TÍTULO
Asignatura
Facultad, Área
de Conocimiento
ESTRUCTURAS DE MADERA
Construcciones e infraestructuras
Máster en Ingeniería industrial
Prof. Roberto Rodríguez Delgado
Índice
1.
Introducción a las estructuras de madera
2.
Trabajos en madera
Restauración
Rehabilitación
Nueva construcción
3.
Cálculo de estructuras de madera
Características de la madera
Comprobación estructural
Uniones
Introducción a las estructuras de madera
Prehistoria
(Neolítico)
(grandes civilizaciones)
Edad antigua
Europa Mediterránea
Norte Europa / Norte América
3.000 A.C
476 D.C
Introducción a las estructuras de madera
Trondheim (Noruega)
Iglesia Urnes (Noruega) Siglo XII
Introducción a las estructuras de madera
Iglesia de la Natividad de Nuestra Señora de Peredki (Rusia) Siglo XVI
Introducción a las estructuras de madera
Cimentación Venecia (siglo V)
• La madera sumergida, al no estar expuesta al oxígeno, no sufre desgaste (causado por microorganismos).
• El flujo constante de agua salada, alrededor y a través de la madera, hace que ésta petrifique, convirtiéndose en una estructura endurecida, similar a la piedra.
Introducción a las estructuras de madera
Introducción a las estructuras de madera
Introducción a las estructuras de madera
Escalera librería Lello (Oporto) Año 1869
Introducción a las estructuras de madera
Introducción a las estructuras de madera
Puente del viento y la lluvia de Chengyang sobre el río Linxi (China) Año 1916
Introducción a las estructuras de madera
Introducción a las estructuras de madera
Puente U-Bein sobre el lago Taungthaman (Birmania) Año 1851
Introducción a las estructuras de madera
Puente de Saphan Mon sobre el río Kalia (Tailandia) Año 1980
RESTAURACIÓN
Trabajos en madera
REHABILITACIÓN
NUEVA CONSTRUCCIÓN
ENCOFRADOS
Y CIMBRAS
RESTAURACIÓN
Trabajos en madera
La vía habitual de entrada de los insectos en estructuras y demás elementos de madera de los edificios es a través de la superficie salvo que previamente a su colocación estuvieran ya en la madera. La presencia de hongos se debe a condiciones de humedad elevadas que hacen que la madera se humedezca y deteriore. Tratar la superficie es por tanto fundamental para acabar con los insectos y hongos y evitar que el futuro penetren en la madera. Esta acción preventiva no dura indefinidamente y depende también de las condiciones del entorno: humedad, insolación,… por lo que es fundamental controlarlas.
Diagnóstico
Una evaluación acertada del problema es fundamental. Saber qué insecto (xilófagos) u hongo ataca la madera, cuales son las causas de la afección, su extensión y grado permiten pensar en una solución.
Tratamiento
Limpieza y saneado
La estructura ha de estar saneada y limpia para que el producto penetre y se difunda mejor a través de la madera. De otro modo el producto insecticida y fungicida queda retenido en la parte superficial de polvo y madera “acorchada” donde la madera ya no es alimento para los xilófagos y no penetra al interior de la madera donde están la carcoma y los hongos.
Inyección
Se realizan una serie de orificios profundos cada 25-30 cm en la madera ya preparada. donde posteriormente se introducirán unas válvulas especiales antiretorno.
REHABILITACIÓN
Trabajos en madera
Instituto Cardenal López de Mendoza (Burgos) Año 1579
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
REHABILITACIÓN
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Mjøstårnet, (Brumunddal, Noruega) Año 2019 81 metros de altura
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Mjøstårnet, (Brumunddal, Noruega) Año 2019 81 metros de altura
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Brock Commons Student Residence (Vancouver, Canadá)
Año 2017 50 metros de altura
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Cubierta del Monasterio de San Juan (Burgos)
Año 2015
Cubierta de la Casa del Cordón (Burgos) Año 1987
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Auditorio Kilden (Kristiansand, Noruega) en madera de roble
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Biblioteca Liyuan (Pekín, China)
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Nuevo polideportivo de la Escuela Internacional Panyaden (Chiang Mai, Tailandia) Año 2017
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Pasarela de madera sobre el río Guadalhorce (Malaga) Año 2019
OBRA NUEVA
OBRA NUEVA
Trabajos en madera
Cálculo de estructuras de madera
CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA
1. La estructura de la madera es muy variable
2. La madera está conformada por una infinidad de compuestos químicos altamente ordenados
3. La abundancia relativa de estos compuestos varía con el ambiente y con los cambios genéticos 4. La madera es: • Porosa • Combustible • Anisótropa • Higroscópica
• Deformable por los cambios de temperatura y humedad ambiental • Sufre alteraciones químicas por efectos del sol
Cálculo de estructuras de madera
Correlación entre el contenido de Humedad y la Resistencia compresión de la Madera
CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA
Comportamiento mecánico• Resistencia a compresión
• Resistencia a tracción (material frágil) • Resistencia al corte
• Resistencia a la flexión • Elasticidad
• Hendibilidad (propiedad de poderse romper a lo largo de las fibras, por separación de éstas, mediante un esfuerzo de tracción transversal)
Cálculo de estructuras de madera
CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA
Durabilidad• Protección frente a agentes bióticos (5 clases de riesgo biológico) • Protección superficial
• Protección media
• Protección profunda
• Protección frente a agentes meteorológicos → se definen tres clases de servicio:
• Clase de servicio 1: se caracteriza por un contenido de humedad en la madera
correspondiente a una temperatura de 20+/-2ºC y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 65% unas pocas semanas al año
• Clase de servicio 2*: se caracteriza por un contenido de humedad en la madera
correspondiente a una temperatura de 20+/-2ºC y una humedad relativa del aire que sólo excede el 85% unas pocas semanas al año
• Clase de servicio 3: condiciones ambientales que conduzcan a un contenido de
humedad superior a la clase de servicio 2
* En esta clase de servicio, la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede del 20% (estructuras de madera bajo cubierta pero abiertas y expuestas al ambiente exterior) y las piscinas cubiertas.
• Protección frente al fuego
Cálculo de estructuras de madera
CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA
1. Madera aserrada (madera maciza) 2. Madera laminada encolada (Glulam)
• Homogénea • Combinada
• Cruzada o contralaminada (CLT) 3. Madera microlaminada (LVL)
4. Madera a partir de partículas • Aglomerados
• MDF
Cálculo de estructuras de madera
COMPROBACIÓN ESTRUCTURAL
Material ServicioClase Duración carga
Permanente Larga Media Corta Instantánea
• Madera maciza
• Madera laminada encolada • Madera microlaminada
1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10
2 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10
3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90
• Estados Límite Últimos
• Tracción uniforme (perpendicular y paralela a la fibra) • Compresión uniforme (perpendicular y paralela a la fibra) • Flexión simple
• Flexión esviada • Cortante
• Torsión
• Compresión inclinada respecto a la fibra • Flexión y tracción axial
• Flexión y compresión axial
• Tracción perpendicular y cortante
(*) En piezas a compresión y flexión habrá que tener en cuenta los efectos de pandeo y pandeo lateral
• Estados Límite Servicio • Desplazamiento
• Deslizamiento de las uniones • Vibraciones
Cálculo de estructuras de madera
Cálculo de estructuras de madera
Para calificar como pilote, la madera debe ser recta, sana y sin defectos. El Manual of Practice, No. 17 (1959) de la American Society of Civil Engineers, los divide en tres clases:
• Pilotes clase A que soportan cargas pesadas. El diámetro mínimo del fuste debe ser de 14 pulgs (356 mm).
• Pilotes clase B que se usan para tomar cargas medias. El diámetro mínimo del fuste debe ser de entre 12 y 13 pulgs (305-330 mm).
• Pilotes clase C que se usan en trabajos provisionales de construcción. Estos se usan permanentemente para estructuras cuando todo el pilote está debajo del nivel freático. El diámetro mínimo del fuste debe ser de 12 pulgs (305 mm).
Los pilotes de madera permanecen sin daño si están rodeados por suelo saturado. Sin embargo, en un ambiente marino, están sometidos al ataque de varios organismos y pueden sufrir daños considerables en pocos meses. Cuando se localizan por encima del nivel freático, los pilotes son atacados
