTOR DE USO
COEFICIENTE DE CONSUMO
Ptmadera/m²cons TIPO DE VIVIENDA
Encofrado 33.92 Edificios 8.48 Casas
Obras Provisionales, 16.11 Todo tipo Cercos y Andamios
Revestimiento de paredes 0.53 Principalmente Casas
Puertas 2.12 Edificios 3.65 Casas
Ventanas 0.18 Edificios Persianas 0.26 Casas
Paneles de Decorativos 0.17 Básicamente en viviendas nivel alto
Muebles Pisos 0.21 Niveles medios y Altos de vivienda
Pisos por Contrazócalos 0.78 Todo tipo de Vivienda
FUENTE :"Aplicación de madera y sus derivados en la construcción Habitacional". Instituto Brasileño de Desarrollo forestal.
20
0.008 m³ de otros paneles de madera por unidad de vivienda de 65 m de promedio. El consumo de madera aserrada en el sector de construcción representa el 31 % del volumen total producido en Brasil ese año.
En el Perú no existe todavía información documen-tada para saber como es el patrón de consumo de la madera aserrada producida en el país. Se estima que entre el 40 y 60% de la madera se consume en el sector construcción. El resto, aproximadamente 30-40% se consume en la industria del mueble y la diferencia en artesanías y otros usos.
1.2.6 Recomendaciones generales para el mejor uso de la madera como material estruc-tural de construcción .
• Sensibilizar a los productores y consumidores sobre la necesidad de establecer un manejo sos-tenido y responsable del recurso forestal maderable.
• Mejorar las condiciones de abastecimiento de madera en términos de oportunidad, calidad, cantidad y costos.
• Establecer centros de servicio y acopio de made-ra aserrada, así como de componentes de la construcción.
• Incorporar especies secundarias con un criterio de agrupamiento estructural.
• Impulsar el desarrollo de nuevos productos, accesorios y sistemas constructivos en base a madera.
• Iniciar programas de promoción para eliminar prejuicios y superar problemas de aceptabilidad de la construcción con madera por parte de usuarios.
• Coordinar programas de difusión de tecnologías, de normas, de especificaciones técnicas y de fuentes de financiamiento disponibles.
• Orientar programas de construcción en base de madera en los diferentes estratos de la po-blación.
• Fomentar la utilización de la madera en constru-cciones mixtas, combinando las mejores venta-jas de los diferentes materiales de construcción.
• Elaborar cartillas de instrucción para la conser-vación y mantenimiento de construcciones en base de madera.
• Elaborar cursos permanentes y regulares sobre el uso de la madera en construcción a nivel téc-nico y superior.
1.3 Bondades de la madera frente a otros materiales de uso más frecuente.
1.3.1 Ventajas comparativas generales.
La madera es un elemento estructural estupendo, ligero, flexible, y de gran resistencia. Entre todos los materiales de construcción la madera es el úni-co material natural y renovable. Las operaciones de transformación de un árbol son mínimas y apenas necesita energía en comparación con la de otros
21
materiales tradicionales. Por ejemplo, si se tiene en cuenta la energía necesaria para la fabricación del material (1 x 109 julios para madera aserrada y 60 x 109 julios para acero por tonelada), el resultado de rigidez y energía es del orden de 80 veces mas favorable para la madera aserrada.
Orientativamente, puede establecerse una com-paración de la capacidades resistentes en flexión de la madera comparada con el acero, teniendo en cuenta su relación con el peso.
Así, la madera sin defectos resulta 3.6 más resis-
tente que el acero a igualdad de peso en valores de rotura. Si se comparan los valores de las tensiones admisibles considerando en la madera la influencia de los defectos ambas relaciones resultan similares.
Si en lugar de criterio de resistencia se emplea el de la deformación, comparando con la rigidez a la flexión, la madera aserrada resulta 1.3 veces más rígida a igual peso frente al acero.
En la siguiente tabla se comparan las característi-cas mecánicas (tensiones admisibles) de la madera con otros materiales.
Tabla 4. Comparación de las capacidades mecánicas del acero y la madera en relación a su peso.
Tabla 5. Comparación de tensiones admisibles (valores en Kp).
FUENTE: Tabla libro “Estructuras de madera diseño y calculo AITIM.
Compresión
Paralela Perpen. Paralela Perpen. Elasticidad
Madera 120 120 1.5 110 28 110,000
Concreto 80 6 80 200,000
Acero 1700 1700 1700 2,100,000
FlexiónTracción Modulo de
FUENTE: Tabla libro “Estructuras de madera diseño y calculo AITIM.
Material
Madera limpia y valores de rotura
Madera clasificada y
admisibles.
Relación rigidez peso
Acero 1 1 1
Madera 3.6 1 1.3
Relación Resistencia Peso
valores
22
De la tabla anterior con respecto a la madera se pueden extraer las siguientes conclusiones:
a) Muy elevada resistencia a la flexión, sobre todo si se asocia a su peso (la relación resistencia / peso es 1.3 veces superior a la del acero y 10 veces la del concreto).
b) Buena capacidad de resistencia a la tracción y a la compresión paralela a la fibra.
c) Escasa resistencia al cortante. Esta limitación se presenta en el concreto pero no en el acero.
d) Muy escasas resistencia a la compresión y la tracción perpendicular a la fibra. Sobre todo en tracción.
e) Bajo modulo de elasticidad
Mediante el diseño, la correcta ejecución del detalle constructivo y la aportación de la moderna tec-nología de los tratamientos protectores, la madera constituye uno de los materiales de mayor durabi-lidad adaptándose incluso a las condiciones de ex-posición más extremas.
Ningún otro material puede proporcionar una at-mósfera tan cálida y agradable. La madera actúa como aislante a todos los niveles: acústico, térmi-co, eléctrico y magnético, logrando espacios con-fortables, sanos y seguros.
Rapidez de ejecución, ahorro energético de hasta un 40%, facilidad a la hora de hacer reformas, ci-mentación más sencilla y económica y la admisión de cualquier acabado exterior e interior son algu-
nas de las ventajas que tiene las construcciones con madera.
1.3.2 Construcción industrializada con madera.
Cuatro son las claves para el futuro de la industria y aumentar su competitividad a nivel mundial: pro-ductos de alto valor añadido, tecnología, medio-ambiente y reestructuración.
La industria canadiense está muy focalizada en la fabricación de productos con alto valor añadi-do, siendo líderes mundiales con valor agregado para la construcción residencial y la industria del mueble. Cada vez se invierte más para aumentar la capacidad en tableros OSB, I-joists² (viguetas prefabricadas en I) y tableros de densidad media (MDF). Es un requisito imprescindible hoy en día la certifi-cación pues es exigido por el mercado, y una nor-mativa medioambiental cada vez más estricta.
Esta industrialización, permite, alcanzar una máxima productividad por estación de trabajo como: Producción en serie, tener un estricto con-trol de materiales, minimizando las pérdidas, in-corporar tecnología de punta, como herramien-tas, uso intensivo de adhesivos, etc.; controlar el proceso por estación; certificar seriadamente cada producto; y producir en un ambiente protegido, no afecto a las inclemencias climáticas.
Para los constructores el ahorro de tiempo que genera la construcción industrializada es impor-tante ya que puede darles a ganar el mismo dinero
² Viga de madera de ingeniería, comúnmente conocida como I-joist, es un producto diseñado para eliminar muchos de los problemas que ocurren con el uso de vigas de madera convencionales.
23
en la tercera parte del tiempo.
1.3.3 Ventajas y desventajas de una construcción industrializada con madera estructurada. Ex-periencia internacional.
Para la prefabricación de componentes estructura-dos industrializados, útiles para la construcción, se presentan varias ventajas:
• Existe un sistema de control y aseguramiento de la calidad; hay certificación en el proceso de la fabricación y el montaje.
• Ahorro de costos significativos en mano de obra y desechos.
• Rápida instalación de elementos prefabricados (en algunos casos sólo tarda algunas horas).
• Variedad en la línea de producción (distintos diseños), se pueden hacer elementos diferente uso, lo que permite llegar a distintos mercados objetivos.
• Mayor capacitación y especialización de los trabajadores.
• Disminución de tiempos de montaje en obra.
• No hay pérdidas de materiales en obra.
• Disminución de la cantidad de madera utilizada (uso eficiente del recurso).
• Permite un efectivo de control de la calidad.
• Requerimiento de menor mano de obra en el montaje.
• Mejor facilidad de prefabricación.
• Poco peso lo que favorece su rápido transporte y montaje.
• Aparte de los capataces y de los operarios de máquinas, etc., sólo se necesita en el taller per-sonal semiespecializado, que es más fácil de capacitar.
• Sólo es necesario tener maquinaria de costo relativamente bajo para trabajar la madera, herramientas de mano y plantillas sencillas, de modo que el equipo de producción puede ir me-jorándose progresivamente a medida que au-menta la escala de las operaciones.
• La aceleración del giro del capital tiende a au-mentar las utilidades.
• Puede obtenerse mayor precisión en el acabado mediante el uso de plantillas y mejor control del trabajo.
A estas ventajas de la prefabricación corresponden varias desventajas que tienden a limitar su creci-miento:
• El capital necesario para las inversiones en espa-cio y equipo de fábrica, y luego para su funciona-miento, crece en proporción directa al aumentar el trabajo de prefabricación.
• Asimismo, crecen los costos de almacenamiento y
24
transporte y aumentan las dificultades de trans-porte al crecer el tamaño y grado de acabado de los elementos.
• La transferencia, socialmente deseable, de los trabajadores de la obra al ambiente abrigado y de mayor productividad de la fábrica obliga inevi-tablemente a despedir a unos cuantos obreros que ya no son necesarios en la obra.
1.3.4 Condiciones favorables a la industrialización en la construcción con madera estructurada.
Para que prosperen los métodos industrializados de producción de elementos de madera han de satisfacerse ciertas condiciones básicas. Las más importantes son:
• La existencia de materiales de calidad adecua-da, categoría uniforme y dimensiones exactas.
• Un mercado de volumen adecuado para los ti-pos particulares de estas vigas.
• Acertado diseño constructivo según condicio-nes locales.
• Una atmósfera de aceptación del producto por parte de la industria de la edificación y por el público en general; además, el fomento del uso de esos productos debe ir acompañado de una dinámica campaña de promoción.
Es esencial que haya materiales normalizados de calidad suficiente; sin ellos es inconcebible la fabri-cación de vigas compuestas u otros componentes
acabados con la precisión necesaria para que puedan montarse fácilmente a pie de obra.
Tenemos mucho que hacer para desarrollar la construcción con madera en Perú, tanto que po-dríamos lograr que sea un factor determinante para empujar la economía nacional.
Para ello debemos formar un apoyo para la construcción con sistemas prefabricados para acumular experiencias con una exposición perma-nente, una biblioteca y un laboratorio.
25
2.1 Información sobre Características.
2.1.1 Características de la madera.
2.1.1.1 Conceptos Generales.Cortes de la madera aserrada.Después de la extracción de la madera en trozas, estas son llevadas a plantas de aserrado donde son cortadas en formas prismáticas con diversos cor-tes según la zona y orientación dentro del tronco. Generalmente se presentan tres tipos de cortes: radial, tangencial y oblicuo, según la orientación de las fibras de la madera, como mostramos en la figura a continuación.
2.1.1.2 Propiedades físicas y mecánicas de la madera.Las propiedades principales de la madera son resis-tencia, dureza, rigidez y densidad. Ésta última suele indicar propiedades mecánicas puesto que cuanto
más densa es la madera, más fuerte y dura es. La resistencia engloba varias propiedades diferen-tes; una madera muy resistente en un aspecto no tiene por qué serlo en otros. Además la resistencia depende de lo seca que esté la madera y de la dirección en la que esté cortada con respecto a la dirección del grano. La madera siempre es mucho más fuerte cuando se corta en la dirección del grano, es decir cortes radiales, por eso las tablas y otros objetos como postes y mangos se cortan así. La madera tiene una alta resistencia a la com-presión, en algunos casos superior, con relación a su peso a la del acero. Tiene baja resistencia a la tracción y moderada resistencia a la cizalladura.
La alta resistencia a la compresión es necesaria para cimientos y soportes en la construcción. La resistencia a la flexión es fundamental en la uti-lización de madera en estructuras, como viguetas, travesaños y vigas de todo tipo. A continuación graficamos los principales esfuer-zos mecánicos que la madera puede resistir.
Compresión paralela.Es la resistencia de la madera a soportar cargas de compresión paralelas a la dirección del grano.
Capitulo 2ESTRUCTURAS DE MADERA
Corte Radial
Corte Tangencial
Corte Oblicuo
26
Tracción paralela.Es la resistencia de la madera a soportar cargas de tracción paralelas a la dirección del grano.
Corte o cizallamiento.Es la resistencia de la madera a soportar cargas de cizallamiento que pueden ser paralelas o perpen-diculares al grano.
FlexiónEs la resistencia de la madera a soportar cargas originadas por una carga vertical sobre una cara de ella. Esta carga genera esfuerzos de cizallamiento paralelos al grano, esfuerzos de compresión y es-fuerzos de tracción.
Cabe añadir que también la madera puede estar muchas veces exigida por combinación de estos efectos.
2.1.1.3 Dimensiones de piezas.Debido al proceso de cortes sucesivos y cepillado, las piezas de madera experimentan disminuciones progresivas en las dimensiones de su sección trans-versal, haciendo diferentes las medidas iniciales -denominadas nominales o equivalentes comercia-les- y aquellas que finalmente presenta.
La comercialización de la madera se realiza por lo general en función de las dimensiones iniciales, o sea de las nominales, y que únicamente se utilizan para la determinación del volumen facturado al compra-dor, ya que finalmente las dimensiones resultantes son meno¬res. La diferencia es originada por las pérdidas de corte y cepillado, por las contracciones naturales de la madera a causa de la disminución del contenido de humedad durante el secado. Las di-mensiones reales de la escuadría son las que se usan en el diseño y las que deben tener al momento de la construcción o fabricación de estructuras.
Compression
Shear
Tension
pérdidas porcorte y cepillado
pérdidas porcontraccion de secado
pérdidas porcorte y cepillado
pérdidas porcontraccion de secado
dimensión final:dimensión realpara diseño
DIMENSIÓN COMERCIAL DIMENSIÓN REAL
27
Pero para el caso de maderas para piezas de made-ra estructurada, resulta mejor obtener piezas de dimensión final según lo mostrado en la cartilla de diseño.
Dimensiones mínimas.- Las secciones de los elemen-tos no deben ser menores de 6.5 cm. de peralte y 4 cm. de ancho (dimensiones reales secas), a me-nos que se usen cuerdas de elementos múltiples, en cuyo caso pueden considerarse anchos más pequeños (así como en las vigas compuestas). Para elementos de armaduras y secciones com-puestas, las dimensiones pueden variar según el criterio de diseñador, ya que muchas veces re-querimos de elementos de sección más esbeltos, es decir con poco espesor, en consideración a la longitud de clavos y el espaciamiento mínimo en-tre estos.
Entre la medida nominal de una pieza y la encontra-da en el mercado se puede permitir una tolerancia similar a la usual en el aserrío y corte.
La madera de uso estructural deberá trabajarse en términos generales seca, al contenido de humedad del clima del lugar en el cual será usada.
Para la comercialización de la madera, destinada a uso de construcción estructural, se recomienda que el contenido de humedad sea menor al 20 %.
Aquellas maderas de poca durabilidad natural, de-berán preservarse por métodos reconocidos e indi-carse el mantenimiento a seguir a futuro.
2.1.2. Madera estructurada para la construcción.
Se puede definir como aquella madera que ha sufrido una habilitación y ensamblaje que permite la confor-mación de una unidad con piezas de dimensión corta, con un incremento favorable de sus características fisico-mecánicas para uso en componente útiles para la construcción (vigas reticuladas, vigas alma llena, paneles prefabricados, techos prefabricados de madera, etc). Con la posibilidad de poder ser fabricados en planta ex-terna, para luego ser transportadas y montadas en obra.
2.1.3. Tipos de unión piezas.
En general, las estructuras de madera están forma-das por piezas unidas entre sí. Las uniones consti-tuyen posibles puntos débiles que es necesario es-tudiar a todo detalle, ya que el agotamiento de una estructura se puede presentar simplemente por la falta de resistencia de una cualquiera de ellas.
Las uniones entre piezas de madera pueden clasifi-carse de la siguiente forma:
Uniones tradicionales en las que las piezas se unen mediante un trabajo de carpintería (caja y espiga, rebajes, esperas, etc);
Uniones mecánicas que utilizan herrajes para la transmisión de esfuerzos (clavos, pernos, tirafondos, conectores); dentro de las uniones mecánicas se diferencian dos tipos de medios de unión, en fun-ción del modo de transmisión de los esfuerzos.
28
El primero se denomina de "clavija" y corresponde a los clavos, grapas, tornillos, pernos y pasadores. El esfuerzo se transmite de una pieza a otra mediante una flexión de la clavija y a través de tensiones de aplastamiento en la madera. El segundo se deno-mina de “superficie" y está constituido por los co-nectores de anillo, de placa, de placa dentada, etc. El esfuerzo se transmite .a través de una mayor superficie.
Uniones encoladas, cuando se utilizan adhesivos para la transmisión de los esfuerzos (madera lami-nada encolada, enlaces rígidos mediante barras en-coladas, etc).
El diseño de las uniones puede llegar a requerir una parte importante de tiempo y esfuerzo en el conjunto de la estructura. El hecho de que esta fase se realice al final del proceso de cálculo propicia una atención menor que la debida.
“Las posibilidades creativas en el estudio de las uniones son enormes y no es posible definir una
solución o reglas únicas para cada situación. La idea principal es que cuanto más simple sea la unión y menos herrajes se utilicen, mejor será el resultado estructural” (Racher, 1.995).
Se aceptarán otro tipo de elementos de unión tales como anillos, grapas, conectores, multicla-vos, etc., siempre y cuando su fabricación y uso cumplan con normas extranjeras reconocidas, mientras se establecen normas nacionales (Norma Técnica de Edificación E 102 de Diseño y Construcción con Madera).
Trataremos en este manual, sobre todo, las unio-nes mecánicas con clavos y pernos por la facilidad de conseguir estos elementos en el mercado peruano.
2.1.3.1 Uniones clavadas.Los elementos de fijación de tipo clavija son me-dios de unión de tipo mecánico, es decir transmiten los esfuerzos mediante herrajes metálicos a través de tensiones de aplastamiento sobre las piezas de madera, y tienen forma de clavija que atraviesa las
TRADICIONAL MECANICA ENCOLADA
Vista de perfil
Vista de planta
29
piezas. El término “clavija” se emplea con carácter genérico a los clavos, grapas, pernos, tirafondos y pasadores.
Los clavos constituyen el medio de unión más común para elementos estructurales como los diafragmas formados por el tablero de cerramiento de un en-tramado de forjado, muros o cubiertas. Se comer-cializan en una variada gama de tamaños, formas y materiales. El fuste puede ser liso o con resaltos en forma de cuña o helicoidal.
El material utilizado para la fabricación de los clavos puede ser acero, acero inoxidable, acero tratado en caliente y aluminio, etc. Los acabados de protec-ción pueden ser electrogalvanizado, galvanizado en caliente y/o galvanizado mecánico.
Los clavos se utilizan para unir entre sí piezas de madera, tablero a madera y en algunos casos chapas de acero a madera.
2.1.3.2 Uniones empernadas.Los pernos se fabrican generalmente con acero dulce y constan de cabeza hexagonal o cuadrada en un extremo y tuerca en el otro. Su diámetro varía desde 12 a 30 mm. Además se le añadirán arandelas en la interfase cabeza madera y tuerca
madera.
2.2 Vigas compuestas de madera estructurada:
2.1.1 Información sobre características.
2.2.1.1 Conceptos generales.Vigas. Elementos horizontales que soportan las cargas actuantes sobre entrepisos o techos.
CABEZA
D CAÑA
TUERCA
ARANDELA
30
Viga madera maciza. Viga formada por una pieza de madera de sección rectangular, con longitud limitada.
Luz: Longitud de separación entre los apoyos de las vigas.
Viga compuesta de madera. Viga formada por un conjunto de piezas que pueden estar unidas entre sí por diferentes tipos de unio-nes (tradicional, clavado, encolado, empernado, conectores, etc.), capaces de alcanzar longitudes mayores que la madera de una sola pieza puede al-canzar. Además estas nos permiten ahorrar made-ra para una misma capacidad de sobrecarga (peso propio, peso de entrepiso, techos y sobrecarga de diseño).
Entre las ventajas que ofrece las vigas compuestas de madera están: su relación resistencia-peso, más favorable que la del acero y mucho más que la del hormigón, lo que explica el gran uso que en la actualidad podría darse a la madera en la construcción de es-tructuras con grandes luces (longitudes), como su-permercados, plantas industriales y entrepisos de gran luz. Pueden estar apoyadas tanto en ladrillo, madera u otro material de muros. También puede apoyarse además en vigas de concreto armado, acero o inclusive madera.
Las vigas compuestas pueden ser:
• Vigas reticuladas
• Vigas de alma llena de sección “I”.
31
• Vigas de sección cajón.
Para el presente manual, trataremos las vigas compuestas reticuladas y las vigas compuestas de alma llena de tablas diagonales, debido a que, en nuestro país la capacidad resistente de nuestro tri-play no nos permite realizar las vigas compuestas tipo cajón con triplay. Razón por la cual las vigas de alma llena las fabricaremos con tablas diagonales.
Vigas compuestas prefabricadas de madera estructurada. Son vigas cuya sección está formada por unión de piezas madera (cuerdas, alma o diagonales), y cuya conexión en las uniones está garantizada por co-nectores mecánicos como clavos o pernos. Viga reticulada de madera estructurada.Es la viga conformada a manera de armadura con madera horizontal, y piezas de madera denomina-das cuerdas y diagonales.
Viga de alma llena de madera estructurada.Es la viga conformada a manera de un Perfil I de acero, conformada por una alma llena de tablas diagonales entrecruzadas, piezas largas de madera llamadas cuerdas, asemejando las alas de la sec-ción; piezas montantes de esquina y elementos in-termedios llamados atiesadores.
Cuerda superiorMontante
FRONTAL
Diagonal
SECCION
Cuerda superior Doble
Diagonales
Cuerda Inferior Doble
Cuerda superior Doble
Cuerda inferior Doble
Atiesadores
Alma llena de tablas entre-cruzadas en 90º
SECCION
Cuerda superior Doble
Cuerda superior Doble
Cuerda inferior Doble
Atiesadores intermedio
Atiesadores extremos
Altu
ra o
Per
alte
LUZ
32
compuestas, algunas patentadas por lo espacial de sus propiedades y gran demanda.
Estas pueden ser usadas para soportar entrepi-sos o coberturas en auditorios amplios, coliseos deportivos, supermercados, plantas industriales, etc.; dando a estas estructuras y construcciones un toque especial y elegancia que solo la madera puede dar a estos ambientes.
En las instalaciones del CITEmadera – Villa El Salva-dor se puede observar el uso de este tipo de vigas, las cuales soportan los techos de la Planta Piloto de 25 de luz aproximadamente.
Inclusive estas vigas pueden usarse en encofrados para concreto industrializados modulares como la propuesta por PERI³ . Aunque aun en nuestro país falta desarrollar este sistema modular de encofrados.
2.2.2 Demandas y usos actuales de vigas com-puestas de madera estructurada.
La demanda depende de varios factores:
• Consumo. Actualmente pueden usarse reeplan-zando al uso de perfiles y viguetas de metal en el caso de coberturas y para viguetas y vigas de entrepisos para luces mayores a 6.
• Tendencias medioambientales. Hoy en día el uso de materiales que ahorran energía y que son de fácil manipulación y sobre todo que conservan el medio ambiente, constituyen la nueva ten-dencia en el usos de materiales además, que son los sistemas secos y montables, lo que están en crecimiento a nivel mundial; características que posee la madera como material de construcción.
• Preferencias del consumidor. El consumidor del Perú prefiere por el momento sistemas constructivos tradicionales, pero esto es por desconocimiento de las ventajas económicas y estéticas que poseen los sistemas constructivos prefabricados con madera.
• Previsión de la demanda. Se avizora un panorama positivo para estos sistemas construc-tivos en madera, que por su rapidez, economía y estética, podrían reemplazar a los de techos y entrepisos de materiales tradicionales.
En países con una construcción industrializada en madera, este tipo de vigas son muy usadas y mu-chas de ella son elementos de exportación.
Existe una gran variedad de tipos y formas de vigas Las vigas pueden apoyarse en muros de ladrillos, concreto o madera.
³ Lider mundial en sistema de encofrados y andamios.
33
Apoyo
Viga Compuesta
Eje Resistente
Muros o Vigas
Entablado
Friso
• Vigas compuestas en entrepisos.
• Vigas reticuladas de madera estructurada para coberturas.
• Vigas de alma llena de madera estructurada para coberturas.
Los entablados o pisos deben estar secos antes de su colocación
Uso de vigas de madera estructurada en entrepisos.
35
3.1 Procesos de fabricación de vigas compuestas.
Proceso 1: Selección de material Consiste en escoger las tablas de madera adecua-
das en calidad y cantidad, según el requerimien-to de la lista de materiales.
Proceso 2: Preparación de la maderaa.Trozado.- Esta operación se realiza en una sierra
radial y consiste en cortar las tablas de madera en todo su ancho, para predeterminar el largo de las piezas a trabajar.
b.Garlopeado.- Esta operación se realiza en una garlopa y consiste en escuadrar la cara con un canto de la tabla de madera, a fin de formar un ángulo de 90.
c.Cepillado.- Esta operación se realiza en una re-gruesadora o cepillo. Consiste en determinar el espesor final de cada una de las piezas a trabajar.
d.Corte a medida exacta.- Esta operación se realiza en una sierra circular. Consiste en definir la medida final en ancho y largo, de las piezas de madera a utilizar.
Proceso 3: Presentación de viga y trazado a. En el caso de la viga reticulada: Esta es una op-
eración en la cual primero se pre-arman las cu-erdas y diagonales, para luego hacer el trazado al ángulo requerido en las piezas mencionadas; posteriormente se colocan las piezas diago-
nales que se apuntalan con clavo de 1 ½ �sin ca-beza, de tal manera que queden fijas y no pier-dan su posición cuando se proceda al armado, de acuerdo a los siguientes pasos.
a.1 Colocación de cuerdas y fijación con tacos de madera.
a.2 Colocación de diagonales, montantes y cuer-das frontales.
b. En el caso de la viga alma llena: Primero se pre-arman las cuerdas con los atiesadores y después se hace un trazado de acuerdo al án-gulo requerido en las piezas mencionadas; pos-teriormente se colocan las piezas diagonales y se apuntalan con clavo de 1 ½ �sin cabeza, de tal manera que queden fijas y no pierdan su posición cuando se proceda al armado. El pro-ceso de armado sigue los siguientes pasos:
b.1. Colocación de Cuerdas Posteriores.
Capitulo 3PROCESOS Y FLUJOS DE PRODUCCIÓN
40 50 60 60 50 40
4011
1811
36
b.2. Colocación de tablas diagonales posteriores.
b.3. Colocación de tablas diagonales frontales.
b.4. Colocación de cuerdas frontales.
Proceso 4: Clavado de vigas ambos lados Se define las posiciones de los clavos en función
a los planos de construcción de las vigas. Luego se procede a clavar.
Proceso 5: Escuadrado de viga Una vez clavadas las piezas diagonales a las
cuerdas, se tiene que determinar el ancho de la viga (las diagonales sobrepasaban a las cuer-das), para ello se cortó un canto en la sierra ra-dial modificando la posición del disco de corte en 90°, luego ese canto cortado es garlopeo a fin de que el canto quede limpio y a la vez sirva de apoyo en la guía de la circular para poder cortar el otro canto a la escuadra. Además, en el largo de la viga, también las piezas diagonales
sobrepasan a las cuerdas, procediendo de la misma forma que el anterior.
Vigas alma llena después de encuadrado.
Vigas retículas después del encuadrado.
Proceso Paralelo 1-2-3 : Plantilla para clavado Es una ayuda que se utiliza para acelerar el pro-
ceso de clavado ya que nos ayuda a determinar el lugar que debe tener cada clavo en las unio-nes respectivas. Para ello, se obtiene una impre-sión a escala 1:1 de la unión y de la disposición de los clavos, luego se marca la posición de los clavos con sus referencias en un triplay u otro material parecido que sirva de plantilla, se re-corta este al tamaño deseado y luego se pro-cede a realizar agujeros pasantes que servirán de guías para colocar los clavos.
37
3.2 Flujos de Producción.
1
2
3
5
4
6
7
1 Selección de material
Trozado
Garlopeado
Cepillado
Corte medidaexacta
Presentación de vigay trazado
Clavado de vigasambos lados
Escuadrado deviga
Almacén de madera
20'
10'
25'
10'
20'
60'
35'
20'
1
Plantilla para clavado
Marcado
2 Corte
10'
10'
1 op
1 op
1 op
2 op
1 op
2 op
1 op
2 op
1 op
1 op
3
5' 1 op
Perforar paracolocación declavos
Gráfico Nº 1. Flujos de producción del prototipo de viga reticulada.
38
Gráfico Nº 2. Flujos de producción prototipo viga alma llena.
1
2
3
5
4
6
7
1 Selección de material
Trozado
Garlopeado
Cepillado
Corte medidaexacta
Presentación de vigay trazado
Clavado de vigasambos lados
Escuadrado deviga
Almacén de madera
20'
10'
25'
15'
25'
30'
35'
30'
1
Plantilla para clavado
Marcado
2 Corte
6'
3'
1 op
1 op
1 op
2 op
1 op
1 op
1 op
2 op
1 op
1 op
3 Perforar paracolocación declavos
2'1 op
39
3.3 Área de fabricación.A continuación mostramos la distribución sugerida para zona de armado de vigas.
De aqui saldrán las vigas armadas para su posterior transporte.Nota: Los cortes finales se realizarán con equipo móvil.
A esta zona ingresará la madera predimensionada y seca al horno.pista de 6m.
de ancho.
zona de piezas dimensionadas.
zona de reaserrio.
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zona de almacen , entibado y reaserrio.
zona de machiembrados.
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23
40
Gráfico Nº 3. Distribución sugerida para zona de armado de vigas.
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3.4. Técnicas y diseños disponibles para su elaboración.
Las vigas compuestas deben diseñarse para sopor-tar todas la cargas aplicadas, cuando sea necesa-rio se deben considerar cargas de montaje u otras cargas especiales. En caso de que la cuerda inferior soporte un cielo raso se debe considerar una carga mínima de 30 Kg/m².
La fabricación de estas vigas se realizara en planta para su posterior acabado final y montaje en obra. Se reco-mienda tener especial cuidado en el ensamble de la primera viga ya que esta nos servirá de molde para la fabricación del resto de vigas demandadas.
3.4.1 Memoria de descriptiva de las vigas compuestas de madera estructurada.
Los planos tipo que se presentan en este manual se refieren a vigas compuestas de madera. Estas pueden ser usadas como estructuras de madera, que puedan soportar diferentes tipos de cobertu-ras. Estas también pueden igualmente soportar en-trepisos con sobrecargas más o menos importantes.
La primera parte de la cartilla de planos tipo descritas en el punto 3.4.5 del presente manual, está referida a vigas compuestas con esquema re-ticulado para luces de 6 a 20 m, cada una para una diferente carga admisible de diseño.
La segunda parte está referida a vigas compues-tas a alma llena con tablas diagonales, es decir con alma de entablado, para luces de 6 a 20 m, cada una para una diferente carga admisible de diseño.
Estos planos-tipo sólo se dan a titulo de orien-tación, cada constructor, diseñador o arquitecto; deberá realizar los cálculos de comprobación para la demanda requerida. Además de realizar la distri-bución del clavado y empernado de las uniones y empalmes.
En el caso de cargas o sobrecargas diferentes de las mencionadas, o en caso de modificaciones sensibles de alguna de las condiciones técnicas de construcción, no se deberá utilizar los planos tipos presentados en este documento, sin antes haber realizado las modificaciones de diseño necesarias.
3.4.1.1 Formas y proporciones de las vigas.En el caso de vigas en coberturas la ubicación de las correas, que reciben la cobertura, influye también en la ubicación de los nudos. Es decir se debe distri-buir las correas sobre los nudos.
El espaciamiento más económico depende del cos-to relativo de las armaduras, de las correas y cober-tura. Es conveniente usar el mayor espaciamiento entre armaduras porque resulta por lo general, el diseño más económico.
Debe considerarse además:• Que el ángulo interno entre cuerdas y diago-
nales no sea muy pequeño, porque generan fuerzas muy grandes en las respectivas barras y esto requiere uniones excesivamente reforzadas.
• Que la esbeltez de los elementos en compresión (cuerdas y diagonales o montantes) no debe ser excesiva, ya que la capacidad de carga disminuye rápidamente con el incremento de esbeltez.
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En estructuras de madera se usan normalmente elementos simples y múltiples. La combinación más apropiada de elementos depende de la mag-nitud de las cargas, de las luces por cubrir y de las conexiones adoptadas. También pueden usarse cuerdas y diagonales dobles. La ventaja al combi-nar elementos dobles y simples simultáneamente es la ausencia de cartelas en los nudos, realizando las uniones mediante clavos o pernos que unen di-rectamente los elementos. Por otro lado, las cuer-das superiores dobles ofrecen un mejor apoyo a las correas y una mayor capacidad al pandeo fuera del plano en la zona comprimida.
3.4.1.2 Comportamiento estructural de las seccio-nes compuestas en vigas.La viga compuesta de alma llena de sección I, fun-ciona estructuralmente según el principio de que las fuerzas más grandes de una viga bajo flexión es-tán en las caras externas. Por lo tanto, sí el material más resistente a la flexión y compresión se coloca en los bordes exteriores, la zona central (alma) se puede reducir de tamaño, ya que absorbe muy poco de las fuerzas de flexión. Sin embargo, la zona central (alma) absorbe las fuerzas de la reacción y de corte. Estas vigas son más eficientes estructural-mente que las macizas, ya que los esfuerzos de las fibras extremas por flexión son las zonas más es-forzadas en flexión de la sección y es por eso que las cuerdas son las que poseen más concentración de madera en la sección. En el caso de viga de alma llena la fuerza cortante es tomada por el alma de tablas diagonales entrecruzadas.
Para vigas reticuladas, el comportamiento es tipo armadura. Es decir la carga se distribuye dentro de
las vigas, en cuerdas y diagonales; estos elementos son diseñados para soportar cargas de flexo com-presión en la cuerda superior y flexo tracción en la cuerda inferior. Las diagonales están diseñadas para soportar fuerzas de compresión o tracción. Además las uniones deben soportar los efectos de cizallamiento en la unión de piezas.
Por ello, estos dos tipos de vigas son más eficien-tes, ya que la sección maciza poseería una cantidad de madera en exceso en la parte central de la sec-ción. Ese exceso ineficiente del material es la justifi-cación para prefabricar vigas compuestas, que por ser estructuras más livianas son mayormente consideradas desde el punto de de diseño y construcción de estructuras. Además, poseen la gran ventaja, de que con estas vigas estructuradas, podremos cubrir luces mayores a 5.
Su relativo poco peso, las hace más manejables en el montaje que otros sistemas; asimismo, me-diante uniones y empalmes es posible utilizar maderas cortas, que son más fáciles de conseguir en el mercado.
3.4.1.3 Definición de las cargas y sobrecargas usuales.Densidad de los materiales.En el diseño de estas vigas, se pueden usar las siguientes densidades de los materiales para el cál-culo de su peso propio. Para la madera, en condicio-nes secas, se pueden considerar los siguientes pesos:En la tabla siguiente se muestran algunos pesos
Madera seca blanda 500 kg/cm3Madera seca dura 800 kg/cm3
Tabla 6. Pesos propios útiles para madera.
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Peso propio para coberturas.En el caso de que las vigas soporten coberturas, se podrían usar los siguientes pesos propios de coberturas.
Peso propio para diferentes elementos de piso en madera.
Si sobre los entrepisos a soportar se tuviera que soportar pisos de parquet, a continuación mostra-mos algunos pesos propios útiles para el diseño. Peso que se tendrá que tomar en cuenta para el metrado de la carga muerta.
Tabla 7. Peso propio de los materiales de construcción
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
propios útiles para la estimación de la carga muerta de diseño. Obtenidas de tablas proporcionadas en el “Manual de Diseño para Maderas del Grupo An-dino” de la Junta del Acuerdo de Cartagena.
PARQUET O PISO25 mm de grosor. 15 Kg/m²36 mm de grosor. 22 Kg/m²25 mm de grosor. 19 Kg/m²36 mm de grosor. 27 Kg/m²
Agua 1000
Mortero cal 1700
Kg/m³
Madera tropical con Contenido de Humedad mayor al 30%.
Grupo A 1100 Grupo B 1000 Grupo C 900
Acero de construcción 7850 Aluminio 2750 Cobre laminado. 8900 Zinc laminado 7200 Latón 8500 Hierro colado 7250 Mampostería de piedra caliza 2400 Mampostería de mármol 2700 Tierra 1800 Gravas y arenas secas 1600 Piedra caliza, dolomita 2800 Piedra arenisca 2600 Travertino 2400 Arcilla en masa (adobe) 2100 Arcilla con paja 1700 Albañilería de adobe 1600 Albañilería de ladrillo ordinario 1800 Albañilería de ladrillo hueco 1450 Albañilería de cal y arena. 1800 Albañilería de ladrillo prensado 2200 Albañilería de ladrillo refractario 1900 Albañilería de ladrillo calcáreo 1600
Mortero yeso 1200 Mortero de cal y cemento 1900 Mortero de cemento 2100 Concreto simple 2300 Concreto simple fresco 2400 Concreto armado 2400 Concreto de piedra pómez 1600 Concreto de escoria de caldera con un máximo de 1/3 de arena añadida 1600
Concreto de ladrillo machacado 1800
DESCRIPCION
Tabla 8. Peso propio de pisos de madera
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Tabla 9. Peso propio de coberturas
Cartón bituminoso. En tres capas sin gravilla 13 En tres capas con gravilla 35
Cielo raso de yeso con carrizo. 25 Chapa de metal de 2 mm sobre entablado 30 Cobertura doble en teja plana sobre puesta y desplazada a media teja 100 Chapa de metal sobre correas de 1.5 mm 15 Cubierta de lona sin armazón 3 Cubierta de vidrio sobre travesaños de acero (espesor del vidrio 5 mm) 25 Cubierta de vidrio sobre travesaños de acero (espesor del vidrio 6 mm) 30 Cubierta de vidrio armado (alambre) de 5 mm de espesor 30 Planchas de asbesto cemento
Ondulado de 4 mm peso por área útil 9 Ondulado de 5 mm peso por área útil 13 Canalón plegado de 5 mm 17
Teja cóncava con asiento de mortero con cabios a 0.335 80 Teja cóncava de anclaje con cabios a 0.335 70 Teja serrana 160 Torta de barro sobre entablados 67 Torta de barro mas paja. 55 Zinc o aluminio sobre correas 15 Calaminas onduladas 18 Tejas industriales 50 Tejas planas 75 Tejas canal 55
Descripción Kg/m²
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
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Peso propio de otros tipos de pisos.A continuación mostramos algunos pesos propios adicionales útiles para el diseño. Peso que se ten-drá que tomar en cuenta para el metrado de la carga muerta.
Sobrecargas de utilización.Se podría para esto consultar la Norma E 020cargas.Aquí mostramos algunas sobrecargas de uso frecuente:
Tabla 11. Sobrecargas de servicio
de la naturaleza del material a almacenar, y toma generalmente los siguientes valores:
En la siguiente tabla mostramos algunos pesos propios de materiales que pueden servir para es-timar la sobrecarga para almacenes, los valores es-tán dados en Kg/m².Tabla 13. Peso de material almacenado
Granero de Heno 400kg/m²Almacén de trigo. 460kg/m²Almacén de Papel 400kg/m²Almacén de Sal 400kg/m²
Ocupación Uso kg/m² Azoteas planas 100 Baños 200 Bibliotecas, salas de lectura 300 Bibliotecas, archivo. 750 Colegios, aulas 200 Colegios, talleres 250 Corredores públicos 500 Oficinas 250 Oficinas archivos 500 Salas de asamblea o reunión 500 Techos inclinados 50 Tiendas minoristas 350 Tiendas mayoristas 500 Vestidores 200 Viviendas unifamiliares. 200
Estanterías, armarios llenos de registros, librerías ,etc
600 Libros y papeles amontonados 850 Papel almacenado 1100 Cuero y pieles 900 Cereales almacenados 150 Vidrio en laminas 2600 Hierba y forrajes 350 Heno suelto hasta 3 m de altura 70 Heno prensado 170 Cal en sacos 1000 Cemento en sacos 1600 Cemento a granel 1200 Mineral de hierro 3000 Harina de pescado 800 Porcelana y losa almacenada 1100 Lana, algodón prensados 1300 Tortas de forraje concentrado 1000 Harina en sacos (4 capas = 1m de altura.) 500 Frutas 350 Clinker de cemento 1500 Malta verde 400 Carburo 900 Gasolina 672 Hielo 895 Aceites 930 Asfalto 1300
Descripción Kg/m³
Tabla 10. Peso propio de elementos vacios
Tabla 12. Sobrecargas para almacenes
Bóvedas en ladrillos huecos de 0.12 m de grosor 40 Kg/m²Bóvedas en ladrillos llenos de 0.12 m de grosor 100 Kg/m²Embaldosado por cm de espesor 20 Kg/m²Relleno en hormigón por cm de grosor 22 Kg/m²Capa de arena de 5cm de grosor 70 Kg/m²Concreto armado por cm de espesor 25 Kg/m²Capa de asfalto por cm de grosor 22 Kg/m²Capa de cemento por cm de grosor 22 Kg/m²Losa de escoria por cm de grosor 22 Kg/m²Vestidura en cartón asfaltado por cm de grosor 13 Kg/m²Albañilería y yeso tradicional 150 a 250 Kg/m²
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.Para los almacenes, la sobrecarga varia respecto
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3.4.1.4. Metrado de cargas, para comparación en tablas.El metrado de cargas se estimará sumando la carga muerta y sobre carga viva. No es necesario multi-plicar estos valores por factores de magnificación de carga, ya que el diseño en madera se rige por el diseño de según cargas admisibles y no por rotura como es el caso del diseño de concreto armado.
El metrado de la carga muerta incluye cargas como peso propio, peso del entrepiso, acabados, etc.
La carga viva puede ser estimada según uso, pudiéndose consultar la NTE E-020 de cargas para luego diseñar las piezas y conexiones según la NTE E-102 Diseño y Construcción con Madera y con-sideraciones del Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino de la JUNAC.
3.4.1.5. Consideraciones sobre la madera. Los planos han sido previstos para la utilización de Madera Aserrada Tipo C de la Norma Peruana, y además cumplir con la Norma de Clasificación Vi-sual y Requisitos.
La madera deberá utilizarse en estado seco, esta deberá presentar un grado de humedad variable de 13% a 17% pero nunca sobrepasar, incluso local-mente, de 25% de humedad. Evitando así los riesgos de deformación que pueden ser muy importantes.
Los riesgos de ataques por insectos solo depen-den esencialmente de la durabilidad natural de la especie. Los ataques por hongos solo pueden pro-ducirse sobre maderas húmedas, por ello la impor-tancia del contenido de humedad.
La conservación por tratamiento de las maderas permite, cuando sea necesario, aumentar su dura-bilidad.
3.4.1.6. Especificaciones para fabricación de vigas compuestas reticuladas.Las vigas compuestas reticuladas están constitui-das por cuerdas unidas entre ellas mediante diago-nales. La triangulación es en forma de “V” o en for-ma de “N“, según la Importancia de los esfuerzos en las barras y la longitud de la viga.
Las uniones de los nudos y amarres son asegura-dos por clavos o pernos, y demandan una ejecución cuidadosa.
Las cuerdasA fin de poder realizar correctamente el montaje y ensamble de los extremos es indispensable ex-tender las cuerdas, de 5 a 10 cm, con relación a los extremos de las vigas.
En particular, las cuerdas inferiores de las Vigas en “W” y las cuerdas superiores de las vigas en “N”.
Las diagonales.Serán colocadas cuidadosamente, e interiormente en la cuerda, entre las cuerdas tratando siempre que exista una área de conexión lo mas amplia posible para poder distribuir con facilidades el cla-vado y empernado de las uniones.
Empalmes de cuerdas.Serán realizados perfectamente por amarres, que soportarán, en las cuerdas superiores los esfuer-zos de compresión, y en las cuerdas inferiores los
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esfuerzos de tracción importantes.
Se debe, estrictamente tratar, de que la disposición de los empalmes estén entre separadas lo más po-sible, y que estas uniones se encuentren justo en el medio de la posición de los nudos. No obstante, el uso de estos amarres se podrán suprimir, sí se pudiera encontrar maderas que sean lo suficiente-mente largas como para usarlas de forma corrida, es decir, sin el uso de empalmes.
Los empalmes en las uniones de las cuerdas, se realizarán con pernos de 16 mm de diámetro, y arandelas de 5 mm de grosor, y 50 mm de diá-metro exterior. Por lo tanto, los agujeros de per-nos se taladrarán a 16 mm de diámetro máximo.
En el caso de elementos de poca sección, aconseja-mos el empleo de clavos largos y finos.
Se tratará, en la medida de lo posible, de ensam-blar la viga con una contraflecha de fabricación según lo especificado en los planos tipo del presen-te documento; esto para contrarrestar las deflexio-nes, aunque las deflexiones que se estiman puedan ocurrir dentro de lo permitido por la norma. Nota Importante: Para las obras importantes se re-comienda, algunos meses después de la ejecución y montaje, reajustar todos los pernos de la armadura.
Abreviatura utilizada en piezas de madera.Cuerdas 2 / 50 / 205: Significa cuerda forma-da por 2 piezas de madera de 50mm de espe-sor y 205 mm de ancho. Diagonales 50 / 205: Significa diagonal de 50mm de espesor y 205 mm de ancho.
Abreviatura utilizada para el ensamblaje de nudos.4cl: Significa cuatro clavos para cada lado, lo que representa ocho clavos en total.1pe + 4cl: Significa un perno de 16 mm de diá-metro, más cuatro clavos por lado; que ha-cen un total de ocho clavos.
Abreviatura utilizada para empalme de cuerdas.a) Cartelas
Fm 6 / 0.6: Cartela o pletina metálica de 6mm de grosor y 0.6 m de longitud.Fb50/0.7: Cartela en madera de 50 mm de grosor y 0.7 m de longitud.
b) Clavado o empernado del empalme o amarre.5pe: Cinco pernos de 16 mm de diámetro a ambos lados de la unión.3pe + 6cl: Tres pernos de 16 mm de diámetro, más seis clavos a cada lado de la unión.
Cuando las uniones son únicamente armadas a través de clavos, el clavado se presenta como sigue:
12cl + 6cl: Doce clavos a cada lado del nudo y seis clavos de conexión sobre la cuerda opuesta. Los clavos son de longitud idéntica a las utilizadas en la viga.
3.4.1.7 Especificaciones de fabricación de vigas alma llena.Las vigas de alma llena con tablas diagonales están constituidas por cuerdas conectadas entre ellas por una alma formada por 2 ó 4 tablas inclinadas a 45º unidas consecutivamente. Cada tabla forma un ángulo de 90º con la tabla "contigua". La unión, en-tre las cuerdas y el alma, está asegurada por clavos.
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Las cuerdas.Están formadas de 2, 4 o 5 elementos según la luz a cubrir y las cargas de diseño. La solución ideal para el empalme es el clavado, que ofrece una re-sistencia equivalente a la de la madera maciza; se aconseja, en la medida de lo posible, de seguir este método.
Los atiesadores.Colocados según la distribución indicada sobre los planos y serán de una sola pieza. Los de los extre-mos serán de ancho igual a las cuerdas; en cuanto a los intermedios, serán de sección más pequeña y se reducirán en un 50%. Es decir, si los atiesadores del extremo son de 27 x 110, los intermedios serán de 27 x 55.
El clavado de las cuerdas.Los clavos se colocarán sobre dos o tres filas, dado que se indica su densidad por tabla y por cara de viga. En algunos casos, para el número de puntos por tabla, encontraremos por ejemplo 4/3: esto sig-nifica que para el (o los) primer (os) metro (s) a par-tir de cada extremidad, habrá 4 clavos por tabla, el resto del clavado será de 3 clavos por tabla por cara de viga.
Este refuerzo se distribuirá del siguiente modo: • para las vigas de 6 , 8 y 10 m: sobre 1 m; • para las vigas de 12.50 m y 15 m: sobre 2 m;• para las vigas de 17.50 m y 20 m: sobre 3 m.
El clavado de atiesadores.El clavado de los atiesadores de los extremos serán idénticos al de las cuerdas; para los intermedios se reducirá el número de clavos a la mitad.
Abreviatura utilizada en piezas de madera.Ejemplo: Sección de cuerdas: 4 x 35 x 180 y 1 x 65 x 180: Significa cuerda formada por 4 piezas de 35 mm de espesor y 180 mm de ancho a cada cara de la viga y una pieza central de 65 mm de ancho y 180 mm de ancho.
Ejemplo: Espesor de tablas inclinadas: 2 x 2 x 22 : Sig-nifica dos almas formadas por 2 piezas de 22 mm de espesor entrecruzadas una con otra.
3.4.2. Consideraciones para el diseño de las uniones.
3.4.2.1. Consideraciones de diseño de clavos.Para el diseño de uniones deberán utilizarse los va-lores de la tabla que presenta las cargas admisibles, en condiciones de servicio, para un clavo perpendicular al grano sometido a simple cizallamiento, los valores es-tán dados en kg.
Deberá considerarse, para el diseño de uniones con clavos, que la carga admisible de una unión clavada es directamente proporcional al número de clavos; teniendo en cuenta que éstos deben satisfacer los requisitos de espaciamiento mínimo, especificados en la Tabla 7.
Los valores de la Tabla 7, son para maderas secas que cumplan la clasificación visual por defectos.
Caso de cizallamiento simple. La siguiente tabla presenta los valores de las carga ad-misibles, en condiciones de servicio para un clavo per-pendicular al grano sometido a cizallamiento simple.A continuación se presentan los valores estimados
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de cargas admisibles para clavos mayores 4 pulga-das, que no están contemplados en la NTE E102 y que aun faltan verificarse por ensayos mecánicos.
Tabla 14. Tabla de clavos cizallamiento simple
Fuente: Norma Peruana E102 “Diseño y Construcción con madera”.
Tabla 15. Valores estimados de cargas admisibles para clavos mayores a 4”
Elaboración: Propia.
mm pulg.
d (mm) A B C
51 2 2.4 45 35 25 51 2 2.6 50 39 28 51 2 2.9 58 45 31 51 2 3.3 66 53 38 63 2 1/2 2.6 50 39 28 63 2 1/2 2.9 58 45 31 63 2 1/2 3.3 66 53 38 63 2 1/2 3.7 76 60 44 76 3 3.3 66 53 38 76 3 3.7 76 60 44 76 3 4.1 88 68 49 89 3 1/2 3.7 76 60 44 89 3 1/2 4.1 88 68 49 89 3 1/2 4.5 98 76 55
102 4 4.1 88 68 49 102 4 4.5 98 76 55 102 4 4.9 109 85 61
LONGITUD CARGA ADMISIBLE KGGRUPO
DIAMETRO
Longitud CARGA ADMISIBLE (KG) (mm) (pulg) d (mm) A B C
114 4 1/2 4.9 109 85 61 127 5 5.4 119 94 67 140 5 1/2 5.9 128 103 73 150 6 5.9 128 103 73
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Estos valores fueron hallados extrapolando los va-lores admisibles de los clavos menores a 4”. Por lo cual se recomienda ser conservador al diseñar con estos clavos.
Caso de cizallamiento doble.Cuando el clavo penetra tres piezas. Según sea el caso se multiplicará el valor de la carga admisible por clavo, por los siguientes factores según el tipo de unión clavada que presente.
Caso de cizallamiento doble simétrico alternado.Sí las uniones estuvieran sometidas a cizallamiento doble simétrico alternado, es decir clavado por am-bos lados, como el caso de las vigas compuestas reticuladas y alma llena presentadas en el punto 3.4.3; la carga admisible se contabilizará sumando los valores admisibles de cada clavo colocado en forma de cizallamiento doble.
En el caso de la viga reticulada tenemos clavos al-ternados por ambos lados con cizallamiento doble, donde cada clavo penetra en una cuerda y dos diagonales. En este caso, para efectos de diseño, tomamos como la carga admisible por plano de cizallamiento y la carga de actuante, y como la fuer-za de axial actuante en la diagonal más esforzada.
Caso de triple cizallamiento. Para el caso de cizallamiento triple, es decir cuando el clavo penetras cuatro piezas, se usará un factor
de 1.8 a 2 conservadoramente, aplicable al caso de la viga de alma llena.
Repartición de clavos. En general se deben cumplir con los siguientes es-paciamientos mínimos entre los clavos definidos en la NTE E 102.
Como regla práctica, y debido a que hay mayor concentración de clavos en los elementos interiores (diagonales y montantes que en el caso de las vigas reticuladas); estos espaciamientos mínimos son los que rigen los espaciamientos, para luego verificar las condiciones necesarias en los elementos exte-riores (cuerdas).
Una metodología sencilla es trazar paralelas en las direcciones de las diagonales y ubicar en las inter-secciones con las diagonales los puntos de clava-do, alternado su disposición.
Los espaciamientos mínimos dependen directa-mente de los diámetros de los clavos utilizados, en tabla siguiente mostramos los espaciamientos a usar en la disposición del clavado.
Reducción de cargas admisibles en el caso de un gran número de clavos.• 10% para los ensambles implicando de 10 a 20 cla-
vos por cara.• 20% para los ensambles implicando más de 20
clavos por cara.
Influencia de la humedad la madera.Para grandes variaciones de humedad, habrá que disminuir las cargas admisibles. Para diferencias importantes (construcciones al aire libre) disminuir
Tabla 16. Factores modificatorios para las cargas admisi-bles para uniones clavadas sometidas a cizallamiento.
Tipo de Unión Factor
Cizallamiento Simple 1
Cizallamiento Doble 1.8 Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
50
en un 25% los valores de la tabla de esfuerzos ad-misibles.
Los clavos, pernos y platinas, deberán tener trata-miento anticorrosivo como el zincado o galvaniza-do, especialmente en áreas exteriores y/o ambien-tes húmedos.
3.4.2.2. Consideraciones de diseño de pernos.Las recomendaciones de esta sección son aplica-bles a uniones empernadas de dos o más elemen-tos de madera, o entre elementos de madera y platinas metálicas. Todos los elementos deben diseñarse para soportar fuerzas actuantes.
Deberán colocarse arandelas o platinas metálicas entre la cabeza o tuerca del perno y la madera. Estas arandelas deberán ser lo suficientemente grandes para evitar esfuerzos de aplastamiento excesivos en la madera.
Caso de simple cizallamiento.Para este caso dividir entre 2, los valores de la tabla de doble cizallamiento ( tabla 18).
Caso de doble cizallamiento.La tabla 18 presenta las cargas admisibles para las uniones de tres elementos de madera con un solo perno sometido a doble cizallamiento.
Tabla 17. Valores de espaciamientos mínimo entre clavos según de diámetro.
Diámetro del Clavo
Valores de Espaciamientos en mm.
d (mm) 4d 5d 6d 8d 10d 11d 15d 16d 20d 2.4 10 12 14 19 24 26 36 38 48 2.6 10 13 16 21 26 29 39 42 52 2.9 12 15 17 23 29 32 44 46 58 3.3 13 17 20 26 33 36 50 53 66 3.7 15 19 22 30 37 41 56 59 74 4.1 16 21 25 33 41 45 62 66 82 4.5 18 23 27 36 45 50 68 72 90 4.9 20 25 29 39 49 54 74 78 98 5.4 22 27 32 43 54 59 81 86 108 5.9 24 30 35 47 59 65 89 94 118
Fuente: NTE E-102
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Tabla 18. Cargas admisibles para uniones de 3 elementos. Espesor
Pieza Central
(cm).
Diámetro Diámetro CARGA ADMISIBLE (KG). d (cm) d(pulg) A A B B C C
P Q P Q P Q
2 0.63 1/4 195 88 131 58 75 34
2 0.95 3/8 297 101 196 67 113 39
2 1.27 1/2 396 117 261 78 151 45
2 1.59 5/8 495 132 326 88 188 51
3 0.63 1/4 229 124 179 88 113 51
3 0.95 3/8 438 152 294 101 169 59
3 1.27 1/2 594 176 392 117 226 68
3 1.59 5/8 743 198 489 132 282 77
4 0.63 1/4 256 144 200 114 128 68
4 0.95 3/8 491 201 386 134 226 78
4 1.27 1/2 779 234 522 156 301 91
4 1.59 5/8 990 264 653 175 376 102
4 1.9 3/4 1188 299 783 199 452 116
5 0.63 1/4 536 226 420 168 268 98
5 0.95 3/8 851 293 653 195 376 114
5 1.27 1/2 1217 330 816 219 470 128
5 1.59 5/8 1485 374 979 248 564 145
6.5 0.95 3/8 594 260 463 206 297 127
6.5 1.27 1/2 943 345 739 253 471 148
6.5 1.59 5/8 1350 428 1061 285 611 166
6.5 1.9 3/4 1809 486 1273 323 734 188
8 0.95 3/8 645 289 501 235 318 156
8 1.27 1/2 1024 385 799 303 511 182
8 1.59 5/8 1465 481 1148 351 731 205
8 1.9 3/4 1963 595 1544 397 903 232
9 0.95 3/8 676 308 523 253 329 169
9 1.27 1/2 1072 409 835 326 535 205
9 1.59 5/8 1465 512 120 0 395 766 230
9 1.9 3/4 1963 633 1614 447 1016 261
10 0.95 3/8 676 325 544 270 339 181
10 1.27 1/2 1072 433 869 348 555 227
10 1.59 5/8 12 541 1248 426 799 256
10 1.9 3/4 13 669 1679 497 1070 290 Fuente: NTE E-102
52
Disposición de los pernos.A continuación mostramos reglas prácticas para la disposición de los pernos en las uniones para diferentes disposiciones de las fibras de la madera.
Tabla 19. Factor de reducción de la cargas admisible en función del número de pernos por línea.
6 a 9d> 10cm 6d
6d 6 a 9d> 10cm
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d 3d
maderas con fibras paralelas
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maderas con fibras perpendiculares
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3d
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m
3d
3d
3d
maderas con fibras oblicuas
3d
3d 3d
a 6d
Es necesario cumplir los espaciamientos mínimos propuestos. En el dibujo adjunto “d” significa diá-metro del perno.
Numero de Pernos Por Línea Tipo de elemento lateral 2 3 4 5 6 Uniones con elementos laterales de madera
1 0.92 0.84 0.76 0.68
Uniones con elementos laterales de acero
1.8 0.94 0.87 0.8 0.73
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
53
3.4.3. Procedimiento de diseño y verifi-cación estructural de viga reticulada.
El criterio de diseño para este caso, es la metodología de diseño de armaduras, según el Manual del Diseño para Maderas del Grupo Andino de la JUNAC y la NTE E-102. Es decir:
• Se verifican las secciones de las piezas por flexo-compresión o flexo-tracción.
• Se verifica la deflexión admisible. • Se verifican las uniones (nudos) y empalmes.• Se distribuye la ubicación de clavos y pernos
según recomendaciones del Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino.
Siguiendo el procedimiento a continuación:
• Definir las bases de cálculo, es decir el tipo de madera y las cargas actuantes sobre la viga. Para esto se realizará y establecerá la separación en-tre vigas “S”, para luego realizar el metrado de las cargas actuantes sobre la viga (calculo de la carga viva y carga muerta de diseño).
• Estimar la estructuración (configuración de la viga) y hacer un predimensionamiento inicial de la viga reticulada.
• Realizar la repartición de las cargas actuantes en los nudos para luego hacer el análisis estructural, de donde obtendremos, de las cargas axiales, los momentos flectores actuantes en las diago-nales y cuerdas, y la deflexión actuante, de las cargas que soportará la estructura.
• Verificar la resistencia de las secciones de las cuerdas, montantes y diagonales, con los valores del análisis estructural. Para esto se utilizará los criterios de diseño de elementos sometidos a flexo compresión y flexo tracción según el procedimiento del manual, tomándose en consideración que las cuerdas son dobles.
• Diseñar la cantidad de clavos por lado y la can-tidad de pernos necesarios para cada unión de piezas (nudos y empalmes) a partir de los va-lores del análisis de las diagonales y montantes. Para el caso de los clavos alternados por ambos lados se considera como un doble cizallamiento simétrico, aunque realmente es un cizallamiento múltiple, además se considera que la fuerza axial de la diagonal se distribuye proporcionalmente en cada plano de cizallamiento; que para los tres planos de cizallamiento, en donde el intermedio esta formado por el doble de clavos que en los otros dos planos, la fuerza admisible que absor-ben los clavos de la unión será la suma de los dos cizallamientos dobles (valor de la tabla 14 cizallamiento simple multiplicado por 1.8).
Para el caso de los pernos se asume igualmente que la fuerza admisible de los pernos de la unión es la suma de las fuerzas admisibles de los per-nos de cada plano de cizallamiento, asumiendo cada plano como cizallamiento simple (para este valor dividir el valor de la tabla de cargas admisible de los pernos a doble cizallamiento). Además para el caso de pernos hay que tener en cuenta la inclinación de las fibras de la diagonal respecto de la cuerda, ya que se debe reducir su carga según la Fórmula de Hankinson.
54
En el caso de los empalmes de cuerdas existen dos tipos, los que tienen cartela de madera y los de platinas o cartelas de metal. Que sean del mismo ancho de la cuerda. Cuando se usan cartelas de madera estas pueden ser solamente clavadas o mixtas, es decir con clavos y pernos a la vez. Para el diseño de las cartelas de madera utilizamos, del análisis, el valor máximo a tracción de las cuerdas dividido entre dos ya que los em-palmes se hacen para una pieza a la vez. En el caso de los empalmes unidos solamente por cla-vos, en la cuerda del empalme existe un cizalla-miento doble, considerando esto obtenemos la cantidad de clavos por lado de la unión, y el numero de clavos de sujeción con la cuerda contigua, que la estimaremos como la mitad del valor anterior. Sí fuese un empalme mixto se considera también un cizallamiento doble de los pernos. Sí fuese una cartela de metal se mul-tiplica por 1.25 el valor del empernado a doble cizallamiento.
• Distribuir los puntos de clavado para cada lado y los puntos de taladrado para los pernos, en los nudos y empalmes de cuerdas, según re-comendaciones del Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino. En el caso de nudos se utilizaran los criterios de doble cizallamiento simétrico por ambos lados. Lo recomendable es comenzar fijando las distancias mínimas entre las diagonales y montantes y luego verificar el resto de distancias, para lo cual trazamos para-lelas a las diagonales donde su intersección nos dará los puntos de clavado, para luego alternar el clavado de ambos lados. En el caso de las cuerdas se toman los espaciamientos mínimos
de doble cizallamiento paralelos a la fibra.
• Distribuir, finalmente, las posiciones de los em-palmes a lo largo de la viga.
3.4.4. Procedimiento de diseño y verifi-cación estructural de las vigas alma llena.
Se considera la metodología de verificación de la sección compuesta en “I”. Según el capítulo 8 del libro “Timber Designers Manual” de Ozelton y Baird, y documentos emitidos por la Universidad Tecnológica Nacional de la Facultad Regional de Mendoza - Argentina. Siendo los pasos:
• Verificar la capacidad de flexión de la sección compuesta,
• Verificar la capacidad de corte de la sección com-puesta,
• Verificar la deflexión actuante; y
• Calcular la cantidad de clavos por lados necesa-rios para la unión entre las cuerdas y las tablas diagonales del alma.
Siguiendo el procedimiento a continuación:
• Definir las bases de cálculo, es decir el tipo de madera y las cargas actuantes sobre la viga. Para esto se establecerá la separación entre vigas “S” para luego realizar un metrado de las cargas actuantes sobre la viga (calculo de la carga viva y carga muerta de diseño).
55
• Estimar una estructuración es decir dimensio-nes de piezas y altura (peralte).
• Analizar esta tipo de viga como una viga simple-mente apoyada y se obtienen los momentos flectores, esfuerzos cortantes y la deflexión ac-tuante.
• Verificar la resistencia a la los esfuerzos flecto-res y esfuerzos cortantes de la sección com-puesta, además de la deflexión admisible, a par-tir de los valor obtenidos en el paso anterior.
• Definir la posición de los atiesadores a criterio y los atiesadores extremos de la misma dimen-sión de las cuerdas. Los atiesadores intermedios tendrán la mitad de ancho que los elementos de cuerdas.
• Estimar el espaciamiento entre clavos de unión, entre cuerdas y el alma. Calcular la cantidad de clavos por tabla por lado.
• Realizar la distribución del clavado a lo largo de las cuerdas y atiesadores a cada lado de las vigas, cumpliendo los criterios de espaciamien-tos mínimos de cizallamiento doble simétrico. Definir los detalles de empalme especificados, según el espesor de la cuerda, que consta de una unión clavada inclinada colocando dos cla-vos intermedios en la zona inclinada.
• Realizar la distribución de los empalmes de cuer-das a lo largo de la viga.
3.4.5 Diseños propuestos - Cartilla de planos Tipo de vigas compuestas.
En este manual presentamos diseños tipo, de vigas re-ticuladas y vigas alma llena de 6, 8, 10, 12.5, 15, 17.5 20 m de luz, que pueden ser fabricados una planta para su posterior montaje en obra.
56
PLANOS-TIPO DE VIGAS COMPUESTAS DE MADERA:
SISTEMA TRIANGULAR RETICULADO
Viga reticulada de 6 metros de luz
98,5 98 98 98 98 98,5 5,5
50
Viga E
Las vigas B, C y D son idénticas a A
O B D F F D B O
A C E G E C A
37°
97,5 97,5 97,5 97,5 97,5 97,5 7,5
O B D F
A C E G
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A
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B
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Viga G
42°45°
48°
Viga A
57
TIPO 6 mAlma reticulada
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Viga reticulada de 8 metros de luz.
Viga B idéntica a viga A
98
A C
O B
98
A
O
C
B
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D F
G
H
E
D F
G
Viga F
Viga C
131,5A
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B
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G
Viga A
10 131,5 131,5 131,5 131,5 131,5 5,5
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F D B O
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B
A
O
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D F
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J
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Viga E
8,2
Viga D idéntica a viga C
6565
98 97,5 97,5 97,5 97,5 98 98
70
G
B
A
O
C E
D F H
Viga G75
Para las viga G , usar la misma distribución de nudos que la viga F
52°54°
9J
66
5,335,33
Disposición empalmes entre cuerdas para las vigas A y B
2
2,67
cuerda inferior
cuerda superior2,67
2
5,5
5,56
6Disposición los empalmes entre cuerdas para las vigas C,D,E y G
2,5
2
cuerda superior2,5
cuerda inferior2
37°45°
45°
59
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Viga reticulada de 10 metros de luz.
Viga E idéntica a viga D
Viga D
Viga B y C idénticas a viga A
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27°
28°
Disposición de empalmes entre cuerdas para todas las
vigas de 10,00m.
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3,56,5
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Viga reticulada de 12.5 metros de luz.
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30°
32°
39°
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Viga E idéntica a la viga D625
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102,5102,5102,5
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102,5 102,5H K M
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2,63,65
4,673,65
Disposicion de empalmes entre cuerdas para todas las vigas de 12,50m.
6,25 3,652,66,25 cuerda
inferior
3,654,67
4,184,18
cuerda superior
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m.
45 m
m.
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64
Viga reticulada de 15 metros de luz
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Vigas D y E idénticas a viga C
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100
Mismo acotado que la viga B
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M P
43°
39°
4,343,1
5,664,34
Disposición empalmes entre cuerdas para la viga A
3,14,344,34
5,665
5
7,567,56
cuerda superior
cuerda inferior
4,85,9
3,75
Disposición de empalmes entre cuerdas en vigas B;C;D y E
4,8
cuerda superior4,3 4,8
4,83,75
6,456,45
cuerda inferior
5,94,3
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M
N
M
N
M
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37°
43° 12
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0
M
7,55,66
5,664,35 cuerda
inferior
cuerda superior
Disposición de empalmes entre cuerdas en las vigas A y B5,66
6,9
5,654,35
4,94
7,57,5
4,34
cuerda inferior
4,953,85 8,78,74,95 3,85
6,456,45
Disposición de empalmes entre cuerdas en vigas C y D;
6,055 6,05
5cuerda superior
67
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68
Viga reticulada de 20 metros de luz
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Viga B idéntica a viga A1000
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Viga A
142 142 142 142 142 142
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123 124 124 124 1,24 124 124 124
111 110 110 110 110 110 110 110 110
135
M
M
M
50°
45°
37°
86,5
6,355
Disposición empalmes de las cuerdas para la viga A y B
5
86,5
6,35
5,5
8,65
5,58,65
cuerda superior
cuerda inferior
7,26
6,127,26
8,33
Disposición de los empalmes entre cuerdas en vigas C y D
6,127,26
8,337,26
6,62
4,41
6,62
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cuerda inferior
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.
70
PLANOS-TIPO DE VIGAS COMPUESTAS DE MADERA:
SISTEMA ALMA LLENA CON TABLAS DIAGONALES
Vigas alma llena de 6 metros de luz
35 32,5 52,5 60 60
1400 Kg/m
140908060 90 80 60
A
B
C
D
E
F
G
62,5 50 50
850 Kg/m
11068,566,55555 68,5 66,5 55 55
607510560 75 105 120
1000 Kg/m
45 45 60 70 80
500 Kg/m
80 70 60 45 45
600 Kg/m
10087,562,55050 87,5
60 60 60 60 52,5 32,5 35
125 Kg/m H
250 Kg/m
353543,7552,563,75707063,7552,543,753535
71
102
(4")
115
(4 1
/2")
125
(5")
150
(6")
115
(4 1
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150
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15m
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8580
1400
1000
FG
HJ
10 m
m.
10 m
m.
K
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Vigas alma llena de 8 metros de luz
Misma repartición de atiesadores para las vigas C y D
2,675,336,331,67
1,676,332,67 5,33
Disposicion de empalmes de las cuerdas superiores identica a las de las cuerdas inferiores para las vigas A , B, C, D, E y F.
Disposicion de empalmes de las cuerdas superiores identicas a las de las cuerdas inferiores para la viga G.
5,332,676,33 1,67
1,67 6,335,33 2,67
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Vigas de alma llena de 10 metros de luz
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Misma repartición de atiesadores para las vigas B y C
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Disposicion de empalmes de la cuerdas superiores identicas a las de las cuerdas inferior para las vigas A , B, C, D, E y F.
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Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para las vigas A , B, C, D, y E.
6,5
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6,5
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6,5
1,53,5
Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para las vigas G , H.
3 6,5 3
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Alma con tablas inclinadas
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Vigas de alma llena de 15 metros de luz
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Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para las vigas A , B, C, D, y E.
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Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para la viga F
4,52,5
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Vigas de alma llena de 17.5 metros de luz.
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Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para las vigas A , B, C, D, y E.
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Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para las vigas F,G y H.
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625 Kg/m
350 Kg/m
250 Kg/m
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C
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Misma repartición de atiesadores para la viga C
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Alma con tablas inclinadas
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22
4 x
35 x
165
2 x
18
4 x
27 x
180
17.5 J
K
50 m
m.
50m
m.
50m
m.
JH
625
GF
400
500
125
135
145
35m
m.
ED
250
C10
0B
125
175
9095
100
110
120
325
TIPO
A 35m
m.
4 x
27 x
150
2 x
18
VIG
A A
LMA
LLE
NA
DE
DIA
GO
NA
LES
DE
17.5
m
DE
LU
Z.
CIT
Emad
era
Espe
cific
acio
nes
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:M
ader
a en
cue
rdas
y d
iago
nale
s: E
stru
ctur
al T
ipo
C N
TE E
101
En
ning
ún c
aso
se e
xced
erá
de u
n co
nten
ido
de h
umed
ad d
e 22
La m
ader
a as
erra
da d
eber
á cu
mpl
ir co
n la
s co
nsid
erac
ione
s de
la
NTE
E.1
02 y
la N
orm
a IT
INTE
C 2
51.1
04. C
lasi
ficac
ion
Vis
ual y
R
equi
sito
s .
Los
pern
os e
spec
ifica
dos
será
n de
16m
m (
5/8"
) de
diám
etro
.Fa
ctor
con
vers
ion
: 1m
3 =
424
pies
tabl
ares
.
82
Vigas de alma llena de 20 metros de luz.
100 Kg/m
G
400 Kg/mF
E325 Kg/m
110 170
H
125 Kg/m
150 Kg/m
175 Kg/m
500 Kg/m
A
D
135
B
C
85 160 170 170 170 160170170 110135 85
100 130 150 170 180 180 180180
58
47
Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para las vigas E, F y G.
44
8
841248
8
8 75
8 57
8
Disposicion de empalmes de la cuerda superior identica a las de la cuerda inferior para las vigas A , B, C, y D
788 4
8 85
160125
130170210230260260230210170130
135 165 200 230 270 270 230 200 165 135
150 130170 90100
100 150 160 190 200 200 200 200 190 160 150 100
Misma repartición de atiesadores para la viga D
160 125225250 240250240225
90
83
2 x
22
4 x
35 x
150
40m
m.
A
TIPO
500
160
60m
m.
120
115
105
100
150
125
B10
0C
175
DE
40m
m.
150
140
325
FG
400
HJ
60m
m.
60 m
m.
K
20 J4
x 35
x 1
80
2 x
22
4 x
35 x
205
2 x
22
4 x
35 x
225
2 x
22
22
2 40m
m.
40m
m.
23/
23/
23/
2
2 x
2 x
22
2 x
2 x
22
Car
ga p
or m
t.(K
g)
Altu
ra(c
m)
Sec
ción
de
las
cuer
das
en m
m.
Espe
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de la
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blas
incl
inad
as
en m
m.
Long
itud
de
clav
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n m
m
(pul
g.)
Can
tidad
de
clav
os
por
tabl
a
Con
traf
lech
a de
fa
bric
ació
n
Alma con tablas inclinadas
150
(6")
150
(6")
150
(6")
150
(6")
2 x
2 x
22
150
(6")
150
(6")
150
(6")
1 x
65 x
205
4 x
35 x
205
4 x
35 x
180
1 x
65 x
180
1 x
65 x
225
4 x
35 x
225
CIT
Emad
era
VIG
A A
LMA
LLE
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DIA
GO
NA
LES
DE
20 m
D
E L
UZ.
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cific
acio
nes
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cue
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y d
iago
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ctur
al T
ipo
C N
TE E
101
En
ning
ún c
aso
se e
xced
erá
de u
n co
nten
ido
de h
umed
ad d
e 22
La m
ader
a as
erra
da d
eber
á cu
mpl
ir co
n la
s co
nsid
erac
ione
s de
la
NTE
E.1
02 y
la N
orm
a IT
INTE
C 2
51.1
04. C
lasi
ficac
ion
Vis
ual y
R
equi
sito
s .
Los
pern
os e
spec
ifica
dos
será
n de
16m
m (
5/8"
) de
diám
etro
.Fa
ctor
con
vers
ion
: 1m
3 =
424
pies
tabl
ares
.
84
3.4.6. Detalles típicos de unión de piezas.
3.4.6.1 Detalles típicos de las viga reticulada.
10
5
56d
6d
3d
3d
zona delimitada para a posición de los pernos
* esp de 6d a 3d d = diametro del perno
Posición de los pernos para ensambles de vigas de 6m a 8m.
Línea que determina una posición rápida de los agujeros para los pernos
extr
emid
ad d
e ap
oyo
a 5
ó 10
cm
de
la
cara
de
apoy
o
Posición de los pernos para ensambles de vigas de 6m a 8m.
línea quedetrmina una posición rápida de los agujeros de pernos
3d
3d
3d
3d
56d
85
Posición de los pernos para ensambles de otras vigas
Estos pernos se colocan para las diagonales que nivelan los elementossuperiores
5
56d
línea que determina una posición rápida de los agujeros para pernos
10
3d
3d
6d
extr
emid
ad d
e ap
oyo
a 5
ó 10
cm
de
la
cara
de
apoy
o
Cartela de metal o madera
6d6d 6d6d 6d 6d
3d3d
Posición de los pernos para uniones entre cuerdas
86
A continuación mostramos el detallado de uniones de la viga reticulada con configuración "N". Estos detalles son los correspondientes de la vigas de carga admisible de diseño 125 Kg/m de 12.5 metros de luz. Además se muestra el detalle de los em-palmes o amarres de cuerdas en las dos modali-
dades, es decir usando una cartela de madera y us-ando una cartela o pletina de metal. El clavado de los nudos se realiza alternado, diferenciándose los clavos según puntos vacíos (clavado posterior) y puntos llenos (clavado frontal).
O B
3,752,52,52,52,5
6,75
5,75 4,5 4,5 5,75
20,5
2,23,5
5 5 @ 2,53
20,5
3,53,5
7,8
D F
3,53,5
2,2
3,5
20,5
5
20,5
35 @ 2,5
7,87,8
3
20,5
3,53,5
20,5
2,23,5
5 @ 2,55
87
H y K
20,5
3
7,8
3,5
2,2
20,5
3,53,5
5 5 @ 2,5
4,5
5,25
5,25
5,5
5,25
5,5
5,25
4,5
7,8
3,53,5
3,52,2
5 5 @ 2,53
20,5
20,5 20,5
3,5
7,8
2,23,53,5
20,5
3 5 @ 2,5 5
M
A C
88
E
3,53,5
2,2
3,520,5
5
20,5
3 5 @ 2,5
7,8
G, J y L
7,8
3
20,5
3,53,5
20,5
2,23,5
5 @ 2,5 5
VIGA RETICULADA 12.5 METROS DE LUZ.
CARGA DE DISEÑO
125 Kg/m
Materiales:
Piezas de madera:
Seccion Cuerdas: 2x35 mm x 205 mm
Seccion de diagonales y montantes:1x35 mm x 205 mm
Clavos:4" (102 mm) de 4.1 mm de diametro.
89
6,6 6,6
10 10
52,752,52,5
2,75
5
6,810
10
6,8 106,66,6
10 10 10
2,752,52,52,75
5
5
10 1015
10,5
5
5
1510 10
10,5
5
5
CARTELA DE METAL.AMARRE DE CUERDAS
CARTELA DE MADERA.AMARRE DE CUERDAS
6,6 6,6
10 10
52,752,52,5
2,75
5
6,810
10
6,8 106,66,6
10 10 10
2,752,52,52,75
5
5
10 1015
10,5
5
5
1510 10
10,5
5
5
CARTELA DE METAL.AMARRE DE CUERDAS
CARTELA DE MADERA.AMARRE DE CUERDAS
90
A continuación se muestra el detalle de las uniones de la viga reticulada con configuración “W”. Estos detalles son los correspondientes de la vigas de carga admisible de diseño 250 Kg/m de 8 metros de luz. Además se muestra el detalle de los empalmes o amarres de cuerdas donde solo se utiliza clavos
con una cartela de madera. Se muestra el detalle del clavado frontal.
El clavado de los nudos se realiza alternado, dife-renciándose los clavos según puntos vacíos (cla-vado posterior) y puntos llenos (clavado frontal).
33
33
35,5 3
5,5
33
33
8 5 7,5
53@
3,5
5
O B
33
33
5,533 5,5
33
33
33
33
5,53 3
5,5
33
33
33
33
5,533
5,5
33
33
VIGA RETICULADA 8 METROS DE LUZ.
CARGA DE DISEÑO
250 Kg / m
Materiales:
Piezas de madera:
Seccion Cuerdas: 2x35 mm x 205 mm.
Seccion de diagonales y montantes:1x35 mm x 205 mm.
Clavos:4" (102mm) de 4.1mm de diametro.
D F
H
91
33
33
5,533 5,5
33
33
33
33
5,53 3
5,5
33
33
33
33
5,533
5,5
33
33
VIGA RETICULADA 8 METROS DE LUZ.
CARGA DE DISEÑO
250 Kg/m
Materiales:
Piezas de madera:
Seccion Cuerdas: 2x35 mm x 205 mm
Seccion de diagonales y montantes:1x35 mm x 205 mm
Clavos:4" (102 mm) de 4.1 mm de diametro.
D F
H
92
33
33
5,53 3
5,5
33
33
5@3,5
3
A C
E
33
33
5,53 3
5,5
33
33 3
33
5,533 5,5
33
33
G y J
93
CARTELA DE MADERA.
AMARRE DE CUERDASCLAVADO POSTERIOR
AMARRE DE CUERDAS
7,5
52,752,52,5
2,755
5
5
2,752,52,52,75
6,8 6,6 6,6 6,6 6,6 6,8 7,5
55
55
6,38
7,75
6,38
10,9 13,3 6,6 13,3 10,9
94
3.4.6.2 Ejemplo de habilitado de piezas de viga reticuladaA continuación mostramos las longitudes y las can-tidades de las piezas a habilitar. Para ilustrar este caso, suponemos que se puede contar piezas has-ta de 6.25 metros de longitud. Los puntos de em-palme serán justo en el centro de la distancia entre
la intersección de los nudos en la cuerda. Esto es para no coincidir con la ubicación de los nudos.
260
365
467
365
Disposicion de los empalmes entre piezas de cuerdas
625 365
260625 cuer infer
365
467
418
418cuer supe
1250
375 418 477
477 418 375
260625365
365625260
80
151
38,9
20,5
32°
Longitudes de habilitacion de cuerdas.
Longitudes de habilitacion de montantes y diagonales
12 piezas montantes 12 piezas diagonales
66,8
20,5
32°
54,2
2 piezas montantes oblicuas
95
3.4.6.3 Detalles típicos en las vigas alma llena.A continuación mostramos el detallado de uniones de la viga alma llena de 12.5 m de luz y 650 Kg/m de carga de diseño. Esta viga esta formada por dos almas de tablas inclinadas.
Viga con doble alma llena
CARGA DE DISEÑO
650 Kg/m
Materiales:Piezas de madera:Seccion Cuerdas laterales: 4x35 mm x 180 mmSeccion Cuerdas enteriores: 65 mm x 180 mmSeccion de tablas diagonales:22 mm x140 mm
Clavos:6" (150 mm) de 5.9 mm de diametro.
cuerda lateral2 piezas de seccion
35 x 180 mm.
cuerda lateral2 piezas de seccion
35 x 180 mm.
cuerda lateral2 piezas de seccion
35 x 180 mm.
cuerda lateral2 piezas de seccion
35 x 180 mm.
cuerda central1 pieza de seccion
65 x 180 mm.
cuerda central1 pieza de seccion
65 x 180 mm.
alma de tablas entrecruzadas de
22 x 140 mm.
alma de tablas entrecruzadas de
22 x 140 mm.
96
7545
60
45607545
50
180
45
4545
4550
45
POSTERIOREste clavado entre las piezas y el alma se repite a lo largo de toda la viga
Detalle de clavado 1
180
7545
60
4545
45 60 75 5045
45
FRONTAL
Este clavado entre las piezas y el alma se repite a lo largo de toda la viga
Detalle de clavado 2
97
Empalme de cuerdas de 35 mm de espesor.
Clavos de 3 " (76cm)de 3.3 mm de diametro
120
35
Detalle de empalme de cuerdas de Vigas alma llena
Empalme de cuerdas de 65 mm de espesor.
Clavos de 6 " (140mm) de 5.9 mm de diametro.
180
65
3.4.6.4 Ejemplo de habilitado de piezas de viga alma llena
172,
5
172,
5
22,545
12
Corte de Empalme 1.
12
Corte de Empalme 2.
18
18
36 piezas atiesadores
9 piezas atiesadores
22,5
172,
5
4 piezas montantes
2 piezas montantes
45
172,
5
sección 35x180 mm. sección 35x180 mm.
sección 65x180 mm. sección 65x180 mm.
98
3.4.7.Prototipodeensayodevigareticuladademaderaelaboradoenplanta.
3.4.7.1 Foto del prototipo acabado.
Viga reticulada elaborada en planta
40
72,25 72,25 72,25
300
ELEVACION
FRONTAL
SECCION
Diagonales
Cuerda Inferior
Cuerda Superior11
40
2,2
72,25
detalle 3
detalle 2
detalle 2 detalle 1
IZQ. DER.SECCION
ELEMENTOS
detalle 1
detalle 1
detalle 3
detalle 2 detalle 2detalle 2
detalle 2 detalle 2 detalle 2
detalle 3
36,13 36,13 36,1336,13 36,1336,1336,13 36,13
5,55,5
40°
Nota: alternar diagonales la primera encima de la segunda , la segunda debajo de la tercera, y asi sucesivamente , comenzando por la izquierda.
300
Dimensiones de Sección
11
2,2
40
11
11
11
32,3
9
17,22
62,61
40°
40°
4 piezas cuerdas.
2 piezas montantescortadas.
2 piezas montantesenteras
8 piezas diagonales.
HABILITADO DE PIEZAS
Clavos: 63mm (2 1/2 pulg.) de largo y 2.6 mm de diametro
Cuerda sup : 2 piezas 2 x 11 x 300 cm.Cuerda inf : 2 piezas 2 x 11 x 300 cm.Diagonales: 8 piezas oblicuas 2.2 x 11 x 62.6 cm.cortadas con angulo de 45º.Montantes enteras: 2 piezas 2.2 x 11 x 40 cm.Montantes cortadas: 2 piezas oblicuas 2.2x11x40cm.cortadas con un angulo de 45º.
MATERIALES:Piezas de madera:11
75,86
22
3,5
3,5
3,52
2
3,5
3
3
3,25 4,5 3,25
2,52,5
3,8
3,81,7
1,7
3,81,71,73,8
3.4.7.2. Planos del prototipo.
99
40
72,25 72,25 72,25
300
ELEVACION
FRONTAL
SECCION
Diagonales
Cuerda Inferior
Cuerda Superior11
40
2,2
72,25
detalle 3
detalle 2
detalle 2 detalle 1
IZQ. DER.SECCION
ELEMENTOS
detalle 1
detalle 1
detalle 3
detalle 2 detalle 2detalle 2
detalle 2 detalle 2 detalle 2
detalle 3
36,13 36,13 36,1336,13 36,1336,1336,13 36,13
5,55,5
40°
Nota: alternar diagonales la primera encima de la segunda , la segunda debajo de la tercera, y asi sucesivamente , comenzando por la izquierda.
300
Dimensiones de Sección
11
2,2
40
11
11
11
32,3
9
17,22
62,61
40°
40°
4 piezas cuerdas.
2 piezas montantescortadas.
2 piezas montantesenteras
8 piezas diagonales.
HABILITADO DE PIEZAS
Clavos: 63mm (2 1/2 pulg.) de largo y 2.6 mm de diametro
Cuerda sup : 2 piezas 2 x 11 x 300 cm.Cuerda inf : 2 piezas 2 x 11 x 300 cm.Diagonales: 8 piezas oblicuas 2.2 x 11 x 62.6 cm.cortadas con angulo de 45º.Montantes enteras: 2 piezas 2.2 x 11 x 40 cm.Montantes cortadas: 2 piezas oblicuas 2.2x11x40cm.cortadas con un angulo de 45º.
MATERIALES:Piezas de madera:11
75,86
22
3,5
3,5
3,52
2
3,5
3
3
3,25 4,5 3,25
2,52,5
3,8
3,81,7
1,7
3,81,71,73,8
3.4.8 Prototipo de ensayo de viga alma llena elaborado en planta.
3.4.8.1 Foto del prototipo acabado.
Viga alma llena elaborada en planta
100
3.4.8.2 Planos del prototipo de viga alma llena.
5040 50 40
40
300
Cuerda sup : 2 piezas 2.0 x 11 x 300 cm.Cuerda inf : 2 piezas 2.0 x 11 x 300 cm.Atiesadores extremos: 4 piezas 2.0 x 11 x 300 cm.Atiesadores inferiores: 10 piezas 2.0 x 11 x 300 cm.Tablas diagonales: 34 piezas oblicuas de 2.2x14x56.6 cm.(colocados entrecruzados formando entre si 90°)
Clavado en cuerdas y atiesadores extremos: dos clavos por tabla por lado alternados..
Clavado en atiesadores intermedios: 1clavos por tabla por lado alternados,
60 60
Clavos: 76 mm (3 pulg.) de largo y 3.3 mm de diametro
Piezas de madera:
MATERIALES:
Configuracion de clavado
3,66
4,56
2,77
9,73 4,87
19,8
2,22
HABILITADO DE PIEZAS
Dimensiones de Seccion de Tablas
Atiesadores
Cuerda inferior
Cuerda superior
Tablas cruzadas en 90º
18
10 piezas de atiesadores intermedios
300
2,2
4 piezas de atiesadores extremos
2,0
Dimensiones de Seccion de Piezas.
11
11
11
18
2,0
1140
4 piezas largas de cuerdas
14
40
56,57
19,8
34 piezas de tablas oblicuas con cortes de 45º
45°
5,5
14
2,2
101
3.4.9 Recomendaciones sobre almacenaje y manipuleo de vigas prefabricadas.
Como con todos los productos a base de madera, las vigas compuestas son afectadas por los cam-bios del contenido de humedad. Estas deben ser almacenadas en las condiciones secas. Las vigas se deben manejar y apilar generalmente en la posición vertical. Las vigas se pueden cortar con herramientas normales de la carpintería y se pueden fijar en la posición con los clavos o pernos.
A continuación graficamos algunas recomendaciones:
Descargar del camión cuidadosamente usando equipo apropiado.
No soltar las vigas desde gran altura.
No levantar las Vigas tomándolas de las cuerdas superiores.
No levantar las vigas horizontalmente.
Proteger las vigas de la intemperie. Usar durmientes de 150 mm de altura mínima para que no estén en contacto directo con el terreno.
102
Almacenarlos verticalmente una tras otra.
No almacenarlos horizontalmente una encima de otra.
103
4.1 Características cumplir de la madera para estructuras.
4.1.1 Características generales básicas.
Las maderas para uso estructural en construc-ción convienen que sean de rápido crecimiento, baratas y no necesariamente de una alta calidad. La tendencia actual se orienta a la utilización de maderas livianas, blandas y de bajo peso pro-pio. Las maderas para carpintería en cambio son de finas, es decir, de calidad superior, y se utilizan para la fabricación de puertas, ventanas, muebles, elementos de terminación y decoración interior.
De preferencia la densidad básica de la madera debe ser mayor de 0.4 para permitir a los clavos desarrollar sus cargas de trabajo.
Las dimensiones sugeridas para las piezas de made-ra (cuerdas, montantes, diagonales y atiesadores) para el tipo de vigas compuestas son:
Por ejemplo, la cuerda de sección 27x110 mm se obtiene después de secar y cepillar una pieza de sección comercial 1 ½ � x 5 �.
La durabilidad natural de la madera es el grado de resistencia que posee una especie determinada con respecto al ataque de hongos o insectos xilófagos. Algunas especies de madera tienen durabilidad natural alta que hace innecesario su tratamiento, otras, sin embargo, son menos durables necesitan un tratamiento adecuado al uso que se les vaya a dar, para prevenir el ataque de xilófagos y hongos.
Toda pieza de madera debe ser "sana" o libre de ataque visible de hongos o pudrición alguna. Las piezas de madera no deben debe provenir del centro, corazón o médula del árbol y no deben pre-sentar rajaduras severas ni aristas faltantes
No se permiten nudos sueltos o libres, deberán ser nudos sanos, firmes y no mayores que el 25 % del ancho de la pieza. Nunca mayores de 25 mm de diá-metro.
Los defectos de secado tales como grietas y ar-queaduras deberán ser leves, de tal modo que puedan corregirse en la instalación con el acabado final de la pieza.
La madera usada en estructural debe de provenir de una especie maderable, clasificada estructural-mente según el procedimiento de agrupamiento de la NTE E101.
Capitulo 4CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LA MATERIA PRIMA DISPONIBLE PARA OBTENER UN PRODUCTO DE MEJOR CALIDAD
27 x110 1 ½” x 5” 27 x150 1 ½” x 7” 27 x180 1 ½” x 8” 35 x110 2” x 5” 35 x150 2” x 7” 35 x180 2” x 8” 40 x150 2” x 7” 40 x180 2” x 8” 40 x205 2” x 9” 40 x225 2” x 10” 50 x180 2 ½” x 8” 65 x165 3” x 7” 65 x180 3” x 8”
Dimensión comercial(pulg)
Dimensión final(mm)
Tabla 20. Dimensiones sugeridas para piezas de madera.
Elaboración: Propia
104
Es conveniente construir con madera seca al con-tenido de humedad de equilibrio del lugar de des-tino, de esta forma se garantiza la estabilidad di-mensional de las piezas y disminuyen el riesgo de ataques de hongos e insectos. Sin embargo, las especies de mayor densidad (grupo estructural A y algunas de grupo B) ofrecen dificultades al clavado y labrado cuando están secas, por la que común-mente se trabajan en estado verde (CH > 30 %). En este caso deben tomarse precauciones para garan-tizar que:
• Las piezas al secarse mantengan su forma inicial.• Los elementos de unión estén protegidos con-
tra el ataque corrosivo de la madera húmeda.• La madera para estructuras debe tener buena
durabilidad natural o estar adecuadamente preservada.
4.1.2 Defectos en la madera.
Cualquier irregularidad o imperfección que afecta las propiedades físicas, químicas y mecánicas de una pieza de madera puede considerarse como un defecto. La finalidad de la clasificación por defec-tos es limitar la presencia, tipo, forma, tamaño y ubicación de los mismos con la finalidad de ob-tener piezas de madera con características míni-mas garantizadas.
Variando las tolerancias pueden definirse un sin número de clases, sin embargo a continuación se propone una sola regla o norma para la clasifi-cación de madera para uso estructural.
La clasificación mencionada es del tipo "visual"
lo que implica una selección o verificación de las tolerancias por personal humano entrenado siguiendo una comprobación visual. La aplicación de la norma se limita a madera aserrada y es-cuadrada.
Para facilitar la aplicación de la norma se presentan conjuntamente con las tolerancias algunas reco-mendaciones para el reconocimiento de defectos. Se dispone también de un "Manual de Clasificación Visual para Madera Estructural" editado por el PADT-REFORT de la JUNAC.
Se espera que, de la producción de un aserradero que funcione con criterios mínimos de eficiencia, el 40 al 45 por ciento de la producción se clasificaría como MADERA ESTRUCTURAL, es decir piezas que satisfacen los límites de defectos establecidos en la norma que se presenta en el punto 4.1.2.6
La calidad de la madera es afectada por diversos agentes o factores. A continuación se presentan definiciones para los diferentes tipos de defectos agrupados según su origen.
4.1.2.1 Defectos relativos a la constitución anatómicaAlbura.- Parte del leño que sigue a la corteza que en el árbol en pie contiene células vivas y mate-riales de reserva. Generalmente es de color claro y es más susceptible al ataque de hongos e insec-tos que el duramen. En general, sus propiedades mecánicas no son diferentes a las del duramen.Se considera como defecto cuando ha sido atacada y presenta pudrición, y cuando no está preservada. Por lo general la albura en casi todas las especies es atacable.
105
BoIsa.- Es la presencia de una cavidad bien de-limitada, que contiene resina o goma.
Corteza incluida.- Es la presencia de una masa de corteza total o parcialmente comprendida en relleno.
Duramen quebradizo o madera de reacción.- Es la madera anormal formada típicamente en algunas zonas limitadas de ramas o fustes, caracterizada por su color, consistencia y propiedades distintas al resto del leño, es esencialmente de la zona cen-tral del tronco.
Grano inclinado.- Es la desviación angular que pre-sentan los elementos constitutivos longitudinales de la madera, con respecto al eje longitudinal del fuste o canto de una pieza.
Madera de compresión.- Es la madera de reacción que se forma típicamente en las coníferas. General-mente es más dura y oscura que la madera normal.
Madera de tensión.- Es la madera de reacción que se forma típicamente en las latífoliadas, general-mente es más clara que la madera normal.
Médula.- Es la parte central del duramen, consti-tuida esencialmente por células de parénquima o células muertas. Es susceptible al ataque de hon-gos e insectos.
Nudo.- Es el área de tejido leñoso resultante del ras-tro dejado por el desarrollo de una rama, cuyas carac-terísticas organolépticas y demás propiedades son diferentes a las de la madera circundante.
Parénquima en bandas anchas.- Son células de paredes delgadas que presentan mayor cavidad, las que almacenan sustancias de reserva. Dichas células, agrupadas en bandas de 6 o más series, forman zonas débiles del leño.
4.1.2.2 Defectos Relativos al Ataque de Agentes-BiológicosAcañonado.- Es el orificio aproximadamente cilín-drico en el interior de una troza como consecuen-cia del atabacado.
Atabacado.- Es el proceso de pudrición de la made-ra que se caracteriza, en la etapa avanzada, por la desintegración del leño en un polvo de color par-duzco.
Mancha.- Es el cambio de color de la madera pro-ducido por hongos que descomponen la estructura leñosa.
Perforaciones grandes.- Son agujeros con diámetro mayores a 3 mm producidos por insectos o larvas perforadoras.
Perforaciones pequeñas.- Son agujeros con diá-metros iguales o menores a 3 mm, producidos por insectos o larvas perforadoras.
Pudrición avanzada.- Es la etapa de descomposición en que la madera presenta cambios evidentes en su apariencia, peso específico, composición, du-reza y otras características.
Pudrición castaña.- Es aquella que se caracteriza por una coloración castaña de la madera como
106
consecuencia de la descomposición de la celulosa.
Pudrición clara.- Es aquella que se caracteriza por la coloración clara de la madera como consecuencia de la 'descomposición preponderante de la lignina además de las holocelulosas.
Pudrición incipiente.- Es la etapa inicial de la descomposición en la cual la madera pierde parte de sus propiedades mecánicas y puede sufrir cam-bios de color debido al ataque de hongos.
4.1.2.3 Defectos originados durante la tumba, trans-porte y almacenamientoDesgarramiento.- Es el rompimiento que se pro-duce en la pase del tronco al ser cortado o talado el árbol.
Fractura o falla de compresión.- Es la deformación o rompimiento de las fibras de la madera como resultado de compresión o flexión excesivas oca-sionadas en árboles en pie por la acción del viento, nieve o proceso de crecimiento, y en árboles apea-dos como resultado de esfuerzos durante las operaciones de explotación y aprovechamiento.
Rajadura.- Es la separación de los elementos constitutivos de la madera que se extiende en la dirección del eje de la pieza afectando totalmente el espesor de la misma o dos puntos opuestos de una madera rolliza.
4.1.2.4 Defectos originados durante el secadoAlabeo.- Es la deformación que puede experimen-tar una pieza de madera por la curvatura de sus ejes longitudinal o transversal o de ambos.
Abarquillado.- Es el alabeo de las caras en la direc-ción transversal.
Arqueaducha o combado.- Es el alabeo de las caras en la dirección longitudinal.
Colapso.- Es la reducción de dimensiones de la madera que ocurre durante un proceso de secado por encima del punto de saturación de la fibra y que se debe a un aplastamiento de sus cavidades celulares. A menudo se observa como un corruga-do de la superficie.
Encorvadura.- Es el alabeo de los cantos en sentido longitudinal.
Endurecimiento superficial.- Es el estado de ten-siones en una pieza caracterizado por compresión en las capas externas y tensión en la parte interna, come resultado de inadecuadas condiciones de secado.
Grieta.- Es la separación de los elementos constitu-tivos de la madera cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos caras de una pieza aserrada o dos pun-tos opuestos de la periferia de una madera rolliza.
Rajadura.- Es la separación de los elementos constitutivos de la madera que se extiende en la dirección del eje longitudinal de la pieza y afecta totalmente el espesor de la misma o dos puntos opuestos de una madera rolliza.
4.1.2.5 Defectos originados durante el aserríoArista faltante.- Es la falta de madera en una o más aristas de una pieza.
107
Mala escudaría.- Se denomina así a la sección trans-versal de una pieza de madera que está mal labra-da a escuadra.
Torcedura.- Es el alabeo simultáneo en las direccio-nes longitud final y transversal.
Picada.- Es la depresión en la superficie de una pie-za producida por un corte anormal.
4.1.2.6 Control de defectosConstitución Anatómica.- Los defectos relativos a la constitución anatómica de una pieza de madera no son controlables debido a que son características propias de la especie. Propiamente no constituyen defectos sino características de crecimiento que al habilitar las piezas de madera aserrada quedan in-corporadas en éstas alterando su comportamiento estructural. Solamente se evitarían, seleccionando y analizando las características generales de la es-pecie antes de cortar el árbol o aserrar la pieza de madera, seleccionando especies que presenten el tipo de grano, parénquima o volumen de albura. etc., que se encuentren dentro del rango de toleran-cia de la clasificación o habilitando teniendo en mente la producción de madera para estructuras orientando debidamente los planos de corte.
Ataques Biológicos.- Los defectos relativos al ataque de los agentes biológicos son controlables a su debido tiempo como cualquier tipo de infec-ción. En la actualidad se cuenta con la ayuda de los preservantes hidrosolubles y oleosolubles en el mercado, para controlar los ataques. Si se con-sidera conveniente no usar preservantes es reco-mendable elegir una especie que presente buena o alta durabilidad natural.
Tumba, Transporte y Aserrío.- Los defectos origina-dos durante el apeo, transporte, almacenamiento y aserrío, son ocasionados por lo general por de-ficiencias manuales o mecánicas durante dichas operaciones.
Se controlan fácilmente teniendo en cuenta la mano de obra calificada y el buen mantenimiento de la maquinaria y equipo, durante las operaciones de extracción, transporte, aserrío y apilado.
Secado de la madera.- Los defectos originados du-rante el secado son ocasionados por las deficien-cias en el sistema de apilado y almacenamiento de las piezas al secarse, o por un mal programa de secado al horno.
Se controlan tomando en cuenta la constitución anatómica de la madera y considerando especial-mente el plano de corte durante el aserrío de de-terminadas especies. Para ello es necesario contar con mano de obra calificada conocedora de los conceptos propios del secado de la madera.
4.1.3. Clasificación Visual por Defectos paramaderas de Uso Estructural.
Se recomienda la Norma de Clasificación Visual por Defectos PADT -REFORT de la JUNAC para la cla-sificación de madera aserrada para uso estructural, todas las piezas que satisfagan la mencionada regla clasifican como “Madera Estructural” y todas las propiedades resistentes y elásticas asignadas a las especies agrupadas en grupos resistentes son apli-cables sin otras restricciones que las tolerancias en dimensiones para la habilitación y fabricación de componentes.
108
4.1.4. Tolerancias dimensiónales en la habilitación y fabricación.
a) En piezas:En la sección transversal:
a) – 1mm, + 2mm en dimensiones meno-res de 150mm.
b) - 2mm, +4mm en dimensiones mayores de 150 mm.
En longitud: –1mm, + 3 mm en todas las piezas.
b) En la fabricación de componentes estructurados:En longitud:
0.5 mm por metro de longitud.
En altura: Más o menos 1 mm por metro de altura.
4.2. Identificación de especies ogrupos de especies que reúnan cuali-dades para obtener un producto de mejor calidad. 4.2.1 Agrupación o clasificación de maderassegún uso estructural.
Las clases de madera para construcción (estructural), de conformidad con la NTE E101, están divididas en tres categorías según su resistencia (A, B o C). Donde las del Grupo A son duras, las del B mediana-mente duras, y las del C blandas. Cada clase tienen valores de diseño asignados.
Los valores de diseño correspondientes a la made-
ra de uso estructural se derivan de las normas de la Sociedad Norteamericana para Pruebas de Ma-teriales (American Society for Testing of Materials - ASTM),
Específicamente se clasifican, según los valores del modulo de elasticidad y esfuerzos admisibles, según las tablas siguientes:
Dichas especies se agrupan para simplificar la co-mercialización, el diseño y la ingeniería de los pro-ductos fabricados con las mismas, así como para permitir desarrollar y asignar valores de diseño por combinación de especies, en lugar de hacerse por cada especie en particular.
Para estimar una clasificación se podrían usar preferentemente los valores de densidad básica, según los siguientes valores.
Cabe recordar que esta agrupación es sólo estima-
Tabla 21. Valores del modulo de elasticidad
Tabla 22. Valores de esfuerzos admisibles
MODULO DE ELASTICIDAD (Kg/cm2)
GRUPO E min. E Prom.
A 95 000 130 000
B 75 000 100 000
C 55 000 90 000
GRUPO Flexión Tracción paralela
Compresión paralela
Compresión perpendicular.
Corte.
A 210 145 145 40 15
B 150 105 110 28 12
C 100 75 80 15 8
ESFUERZOS ADMISIBLES Kg/cm2.
Fuente: NTE E-101
Fuente: NTE E-101
109
da, y es necesario hacer los ensayos de vigas a es-cala natural, que indica la NTE E101, para una mayor precisión de la resistencia.
4.2.2 Especies forestales clasificadas estructuralmente.
Las especies que se presentan en los grupos a continuación, son aquellas para las cuales se han efectuado ensayos de vigas a escala natural, veri-ficándose que las propiedades de la especie cor-respondan a las del grupo asignado. Es por ello necesario que todas las piezas de madera que serán usadas para las estructuras satisfagan los requisitos mencionados. De lo contrario, no es po-sible aun utilizarlas en el diseño, ni en el dimen-sionamiento de estos elementos según las propie-dades del grupo estructural al que pertenecen.
Existen especies no estudiadas aun, pero que son aptas para construir. El uso de especies no agru-padas aún, es posible, sí previamente se aplica la metodología de la Norma E101 para agrupar nue-vas especies. Una vez identificado el grupo al que se le puede asignar, todas las propiedades del gru-po son aplicables a esa nueva especie.
Maderas clasificadas estructuralmente por La Jun-ta del Acuerdo de Cartagena⁴ son:
Grupo A - Estoraque. - Palo Sangre Negro. - Pumaquiro.
Grupo B - Huayruro - Machinga.
Grupo C - Catahua amarilla. - Copaiba. - Diablo Fuerte. - Tornillo. (La más comercial y de
excelentes propiedades).
GrupoDensidad básica
(g/ cm²).
A > 0.71
B 0.56 A 0.70
C 0.40 A 0.55
Tabla 23. Valores de densidad básica según grupo
Ensayo mecánicos en probetas pequeñas.
Ensayos de vigas a escala natural
Fuente: NTE E-101
⁴ Mismas especies salvo el Palo Sangre Negro esta incluido en Anexo 3 NTE E-101.
110
Las especies presentadas anteriormente son aquellas para los que se han efectuado ensayos de vigas a escala natural, verificándose que las propie-dades de la especie correspondan a la del grupo asignado. Los ensayos en probetas pequeñas no son suficientes para agruparlas debido a la variación de las propiedades entre elementos pequeños y elementos a escala natural. La Norma que rige es-tos ensayos de vigas a escala natural es la NTE E101. “Agrupamiento de Maderas para Uso Estructural”.
4.2.3. Especies forestales recomendadas para estructuras.
Se recomienda para el uso de maderas estructura-les del Grupo C agrupadas según NTE E101. Aunque también pueden usarse maderas de los otros gru-pos, con la consideración que para el clavado se requerirá de un pretaladrado de 0.8 veces el diá-metro del clavo.
El resto de maderas estructurales de los Grupos A y B, por su dureza y durabilidad natural, son mayor-mente utilizados como pisos, pasos de escaleras y elementos torneados.
En resumen, es recomendable el uso de maderas del Grupo C, pues debido a su baja densidad son fáciles de clavar y livianas para su montaje.
4.2.4 Nuevas especies maderables recomen-dadas para estructuras.
Existen algunas nuevas especies que son recomen-dadas para uso en estructuras y que actualmente están siendo usadas en forma esporádica, pero aun falta agruparlas estructuralmente según NTE
E101, aunque según su densidad básica se podría estimarse su agrupación.
Especie Densidad Básica. (g / cm3)
- Cachimbo 0.59
- Mashonaste 0.56- Panguana 0.48- Utucuro 0.61
- Requia 0.60- Ana Caspi 0.70- Azucar huayo 0.62- Lagarto Caspi 0.66- Capirona 0.76- Shihuahuaco 0.78
Tabla 24. Lista de nuevas especies maderables recomen-dadas para estructuras.
Elaboración: Propia.
111
5.1 Accesorios de unión.
En general las uniones serán clavadas, empernadas o mixtas. Los pernos requerirán tuercas, cartelas o arandelas.
En el diseño de los nudos se consideran solucio-nes con clavos y pernos, así como re-fuerzos en las barras tales como cartelas de madera sólida o de metal.
Todas las especies del grupo estructural C y muchas de grupo B pueden clavarse fácilmente, más aún si la madera está en condición verde las maderas más densas y/o secas son por lo general más difíciles de clavar. Si se clavan maderas el grupo estructural A es conveniente hacer un pre-taladrado con un diá-metro del orden de 0.8 veces el diámetro del clavo, a menos que se utilicen clavos de alta resistencia.
5.1.1 Clavos.
Los criterios de diseño que se presentan en las secciones siguientes son aplicables a uniones con clavos comunes de alambre de acero, de sección transversal circular y caña lisa. Para clavos con otro tipo de acabado, o clavos de alta resistencia, estos criterios son en general conservadores.
La carga admisible en una unión clavada depende principalmente de:• Tipo y condición de la madera utilizada.• Calidad, longitud y diámetro de los clavos.• Número de clavos y su ubicación con relación a
los elementos de madera. • Espesores de los elementos y penetración de los
clavos en cada uno de éstos.
Puede considerarse que la carga admisible de las uniones clavadas es directamente proporcional al número de clavos, siempre y cuando se satisfagan los requisitos de espaciamientos indicados.
Los clavos usados deben tener un tratamiento an-ticorrosivo de preferencia zincados, son fáciles de conseguir en cualquier ferretería y normalmente se comercializan por kilos.
A continuación presentamos una tabla que nos ser-virá para estimar los kilos de clavos por cantidad de clavos para diferentes dimensiones:
Capitulo 5TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS INSUMOS
112
5.1.2 Pernos, tuercas y arandelas estándar
Los pernos de preferencia deben ser anticorrosi-vos para garantizarnos durabilidad. Se comerciali-zan en cientos o por unidad según las característi-cas requeridas.
A continuación mostramos las dimensiones están-dar de pernos, tuercas y arandelas que podemos conseguir en el mercado.
La longitud de los pernos varía de pulgada en pul-gada y se solicitarán según el espesor de las piezas. La longitud del perno deberá ser por lo menos una
Tabla 25. Número de clavos por kilogramo
Largo Diámetro Numero de Clavospulg mm mm por Kg.
1 25 1.65 - 1.83 2076 - 1929
1 1/4 32 1.82 - 2.03 1368 - 1250
1 1/2 38 2.10 - 2.39 880 - 695
1 3/4 45 2.10 - 2.39 794 - 596
2 51 2.10 - 2.87 693 - 398
2 1/4 57 2.10 - 2.87 483 - 354
2 1/2 63 2.76 - 3.33 324 - 233
2 3/4 70 2.76 - 3.33 254 - 211
3 76 3.04 - 3.76 218 - 152
3 1/4 83 3.04 - 3.76 172 - 139
3 1/2 89 3.75 - 4.11 126 - 108
4 102 4.19 - 4.88 86 - 68
4 1/2 114 4.29 - 5.26 65 - 53
5 127 5.15 - 5.72 47 - 40
5 1/2 140 5.56 - 6.20 34 - 31
6 152 5.58 - 6.68 35 - 24
pulgada mayor que la suma de los espesores a penetrar.Por ejemplo:
Para 4 piezas de 27 mm de espesor la longitud del perno será de 6”.Para 4 piezas de 35 mm de espesor la longitud del perno será de 7”.Para 4 piezas de 50 mm de espesor la longitud del perno será de 9”.Para 5 piezas de 27 mm de espesor la longitud del perno será de 7”.Para 5 piezas de 35 mm de espesor la longitud del perno será de 8”.Para 5 piezas de 50 mm de espesor la longitud del perno será de 11”.
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
113
Pernos decabeza cuadrada
Pernos decabeza hexagonal
Arandelas
Tabla 26. Dimensiones de pernos y tuercas estándar de cabeza cuadrada.
CABEZA CUADRADAD F C H E G N
pulg cm cm cm cm cm cm3/8 1.43 2.06 0.64 1.59 2.22 0.95
1/2 1.91 2.70 0.95 2.06 2.86 1.11
5/8 2.38 3.33 1.11 2.54 3.65 1.43
3/4 2.86 3.97 1.27 2.84 3.97 1.78
7/8 3.33 4.76 1.59 3.33 4.76 2.06
1 3.81 5.40 1.75 3.81 5.40 2.22
Tabla 27. Dimensiones de pernos y tuercas estándar de cabeza hexagonal.
CABEZA HEXAGONAL
D F C H Npulg. cm. cm. cm. cm.3/8 1.43 1.59 0.64 0.79
1/2 1.91 2.22 0.95 1.11
5/8 2.38 2.70 1.11 1.43
3/4 2.86 3.33 1.27 1.75
7/8 3.33 3.81 1.59 1.91
1 3.81 4.45 1.75 2.22
Tabla 28. Dimensiones de arandelas estándar.
ARANDELASD A B T
pulg cm cm cm3/8
1/2 1.43 3.49 0.28
5/8 1.75 4.45 0.36
3/4 2.06 5.08 0.36
7/8 2.38 5.72 0.40
1 2.86 6.35 0.40
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
Fuente: “Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino”. JUNAC.
5.1.3 Cartelas de madera
Son tablas de madera que servirán para amarrar las uniones de cuerdas. Son fáciles de elaborar en planta según las dimensiones requeridas por el diseño.
5.1.4 Cartelas o pletinas de metal
Son planchas cortadas de acero que servirán para amarar las uniones de cuerdas. Se elaboran prime-ro comprando planchas de acero, que de preferen-cia podrían ser inoxidables, para luego trabajarlas y cortarlas según dimensiones especificadas, sí la plancha fuese de acero común podría usarse dos pasadas base de zincromato. Al final la pletina o car-tela de metal podría recubrirse con esmalte negro.
5.2. Moldes.
Son elementos de guía para posicionar correcta-mente cada una de las piezas según su configura-ción de diseño. Los moldes para la fabricación de la primera viga podrían ser de triplay. También po-dría realizar el molde sobre el piso con ayuda de marcadores (plumones) reglas, escuadras y trans-portadores. Para las siguientes vigas a realizar es mejor usar la primera viga como molde usando ta-cos para fijar su configuración.
115
6.1 Rendimientos medidos en pro-totipos.
Se tomaron algunas mediciones de horas hombre y de rendimiento (consumo) de materiales nece-sarias para la fabricación de los prototipos de las vigas. Estos datos son importantes para estimar los costos de fabricación de los diferentes tipos de vigas propuestos.
6.1.1 Tiempos y costos por labor de proto-tipo de viga reticulada.
A medida de ejemplo se midieron los tiempos que requería cada labor en la elaboración de los proto-tipos en el CITEmadera. Las labores para razones de estructura de costo se agruparon en prepara-ción, secado, maquinado y ensamble. La prepara-ción implica el proceso de selección de material. El maquinado implica procesos donde se utilizan herramientas de perforación o corte, es decir, los procesos de corte de plantilla, perforación de plantilla, trozado, garlopeado, cepillado, corte a medida exacta y escuadrado de viga. El ensamble implica los procesos de marcado de plantilla, pre-sentación de la viga y trazado además del clavado de vigas a ambos lados.
Nota: Los costos unitarios por labor presentados incluyen
mano de obra y horas de maquina, además de estar
afectados por el IGV (19%).
6.1.2 Desperdicios o mermas de madera medidos en la fabricación de la viga reticulada.
Para la fabricación de las vigas se midió la canti-dad de madera utilizada y se metro la cantidad de madera neta según planos, que mediante diferen-cia nos da la merma o desperdicio de material, dato importante para estimar los costos de fabricación de las vigas propuestas.
Nota: Para la fabricación de los prototipos de vigas se
conto con algunas dimensiones comerciales de madera,
que realmente eran mayores a las requeridas. En este
caso para efectos de costos y medida de rendimientos
se considero los anchos y espesores comerciales adecua-
dos para las piezas de los prototipos de vigas.
Capitulo 6RENDIMIENTOS Y COSTOS DE FABRICACIÓN
Proceso Cant Und med
Total (S/.)
Preparación 0.33 H-H 5.51 1.82
Secado 30 pt 0.50 14.99
Maquinado 2.17 H-H 6.51 14.14
Ensamble 2.75 H-H 5.51 15.15
Precios de Labor
Precio (S/. Und med)
Tiempos de FabricaciónTiempo de Maquinado (H-H)Tiempo de Ensamble (H-H)Tiempo de Preparación (H-H)
Tiempo total (H-H)
2.172.750.33
5.25
Tabla 29. Tiempos de fabricación promedio.
Tabla 30. Costos de proceso.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
116
6.1.3 Tiempos y costos por labor de proto-tipo viga alma llena.
Se midieron los tiempos que requería cada labor. Las labores consideradas para la estructura de costo se agruparon en: Preparación, secado, ma-quinado y ensamble. La preparación implica el proceso de selección de material. El maquinado implica procesos donde se utilizan herramientas de perforación o corte, es decir los procesos de corte de plantilla, perforación de plantilla, trozado, garlopeado, cepillado, corte a medida exacta y es-
cuadrado de viga. El ensamble implica los procesos de marcado de plantilla, presentación de la viga y trazado y clavado de vigas a ambos lados.
Nota: Los costos unitarios por labor presenta-dos incluyen mano de obra y horas de maquina, además que están afectados por el IGV (19%).
Madera Utilizada Madera que debió usarseplg plg pie pt plg plg pie pt
1 9 2 1.5 1 9 2 1.51 9 2 1.5 1 9 2 1.51 9 12 9 1 6 12 61 9 12 9 1 6 12 61 8 12 8 1 6 12 61 8 12 8 1 6 12 61 8 12 8 1 6 12 6
Pt 42 Pt 30
Viga reticulada
Madera netacm cm cm plg plg plg
4 2 11 300 0.79 4.33 118.11 11.192 2.2 11 40 0.87 4.33 15.75 0.822 2.2 11 32.4 0.87 4.33 12.76 0.668 2.2 11 62.6 0.87 4.33 24.65 5.14
pt 17.81
merma= 30 - 17.81 = 40.63%30
Viga reticuladaTabla 31. Cubicación de madera para elaboración de viga reticulada en madera comercial.
Tabla 32. Cubicación de madera para elaboración de viga reticulada sobre medida final.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
117
6.1.4 Desperdicios o mermas de madera medidos en la fabricación de la viga alma llena.
Para la fabricación de las vigas de alma llena se midió la cantidad de madera utilizada y se hizo
un metrado de la cantidad de madera neta según planos, que mediante diferencia nos da la merma o desperdicio de material que existe, dato impor-tante para estimar los costos de fabricación de las vigas propuestas.
Nota: Para la fabricación de los prototipos de vi-gas de alma llena se contó con algunas dimensio-nes comerciales de madera, que realmente eran mayores a las requeridas. En este caso para efectos de costos consideraremos que se tenía las medidas comerciales adecuadas a las piezas de los prototi-pos de vigas.
Precios de Labor
Proceso CantUnd med
Preparación 0.33 H-H 5.51 1.82
Secado 54 pt 0.50 26.99
Maquinado 2.58 H-H 6.51 16.83
Ensamble 1.18 H-H 5.51 6.50
Precio (S/.
Und med)Total (S/.)
Madera utilizada Madera que debió usarseplg plg pie pt plg plg pie pt1 9 10 7.5 1 9 10 7.51 9 10 7.5 1 9 10 7.51 9 12 9 1 9 12 91 6 12 6 1 6 12 61 6 12 6 1 6 12 61 8 12 8 1 6 12 61 8 12 8 1 6 12 61 8 12 8 1 6 12 6
Pt 60 Pt 54
Madera neta
cant cm cm cm plg plg plg pt4 2 11 300 0.79 4.33 118.11 11.194 2 11 18 0.79 4.33 7.09 0.67
10 2 5.5 18 0.79 2.17 7.09 0.8430 2.2 14 56.6 0.87 5.51 22.28 22.16
pt 34.86
merma= 54 - 34.86 = 35.44%54
Viga alma llena
Viga alma llena
Tabla 33. Costo del valor de fabricación de prototipos.
Tabla 34. Cubicación de madera para elaboración de viga reticulada en madera comercial.
Tabla 35. Cubicación de madera para elaboración de viga reticulada sobre medida final.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
118
6.1.5 Costos de materiales usados en la elabo-ración de prototipos.
Los costos de los materiales utilizados fueron los siguientes:
• Clavos. 2.2 soles por / Kg.
• Madera tornillo. 2.2 soles / pie tablar
6.1.6. Costo Total de elaboración de prototipos.
El costo total de fabricación se obtiene sumando el costo de los materiales con el costo de las labores en planta. Estos costos incluyen IGV (19%) y no in-cluye recubrimientos (laca, barniz u otro), esto de-bido a que la utilización de estos depende bastante del lugar donde va a colocarse la estructura y al me-dio externo del cual esté afectado, es decir zonas de lluvia o zonas seca, interiores o exteriores.
Descripcion. Unidad Metrado P unitario. Total
Madera pies 54 2.2 118.8
Clavos kg 2 2.2 4.4
Costo Directo de Materiales S/. 123.20
IGV(19%). S/. 23.41
Costo total de materiales. S/. 146.61
Costo de materiales de la viga reticulada.
Descripcion. Unidad Metrado P unitario. Total
Madera
Clavos
pies 30
kg 1
2.2
2.2
66
2.2
S/. 68.20
S/. 12.96
S/. 81.16
Costo Directo de Materiales
IGV(19%).
Costo total de materiales.
Costo de materiales de la viga alma llena
Materiales64%
Ensamble12%
Maquina11%
Secado12%
Preparacion 1%
MaterialesPreparacion SecadoMaquinaEnsamble
Descripcion CostoMateriales 81.16Preparacion 1.82Secado 14.99Maquina 14.14Ensamble 15.15
Costo de elaboracion. S/. 127.26(incluido IGV 19%)
Costo de elaboracion viga reticulada.
Descripcion CostoMateriales 123.20Preparacion 1.82Secado 26.99Maquina 16.83Ensamble 6.50
Costo de elaboracion. S/. 175.34(incluido IGV 19%)
Costo de elaboracion viga alma llena.
Materiales70%
Ensamble4%
Maquina10%
Secado15%
Preparacion 1%
MaterialesPreparacion SecadoMaquinaEnsamble
Tabla 36. Costo de materia según tipo de viga.
Tabla 37. Costo de elaboración según tipo de viga.
Gráfico Nº 4. Incidencia de costos en viga reticulada
Gráfico Nº 5. Incidencia de costos en viga alma llena.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
119
6.1.7. Preciosreferencialesdedemásaccesoriosde unión.
A continuación mostramos algunos precios referenciales del resto de insumos útiles para fabri-car vigas compuestas de madera.
• Pernos, Arandelas y Tuercas. • Cartelas o pletinas de metal.
Plancha de acero negro lac. 6 x 1220 x 2400mm. 340 soles (no incluye IGV). 8 x 1220 x 2400mm. 490 soles
Costo del trabajado y corte: aproximadamente el 50%. Del costo del material, de donde aproximada-mente se pueden obtener 30 pletinas, para el caso de estas vigas. Entonces el costo por pletina se po-dría estimar de la siguiente forma.
(Estos precios no incluyen IGV)
Espesor (mm) Costo de Plancha Costo por pletina4 230 S/. 11.506 340 S/. 17.008 490 S/. 24.50
6.2. Costos de fabricación de las vi-gas según diseños.
6.2.1. Costos de materiales de vigas reticuladas.
A continuación mostramos los costos de materia-les para las vigas propuestas en el punto 3.4.5 , in-cluyen los insumos de los empalmes considerando cartelas de madera (recomendamos esta alter-nativa debido a que el costo de pletina de metal resulta demasiado alto y trabajarlo en una planta de transformación de madera no es lo mas apro-piado). Este costo no incluye los recubrimientos (barniz, laca, etc).
Longitud de Perno en Pulgadas
5 3.60 0.80 0.50 4.90
6 4.32 0.80 0.50 5.62
7 5.04 0.80 0.50 6.34
8 5.76 0.80 0.50 7.06
9 6.48 0.80 0.50 7.78
10 7.20 0.80 0.50 8.50
11 7.92 0.80 0.50 9.22
12 8.64 0.80 0.50 9.94
Costo
Pernos
Costo
Arandelas
Costo de
tuercas.
Costo
total
(S/.)
Costos de Pernos, Arnadelas y tuercas según longitudTabla 38. Costos de pernos, arandelas y tuercas según longitud.
Tabla 39. Costo estimado por pletina.
Fuente: Grupo S-10.
120
Total
Pernos
nudos
Total Pernos empalmes
Kilos clavos
Madera Neta
(pies)
Madera Comer. (+40%) (pies)
Costo Unitar. Pernos nudos
Costo Unitar. Pernos empalmes.
Costo Unitar. Clavos
Costo Unit. Made
Costo Material
Viga. ( en S/. ).
Costo Material
Viga. (S/.) (inc IGV)
Carga
admis.
(kg/m).
100 0 0 0.515 50 70 5.62 6.34 2.2 2.2 155.60 185.16125 0 0 0.599 50 70 5.62 6.34 2.2 2.2 155.80 185.40150 0 0 0.683 70 98 5.62 6.34 2.2 2.2 217.80 259.18200 0 0 0.809 70 98 5.62 6.34 2.2 2.2 218.10 259.54250 4 0 1.917 93 131 6.34 7.06 2.2 2.2 317.50 377.83350 4 0 2.127 116 163 6.34 7.06 2.2 2.2 387.70 461.36400 4 0 2.232 118 165 6.34 7.06 2.2 2.2 394.10 468.98
100 0 0 1.011 105 147 5.62 6.34 2.2 2.2 325.70 387.58125 0 0 1.147 106 148 5.62 6.34 2.2 2.2 329.20 391.75150 0 0 2.105 167 234 6.34 7.06 2.2 2.2 520.10 618.92200 0 0 2.436 169 236 6.34 7.06 2.2 2.2 524.60 624.27250 8 0 2.856 201 281 6.34 7.06 2.2 2.2 675.90 804.32300 8 4 2.741 203 284 6.34 7.06 2.2 2.2 708.80 843.47400 8 4 4.837 318 445 7.78 9.92 2.2 2.2 1,091.60 1,299.00
Costos de materiales Vigas Reticuladas de 6m
Costos de materiales Vigas Reticuladas de 8m
Total
Pernos
nudos
Total Pernos empalmes
Kilos clavos
Madera Neta
(pies)
Madera Comer. (+40%) (pies)
Costo Unitar. Pernos nudos
Costo Unitar. Pernos empalmes.
Costo Unitar. Clavos
Costo Unit. Made
Costo Material
Viga. ( en S/. ).
Costo Material
Viga. (S/.) (inc IGV)
Carga
admis.
(kg/m).
100 0 0 1.103 157 220 5.62 6.34 2.2 2.2 487.20 579.77125 0 0 1.260 159 222 5.62 6.34 2.2 2.2 491.30 584.65150 0 0 2.967 206 288 6.34 7.06 2.2 2.2 639.80 761.36200 12 6 2.495 235 329 6.34 7.06 2.2 2.2 847.00 1,007.93250 12 4 5.056 370 518 7.78 9.92 2.2 2.2 1,284.40 1,528.44
Costos de materiales Vigas Reticuladas de 10m
Total
Pernos
nudos
Total Pernos empalmes
Kilos clavos
Madera Neta
(pies)
Madera Comer. (+40%) (pies)
Costo Unitar. Pernos nudos
Costo Unitar. Pernos empalmes.
Costo Unitar. Clavos
Costo Unit. Made
Costo Material
Viga. ( en S/. ).
Costo Material
Viga. (S/.) (inc IGV)
Carga
admis.
(kg/m).
Total
Pernos
nudos
Total Pernos empalmes
Kilos clavos
Madera Neta
(pies)
Madera Comer. (+40%) (pies)
Costo Unitar. Pernos nudos
Costo Unitar. Pernos empalmes.
Costo Unitar. Clavos
Costo Unit. Made
Costo Material
Viga. ( en S/. ).
Costo Material
Viga. (S/.) (inc IGV)
Carga
admis.
(kg/m).
Costos de materiales Vigas Reticuladas de 12.5m
100 0 4 2.560 277 388 6.34 7.06 2.2 2.2 887.70 1,056.36125 0 4 3.138 318 445 6.34 7.06 2.2 2.2 1,013.50 1,206.07150 4 4 4.760 454 635 7.78 9.92 2.2 2.2 1,478.90 1,759.89200 8 4 4.957 475 665 7.78 9.92 2.2 2.2 1,574.80 1,874.01250 10 6 5.744 524 733 7.78 9.92 2.2 2.2 1,762.40 2,097.26
Tabla 40. Costos de materiales vigas reticuladas de 6 m.
Tabla 41. Costos de materiales vigas reticuladas de 8 m.
Tabla 42. Costos de materiales vigas reticuladas de 10 m.
Tabla 43. Costos de materiales vigas reticuladas de 12.5 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
121
Total
Pernos
nudos
Total Pernos empalmes
Kilos clavos
Madera Neta
(pies)
Madera Comer. (+40%) (pies)
Costo Unitar. Pernos nudos
Costo Unitar. Pernos empalmes.
Costo Unitar. Clavos
Costo Unit. Made
Costo Material
Viga. ( en S/. ).
Costo Material
Viga. (S/.) (inc IGV)
Carga
admis.
(kg/m).
Costos de materiales Vigas Reticuladas de 15m
Total
Pernos
nudos
Total Pernos empalmes
Kilos clavos
Madera Neta
(pies)
Madera Comer. (+40%) (pies)
Costo Unitar. Pernos nudos
Costo Unitar. Pernos empalmes.
Costo Unitar. Clavos
Costo Unit. Made
Costo Material
Viga. ( en S/. ).
Costo Material
Viga. (S/.) (inc IGV)
Carga
admis.
(kg/m).
100 4 4 2.875 370 518 6.34 7.06 2.2 2.2 1,200.40 1,428.48125 4 4 2.967 387 542 6.34 7.06 2.2 2.2 1,252.50 1,490.48150 4 4 4.662 571 799 7.78 9.92 2.2 2.2 1,838.40 2,187.70200 8 4 5.187 641 897 7.78 9.92 2.2 2.2 2,086.60 2,483.05250 8 6 6.827 641 897 7.78 9.92 2.2 2.2 2,110.00 2,510.90
100 8 4 2.888 441 617 6.34 7.06 2.2 2.2 1,443.80 1,718.12125 4 4 5.777 634 888 7.78 9.92 2.2 2.2 2,036.70 2,423.67150 8 4 5.155 732 1025 7.78 9.92 2.2 2.2 2,368.30 2,818.28200 8 6 5.877 747 1045 7.78 9.92 2.2 2.2 2,434.10 2,896.58
Costos de materiales Vigas Reticuladas de 17.5m
Costos de materiales Vigas Reticuladas de 20m
Total
Pernos
nudos
Total Pernos empalmes
Kilos clavos
Madera Neta
(pies)
Madera Comer. (+40%) (pies)
Costo Unitar. Pernos nudos
Costo Unitar. Pernos empalmes.
Costo Unitar. Clavos
Costo Unit. Made
Costo Material
Viga. ( en S/. ).
Costo Material
Viga. (S/.) (inc IGV)
Carga
admis.
(kg/m).
100 8 4 4.041 701 981 7.78 9.92 2.2 2.2 2,269.30 2,700.47125 8 4 4.894 777 1087 7.78 9.92 2.2 2.2 2,504.70 2,980.59150 12 6 5.186 822 1151 7.78 9.92 2.2 2.2 2,695.70 3,207.88200 11 6 6.594 873 1222 7.78 9.92 2.2 2.2 2,847.90 3,389.00
6.2.2 Costo final de producción de vigas reticuladas.
A continuación presentamos los costos de produc-ción de vigas reticuladas donde no se incluye la partida de recubrimientos (barniz, laca, etc). Cabe mencionar que estos costos de producción incluyen IGV, pero no gastos generales administrativos ni utilidad propia de cada empresa.
Tabla 44. Costos de materiales vigas reticuladas de 15 m.
Tabla 45. Costos de materiales vigas reticuladas de 17.5 m.
Tabla 46. Costos de materiales vigas reticuladas de 20 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
122
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
100 185.16 4.25 35.09 33.05 35.45 293.10125 185.40 4.25 35.09 33.05 35.45 293.30150 259.18 5.96 49.14 46.28 49.64 410.30200 259.54 5.96 49.14 46.28 49.64 410.60250 377.83 7.93 65.42 61.61 66.08 578.90350 461.36 9.85 81.28 76.55 82.10 711.20400 468.98 10.02 82.68 77.87 83.52 723.10
Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 6 metros. (incluye IGV y no incluye recubrimiento).
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 8 metros.
100 387.58 8.91 73.51 69.23 74.25 613.50125 391.75 9.00 74.23 69.91 74.98 619.90150 618.92 14.20 117.13 110.31 118.32 978.90200 624.27 14.30 118.00 111.13 119.19 986.90250 804.32 17.05 140.64 132.46 142.07 1,236.60300 843.47 17.19 141.77 133.52 143.21 1,279.20400 1299.00 26.97 222.49 209.54 224.75 1,982.80
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 10 metros.
100 579.77 13.35 110.16 103.75 111.28 918.40
125 584.65 13.46 111.02 104.56 112.15 925.90
150 761.36 17.45 143.92 135.54 145.38 1,203.70
200 1007.93 19.92 164.32 154.76 165.99 1,513.00
250 1528.44 31.41 259.14 244.06 261.78 2,324.90
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 12.5 metros.
100 1056.36 23.52 194.03 182.74 196.01 1,652.70
125 1206.07 26.95 222.34 209.39 224.60 1,889.40
150 1759.89 38.50 317.63 299.13 320.86 2,736.10
200 1874.01 40.28 332.26 312.91 335.63 2,895.10
250 2097.26 44.42 366.45 345.12 370.18 3,223.50
Tabla 47. Costos de producción vigas reticuladas de 6 m.
Tabla 48. Costos de producción vigas reticuladas de 8 m.
Tabla 49. Costos de producción vigas reticuladas de 10 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
123
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción de Vigas reticuladas de 15 metros.
100 1428.48 31.42 259.19 244.10 261.82 2,225.10125 1490.48 32.85 270.99 255.21 273.74 2,323.30150 2187.70 48.41 399.39 376.14 403.45 3,415.10200 2483.05 54.36 448.45 422.34 453.01 3,861.30250 2510.90 54.36 448.45 422.34 453.01 3,889.10
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 17.5 metros.
100 1718.12 37.42 308.73 290.76 311.87 2,667.00125 2423.67 53.81 443.91 418.06 448.42 3,787.90150 2818.28 62.13 512.51 482.67 517.72 4,393.30200 2896.58 63.35 522.57 492.15 527.89 4,502.60
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 20 metros.
100 2700.47 59.47 490.56 462.00 495.54 4,208.10125 2980.59 65.90 543.62 511.97 549.15 4,651.30150 3207.88 69.74 575.32 541.83 581.17 4,976.00200 3389.00 74.06 610.96 575.39 617.17 5,266.60
Tabla 51. Costos de producción vigas reticuladas de 15 m.
Tabla 52. Costos de producción vigas reticuladas de 17.5 m.
Tabla 50. Costos de producción vigas reticuladas de 12.5 m.
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
100 185.16 4.25 35.09 33.05 35.45 293.10125 185.40 4.25 35.09 33.05 35.45 293.30150 259.18 5.96 49.14 46.28 49.64 410.30200 259.54 5.96 49.14 46.28 49.64 410.60250 377.83 7.93 65.42 61.61 66.08 578.90350 461.36 9.85 81.28 76.55 82.10 711.20400 468.98 10.02 82.68 77.87 83.52 723.10
Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 6 metros. (incluye IGV y no incluye recubrimiento).
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 8 metros.
100 387.58 8.91 73.51 69.23 74.25 613.50125 391.75 9.00 74.23 69.91 74.98 619.90150 618.92 14.20 117.13 110.31 118.32 978.90200 624.27 14.30 118.00 111.13 119.19 986.90250 804.32 17.05 140.64 132.46 142.07 1,236.60300 843.47 17.19 141.77 133.52 143.21 1,279.20400 1299.00 26.97 222.49 209.54 224.75 1,982.80
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 10 metros.
100 579.77 13.35 110.16 103.75 111.28 918.40
125 584.65 13.46 111.02 104.56 112.15 925.90
150 761.36 17.45 143.92 135.54 145.38 1,203.70
200 1007.93 19.92 164.32 154.76 165.99 1,513.00
250 1528.44 31.41 259.14 244.06 261.78 2,324.90
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 12.5 metros.
100 1056.36 23.52 194.03 182.74 196.01 1,652.70
125 1206.07 26.95 222.34 209.39 224.60 1,889.40
150 1759.89 38.50 317.63 299.13 320.86 2,736.10
200 1874.01 40.28 332.26 312.91 335.63 2,895.10
250 2097.26 44.42 366.45 345.12 370.18 3,223.50
Tabla 53. Costos de producción vigas reticuladas de 20 m.
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción de Vigas reticuladas de 15 metros.
100 1428.48 31.42 259.19 244.10 261.82 2,225.10125 1490.48 32.85 270.99 255.21 273.74 2,323.30150 2187.70 48.41 399.39 376.14 403.45 3,415.10200 2483.05 54.36 448.45 422.34 453.01 3,861.30250 2510.90 54.36 448.45 422.34 453.01 3,889.10
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 17.5 metros.
100 1718.12 37.42 308.73 290.76 311.87 2,667.00125 2423.67 53.81 443.91 418.06 448.42 3,787.90150 2818.28 62.13 512.51 482.67 517.72 4,393.30200 2896.58 63.35 522.57 492.15 527.89 4,502.60
Carga Admisible
(kg/m)
Costo Materiales
Costo Preparación
Costo Secado
Costo de Maquina
Costo de Ensamble
Costo Final Viga
(en S/. ).
(incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Produccion de Vigas reticuladas de 20 metros.
100 2700.47 59.47 490.56 462.00 495.54 4,208.10125 2980.59 65.90 543.62 511.97 549.15 4,651.30150 3207.88 69.74 575.32 541.83 581.17 4,976.00200 3389.00 74.06 610.96 575.39 617.17 5,266.60
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
124
6.2.3 Costo de materiales de viga de alma llena.
A continuación mostramos los costos de materia-les para las vigas alma llena que incluyen los insu-mos de los empalmes y no incluyen costo de los recubrimientos (barniz, laca, etc).
125 1.507 0.074 4.800 0.160 68 92 2.20 2.20 205.24 244.24250 3.938 0.097 5.400 0.194 82 111 2.20 2.20 253.00 301.07500 5.814 0.152 6.600 0.270 115 155 2.20 2.20 353.18 420.28600 7.560 0.207 7.800 0.347 147 199 2.20 2.20 453.65 539.85850 8.085 0.231 8.400 0.416 176 238 2.20 2.20 541.77 644.71
1000 10.873 0.307 9.600 0.518 220 296 2.20 2.20 675.90 804.321400 15.684 0.309 10.200 0.585 248 335 2.20 2.20 771.01 917.51
Madera piezas ( m3 )
Madera tablas ( m2 )
Total Madera
Neta (m3)
Total Madera
Neta (pies)
Madera a Consumir (35%de la
Neta).
Precio Unitario Clavos.
Precio Unitario madera.
Costo de
materiales viga
( en S/. )
Costo materiales
viga ( en S/. ) (incluido IGV)
Carga admisible
(Kg/m)
Kilos de
clavos
Costo de materiales de Vigas alma llena de 6m.(no incluye recubrimiento).
Madera piezas ( m3 )
Madera tablas ( m2 )
Total Madera
Neta (m3)
Total Madera
Neta (pies)
Madera a Consumir (35%de la
Neta).
Precio Unitario Clavos.
Precio Unitario madera.
Costo de
materiales viga
( en S/. )
Costo materiales
viga ( en S/. ) (incluido IGV)
Carga admisible
(Kg/m)
Kilos de
clavos
(no incluye recubrimiento).Costo de materiales de Vigas alma llena de 8m.
125 5.158 0.198 8.000 0.342 145 196 2.20 2.20 442.52 526.60250 5.329 0.200 8.800 0.358 152 205 2.20 2.20 462.90 550.85500 17.370 0.352 9.600 0.563 239 322 2.20 2.20 747.13 889.08600 19.458 0.485 11.200 0.732 310 419 2.20 2.20 964.20 1,147.39650 19.458 0.553 12.000 0.817 346 467 2.20 2.20 1,071.24 1,274.77800 20.180 0.617 14.400 0.933 396 534 2.20 2.20 1,219.68 1,451.42
1250 34.223 0.640 28.800 1.274 540 729 2.20 2.20 1,679.38 1,998.46
Tabla 54. Costos de materiales vigas alma llena de 6 m.
Tabla 55. Costos de materiales vigas alma llena de 8 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
125
Madera piezas ( m3 )
Madera tablas ( m2 )
Total Madera
Neta (m3)
Total Madera
Neta (pies)
Madera a Consumir (35%de la
Neta).
Precio Unitario Clavos.
Precio Unitario madera.
Costo de
materiales viga
( en S/. )
Costo materiales
viga ( en S/. ) (incluido IGV)
Carga admisible
(Kg/m)
Kilos de
clavos
(no incluye recubrimiento).Costo de materiales de Vigas alma llena de 10m.
125 6.549 0.249 12.000 0.465 197 266 2.20 2.20 599.83 713.80200 9.673 0.338 13.000 0.572 243 328 2.20 2.20 741.81 882.75300 17.103 0.405 14.000 0.783 332 448 2.20 2.20 1,024.05 1,218.62450 16.308 0.532 16.000 0.884 375 506 2.20 2.20 1,148.73 1,366.99550 24.478 0.692 17.000 1.066 452 610 2.20 2.20 1,396.35 1,661.65650 25.102 0.765 19.000 1.183 502 677 2.20 2.20 1,544.95 1,838.49
1000 43.313 0.797 40.000 1.677 711 960 2.20 2.20 2,207.15 2,626.51
Madera piezas ( m3 )
Madera tablas ( m2 )
Total Madera
Neta (m3)
Total Madera
Neta (pies)
Madera a Consumir (35%de la
Neta).
Precio Unitario Clavos.
Precio Unitario madera.
Costo de
materiales viga
( en S/. )
Costo materiales
viga ( en S/. ) (incluido IGV)
Carga admisible
(Kg/m)
Kilos de
clavos
(no incluye recubrimiento).Costo de materiales de Vigas alma llena de 12.5m.
125 14.583 0.311 17.500 0.626 266 358 2.20 2.20 820.71 976.65175 14.397 0.423 18.750 0.761 323 435 2.20 2.20 989.64 1,177.67250 14.047 0.575 20.000 0.935 396 535 2.20 2.20 1,208.44 1,438.04350 20.606 0.755 21.250 1.223 518 700 2.20 2.20 1,585.16 1,886.34500 31.664 0.950 25.000 1.500 636 858 2.20 2.20 1,957.95 2,329.96650 42.788 0.986 52.500 2.141 908 1226 2.20 2.20 2,790.44 3,320.63800 54.370 1.128 57.500 2.393 1015 1370 2.20 2.20 3,133.54 3,728.91
1000 54.141 1.245 62.500 2.620 1111 1500 2.20 2.20 3,418.90 4,068.49
Madera piezas ( m3 )
Madera tablas ( m2 )
Total Madera
Neta (m3)
Total Madera
Neta (pies)
Madera a Consumir (35%de la
Neta).
Precio Unitario Clavos.
Precio Unitario madera.
Costo de
materiales viga
( en S/. )
Costo materiales
viga ( en S/. ) (incluido IGV)
Carga admisible
(Kg/m)
Kilos de
clavos
(no incluye recubrimiento).Costo de materiales de Vigas alma llena de 15m.
100 17.500 0.506 24.000 0.938 398 537 2.20 2.20 1,220.02 1,451.82125 17.850 0.508 25.500 0.967 410 554 2.20 2.20 1,257.34 1,496.23175 26.670 0.609 27.000 1.095 464 627 2.20 2.20 1,438.14 1,711.39250 24.741 0.906 28.500 1.533 650 878 2.20 2.20 1,985.51 2,362.76350 24.806 1.134 31.500 1.827 775 1046 2.20 2.20 2,355.28 2,802.78500 50.794 1.180 69.000 2.698 1144 1544 2.20 2.20 3,509.13 4,175.86
Tabla 56. Costos de materiales vigas alma llena de 10 m.
Tabla 57. Costos de materiales vigas alma llena de 12.5 m.
Tabla 58. Costos de materiales vigas alma llena de 15 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
126
Madera piezas ( m3 )
Madera tablas ( m2 )
Total Madera
Neta (m3)
Total Madera
Neta (pies)
Madera a Consumir (35%de la
Neta).
Precio Unitario Clavos.
Precio Unitario madera.
Costo de
materiales viga
( en S/. )
Costo materiales
viga ( en S/. ) (incluido IGV)
Carga admisible
(Kg/m)
Kilos de
clavos
(no incluye recubrimiento).Costo de materiales de Vigas alma llena de 17.5m.
100 20.533 0.591 31.500 1.158 491 663 2.20 2.20 1,503.80 1,789.52125 20.463 0.709 33.250 1.308 554 748 2.20 2.20 1,691.62 2,013.03175 29.564 0.847 35.000 1.617 686 926 2.20 2.20 2,101.54 2,500.83250 28.875 1.205 38.500 2.052 870 1174 2.20 2.20 2,647.04 3,149.98325 29.367 1.328 42.000 2.252 955 1289 2.20 2.20 2,899.88 3,450.85400 44.100 1.374 87.500 3.299 1399 1888 2.20 2.20 4,250.88 5,058.55500 60.244 1.518 94.500 3.597 1525 2059 2.20 2.20 4,661.84 5,547.58650 59.588 1.580 101.500 3.813 1617 2183 2.20 2.20 4,932.90 5,870.16
Madera piezas ( m3 )
Madera tablas ( m2 )
Total Madera
Neta (m3)
Total Madera
Neta (pies)
Madera a Consumir (35%de la
Neta).
Precio Unitario Clavos.
Precio Unitario madera.
Costo de
materiales viga
( en S/. )
Costo materiales
viga ( en S/. ) (incluido IGV)
Carga admisible
(Kg/m)
Kilos de
clavos
(no incluye recubrimiento).Costo de materiales de Vigas alma llena de 20m.
100 33.141 0.877 40.000 1.597 677 914 2.20 2.20 2,083.66 2,479.56125 33.042 1.051 42.000 1.807 766 1035 2.20 2.20 2,348.80 2,795.08150 33.534 1.201 46.000 2.213 938 1267 2.20 2.20 2,860.68 3,404.21175 33.633 1.319 48.000 2.375 1007 1359 2.20 2.20 3,064.86 3,647.18325 50.663 1.572 112.000 4.036 1711 2310 2.20 2.20 5,193.84 6,180.66400 51.188 1.726 120.000 4.366 1851 2499 2.20 2.20 5,610.74 6,676.78500 51.844 1.978 128.000 4.794 2032 2744 2.20 2.20 6,150.55 7,319.16
6.2.4 Costos de producción de vigas prefabri-cadas alma llena.
A continuación presentamos los costos de pro-ducción de vigas alma llena donde no se incluye la partida de recubrimientos (barniz, laca, etc). Cabe mencionar que estos costos de producción incluyen IGV, pero no incluyen gastos generales administra-tivos ni utilidad propios de cada empresa.
Tabla 59. Costos de materiales vigas alma llena de 17.5 m.
Tabla 60. Costos de materiales vigas alma llena de 20 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
127
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
Costos de Producción Vigas alma llena de 6 metros.( incluye IGV y no incluye recubrimiento).
125 244.24 3.09 45.89 63.84 11.05 368.20250 301.07 3.74 55.53 78.69 13.37 452.50500 420.28 5.21 77.36 109.85 18.63 631.40600 539.85 6.69 99.32 141.10 23.92 810.90850 644.71 8.02 119.09 168.51 28.68 969.10
1000 804.32 9.98 148.18 210.23 35.68 1,208.401400 917.51 11.27 167.39 239.81 40.31 1,376.30
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción Vigas alma llena de 8 metros.
125 526.60 6.60 97.99 137.64 23.60 792.50250 550.85 6.91 102.54 143.98 24.69 829.00500 889.08 10.85 161.12 232.38 38.80 1,332.30600 1147.39 14.10 209.41 299.90 50.43 1,721.30650 1274.77 15.74 233.73 333.19 56.28 1,913.80800 1451.42 17.99 267.11 379.36 64.32 2,180.30
1250 1998.46 24.55 364.57 522.34 87.79 2,997.80
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción Vigas alma llena de 10 metros.
125 713.80 8.96 133.05 186.57 32.04 1,074.50200 882.75 11.03 163.76 230.73 39.43 1,327.70300 1218.62 15.10 224.19 318.51 53.99 1,830.50450 1366.99 17.03 252.92 357.29 60.91 2,055.20550 1661.65 20.55 305.11 434.31 73.47 2,495.10650 1838.49 22.80 338.57 480.53 81.53 2,762.00
1000 2626.51 32.32 479.97 686.50 115.58 3,940.90
Tabla 61. Costos de producción vigas alma llena de 6 m.
Tabla 61. Costos de producción vigas alma llena de 8 m.
Tabla 62. Costos de producción vigas alma llena de 10 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
128
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción Vigas alma llena de 12.5 metros.
125 976.65 12.07 179.23 255.27 43.16 1,466.40175 1177.67 14.66 217.72 307.81 52.43 1,770.30250 1438.04 18.02 267.62 375.86 64.45 2,164.00350 1886.34 23.57 349.96 493.04 84.27 2,837.20500 2329.96 28.90 429.16 608.99 103.34 3,500.40650 3320.63 41.27 612.80 867.92 147.57 4,990.20800 3728.91 46.13 684.98 974.64 164.95 5,599.70
1000 4068.49 50.51 749.95 1063.39 180.59 6,113.00
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción Vigas alma llena de 15 metros.
100 1451.82 18.08 268.53 379.47 64.66 2,182.60125 1496.23 18.64 276.83 391.07 66.66 2,249.50175 1711.39 21.11 313.52 447.31 75.50 2,568.90250 2362.76 29.56 438.88 617.56 105.69 3,554.50350 2802.78 35.21 522.89 732.57 125.92 4,219.40500 4175.86 52.00 772.13 1091.46 185.94 6,277.40
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).
Costos de Producción Vigas alma llena de 17.5 metros.
100 1789.52 22.33 331.51 467.73 79.83 2,691.00125 2013.03 25.20 374.23 526.15 90.12 3,028.80175 2500.83 31.17 462.84 653.65 111.46 3,760.00250 3149.98 39.54 587.16 823.32 141.39 4,741.40325 3450.85 43.40 644.38 901.96 155.17 5,195.80400 5058.55 63.58 944.06 1322.17 227.34 7,615.70500 5547.58 69.32 1029.39 1449.99 247.88 8,344.20650 5870.16 73.49 1091.32 1534.30 262.80 8,832.10
Tabla 62. Costos de producción vigas alma llena de 12.5 m.
Tabla 63. Costos de producción vigas alma llena de 15 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
129
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción Vigas alma llena de 20 metros.
100 2479.56 30.78 456.99 648.09 110.05 3,725.50125 2795.08 34.84 517.30 730.56 124.57 4,202.40150 3404.21 42.66 633.39 889.77 152.52 5,122.60175 3647.18 45.78 679.74 953.27 163.69 5,489.70325 6180.66 77.79 1155.09 1615.46 278.15 9,307.20400 6676.78 84.15 1249.57 1745.13 300.91 10,056.60500 7319.16 92.39 1371.93 1913.03 330.37 11,026.90
Tabla 65. Costos de producción vigas alma llena de 20 m.
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción Vigas alma llena de 12.5 metros.
125 976.65 12.07 179.23 255.27 43.16 1,466.40175 1177.67 14.66 217.72 307.81 52.43 1,770.30250 1438.04 18.02 267.62 375.86 64.45 2,164.00350 1886.34 23.57 349.96 493.04 84.27 2,837.20500 2329.96 28.90 429.16 608.99 103.34 3,500.40650 3320.63 41.27 612.80 867.92 147.57 4,990.20800 3728.91 46.13 684.98 974.64 164.95 5,599.70
1000 4068.49 50.51 749.95 1063.39 180.59 6,113.00
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).Costos de Producción Vigas alma llena de 15 metros.
100 1451.82 18.08 268.53 379.47 64.66 2,182.60125 1496.23 18.64 276.83 391.07 66.66 2,249.50175 1711.39 21.11 313.52 447.31 75.50 2,568.90250 2362.76 29.56 438.88 617.56 105.69 3,554.50350 2802.78 35.21 522.89 732.57 125.92 4,219.40500 4175.86 52.00 772.13 1091.46 185.94 6,277.40
Carga
admisible
(Kg/m)
Costo
Materiales
Costo
Preparación
Costo
Secado
Costo de
Maquina
Costo de
Ensamble.
Costo total de Viga
Prefabricada (en S/.).
( incluye IGV y no incluye recubrimiento).
Costos de Producción Vigas alma llena de 17.5 metros.
100 1789.52 22.33 331.51 467.73 79.83 2,691.00125 2013.03 25.20 374.23 526.15 90.12 3,028.80175 2500.83 31.17 462.84 653.65 111.46 3,760.00250 3149.98 39.54 587.16 823.32 141.39 4,741.40325 3450.85 43.40 644.38 901.96 155.17 5,195.80400 5058.55 63.58 944.06 1322.17 227.34 7,615.70500 5547.58 69.32 1029.39 1449.99 247.88 8,344.20650 5870.16 73.49 1091.32 1534.30 262.80 8,832.10
Tabla 64. Costos de producción vigas alma llena de 17.5 m.
Elaboración: Propia.
Elaboración: Propia.
131
7.1Ventajas
• Estas vigas nos permiten alcanzar luces mayores a 5m, limitaciones que posee la madera de una sola pieza.
• Nos permiten reducir costos de jornales en las obras de construcción y ahorrar tiempo en obra.
• Las técnicas de fabricación no son de difícil aprendizaje para el personal. Sólo se necesita en el taller, personal semi especializado que es fácil de capacitar.
• Los materiales e insumos a utilizar para fabri-cación de las vigas propuestas (vigas reticula-das y vigas de alma llena con diagonales) son fáciles de conseguir en nuestro medio.
• La posibilidad que en planta industriales se pueden instalar sistema de control de la calidad que mejoran la calidad del producto final, hace que sea muchísimo mejor fabricar estas vigas en planta y luego transportarlas a la obra para su montaje, que fabricarlas in situ.
• Sólo es necesario tener maquinaria de costo relativamente bajo para trabajar la madera, herramientas de mano y plantillas sencillas, de modo que el equipo de producción puede ir me-jorándose progresivamente a medida que au-menta la escala de las operaciones.
• La rápida Instalación de estos elementos pre-fabricados (en algunos casos sólo tarda algunas
horas). Existen ventajas al usar maderas del Grupo C, ya que con ellas la potencia de nuestra pluma de izado o grúa es mínima, debido al poco peso de estas vigas, lo que favorece su rápido transporte y montaje.
• Existe una disminución de la cantidad de madera utilizada (uso eficiente del recurso), progresiva-mente se van disminuyendo las mermas.
• La aceleración del giro del capital (Costo finan-ciero), logrado por tener el componente estruc-turado listo, tiende a aumentar las utilidades para el constructor.
7.2Limitaciones
• Falta aun una difusión de este tipo de sistemas constructivos para generar la demanda esperada.
• Además existe una falta de capacitación entre diseñadores y constructores en el uso de ele-mentos estructurados de madera.
• Nuestros clavos aun no están normalizados del todo, falta realizar ensayos mecánicos de clavos mayores a 4 “para optimizar nuestros diseños.
• Se requieren de piezas de madera largas mayores a los de 12 pies (3.6 metros) que comúnmente no encontramos en el mercado. Aunque es po-sible encontrar piezas de hasta de hasta 9 metros en aserraderos cerca de la zona de extracción o haciendo una búsqueda exhaustiva en las ma-dereras. Si no se consiguieran piezas largas se
Capitulo7VENTAJAS Y LIMITACIONES
132
recurrirá a los amarres empalmes mecánicos in-dicados en la cartilla de planos tipo.
• Existen en otros países tipos de vigas reticula-das cuyas uniones se basan en la aplicación de accesorios que no se fabrican ni comercializan en el mercado local como: Conectores denta-dos, placas clavo, etc.; que podrían ser útiles, debido que estos nos podrían hacer ahorrar en el consumo de madera por viga, pero aun no existen códigos nacionales que rijan los diseños y usos de estos. Hasta el mismo encolado podría hacernos bajar el consumo de madera, acceso-rios y tiempo por viga, pero aun los pegamentos peruanos no están normalizados estructural-mente.
• Existen nuevas especies forestales recomenda-das para la construcción estructural que aun fal-tan normalizarse mediante en procedimiento de la NTE E101 Agrupamiento de Maderas para Uso Estructural.
• Existe una deficiencia en valores de resistencia al corte de los pegamentos comercializados en el Perú, para lo cual no hay garantías, para de-sarrollar productos encolados estructurados, tecnología en la que otros países han avanzado experimentalmente, logrando incluso a obtener vigas estructuradas de alma llena unidas por pe-gamento.
• Crecen los costos de almacenamiento y trans-porte y aumentan las dificultades de transporte al crecer el tamaño y grado de acabado de los elementos.
• La no existencia de materiales de calidad
adecuada, categoría uniforme y dimensio-nes exactas, sigue siendo una gran desventaja que genera excesiva merma de madera.
133
• En la elaboración de estos prototipos no se pudieron lograr procesos óptimos, pero su elaboración nos sirve para identificar los pro-cesos y los rendimientos de materiales.
• Podemos observar que el costo de ensamble de la viga alma llena es menor que el de la viga re-ticulada, es decir es más fácil armar la viga alma llena. Pero en el costo final se compensa esta ventaja, debido a que las vigas de alma llena tienden a consumir un poco más de madera, a una misma capacidad de carga y longitud.
• Las mermas de madera en promedio medidas en la fabricación de estos prototipos fue de aproxi-madamente el 40% en las vigas reticuladas y de 35 % en las vigas alma llena. Cantidades que po-drían bajar si existiera la posibilidad de contar en el mercado con madera escuadrada y mejorán-dose el proceso debido a la especialización de operarios. Hay que tomar en cuenta que la mer-ma obtenida en este ensayo de elaboración es mayor, por ser esta la primera vez que se elabo-ran estos prototipos.
• Estas vigas estructuradas son una gran alterna-tiva de construcción, pero aun falta difundir su uso entre diseñadores y constructores. Es reco-mendable realizar cursos de capacitación y dise-ño de elementos estructurados de madera para fomentar y motivar su uso.
• Cuando se usen madera mas densas a las de gru-po C, o cuando la madera presente problemas de rajadura en los clavados, es recomendable
hacer un guía o pretaladrado de diámetros de 0.8 veces el diámetro del clavo utilizado.
• Se recomienda destinar madera aserrada de gran longitud para los elementos largos de es-tas vigas (cuerdas), con la finalidad de ahorrar costos debido al uso de empalmes excesivos.
• Se recomienda seguir todas las recomendacio-nes de los requisitos de la madera y accesorios de unión dadas en el presente estudio, para ob-tener un producto de mejor calidad.
• Se recomienda tener una gran variedad de diseños en la línea de producción, lo que per-mite llegar a distintos mercados objetivos. Esto es debido a que por ejemplo podríamos tener pedidos de vigas de 6.5 m, 7 metros, 9 m, etc. Es recomendable contar en el staff de la empresa con un arquitecto o ingeniero civil encargado de supervisar la fabricación y con la capacidad de realizar modificaciones en los diseños de los pla-nos tipo, según el pedido hecho por el cliente.
• En esencia, es recomendable contar con mate-riales normalizados de calidad suficiente; sin ellos es inconcebible la fabricación de vigas com-puestas u otros componentes acabados con la precisión necesaria.
Capitulo 8CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
134
GLOSARIO DE TERMINOS
Amarre.- El amarre es un elemento estructural que sirve para rigidizar, dar solides o estabilizar estructuras de tal manera que su movimiento sea conjunto y estable.
Alma.- En un elemento constructivo, es la parte central de un perfil de sección compuesta que sirve como base de formación al resto de piezas que componen dicho miembro compuesto.
Alma Aligerada.- En componentes de construcción, es el alma que tiene orificios o huecos que disminuyen su peso
Alma Llena.- En componentes de construcción, es el alma que no presenta aligeramiento o huecos que cor-ten su continuidad.
Atiesadores.- Los atiesadores son elementos utilizados principalmente para dar rigidez a las secciones o per-files compuestos y se colocan a una separación calculada.
Carga.- Acción o conjunto de acciones capaz de producir estados tensionales en una estructura o parte de ella en un momento dado.
Cargas actuantes.- Son aquellas cargas a las que se ve sometida la estructura por su propio peso, por la fun-ción que cumple y por efectos ambientales. En primera instancia se pueden subdividir en cargas gravitaciona-les, cargas hidrostáticas y fuerzas ambientales (sismo, viento y temperatura).
Cartela.- Plancha de unión, de materiales diversos, que se emplea en los nudos de la armadura para aumentar el área de apoyo de las barras que allí concurren y unirlas entre sí.
Conectores.- Anillo o placas metálicas de diseño especial que se introducen, parcialmente, en cada cara de los miembros adyacentes; unidos mediante pernos, para transmitir las cargas de un miembro a otro.
Contraflecha.-Ligera curvatura convexa, que se realiza en una viga o cercha para compensar cualquier flecha prevista cuando soporte un peso. También llamada combadura.
Cuerda.- Cada una de las barras que definen el perímetro de una cercha o viga, o que constituyen los elemen-tos superior e inferior de una viga de sección compuesta.
Empalme.- Acción y efecto de empalmar. Juntar dos piezas o elementos asegurándolas de tal manera, que queden en comunicación o a continuación una de la otra.
Flecha.- Se denomina así, al efecto de deformacion provocado en una viga, techo, cubierta o cualquier otro elemento constructivo horizontal, que se vea afectado por una fuerza vertical en algún punto interior del mismo.
Luz.- Distancia horizontal interior entre dos apoyos de una viga, arco o armadura.
Carga concentrada.- Carga no continua, constituida por una fuerza aislada o puntual.
135
Carga dinámica.- Carga que se aplica en forma cíclica y generalmente con una alta frecuencia. Denominase así también a cargas aplicadas súbitamente.
Carga muerta.- Es la carga permanente compuesta por el peso propio de la estructura y elemento fijos inamovibles.
Carga repartida.- Carga distribuida con continuidad en una cierta longitud o superficie.
Cargas horizontales.- Aquellas cargas que actúan principalmente en el plano horizontal de la estructura.
Cargas verticales.- Aquellas que actúan en el plano vertical de la estructura.
Carga total.- Suma de las cargas muertas y vivas.
Cargas uniformemente repartidas.- La de valor constante, que se extiende a todo lo largo del elemento si este es lineal, o llena toda su superficie si es bidimensional.
Carga viva.- Término genérico para designar a la sobrecarga, en contra posición a la carga muerta, son variables en posición y magnitud, compuesta por el peso de los ocupantes, muebles, viento, nieve, etc.
Viga.- Elemento horizontal o inclinado que trabaja sobre dos o más apoyos, de medidas longitudinales supe-riores a los transversales, cuyo fin principal es soportar esfuerzos de flexión.
Viguetas.- Cada una de las vigas secundarias cuya función principal es la de soportar las cargas de techos y pisos y están soportadas a su vez por dos miembros estructurales tales como vigas o muros.
Travesaños.- Elemento horizontal que cruza de un extremo a otro una armazón.
Peso propio.- En estructuras, es el peso del elemento resistente sin considerar el resto de las cargas muertas que actúan sobre él.
Montante.- Piezas de madera vertical de una viga compuesta que une la cuerda inferior y superior.
Nudo.- Punto de intersección o de unión de varias piezas o barras de una armadura.
Viga reticulada.- Viga formada por una serie de piezas (cuerdas, diagonales y montantes) de maderas entre-cruzadas y conectadas entre sí por medio de nudos rígidos, encargadas de transmitir las cargas aplicadas en toda la viga.
Viga de alma llena.- Es una viga que tiene alma llena.
Peralte.- Dimensión transversal de un miembro paralela a la flexión o a la fuerza cortante.
Sección compuesta.- Sección de elemento estructural compuesto por diversas piezas de un material o distin-tos materiales conectados entre sí.
Clavija.- Varilla metálica, cónica o cilíndrica, para unir elementos de poca importancia.
Tirafondo.- Tornillo de gran tamaño de cabeza cuadrada o hexagonal y punta roscada.
Diagonales.- Son riostras o dispositivos que se colocan en los armazones o estructuras de manera oblicua para darle rigidez.
136
Sobrecarga de diseño.- Es el peso de todo lo que puede gravitar sobre una estructura o cuerpo diseñado a razón de su uso que no incluye el peso de la misma estructura y el de los elementos no estructurales, como muros divisorios, los revestimientos de los pisos, las instalaciones y todos aquellos que conservan una posición fija en la construcción.
Metrado de cargas.- Es el cálculo de las cargas que actúan sobre un cuerpo, mediante la suma del peso vivo (peso que soporta la estructura) y el peso muerto (peso de la estructura).
137
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Como parte de sus servicios el CITEmadera brinda cursos técnicos pro-ductivos y de gestión, con la finalidad de fortalecer las capacidades de las MYPE, así como la innovación y competitividad del sector.
CITEmadera apoya las prácticas de Gestión Ambientalmente Rentable (GAR), Certificación Forestal y Cadena de Custodia, el uso de madera de origen legal y el valor agregado de especies maderables menos conoci-das de nuestros bosques tropicales.
Actualmente opera a través de la Unidad de Transferencia Tec-nológica UTT de Villa El Salvador, en Lima y la Unidad de Transferencia Tecnológica UTT de Pucallpa, en Ucayali. Estas UTT están diseñadas y equipadas para atender los requerimientos de las empresas del sector de la madera y el mueble a nivel nacional.
El CITEmadera forma parte de la Red de Centros de Innovación Tecnológi-ca - RED de CITES -, apoyada por el Ministerio de la Producción y de la Red Iberoamericana de Centros Tecnológicos e Innovadores del Sector Mueble y Madera - CIMMA.
