En el artículo estructuras de madera I/III conocimos el material desde un punto de vista mecánico, en el artículo de hoy veremos las diferentes tipologías estructurales en las que la madera es parte fundamental.
2. Tipología de la estructura de madera
2.1 Disposiciones habituales
Los usos de la madera en el ámbito de la construcción son de amplia aplicación, puede ser utilizada como material para los elementos estructurales (pilares, vigas, viguetas, dinteles, etc.), dentro del sistema de la envolvente un edificio (aislantes térmicos, capas impermeables, huecos exteriores, etc.), elementos de acabado (pavimentos, paramentos verticales) o elementos decorativos (muebles, tapetes, molduras, etc.). El siguiente análisis se centra en los usos de la madera como material para los elementos estructurales horizontales.
2.2 Madera laminada y madera natural
La madera natural adolece de una falta de homogeneidad en su comportamiento y su susceptiblidad a los ataques de hongos e insectos xilófagos. La madera laminada se forma con láminas encoladas mediante resinas de alta resistencia y prensadas. Esta constitución hace que las prestaciones del elemento sean mucho más homogéneas y resista mejor al ataque de agentes que puedan causar deficiencias. Es habitual el uso de madera laminada en elementos de altas prestaciones: tableros o vigas estructurales, paneles para resistir cambios de humedad o temperatura, etc.
2.3 Luces, Inter ejes, etc. Vigas y entrevigados
En Europa, con el paso de los años y el desarrollo tecnológico de nuevas técnicas y materiales, las vigas y viguetas de madera han sido lentamente sustituidas materiales más fáciles de trabajar y por ende mas económicos. Aún así hay existen zonas del planeta (Asia, residenciales de EUA o india) donde la madera sigue utilizándose de forma usual al construir la estructura horizontal de un edificio.
La luz de una viga, en el lenguaje de las estructuras, se refiere a la distancia entre los apoyos.
Al dimensionar los elementos estructurales de un forjado hay que tener en cuenta siempre presente la concordancia que deben de tener las luces, los inter ejes y los entrevigados entre sí.
2.3.1 Luz de vigas y viguetas
La luz es la distancia, en proyección horizontal, que hay entre los apoyos de un elemento de la estructura horizontal.
2.3.2 Flecha en vigas y viguetas
La flecha de un elemento estructural horizontal es a distancia entre las fibras centrales (eje neutro) de una pieza en reposo y las fibras centrales de la misma pieza sometida a la carga exigida. Dicho de otro modo, la flecha determina si el material se deforma poco o mucho y esta deformación mas pronunciado en elementos más esbeltos o delgados.
Para dos piezas de sección idéntica la flecha de deformación será mayor al disponer de luces mayores. La luz máxima permitida por una viga en España viene determinada por el código técnico de la edificación (CTE), definiendo las siguientes flechas máximas.
- 1mm de flecha por 500mm de luz en edificaciones con tabiques frágiles (como los de gran formato, rasillones, o placas) o pavimentos rígidos sin juntas;
- 1mm de flecha por 400mm de luz en edificaciones con tabiques ordinarios o pavimentos rígidos con juntas;
- 1mm de flecha por 300mm de luz en el resto de los casos.
2.4 Apoyos
El apoyo de las vigas y viguetas de madera nunca deben realizarse de forma directa sobre elementos estructurales de otro material, sino que deben apoyarse sobre materiales impermeables. De esta manera se evita que el agua que pueden contener muros o pilares de obra no ascienda a los elementos de madera y pueda causar deterioro en estos. Para evitar que esta humedad se introduzca suelen pintarse las cabezas de las vigas y viguetas con pintura protectora en todas sus caras hasta la profundidad calculada como el doble de la entrega. Seguidamente se muestran posibles sistemas de apoyo de vigas y viguetas de madera.
3. Algunas tipologías de las estructuras de madera
3.1 Timber frame
El timber frame es un sistema estructural que se compone de muchos pilares escasamente separados formando lineas de carga. Este sistema es adecuado para ahorrar costes, no requiere grandes maquinarias para mover los elementos porque se compone de piezas pequeñas.
3.2 Paneles prefabricados («KLH»)
La estructura de paneles prefabricados se compone de unos paneles, generalmente de dimensiones el máximo de grandes para ser transportadas en camión y colocadas con grúa. El material normalmente es de maderas contralaminadas que, como hemos visto, tiene unas prestaciones estructurales muy altas.
El coste de construir estructuras con este tipo de paneles (que tambien pueden hacer las veces de una de las capas de fachada) es superior al timber frame, sin embargo para construir con altas prestaciones con madera son muy adecuados. Por ejemplo en edificios de madera que tengan mucha altura.
3.4 Cerchas de madera
Para cubrir grandes luces, no se puede contar con vigas macizas porque pesan mucho en relación a sus capacidades resistentes. Por ese motivo se realizan «vigas» compuestas, que aligeran el elemento estructural sin menoscavar sus capacidades resistentes. Y no sólo de acero se construyen las cerchas. Con madera se pueden fabricar los elementos que componen una cercha aunque las uniones normalmente son de acero.
Si quieres ampliar conocimientos sobre la madera en las estructuras consulta nuestros artículos:
- Estructuras de madera III/III. Sobre las deficiencias más comunes en estructuras de madera y su posible tratamiento
- Estructuras de madera I/III. Sobre la naturaleza del material y su comportamiento mecánico.
