Source: https://www.scribd.com/document/115627469/Guia-Practica-para-la-Construccion-de-Viviendas-de-Madera-con-Sistema-Plataforma
Timestamp: 2017-04-24 19:27:45+00:00

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ScribdBrowseInterestsPolitics & Current AffairsCareer & MoneyPersonal GrowthFictionHealth & FitnessLifestyleEntertainmentBiographies & HistoryScience & TechBrowse byBooksAudiobooksNews & MagazinesSheet MusicBrowse allUploadSign inJoinGuía Práctica para la Construcción de Viviendas de Madera con Sistema PlataformaUploaded by Ceyanez0.0 (0)DownloadEmbedDescription: Guía construcción vivienda de maderaView MoreGuía construcción vivienda de maderaCopyright: Attribution Non-Commercial (BY-NC)Download as PDF, TXT or read online from ScribdFlag for inappropriate contentInforme Técnico N° 185GUÍA PRÁCTICA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS DE MADERA CON SISTEMA PLATAFORMA
Informe Técnico N° 185
UNIDAD DE TECNOLOGÍA E INDUSTRIAS DE LA MADERA
Autores Marcelo González R.1 Luis Vásquez V. 2 Gonzalo Hernández C. 3 Colaboradores Felipe Pino M. 4 Victor F. Goycoolea 5
Instituto Forestal. marcelo.gonzalez@infor.cl Instituto Forestal. luis.vasquez@infor.cl Instituto Forestal. gonzalo.hernandez@infor.cl Arquitecto. felipe.pino.arq@gmail.com Arquitecto. fgoycool@latinmail.com
“GUÍA PRÁCTICA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS DE MADERA CON SISTEMA PLATAFORMA” Informe Técnico N° 185 Elaborado por la Unidad de Tecnología e Industria de la Madera de INFOR, Sede Bío Bío. Proyecto del Convenio de Desempeño 2011 entre la Corporación de Fomento a la Producción (CORFO) y el Instituto Forestal (INFOR). Componente 1: Programa para la construcción de viviendas de madera. ISBN N° 978-956-318-055-8 INSTITUTO FORESTAL www.infor.cl
Esta publicación resume los aspectos de normativa y diseño a considerar al momento de construir una vivienda con madera de Pino radiata utilizando el sistema constructivo plataforma. Identifica los componentes del sistema constructivo, señala los requisitos que debe cumplir la madera que se utiliza en la construcción (tolerancias dimensionales, preservación, contenido de humedad y grados estructurales), y describe soluciones de entramados horizontales y verticales que cumplen las exigencias de resistencia al fuego, térmicas y acústicas dispuestas por la División Técnica del Ministerio de Vivienda y Urbanismo. La información que entrega esta publicación tiene por objetivo ser un texto de consulta para arquitectos, ingenieros, constructores y estudiante universitarios relacionados con el área de la construcción de viviendas; además de apoyar la formación de Carpinteros en Liceos y Centros de Formación Técnica. Junto con lo anterior, promueve el uso eficiente de la madera en la construcción, a través de información relevante para aserraderos, plantas de elaboración, secado e impregnadoras. Ni el Instituto Forestal ni sus autores se responsabilizan por daños, accidentes, y lesiones que podrían resultar de la utilización de la presente publicación. La publicación “Guía práctica para la construcción de viviendas de madera con el sistema plataforma” fue financiada con recursos del Convenio de Desempeño 2011, suscrito entre la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) y el Instituto Forestal (INFOR). Participaron de la publicación los profesionales de la Unidad de Tecnología e Industrias de la Madera del INFOR, ingenieros Srs. Marcelo González Retamal, Luís Vásquez Valenzuela y Gonzalo Hernández Careaga, además de los arquitectos Srs. Felipe Pino Medina y Victor Fernando Goycoolea.
1. SISTEMA CONSTRUCTIVO PLATAFORMA .............................................................................1 1.1 1.2 Características y componentes .................................................................................................1 Exigencias normativas..............................................................................................................2 Arquitectura......................................................................................................................2 Elementos estructurales ....................................................................................................3 Térmica.............................................................................................................................4 Protección al fuego ...........................................................................................................5 Acústicas ..........................................................................................................................6
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 3. 3.1 3.2
MADERA PARA USO ESTRUCTURAL ......................................................................................7 Dimensiones y tolerancias ........................................................................................................7 Preservación .............................................................................................................................9 Humedad ................................................................................................................................13 Clasificación para uso estructural ..........................................................................................14 Componentes ..........................................................................................................................17 Exigencias normativas............................................................................................................21 Estructural ......................................................................................................................21 Control y protección contra la humedad ........................................................................23 Geometría y profundidad ...............................................................................................23
FUNDACIONES ............................................................................................................................17
3.2.1 3.2.2 3.2.3 4. 4.1 4.2 4.3
ENTRAMADOS HORIZONTALES .............................................................................................25 Componentes ..........................................................................................................................25 Exigencias normativas............................................................................................................26 Detalles constructivos ............................................................................................................27 Encuentro fundación corrida y envigado de piso ...........................................................27 Encuentro de poyos de fundación y envigado de piso ...................................................31 Encuentro de solera de amarre y envigado de entrepiso ................................................32 Escotillas ........................................................................................................................32 Arriostramiento ..............................................................................................................33 Diafragma .......................................................................................................................35 Estructura de piso en voladizo........................................................................................37
4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.4
Soluciones constructivas ........................................................................................................39
ENTRAMADOS VERTICALES ...................................................................................................46 5.1 5.2 5.3 Componentes ..........................................................................................................................46 Exigencias normativas............................................................................................................47 Detalles constructivos ............................................................................................................47 Unión de Pies derechos y soleras ...................................................................................48 Diafragma .......................................................................................................................49 Encuentro de sobrecimiento corrido con radier y muro estructural ...............................50 Encuentro de envigado y muro estructural .....................................................................51 Encuentro entre tabiques ................................................................................................54 Amarre superior del tabique ...........................................................................................56 Formación de vanos .......................................................................................................57
5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 5.4 6. 6.1
Soluciones constructivas ........................................................................................................58 Componentes ..........................................................................................................................68 Cercha ............................................................................................................................69 Tijeral .............................................................................................................................70
TECHUMBRE ...............................................................................................................................68 6.1.1 6.1.2 6.2 6.3
Exigencias normativas............................................................................................................70 Detalles constructivos ............................................................................................................71 Armado e instalación de cerchas ....................................................................................71 Armado e instalación de tijerales ...................................................................................75 Costaneras ......................................................................................................................76 Diafragma .......................................................................................................................77 Aleros .............................................................................................................................78 Ventilación de la techumbre ...........................................................................................80
6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6 6.4 7. 7.1 7.2 8. 9.
Soluciones constructivas ........................................................................................................82 Puertas ....................................................................................................................................87 Exigencias normativas....................................................................................................89 Exigencias normativas....................................................................................................91 Ventanas .................................................................................................................................89
PUERTAS Y VENTANAS ............................................................................................................87 7.1.1 7.2.1 8.1
ESCALERAS .................................................................................................................................92 Exigencias normativas............................................................................................................95 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...........................................................................................96
SISTEMA CONSTRUCTIVO PLATAFORMA
Es un sistema constructivo conformado por plataformas y tabiques (Figura 1.1). Las plataformas corresponden a los entramados horizontales del sistema, constituidos por envigados y elementos de rigidización (tablero contrachapado u OSB). Los tabiques soportantes, también denominados muros estructurales, corresponden a los entramados verticales del sistema, cuya altura equivale a la de un piso, y están configurados por una solera inferior, pies derechos, una solera superior y una placa de rigidización, que puede ser un tablero contrachapado u OSB. El sistema de unión fundamental es el clavo.
Figura 1.1: Sistema constructivo plataforma
INFORME TÉCNICO N° 185 INSTITUTO FORESTAL
Donde: Solera basal: Pieza anclada a la fundación, sobre la cual se levanta el panel de muro. Friso: Pieza que forma el borde de la plataforma, cubriendo las cabezas de las vigas de piso. Envigado de piso: Piezas estructurales ubicadas sobre la solera basal, clavadas a ella y al friso. Diafragma horizontal: Placa estructural que se clava al envigado de piso y friso, rigidizando el entramado horizontal. Sobre el diafragma se instalan los muros. Solera inferior del muro: Pieza que recibe los pies derechos, clavada a la plataforma. Pie derecho: Piezas estructurales verticales del muro. Solera superior del muro: Pieza horizontal superior donde se clavan los pies derechos. Sobre ella se ubica la solera de amarre. Solera de amarre: Pieza horizontal continua ubicada sobre los muros, que genera el amarre entre ellos. Recibe la estructura de techumbre o el envigado de entrepiso. Diafragma vertical: Placa estructural que se clava a los pies derechos y soleras inferior y superior del muro, rigidizando el entramado vertical. Envigado de entrepiso: Piezas estructurales ubicadas sobre la solera de amarre, clavadas a ésta y al friso.
Exigencias normativas Arquitectura
Según el Capítulo 3 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (OGUC), las construcciones con estructura de madera se clasifican de acuerdo a lo indicado en Tabla 1.1. Las viviendas deben estar cubiertas, cerradas lateralmente y con pavimento o radier afinado, a excepción de bodegas o recintos de instalaciones. La OGUC contempla 2 tipos de locales: Local habitable: Es aquel de permanencia de personas, tales como dormitorios o habitaciones, comedores, salas de estar. La altura mínima habitable es de 2,3 m, y la altura mínima para vanos es de 2 m. Local no habitable: Es aquel de tránsito o estadía esporádica de personas, tales como baño, cocina, lavaderos, vestíbulos o pasillos.
Toda vivienda debe contar al menos con un baño (con puerta y artefactos) y una cocina habilitados.
Tabla 1.1: Clasificación de las construcciones con estructura de madera según la OGUC
Ítem Estructura soportante Construcción Materiales Entrepisos Altura máxima permitida Altura máxima entre pisos Clase E Madera In situ Case H Paneles de madera Prefabricadas
Madera, Yeso - cartón, Fibrocemento o Similares Madera ------2 pisos 2,60 m
Cumplir con los artículos 5.6.6. y 5.6.8. de la OGUC Otra condición Aceptada como pisos superiores de construcciones clase C o D ---
Artículos a cumplir
Artículos 5.6.6. y 5.6.8, NCh 1989, NCh 1970-1, NCh 1970-2, NCh 1207
Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones
Elementos estructurales Madera para uso estructural
La madera destinada a uso estructural debe cumplir una serie de exigencias respecto a dimensiones y tolerancias, preservación, humedad y clasificación estructural. Estos requisitos se detallan en el Capítulo 2 de esta Guía. 1.2.2.2 Proyecto de cálculo estructural
El proyecto de cálculo estructural debe regirse por lo indicado en el Artículo 5.1.7 de la OGUC, debiendo ser desarrollado por un profesional competente (Ingeniero Civil o Arquitecto). 1.2.2.3 Condiciones mínimas de los elementos de construcción no sometidos a cálculo
Se podrán acoger a las disposiciones del Título 5, Capítulo 6 “Condiciones mínimas de elementos de construcción no sometidos a cálculo de estabilidad”, siempre y cuando tengan una capacidad de ocupación menor a 20 personas y que se declare que se ajusta a lo dispuesto en la OGUC. Se pueden someter a lo dispuesto en la OGUC los edificios de hasta 2 pisos (incluida mansarda) y con una altura máxima de 7 m.
El Artículo 4.1.10 de la OGUC establece que todas las viviendas deben cumplir con la exigencia de acondicionamiento térmico, que define valores de Transmitancia Térmica máxima (U) o de Resistencia Térmica Total mínima (Rt) para pisos ventilados, muros y techumbre (ver Tabla 1.2). Estos requisitos mínimos para el acondicionamiento térmico de las viviendas se realizan en base un zonificación climática del país. La Transmitancia Térmica (U) es el flujo de calor que atraviesa una unidad de superficie de un elemento constructivo que presenta entre sus caras una diferencia de temperatura de un grado. Corresponde al inverso de la Resistencia Térmica Total (Rt). Se puede determinar de manera analítica siguiendo las especificaciones de la norma NCh 853, o bien en forma experimental según NCh 851. Tabla 1.2: Valores de Transmitancia Térmica máxima o Resistencia Térmica mínima para los complejos de una vivienda
Zona Techumbre U W/m²K 1 2 3 4 5 6 7 0,84 0,60 0,47 0,38 0,33 0,28 0,25 Rt m²K/W 1,19 1,67 2,13 2,63 3,03 3,57 4,00 U W/m²K 4,0 3,0 1,9 1,7 1,6 1,1 0,6 Muros Rt m²K/W 0,25 0,33 0,53 0,59 0,63 0,91 1,67 Pisos ventilados U W/m²K 3,60 0,87 0,70 0,60 0,50 0,39 0,32 Rt m²K/W 0,28 1,15 1,43 1,67 2,00 2,56 3,13
Para el cumplimiento de las condiciones térmicas de la vivienda se puede optar por alguna de las siguientes alternativas: Cálculos térmicos: Este debe ser efectuado por un profesional competente, demostrando el cumplimiento de la Transmitancia o Resistencia Térmica del complejo, realizado según lo especificado en la norma NCh 853. Material aislante etiquetado con R100: Incorporando al elemento constructivo un material aislante etiquetado con el R100, rotulado según lo especificado en la norma NCh 2251.
Informe de Ensayo de Transmitancia o Resistencia Térmica Total de la solución constructiva: Este debe ser otorgado por un Laboratorio con inscripción vigente en el Registro Oficial de Laboratorios de Control Técnico de Calidad de la Construcción del MINVU, con la reglamentación vigente. Solución constructiva del Listado Oficial: Incorporación de una solución constructiva para el complejo que corresponda de alguna de las soluciones inscritas en el Listado Oficial de Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Térmico, confeccionado por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo.
La OGUC establece en su Título 4, Capítulo 3, las exigencias de protección al fuego. Las viviendas de madera deben construirse conforme a lo señalado en la Tabla 1.3; la cual registra las resistencias al fuego que deben cumplir los elementos de construcción de una vivienda. La letra F seguida de un número, expresa en minutos la capacidad que exhibe un elemento de construcción para conservar su estabilidad mecánica, estanquidad a las llamas, aislamiento térmico y la no emisión de gases inflamables. Los ensayos para determinar la resistencia al fuego de los elementos constructivos se realizan de acuerdo a las indicaciones de la norma NCh 935/1. Cuando un elemento corresponde a más de una condición de resistencia a la vez, se debe contemplar la de mayor exigencia. En caso de ampliaciones de la vivienda, se exige que esta cumpla con las exigencias de la normativa vigente. Tabla 1.3: Resistencia al fuego requerida por los elementos de construcción de viviendas
Muros Elementos Muros no divisorios entre Tipo soportantes soportantes y Escaleras unidades (hasta verticales tabiques la cubierta) Vivienda de 3 pisos F- 60 F- 60 F- 15 Vivienda de 1 ó 2 F- 60 F- 30 pisos Vivienda de hasta F- 60 F- 15 140 m² - 1 ó 2 pisos Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones Elementos soportantes horizontales F- 60 F- 30 F- 15 Techumbre incluido cielo falso F- 30 F- 15 F- 15
Para dar cumplimiento a los requerimientos de resistencia al fuego se puede optar por alguna de las siguientes alternativas: Informe de ensayo de resistencia al fuego: Este debe ser otorgado por un Laboratorio de Control Técnico de Calidad de la Construcción del Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU), según lo especificado en la NCh 935/1. Solución constructiva del Listado Oficial: Incorporación de una solución constructiva para el elemento que corresponda, de alguna de las soluciones inscritas en el Listado Oficial de Soluciones Constructivas de Resistencia al Fuego del MINVU.
TÉCNICO N° 185 INSTITUTO FORESTAL
La OGUC define en su Artículo 4.1.6 las condiciones acústicas que deben poseer los elementos divisorios o separadores de “unidades de vivienda”. Ella establece: Los elementos constructivos horizontales o inclinados deben tener un índice de reducción acústica mínima de 45 dB(A) y presentar un nivel de presión acústica de impacto normalizado máximo de 75 dB. Los elementos constructivos verticales o inclinados que sirvan de muros divisorios o medianeros deben tener un índice de reducción acústica mínima de 45 dB(A) Las uniones y encuentros entre elementos de distinta materialidad, que forman parte de un elemento constructivo, deben cumplir con lo señalado en los dos párrafos anteriores. Para dar cumplimiento a los requerimientos acústicos, se puede optar por alguna de las siguientes alternativas: o Solución Constructiva del Listado Oficial: Utilizar una solución constructiva especificada para elementos horizontales, verticales o inclinados, que corresponda a alguna de las soluciones inscritas en el Listado Oficial de Soluciones Constructivas para Aislamiento Acústico del Ministerio de Vivienda y Urbanismo. o Informe de Ensayo: Este debe ser otorgado por un Laboratorio con inscripción vigente en el Registro Oficial de Laboratorios de Control Técnico de Calidad de la Construcción del MINVU, con la reglamentación vigente. En elementos constructivos verticales y horizontales se debe obtener el índice de reducción acústica de acuerdo al método de ensayo especificado en la norma NCh 2786. Mientras que el nivel de presión acústica de impacto normalizado se debe realizar de acuerdo al método de ensayo especificado en ISO 140-6, ponderado según ISO 717-2.
Las dimensiones y tolerancias para la madera de Pino radiata se encuentran establecidas en la norma NCh 2824. Las Tablas 2.1 y 2.2 registran las dimensiones efectivas de la madera aserrada y madera cepillada a un contenido de humedad del 12%. En ambos casos se encuentran marcadas con asterisco las dimensiones posibles de encontrar en el mercado nacional. Los largos nominales para las piezas de madera de Pino radiata son: 2,40 m; 3,00 m; 3,20 m; 3,60 m; 4,00 m y 4,80 m. Las tolerancias dimensionales que deben presentar las piezas aserradas y cepilladas de Pino radiata se exponen en la Tabla 2.3. Tabla 2.1: Dimensiones efectivas de madera aserrada de Pino radiata, 12% de humedad
Ancho [mm] Espesor [mm] 1/2” 10 3/4” 17 1” 21 1 1/2” 36 2” 45 2 1/2” 57 3” 69 3 1/2” 82 4” 94 2” 45 2 1/2” 57 3” 69 3 1/2” 82 4” 94 5” 118 6” 142 7” 166 8” 190 9” 214 10” 235
Fuente: Mario Wagner. Curso Construcciones en Madera, Depto. Ing. Civil-U.Chile.
Tabla 2.2: Dimensiones efectivas de madera cepillada de Pino radiata, 12% de humedad
Ancho [mm] Espesor [mm] 1/2” 8 3/4” 14 1” 19 1 1/2” 33 2” 41 2 1/2” 53 3” 65 3 1/2” 78 4” 90 2” 41 2 1/2” 53 3” 65 3 1/2” 78 4” 90 5” 114 6” 138 7” 162 8” 185 9” 210 10” 230
Tabla 2.3: Tolerancias dimensionales para piezas de Pino radiata
Condición de la madera Aserrada seca Cepillada seca Espesor [mm] (0, +3) (0, +1) Ancho [mm] (0, +5) (0, +2) Longitud [m] (0, +0,1) (0, +0,1)
Fuente: NCh 2824: Maderas – Pino radiata – Unidades, dimensiones y tolerancias
Según la OGUC, cuando la madera de Pino radiata es utilizada como material estructural necesariamente debe ser preservada debido a su condición de madera “no durable”, según lo especificado en la norma NCh 789/1 (Tabla 2.4). Tabla 2.4: Clasificación de maderas comerciales según su durabilidad natural
Categoría Clasificación 1 Muy durables 2 3 4 Durables Moderadamente durables Poco durables Vida útil esperada ≥ 20 años ≥ 15 años ≥ 10 años ≥ 5 años Especies Roble, Ciprés de las guaitecas, Alerce. Raulí, Lenga, Lingue. Canelo, Coigüe, Tineo, Ulmo. Araucaria, Eucalipto, Laurel, Mañío.
5 No durables ≤ 5 años Álamo, Olivillo, Pino radiata, Tepa. Fuente: NCh 789/1: Maderas – Parte 1: Clasificación de maderas comerciales por su durabilidad natural
De acuerdo al uso y riesgo esperado para la madera de Pino radiata una vez puesta en servicio (Tabla 2.5), esta debe cumplir las exigencias de retención (Tabla 2.6) y penetración (Tablas 2.7 y 2.8) que señala la norma NCh 819. Los ensayos de retención y penetración de preservante en madera de Pino radiata deben ser realizados por Laboratorios con inscripción vigente en el Registro Oficial de Laboratorios de Control Técnico de Calidad de la Construcción del MINVU, quienes podrán entregar Informes de Ensayos sobre lotes de madera muestreados. Tabla 2.5: Clasificación de riesgo, según uso y agente biológico de deterioro
Nivel de riesgo de deterioro Riesgo 1 (R1) Riesgo 2 (R2) Condición de uso Uso en interiores, sobre el nivel del suelo y ambientes secos Uso en interiores, sobre el nivel del suelo, con posibilidad de adquirir humedad, ambientes mal ventilados Uso en exteriores o interiores, exposición a las condiciones climáticas Uso en exteriores o interiores, en contacto con el suelo, con posibilidades de contacto esporádico con agua dulce Uso en exteriores o interiores, en contacto con el suelo, componentes estructurales críticos, contacto con agua dulce Uso en contacto con agua marina Agente biológico de deterioro Insectos, subterránea incluida termita
Hongos de pudrición e insectos, incluida la termita subterránea Hongos de pudrición e insectos, incluida la termita subterránea Hongos de pudrición e insectos, incluida la termita subterránea Hongos de pudrición e insectos, incluida la termita subterránea Horadores marinos, hongos de pudrición e insectos, incluída la termita subterránea
Riesgo 3 (R3) Riesgo 4 (R4)
Riesgo 5 (R5)
Riesgo 6 (R6)
Fuente: NCh 819: Madera preservada – Pino radiata – Clasificación según uso y riesgo en servicio y muestreo
Tabla 2.6: Retención mínima de ingrediente activo según nivel de riesgo de la madera
Riesgo ACQ kg/m3 4,0 4,0 4,0 6,4 9,6 B2O3 (SBX) kg/m3 4,4 4,4 No se debe usar BS kg/m3 11,2 11,2 11,2 CCA kg/m3 4,0 4,0 4,0 6,4 9,6 24 ó 40 14 ó 24 LFF kg/m3 34 34 42 51 55 LOSP (Permetrina+ azoles) kg/m3 0,086 0,086/0,2 0,086/0,26 No se debe usar No se debe usar CA-B kg/m3 1,7 1,7 1,7 3,3 5,5 MCAz kg/m3 1,0 1,0 1,0 2,4 3,7
No se debe No se debe usar usar No se debe No se debe usar usar
6a) Zona de No se debe No se debe No se debe ensayo usar usar usar exterior 6b) Zona de No se debe No se debe No se debe ensayo usar usar usar interior
No se debe No se debe No se No se debe usar usar usar debe usar No se debe No se debe No se No se debe usar usar usar debe usar
a) La retención mayor se debe usar cuando existe riesgo de ataque de Teredo y Limnoria Tripunctata. b) Densidad básica utilzada para madera de Pino radiata: 429 kg/m3. Fuente: NCh 819: Madera preservada – Pino radiata – Clasificación según uso y riesgo en servicio y muestreo
Tabla 2.7: Penetración de los preservantes, excepto LOSP
Requisitos mínimos de penetración en albura o profundidad mínima (mm) en las caras Producto Clasificación de riesgo Albura Profundidad mínima (en caso de duramen expuesto en la superficie) 3 mm
Madera aserrada de espesor menor que 50 mm Madera aserrada de espesor mayor o igual que 50 mm Madera aserrada no estructural Madera redonda sobre el nivel del suelo Postes y otros elementos estructurales
R1, R2, R3 y R4 R6 R1, R2 y R3
3 mm 3 mm 13 mm
90% Cada una de las chapas debe estar penetrada 100% 100% 100%
Contrachapados1)
R1, R2, R3, R4, R5 y R6 R1, R2, R3, R4, R5 y R6 R6
Madera laminada encolada2) Pilotes marianos
1) Ver AWPA C9; 2) Ver AWPA C28 Fuente: NCh 819: Madera preservada – Pino radiata – Clasificación según uso y riesgo en servicio y muestreo
Tabla 2.8: Penetración de los preservantes tipo LOSP
Requisitos mínimos de penetración en albura o profundidad mínima (mm) en las caras Producto Clasificación de riesgo Albura Profundidad mínima (en caso de duramen expuesto o baja porción de albura en la superficie) Debe cumplir con uno de los requisitos siguientes: 1. Maderas con espesor mayor que 35 mm La penetración debe ser mayor o igual que 8 mm en todas las superficies 2. Maderas con espesor menor o igual que 35 mm La penetración debe ser mayor o igual que 5 mm en todas las superficies 3. Duramen no tratado: Se permite en tanto que comprometa menos del 20% de la sección transversal de la pieza y que no se extienda más de la mitad de la distancia que existe entre superficies opuestas y que no exceda la dimensión media del lado de la sección transversal en la cual está presente Debe cumplir con uno de los requisitos siguientes: 1. Maderas con espesor mayor que 35 mm La penetración debe ser mayor o igual que 8 mm en todas las superficies 2. Maderas con espesor menor o igual que 35 mm. La penetración debe ser mayor o igual que 5 mm en todas las superficies 3. Duramen no tratado: Se permite en tanto que comprometa menos del 20% de la sección transversal de la pieza y que no se extienda más de la mitad de la distancia que existe entre superficies opuestas y que no exceda el 50% de la superficie en la cual está presente La penetración debe ser mayor o igual que 8 mm desde la superficie
La madera debe presentar al momento de su utilización, un contenido de humedad igual a la humedad de equilibrio del lugar donde prestará servicio. Las humedades de equilibrio promedio de las condiciones de servicio a las que la madera queda expuesta en una vivienda se observan en la Tabla 2.9. Tabla 2.9: Humedad de equilibrio para maderas con distintas condiciones de servicio
Ubicación de la madera en la vivienda Recintos cubiertos abiertos Recintos cubiertos cerrados sin calefacción o calefaccionados intermitentemente Recintos continuamente calefaccionados Fuente: NCh 1198: Madera – Construcciones en madera – Cálculo Humedad de equilibrio promedio Humedad de equilibrio a la intemperie 12%
Las humedades de equilibrio de la madera expuesta a la intemperie, según la zona climático habitacional en la que prestará servicio, se observan en la Tabla 2.10. El Anexo D de NCh 1198.of2006, proporciona información más específica de las humedades de equilibrio de diferentes localidades de Chile. Tabla 2.10: Rangos de contenido de humedad de la madera según zona climático habitacional
Humedad permitida % Zona climático-habitacional según NCh 1079 Norte litoral Norte desértica Norte valle transversal Central litoral Central interior Sur litoral Sur interior Sur extremo Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones Mínima 11 5 11 11 9 12 12 11 Máxima 18 9 16 17 20 22 22 22
El contenido de humedad de la madera puede ser controlado de acuerdo con los métodos y procedimientos establecidos en la NCh 176/1, aceptándose una tolerancia de ±3% respecto a los valores recomendados en este apartado. Los Laboratorios con inscripción vigente en el Registro Oficial de Laboratorios de Control Técnico de Calidad de la Construcción del MINVU, pueden emitir Informes de Ensayos sobre lotes de madera muestreados para controlar el contenido de humedad de estos. Una forma práctica y rápida de medir y controlar el contenido de humedad de la madera es mediante el uso de los xilohigrómetros portátiles (Figura 2.2). Este instrumento realiza mediciones del contenido de humedad de la madera en forma indirecta, a través de parámetros eléctricos que son medidos y comparados con una curva de calibración. El uso y calibración de estos equipos está regulado por la norma NCh 2827.
Figura 2.2: Xilohigrómetro portátil 2.4 Clasificación para uso estructural
Para que la madera sea utilizada de manera eficiente y confiable como material estructural en la construcción de viviendas, es necesaria una clasificación previa que puede ser visual o mecánica. La madera de Pino radiata se clasifica visualmente según lo especificado en la norma NCh 1207, la cual define tres grados estructurales: grado selecto (GS), grado estructural N°1 o “grado vigas” (G1), y grado estructural N°2 o “grado pies derechos” (G2). Como parte de los requisitos de clasificación estructural visual, las piezas de madera deben cumplir con los requerimientos de tolerancias dimensionales de la NCh 2824 (ver apartado 2.1) y de contenido de humedad (ver apartado 2.3), donde cada pieza debe presentar un contenido de humedad menor o igual al 19%. En el proceso de clasificación visual, un clasificador calificado examina cada pieza de madera por sus cuatro caras con el objetivo de asignarle un Grado Estructural en función del tamaño y ubicación de los defectos presentes, tales como nudos (Figura 2.3.a), inclinación de fibra (Figura 2.3.b), presencia de médula (Figura 2.3.c), canto muerto (Figura 2.3.d), y otros. Mientras más numerosos o de mayor tamaño sean los defectos presentes en una pieza de madera, más débil será el grado al cual pertenezca. Los Laboratorios con inscripción vigente en el Registro Oficial de Laboratorios de Control Técnico de Calidad de la Construcción del MINVU, pueden emitir informes de ensayo sobre lotes de madera muestreados para controlar los grados estructurales visuales de pino radiata según NCh 1207.
a. Medición del tamaño de nudo.
c. Medición de la presencia de médula
b. Medición de la inclinación de fibra
d. Presencia de canto muerto
Figura 2.3: Medición de defectos de la madera para asignar un grado estructural En el mercado nacional también se comercializa madera de Pino radiata clasificada mecánicamente en los grados C16 y C24, según la norma europea EN-338. La Tabla 2.11 entrega los valores admisibles de la madera de Pino radiata para uso estructural.
Tabla 2.11: Tensiones admisible de Pino radiata a 12% de humedad
Grado estructural Flexión1 Ff GS G1 G1 y mejor G2 C24 11,0 7,5 9,5 5,4 9,3 Tensiones admisibles Compresión Tracción Compresión paralela paralela1 normal Fcp Ftp Fcn a) Visuales 8,5 7,5 7,8 6,5 8,0 6,0 5,0 5,5 4,0 4,7 2,5 2,5 2,5 2,5 b) Mecánicos 5,65 C16 5,2 7,5 3,5 2,5 1,1 7.900 1. Valores aplicables sobre piezas de altura de sección transversal 90 mm 2. Valores aplicables sobre piezas de altura de sección transversal ≥ 180 mm. El módulo de elasticidad característico inherente al percentil del 5 %, Efk, se puede estimar como 0,60 E f Fuente: NCh 1198: Madera – Construcciones en Madera – Cálculo 2,5 1,1 10.200 Módulo de elasticidad en flexión Ef2 Índice de aplastamiento en compresión normal Ecn, h (MPa/mm)
Cizalle Fcz 1,1 1,1 1,1 1,1
10.500 10.000 10.100 8.900 5,65
Las fundaciones son estructuras que transmiten esfuerzos desde la vivienda al terreno y viceversa. Se clasifican en profundas y superficiales. Las fundaciones profundas no son utilizadas en las viviendas de madera debido a que corresponden a estructuras livianas. A las fundaciones superficiales se les conoce con el nombre técnico de zapatas, que dependiendo de las condiciones del terreno donde se emplace serán corridas o aisladas. En situaciones de terrenos de mala calidad es posible que se requiera de mejoramiento de terreno que deberá ser indicado por un profesional competente.
La Figura 3.1 ilustra los componentes de una fundación superficial corrida.
Figura 3.1: Fundación superficial corrida Donde: Herido: Excavación del terreno previa a la instalación de la zapata. Sello de fundación: Superficie inferior del herido.
Emplantillado: Capa de hormigón pobre que nivela la superficie del sello de fundación. Cimiento: Parte inferior de la fundación que está en contacto con el suelo, repartiendo las cargas provenientes de la vivienda. Sobrecimiento: Parte superior de la fundación que está en contacto con la vivienda. Su función principal es aislar la vivienda de la humedad y proporcionar una superficie nivelada para la edificación. Las zapatas aisladas, también conocidas como basas o poyos, son usadas para soportar pilares o columnas. Pueden tener forma circular, piramidal, o rectangular (Figura 3.2).
Figura 3.2: Tipos de zapatas aisladas En algunos casos, para lograr que las zapatas individuales trabajen en forma conjunta, deben ir unidas por elementos estructurales llamados cadenas de amarre o de fundación (Figura 3.3). También es posible dejar parte de los elementos de amarre sobre el nivel de terreno para colocar sobre ellas los tabiques (Figura 3.4). Las zapatas corridas, ilustradas en las Figuras 3.5 y 3.6, están compuestas por un cimiento y un sobrecimiento. Cuando se requiere aumentar la superficie de apoyo de la fundación, se considera el uso de una zarpa.
Figura 3.3: Zapata aislada amarrada con cadena
Figura 3.4: Zapata aislada amarrada con cadena sobre el nivel del terreno
Figura 3.5: Zapatas corridas
Figura 3.6: Zapata corrida para una vivienda
La OGUC establece una serie de exigencias a las fundaciones: estructural, protección contra la humedad, geometría y profundidad. 3.2.1 Estructural
Las solicitaciones verticales, horizontales y momentos volcantes que se aplican a las fundaciones provienen de la descarga de muros y/o pilares de la vivienda (Figura 3.7). Estas solicitaciones son descritas en las normas chilenas que se indican: NCh 1537: Cargas permanentes y cargas de uso. NCh 3171: Disposiciones generales y combinaciones de carga. NCh 431: Sobrecarga de Nieve. NCh 432: Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. NCh 433: Diseño sísmico de Edificio.
Figura 3.7: Diagrama de cuerpo libre de una zapata Para que una fundación, de hormigón armado o sin armar, transmita correctamente las presiones al suelo, debe estar diseñada de acuerdo a los requisitos de la norma NCh430 y al código “Building Code Requirements for Reinforced Concrete”, ACI 318, Capítulo 15. La OGUC señala que para las fundaciones superficiales aisladas de hormigón fundadas en suelos con capacidad inferior a 2 Kg/cm2 deben ir unidas con vigas de hormigón armado. Estas vigas deben tener un área de acero longitudinal mínima de 2,8 y 5 cm2 en viviendas de uno y dos pisos respectivamente.
Respecto del traspaso de cargas desde la fundación al suelo, la norma NCh 433 establece que a lo menos el 80% del área basal de la zapata debe estar en compresión y el suelo debe tener una presión admisible superior a la solicitación. La Tabla 3.1 registra las presiones admisibles por tipo de suelo, según la OGUC. Tabla 3.1: Presiones admisibles por tipo de suelo
Naturaleza del terreno Roca dura, roca primitiva Roca blanca (toba, arenisca, caliza, etc.) Tosca o arenisca arcillosa Grava conglomerada dura Grava suelta o poco conglomerada Arena de grano grueso Arcilla compacta o arcilla con arena seca Arena de grano fino, según su grado de capacidad Arcilla húmeda, hasta Fango o arcilla empapada Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones Presión admisible (Kg/cm2) 20 a 25 8 a 10 5a8 5a7 3a4 1,5 a 2 1 a 1,5 0,5 a 1 0,5 0
Considerando que el suelo está compuesto por capas de diferente composición, origen, espesor, compactación, consolidación, inclinación y humedad, es requisito conocer su estratigrafía a través de un estudio de suelo. Según la OGUC, el profesional a cargo del diseño estructural de la vivienda es responsable de las siguientes actividades y determinaciones: Solicitar un estudio de suelo (calicata, prueba de carga in situ, ensayos de laboratorio) Elegir el tipo de fundación (superficial o profunda) Establecer reemplazo de suelos de mala calidad Verificar la profundidad elegida para la base del cimiento o sello de fundación Definir las dimensiones de la fundación Disminuir o aumentar hasta en un 20% las capacidades del suelo Aplicar un factor de seguridad para el suelo
Control y protección contra la humedad
La OGUC señala que en situaciones de posible capilaridad es necesario aplicar barreras impermeables o drenes, según se ilustra en la Figura 3.8.
Figura 3.8: Barreras y drenes de humedad 3.2.3 Geometría y profundidad
Las restricciones de la OGUC a la geometría de la fundación se ilustran y explican en la Figura 3.9 y Tabla 3.2 respectivamente.
Figura 3.9: Restricciones de dimensión para una zapata
Tabla 3.2: Restricciones de geometría para la zapata
A A+2B B C C+D Mayor al ancho del muro o pilar Mayor a 20cm Menor a D/2 ó Menor a C/5 en el caso de que se traspase la línea oficial Si B traspasa línea oficial, entonces C debe ser mínimo 1 metro Mínimo 60cm
E Mínimo 20 cm Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones
En terrenos inclinados, la OGUC señala que las zapatas continuas escalonadas que soportan muros, los escalones deben tener una altura menor a 45 cm o una inclinación menor a 30°. En tanto, las zapatas fundadas a distinta profundidad deben presentar un ángulo menor a 45° entre las esquinas continuas o una inclinación menor al talud natural (Figura 3.10).
Figura 3.10: Zapatas a distinta profundidad
Los entramados horizontales corresponden a elementos estructurales cuya función es recibir y transmitir las cargas permanentes y sobrecargas de uso a los elementos soportantes verticales.
Figura 4.1: Componentes de los entramados horizontales
Donde: Viga: Elemento estructural solicitado por cargas de peso propio y sobrecargas de uso. Se utiliza dispuesto en forma horizontal o inclinada y permite salvar una o varias luces. La viga se diseña en función de las necesidades de resistencia y rigidez. Los requerimientos de resistencia dependen de las cargas que deben soportar, en tanto que las de rigidez van dirigidas a reducir las vibraciones que se originen debido a cargas dinámicas. Viga maestra: Viga principal sobre la cual se apoyan directa o indirectamente otros elementos estructurales. Soporta el conjunto del sistema y transmite las cargas a los muros, columnas o fundaciones. Viga de piso: Elemento que conforma el entramado de piso y soporta las sobrecargas del primer nivel de la vivienda. Viga de entrepiso: Elemento que conforma el entramado de entrepiso, que separa dos niveles de una construcción. La cara superior permite la instalación de la base para el pavimento del nivel siguiente de la vivienda, mientras que la cara inferior permite instalar el material de cielo. Cadeneta: Elemento recto de igual o menor sección que las vigas entre las cuales se instala. Su función es evitar el volcamiento de las vigas y mejorar la transmisión de cargas y sobrecargas. Friso: Pieza de igual escuadría que las vigas, que remata el entramado horizontal por su contorno exterior. Es frontal cuando va perpendicular a las vigas y lateral cuando es paralelo a ellas. Cabezal: Pieza que se coloca para recibir a un mismo nivel las vigas que se cortan para formar una escotilla en un entramado horizontal, como pasadas de escalera o ductos. Diafragma: Placa estructural que se clava al envigado. Permite rigidizar el entramado horizontal.
Las exigencias estructurales, térmicas, acústicas y de resistencia al fuego que señala la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (OGUC) para entramados horizontales de viviendas, se señalan en el punto 1.2 de la presente publicación. El apartado 4.4 de este Capítulo presenta una serie de soluciones constructivas para entramados horizontales que cumplen con las exigencias térmica y de resistencia al fuego que señala la OGUC.
Para la ejecución de los entramados horizontales, en general se debe considerar lo siguiente: Se debe utilizar madera aserrada o cepillada de Pino radiata, seca, impregnada, grado estructural G1 o G2, dependiendo del cálculo estructural. Las escuadrías usualmente utilizadas para resolver entramados de piso y entrepiso, corresponden a piezas de 2 pulgadas de espesor, y 6, 8, 10 y 12 pulgadas de altura. Los espaciamientos entre ejes de las vigas varían entre 40 cm y 60 cm. Se debe verificar mediante cálculo estructural la configuración de entramado horizontal a utilizar en la construcción de una vivienda. El tamaño de las vigas depende de las cargas impuestas, la luz a salvar, el espaciamiento entre elementos, el grado estructural de la madera que se utiliza, y la flecha o deflección que sea aceptable. Como diafragma se pueden utilizar tableros contrachapado u OSB (viruta de madera orientada) de espesor igual o mayor a 15 mm. En toda unión de tope se deben utilizar a lo menos tres clavos para evitar la rotación de las piezas. En el mercado también existen conectores metálicos que permiten resolver este tipo de uniones. Encuentro fundación corrida y envigado de piso Anclaje de la solera basal La solera basal debe ser instalada de manera que quede nivelada. Si el borde superior del sobrecimiento está nivelado, la solera puede ser instalada directamente sobre el muro de fundación, considerando un material sellante de por medio. La cara inferior de la solera basal debe estar por lo menos a 300 mm sobre el nivel del terreno. Se debe incorporar una barrera impermeable (barrera de humedad) entre la solera y el hormigón, para evitar problemas de pudrición por contacto con el agua. Si el borde superior del sobrecimiento no es uniforme o está desnivelado, este se debe picar para formar una superficie rugosa, sobre la cual se aplica un puente adherente y luego un mortero de nivelación. Sobre esta nueva superficie se dispone la solera basal (Figura 4.2). La solera basal debe ser anclada en toda su extensión a la fundación con pernos de anclaje, o con otro tipo de anclaje aceptable. El distanciamiento entre los anclajes depende del diseño de la vivienda. Usualmente se utilizan pernos de anclaje de 3/8 ó 1/2 pulgadas de diámetro.
4.3.1 4.3.1.1 -
Figura 4.2: Anclaje de la solera basal al sobrecimiento corrido 4.3.1.2 Fijación de las vigas de piso a la fundación Las vigas se instalan una vez que la solera basal haya sido nivelada y anclada a la fundación. La solera basal sirve para el apoyo y amarre de las vigas y friso (Figura 4.3). En ningún caso se debe apoyar las vigas directamente sobre el hormigón. Cada viga, incluido el friso lateral, se unen a la solera basal mediante clavos lanceros de 3 ½ pulgadas (Figura 4.3). Se debe clavar el friso a los extremos de cada una de las vigas de piso en forma perpendicular con tres clavos de 4 pulgadas. El friso permite amarrar todo el sistema de vigas, permitiendo que trabajen en conjunto como estructura. Además protege los extremos de las vigas contra la humedad.
Figura 4.3: Fijación de las vigas de piso a la fundación corrida
4.3.1.3 -
Ventilación del envigado de piso La cámara que se forma entre el terreno de fundación y el envigado de piso debe quedar ventilada. Se deben considerar troneras o aberturas que permitan una ventilación transversal con una sección mínima de 20 cm2 por cada metro lineal o 1/200 del área del piso. Las troneras se deben proteger con rejillas para evitar el acceso de insectos y roedores. Se tienen que ubicar a una altura apropiada para evitar la entrada de agua procedente del exterior. La Figura 4.4 muestra alternativas para resolver la ventilación del envigado de piso sobre fundación corrida.
Figura 4.4: Alternativas de ventilación de envigado de piso sobre fundación corrida
Encuentro de poyos de fundación y envigado de piso Se debe anclar la viga maestra a los poyos de fundación por medio de un perno u otro anclaje aceptable (Figuras 4.5.a y 4.6). Las vigas se pueden apoyar en el borde superior de la viga maestra uniéndolas a través de clavos lanceros de 3 ½ pulgadas de largo mínimo (Figura 4.5.b); o se incorporan a la estructura fijándolas a tope con de la viga maestra con tres clavos de 4 pulgadas (Figura 4.6).
Figura 4.5: Vigas de piso instaladas sobre viga maestra fijada a poyos de fundación
Figura 4.6: Vigas de piso instaladas al mismo nivel que la viga maestra fijada a poyos de fundación
Encuentro de solera de amarre y envigado de entrepiso Las vigas de entrepiso se instalan una vez dispuesta la solera de amarre del entramado vertical del nivel inferior. La solera de amarre sirve de apoyo para las vigas de entrepiso y friso (Figura 4.7). Las vigas y el friso se unen a la solera de amarre mediante clavos lanceros de 3 ½ pulgadas. El friso se debe clavar a los extremos de cada una de las vigas de piso en forma perpendicular con tres clavos de 4 pulgadas.
Figura 4.7: Encuentro entre solera de amarre y envigado de entrepiso 4.3.4 Escotillas Para escotillas, tales como caja de escalera o ductos, las vigas de refuerzo deben ser dobles cuando sirvan de apoyo para vigas cabezales de más de 800 mm de largo. El sistema de armado que se utiliza para construir escotillas se observa en la Figura 4.8. Se pueden utilizar conectores tipo “asiento viga” para que sirvan de apoyo a las vigas cabezales de grandes dimensiones y vigas recortadas.
Figura 4.8: Esquema de armado de una escotilla 4.3.5 Arriostramiento Para impedir el volcamiento de las vigas se puede utilizar alguna de las técnicas constructivas que se indican: (a) arriostramiento cruzado (cruz de San Andrés), (b) reforzamiento de las vigas (cadeneta), o (c) listoneado que se aplique directamente al borde inferior del envigado, permitiendo la instalación de una terminación de cielo raso. En caso de que no se utilice una terminación de cielo raso, se debe considerar un sistema de fijación de posiciones intermedias, entre los apoyos de las vigas a una distancia no mayor a 2,1 m. Estos apoyos intermedios pueden ejecutarse con cadenetas de similar sección que las vigas que unen, o arriostramiento cruzado con piezas de 1x3 ó 2x2 pulgadas de sección. Las cadenetas se pueden colocar en línea o traslapadas (Figura 4.9). Para permitir la ventilación del envigado, las cadenetas deben tener altura 25 mm menor que las vigas. Las crucetas se colocan en envigados con más de 140 mm de altura (Figura 4.10). En envigados de alturas menores, la inclinación no es suficiente para tomar las cargas de manera eficiente, por lo que se debe usar cadenetas.
Figura 4.9: Instalación de cadenetas traslapadas en envigado
Figuras 4.10: Instalación de arriostramiento cruzado 4.3.6 Diafragma El diafragma puede estar formado por tableros de madera contrachapada o tableros de hojuelas orientadas (OSB). El espesor del diafragma depende del espaciamiento entre vigas de apoyo y de la carga de uso a la que se someterá a la estructura. La Tabla 4.1 entrega una referencia de los espesores requeridos de los tableros contrachapados y OSB para su uso en pisos y entrepisos, en función del distanciamiento entre vigas. Siempre se debe tener en cuenta las especificaciones del fabricante del tablero para determinar el espesor del diafragma de piso. Las placas deben ser instaladas con su dimensión principal perpendicular a la dirección de las vigas, y con sus uniones alternadas; clavadas o atornilladas cada 150 mm a lo largo de su borde, y cada 300 mm en los puntos intermedios (Figura 4.11). En casos especiales el esquema de clavado o atornillado debe ser verificado por cálculo estructural. La unión de la placa al envigado se resuelve con clavos helicoidales de 2 pulgadas de largo, o tornillos zincados de 6 x 1¼ pulgadas. Estos se deben fijar como mínimo a 10 mm del borde de la placa. Debe haber una separación de 5 mm entre tableros para evitar problemas de deformación. Las uniones entre tableros o placas deben estar apoyadas y fijadas en cadenetas u otro elemento ubicado entre vigas, excepto si sus bordes presentan un sistema de unión machiembrado (Figura 4.12).
Tabla 4.1: Espesor de tableros para su utilización como diafragma horizontal según distanciamiento entre vigas.
Tipo de placa Contrachapado OSB 40 15 mm 15,1 mm Distanciamiento de envigado [cm] 50 60 15 mm 18 mm 15,1 mm 18,3 mm
Figura 4.11: Instalación de placas estructurales como diafragma de piso
Figuras 4.12: Unión entre placas estructurales para piso 4.3.7 Estructura de piso en voladizo Corresponde a las vigas que se proyectan hacia el exterior de los muros perimetrales de la vivienda, más allá de los cimientos o poyos de fundación. La porción del piso en voladizo debe ser estructurada de tal forma que no supere los 400 mm en caso de vigas de 2x8 pulgadas o 600 mm en caso de vigas de dimensiones mayores. Para voladizos de mayor longitud se debe realizar una verificación mediante cálculo estructural. La Figura 4.13 muestra la estructura de un piso en voladizo. Se deben prolongar las vigas de piso colocando refuerzo lateral para soportar la carga de los tabiques (Figura 4.14.a); si la longitud de las vigas no alcanza a cubrir el volado, se puede adosar a las vigas una pieza de igual altura clavadas cara a cara y traslapándolas por lo menos en un tercio de la longitud del voladizo (Figura 4.14.b). Cuando el volado es en sentido perpendicular a las vigas de piso, se ejecuta con viguetas que nacen desde una viga interior del entramado, y que se prolongan hasta el extremo del voladizo. La unión entre las piezas en volado y las vigas del entramado es mediante clavos de cabeza. Se debe reforzar las vigas extremas del voladizo adosando una pieza de similar sección (Figura 4.15)
Figura 4.13: Estructura de piso en voladizo
Figura 4.14: Voladizo en el sentido de las vigas de piso
Figura 4.15: Voladizo perpendicular a las vigas de piso
A continuación se exponen soluciones constructivas para entramados horizontales que cumplen con las exigencias térmica y de resistencia al fuego que señala la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.
Entramado Horizontal Fuego F15 Fuente: Listado Oficial (N°4 F15) Informe de Ensaye: IDIEM N°916.087 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 0 1,24 0,81 2 50 0,57 1,77 Fuente: NCh853 Térmico U [W/m²K] 0,57 Cálculo térmico Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,57 1,77 4 50 0,57 1,77 5 100 0,37 2,72 6 100 0,37 2,72 7 148 0,29 3,49
Nota: - El ensaye al fuego se realizó sin aislante térmico.
Entramado Horizontal Fuego F15 Fuente: Listado Oficial (N°5 F15) Informe de Ensaye: IDIEM N°916.239 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 0 1,19 0,84 2 50 0,55 1,82 Térmico U [W/m²K] 0,55 Fuente: Cálculo térmico NCh853 Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,55 1,82 4 50 0,55 1,82 5 100 0,36 2,81 6 100 0,36 2,81 7 150 0,26 3,79
Entramado Horizontal Fuego F15 Fuente: Listado Oficial (N°6 F15) Informe de Ensaye: IDIEM N°916.240 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 0 1,23 0,81 2 50 0,55 1,80 Térmico U [W/m²K] 0,55 Fuente: Cálculo térmico NCh853 Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,55 1,80 4 50 0,55 1,80 5 100 0,36 2,79 6 100 0,36 2,79 7 150 0,26 3,77
Entramado Horizontal Fuego F60 Fuente: Listado Oficial (N°1 F60) Informe de Ensaye: IDIEM N°240.718 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 0 0,72 1,39 2 0 0,72 1,39 Fuente: NCh853 Térmico U [W/m²K] 0,40 Cálculo térmico Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,40 2,50 4 50 0,40 2,50 5 50 0,40 2,50 6 100 0,28 3,61 7 100 0,28 3,61
Entramado Horizontal Fuego F60 Fuente: Listado Oficial (N°2 F60) Informe de Ensaye: IDIEM N°223.937 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 0,48 2,08 2 50 0,48 2,08 Térmico U [W/m²K] 0,48 Fuente: Cálculo térmico NCh853 Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,48 2,08 4 50 0,48 2,08 5 50 0,48 2,08 6 100 0,31 3,21 7 100 0,31 3,21
Nota: - El ensaye al fuego se realizó con 50mm de aislante térmico. - El conjunto está unido con clavos.
Entramado Horizontal Fuego F60 Fuente: Listado Oficial (N°3 F60) Informe de Ensaye: IDIEM N°217.987 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 0 0,81 1,24 2 0 0,81 1,24 Térmico U [W/m²K] 0,45 Fuente: Cálculo térmico NCh853 Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,45 2,23 4 50 0,45 2,23 5 50 0,45 2,23 6 100 0,31 3,22 7 100 0,31 3,22
Nota: - Todo el conjunto está unido por tornillos y las juntas van selladas. - El tapacán es de madera contrachapada. - La solera entre tapacán y viga es de pino radiata.
Los entramados verticales corresponden a elementos estructurales cuya función es recibir y transmitir a las fundaciones las cargas estáticas (peso de la estructura y sobrecarga) y dinámicas (cargas de sismos y vientos) de la vivienda. También se conocen como tabiques soportantes o muros estructurales (Figura 5.1).
Figura 5.1: Componentes de un entramado vertical Donde: Solera basal: Pieza horizontal anclada a la fundación, sobre el cual se levanta el muro. También se conoce como durmiente o solera de montaje. Solera inferior: Pieza inferior que funciona como elemento de unión del entramado del tabique. Recibe a los pies derechos, y se fija a la plataforma. Pie derecho: Pieza dispuesta en forma vertical que transmite las cargas provenientes de la techumbre y/o entrepiso, además de soportar los materiales de recubrimiento. Están apoyados en la solera inferior y sirven de apoyo a la solera superior. También se conoce como montante. Solera superior: Pieza superior del muro que funciona como elemento de unión del entramado y distribuye las cargas que recibe de la techumbre y/o entrepiso.
Solera de amarre: Pieza horizontal continua, ubicada sobre la solera superior de los tabiques, proporcionando un amarre a todo el sistema de entramados verticales. Cornijal: Pie derecho que forma la esquina del tabique. Jamba: Pieza soportante vertical que refuerza y conforma lateralmente al vano. Dintel: Pieza horizontal o conjunto de elementos que permite salvar la luz de un vano. Alfeizar: Pieza horizontal inferior soportante del vano de la ventana. Muchacho: Pieza vertical soportante ubicada entre el alfeizar y la solera inferior. Puntal: Pieza vertical ubicada entre el dintel y la solera superior. Diafragma: Placa estructural que permite arriostrar el tabique, transmitiendo a las fundaciones las cargas de viento y sismo.
Las exigencias estructurales, térmicas, acústicas y de resistencia al fuego que señala la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (OGUC) para entramados verticales de viviendas, se señalan en el punto 1.2 de la presente publicación. El apartado 5.4 de este Capítulo presenta una serie de soluciones constructivas para muros que cumplen con las exigencias térmica, acústica y de resistencia al fuego que señala la OGUC.
Para la construcción de tabiques soportantes, en general se debe considerar lo siguiente: Se debe utilizar madera aserrada o cepillada de Pino radiata, seca, impregnada, grado estructural G2. Las escuadrías usualmente utilizadas para configurar entramados verticales en viviendas de hasta dos pisos más mansarda, corresponden a piezas de 2x3 y 2x4 pulgadas. Los espaciamientos entre pies derechos varían entre 40 cm y 60 cm, dependiendo de la carga que soportan y de las limitaciones impuestas por el tipo y espesor del tablero estructural que se emplee como diafragma.
Como diafragma se pueden utilizar tableros contrachapado u OSB (viruta de madera orientada) de espesor igual o mayor a 9,5 mm. El diafragma permite arriostrar en forma eficiente los entramados, por lo que no es necesario el uso de diagonales u otros sistemas de rigidización. En toda unión de tope se debe usar al menos dos clavos para evitar la rotación de las piezas. Las soleras y el resto de los componentes de los tabiques, deben ser de la misma escuadría que los pies derechos, para optimizar el uso de material. Unión de Pies derechos y soleras Los pies derechos deben ir con su cara menor hacia los revestimientos para resistir mejor las cargas de viento y sismo. Los pies derechos se unen a las soleras inferior y superior mediante dos clavos de cabeza (Figura 5.2.a), o dos clavos lanceros a 30° de la vertical (Figura 5.2.b). El largo mínimo de los clavos debe ser de 3 ½ pulgadas.
(a) Figura 5.2: Clavado de pie derecho a solera.
Diafragma Las placas estructurales (contrachapados u OSB) generalmente se instalan en forma vertical. También se pueden disponer en forma horizontal, cuidando que las juntas verticales se alternen (Figura 5.3). Estos materiales permiten una fácil y rápida conformación del diafragma. El espesor de la placa estructural depende del espaciamiento entre pies derechos. Para una modulación de pies derechos cada 400 mm, se sugiere usar un espesor mínimo de 9,5 mm. Para una modulación cada 600 mm, se utiliza un espesor mínimo de 11 mm. Siempre se debe tener en cuenta las especificaciones del fabricante de la placa para determinar el espesor del diafragma. La unión de los tableros estructurales con el entramado de madera se materializa mediante clavos helicoidales de 2 pulgadas de largo, o tornillos zincados de 6 x 1¼ pulgadas. Estos son ubicados cada 100 mm en el perímetro de la placa y cada 200 mm en los apoyos intermedios. Se deben fijar como mínimo a 10 mm del borde del tablero. Debe haber una separación de 2 a 3 mm entre tableros para evitar problemas de deformación (Figura 5.3).
Figura 5.3: Instalación de placas o tableros estructurales en tabique soportante
5.3.3 -
Encuentro de sobrecimiento corrido con radier y muro estructural La solera basal y la solera inferior se fijan al sobrecimiento por medio de pernos de anclaje de 3/8 ó 1/2 pulgadas de diámetro. Se debe incorporar una barrera de humedad (material impermeable al paso del agua) entre la solera basal y el hormigón, para evitar problemas de pudrición por contacto con el agua (Figura 5.4). Se debe proteger la estructura de madera de la penetración del agua lluvia mediante técnicas de protección, tales como: (a) sellado por medio de la continuación de la barrera de humedad y revestimiento exterior, más abajo del sobrecimiento (Figura 5.5.a); o (b) sobrecimiento con rebaje y la instalación de un botagua de latón que cubra la solera basal y permita el escurrimiento del agua (Figura 5.5.b).
Figura 5.4: Encuentro de fundación con sobrecimiento corrido y muro estructural
Figura 5.5: Protección de solera basal contra la penetración del agua lluvia 5.3.4 Encuentro de envigado y muro estructural La solera inferior se clava al friso, con el diafragma horizontal de por medio, con clavos de 3 ½ pulgadas cada 400 mm entre centros. El detalle del encuentro entre el muro estructural y envigado sobre fundación corrida; y muro estructural y envigado sobre poyos de fundación, se observan en las Figuras 5.6 y 5.7 respectivamente. Se debe proteger la estructura de madera de la penetración del agua lluvia mediante técnicas de protección, tales como: (a) sellado por medio de la continuación de la barrera de humedad y revestimiento exterior más abajo que el sobrecimiento o poyo de fundación (Figuras 5.8.a y 5.9.a); o (b) la instalación de un botagua de latón que cubra la solera basal y permita el escurrimiento del agua (Figuras 5.8.b y 5.9.b).
Figura 5.6: Encuentro de sobrecimiento corrido y envigado de piso con muro estructural
Figura 5.7: Encuentro de poyos de fundación y envigado de piso con tabique soportante
Figura 5.8: Protección contra la penetración del agua lluvia de la solera base en encuentro con envigado sobre fundación corrida
Figura 5.9: Protección contra la penetración del agua lluvia de la solera base en encuentro con envigado sobre poyos de fundación
5.3.5 5.3.5.1 -
Encuentro entre tabiques Esquina o unión L Requiere de adecuadas uniones clavadas entre los entramados, utilizando clavos de 3 pulgadas de largo mínimo. Se debe proporcionar una buena base de apoyo para la correcta fijación de los revestimientos interiores y exteriores en el encuentro. La Figura 5.10 expone tres soluciones de disposición de los pies derechos para resolver este tipo de encuentro.
Figura 5.10: Disposición de pies derechos en encuentro entre tabiques tipo L
5.3.5.2 -
Unión T En este tipo de encuentro se requiere duplicar los pies derechos y colocar una separación adecuada para poder fijar el revestimiento interior en todo su alto. En la Figura 5.11 se observan tres soluciones para disponer los pies derechos en encuentro entre tabiques tipo “T”.
Figura 5.11: Disposición de pies derechos en encuentro entre tabiques tipo T
5.3.6 -
Amarre superior del tabique Para que la solera superior y la solera de amarre trabajen de manera conjunta y eficiente, se requiere que las uniones no coincidan, sino que se traslapen como mínimo 30 cm, y que estén clavadas entre sí. Los clavos deben ser como mínimo de 3 pulgadas de largo, alternados cada 15 cm entre sí (Figura 5.12). La Figura 5.13 indica el traslape que debe seguir la solera de amarre para lograr un sistema estructural unitario en diferentes tipos de encuentro entre tabiques.
Figura 5.12: Instalación de la solera de amarre
Figura 5.13: Traslape de solera de amarre en diferentes tipos de encuentro entre tabiques
5.3.7 5.3.7.1 -
Formación de vanos Dinteles Los vanos se deben adaptar a la modulación de los pies derechos. En vanos superiores a 80 cm, la solera superior se refuerza mediante la instalación de puntales y se mejora el apoyo del dintel mediante jambas. También se recomienda el uso de dintel macizo. Los detalles se observan en la Figura 5.14.
Figura 5.14: Refuerzos y apoyos para dinteles
5.3.7.2 -
Alfeizares Se requiere que las jambas que soportan el dintel sean de una sola pieza hasta la solera inferior. Se debe reforzar el alfeizar para luces de vano mayor o igual a 80 cm mediante la instalación de muchachos, tal como se ilustra en la Figura 5.15.
Figura 5.15: Refuerzo de alfeizar para luces de vano mayor a 80 cm
A continuación se exponen soluciones constructivas para entramados verticales que cumplen con las exigencias térmica, acústica y de resistencia al fuego que señala la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.
Entramado Vertical Fuego F60 Fuente: Listado Oficial (N°1) Informe de Ensaye: IDIEM N°246.019 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 0,53 1,87 2 50 0,53 1,87 Térmico U [W/m²K] 0,53 Acústico 45dB(A)
Fuente: Cálculo térmico Fuente: Listado Oficial NCh853 (2-C5)
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,53 1,87 4 50 0,53 1,87 5 50 0,53 1,87 6 50 0,53 1,87 7 50 0,53 1,87
Nota: - En cada estructura de madera lleva solera inferior y superior y dos cadenetas de 2 x 3”.
Entramado Vertical Fuego F60 Fuente: Listado Oficial (N°14) Informe de Ensaye: IDIEM N°525.547 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 0,59 1,68 2 50 0,59 1,68 Térmico U [W/m²K] 0,59 Fuente: Cálculo térmico Fuente: NCh853 Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 50 0,59 1,68 4 50 0,59 1,68 5 50 0,59 1,68 6 50 0,59 1,68 7 50 0,59 1,68
Nota: - La estructura de madera lleva solera inferior y superior más tres corridas de cadeneta distanciadas 60cm horizontalmente. - Las juntas del traslape de las planchas de yeso cartón están tratadas con cinta de celulosa y pasta a base de yeso.
Entramado Vertical Fuego Fuente: Informe de Ensaye: Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 100 0,36 2,81 Térmico U [W/m²K] 0,36 Acústico 47dB(A)
Fuente: Cálculo térmico Fuente: Listado Oficial (1-C5.1) NCh853 Comportamiento térmico por zona 2 100 0,36 2,81 3 100 0,36 2,81 4 100 0,36 2,81 5 100 0,36 2,81 6 100 0,36 2,81 7 100 0,36 2,81
Entramado Vertical Fuego Fuente: Informe de Ensaye: Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 100 0,35 2,86 Térmico U [W/m²K] 0,35 Acústico 49dB(A)
Fuente: Cálculo térmico Fuente: Listado Oficial (1-C5.2) NCh853 Comportamiento térmico por zona 2 100 0,35 2,86 3 100 0,35 2,86 4 100 0,35 2,86 5 100 0,35 2,86 6 100 0,35 2,86 7 100 0,35 2,86
Nota: - Solera inferior y superior selladas con espuma poliuretano y Sikaflex A1 Plus.
Entramado Vertical Fuego Fuente: Informe de Ensaye: Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 60 0,59 1,70 Térmico U [W/m²K] 0,59 Acústico 45dB(A)
Fuente: Cálculo térmico Fuente: Listado Oficial (1-C6) NCh853 Comportamiento térmico por zona 2 60 0,59 1,70 3 60 0,59 1,70 4 60 0,59 1,70 5 60 0,59 1,70 6 60 0,59 1,70 7 60 0,59 1,70
Nota: - Todas las planchas están fijadas a la estructura de madera con clavos distanciados a 25cm aprox. - La estructura de madera lleva solera inferior y superior de 1½” x 70mm.
Entramado Vertical Fuego F15 Fuente: Listado Oficial (N°17) Informe de N°266.391 Ensaye: Fuente: IDIEM NCh853 Térmico U [W/m²K] 0,63 Cálculo térmico Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 2 50 3 50 4 50 5 50 6 50 7 75
Nota: - Estructura de madera lleva solera inferior y superior. -Todo el conjunto está clavado a la estructura de madera.
Entramado Vertical Fuego F15 Fuente: Listado Oficial (N°18) Informe de N°266.391-2 Ensaye: Térmico U [W/m²K] 0,74 Fuente: Cálculo IDIEM NCh853 térmico Fuente: Acústico
Comportamiento térmico por zona Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 40 0,74 1,34 2 40 0,74 1,34 3 40 0,74 1,34 4 40 0,74 1,34 5 40 0,74 1,34 6 40 0,74 1,34 7 65 0,58 1,72
Entramado Vertical Fuego F30 Fuente: Listado Oficial (N°6) Informe de Ensaye: IDIEM N°254.631 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 0,54 1,85 Térmico U [W/m²K] 0,54 Fuente: Cálculo térmico Fuente: NCh853 Acústico
Comportamiento térmico por zona 2 50 0,54 1,85 3 50 0,54 1,85 4 50 0,54 1,85 5 50 0,54 1,85 6 50 0,54 1,85 7 50 0,54 1,85
Nota: - Estructura de madera lleva 2 cadenetas más solera inferior y superior. -Todo el conjunto está clavado a la estructura de madera.
Entramado Vertical Fuego F30 Fuente: Listado Oficial (N°14) Informe de Ensaye: IDIEM N°374.721 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 0,59 1,68 2 50 0,59 1,68 Térmico U [W/m²K] 0,59 Fuente: Cálculo Fuente: térmico NCh853 Acústico
La techumbre es la estructura que transmite a los muros estructurales cargas permanentes y sobrecargas de uso, nieve, viento y sismo. Además, tiene como función recibir la cubierta que protege la vivienda del medio ambiente (Figura 6.1). 6.1 Componentes
Figura 6.1: Partes de la techumbre
Donde: Cumbrera: Es el encuentro superior horizontal de la cubierta. Limahoya: Es la arista que se conforma en un encuentro de cubierta con aguas entrantes. Agua o faldón: Plano inclinado de la techumbre que queda revestido por la cubierta. Cercha: Estructura plana de forma triangular que transmite las cargas desde la cubierta de techumbre a los muros estructurales. Diafragma: Placa estructural que arriostra la techumbre. Normalmente se ubica sobre las costaneras. Costanera: Pieza horizontal ubicada sobre la estructura de techumbre, que soporta la cubierta. Frontón: Remate triangular en la fachada o pórtico, formado por las aguas de la cubierta. Se coloca también encima de puertas y ventanas. Quilla: Viga horizontal ubicada en la parte más alta de la techumbre. 6.1.1 Cercha
La manera más usual para resolver la construcción de la techumbre es mediante el uso de cerchas, que corresponden a estructuras reticulares planas cuya forma básica es el triángulo. Una cercha está compuesta por elementos o barras, según la descripción de la Figura 6.2. Las cerchas proveen en un solo paso una superficie de apoyo para la cubierta de techo y para el material de terminación de cielo raso, además de un espacio para instalar la aislación térmica. Las cerchas prefabricadas permiten economizar materiales y cubrir una vivienda con rapidez.
Figura 6.2: Partes de la cercha
Tirante o cordón inferior: Es la pieza inferior de la cercha. Par o cordón superior: Son las piezas que conforman la parte superior inclinada de la cercha. También se les llama tijeral. Pendolón: Pieza o barra vertical de la cercha que une el encuentro de los pares con el tirante. Diagonales: Elementos que unen en forma diagonal el tirante con el par. Montante: Barra vertical de la cercha que une el par con el tirante. 6.1.2 Tijeral
El tijeral corresponde a vigas inclinadas que estructuran la techumbre. La Figura 6.3 muestra tipos de tijerales.
Figura 6.3: Tipos de tijerales 6.2 Exigencias normativas
Las exigencias estructurales, térmicas y de resistencia al fuego que señala la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (OGUC) para techumbre de viviendas, se señalan en el apartado 1.2 de la presente publicación. El apartado 6.4 de este Capítulo presenta una serie de soluciones constructivas para techumbre que cumplen las exigencias térmica y de resistencia al fuego que señala la OGUC.
6.3 6.3.1 -
Detalles constructivos Armado e instalación de cerchas En la mayoría de los casos las cerchas se diseñan para salvar la luz total entre muros perimetrales de la vivienda, sin apoyos intermedios. Algunos tipos de cercha que se utilizan para resolver la estructura de techumbre se observan en la Figura 6.4. Las cerchas con una luz menor a 6 m se arman con piezas de 2 pulgadas de espesor y 4, 5, ó 6 pulgadas de altura; y cuando las cerchas son de sección doble se utilizan piezas de 1 pulgada de espesor y 4, 5 ó 6 pulgadas de altura. El espaciamiento entre cerchas es de 60 cm, pero puede variar según las especificaciones del proyecto. Siempre se debe verificar estructuralmente el comportamiento de una cercha bajo las condiciones de carga del lugar de emplazamiento.
Figura 6.4: Tipos de cercha
Las uniones de las barras de una cercha se deben diseñar según la magnitud y dirección de las fuerzas que actúan en cada nudo. El Capítulo de “Uniones en la madera estructural” de la norma NCh 1198, establece los procedimientos de cálculo para resolver las uniones de los elementos de una cercha. Las uniones de las cerchas de sección simple o con elementos en el mismo plano se pueden resolver con pernos, tirafondos, placa apernadas o con placas dentadas (Figura 6.5). Las uniones de cerchas de sección compuesta o con elementos dobles se pueden resolver con clavos, tornillos o pernos (Figura 6.6).
Figura 6.5: Unión de elementos de una cercha de sección simple
Figura 6.6: Unión de elementos de una cercha de sección compuesta
La unión entre el muro estructural y la cercha debe ser diseñada para soportar tensiones de tracción debido a la succión que ejerce el viento sobre la estructura, la que tiende a levantar la techumbre. Para resolver este encuentro, se requiere de uniones con conectores metálicos clavados o atornillados, o uniones apernadas que unen el tirante de la cercha con la solera de amarre del muro (Figura 6.7). Una vez que todas las cerchas quedan alineadas y a plomo, se debe ejecutar un arriostramiento permanente entre ellas. El arriostramiento se ejecuta en el plano del cordón superior, alma y cordón inferior (Figura 6.8).
Figura 6.7: Unión entre muro estructural y techumbre
Figura 6.8: Arriostramiento permanente de cerchas
Armado e instalación de tijerales El tijeral corresponde a la utilización de vigas inclinadas que resuelven la estructura de techumbre. Para luces menores a 6 m, se utilizan piezas de 2 pulgadas de espesor y 6 u 8 pulgadas de altura. La unión de las vigas inclinadas en la cumbrera de la techumbre se resuelve uniendo las dos piezas a tope, las cuales descansan en la quilla, que corresponde a una viga de 2x6 pulgadas de sección (Figura 6.9). La fijación de este encuentro se realiza mediante clavos de cabeza de 4 pulgadas de largo. El encuentro entre el tijeral y el muro soportante se resuelve con un rebaje en 90°, tomando la forma de la solera de amarre y cuidando que el rebaje no llegue al eje central de la viga inclinada (ver Figura 6.9). Para la fijación se aplican clavos lanceros de 4 pulgadas. La manera más eficiente de arriostrar una estructura de techumbre con tijerales es mediante la utilización de placas estructurales (contrachapado u OSB).
Figura 6.9: Unión tijeral tabique y viga
Costaneras Las costaneras son las encargadas de salvar la luz entre los cordones superiores de las cerchas o tijerales y sirven de apoyo al material de cubierta de la techumbre. Generalmente se utilizan piezas de 2x2 pulgadas. Se ubican sobre los pares o tijerales (Figura 6.10.a), o sobre el diafragma (Figura 6.10.b). Se fijan a la estructura de techumbre mediante clavos de cabeza de 3 ½ pulgadas de largo. Para evitar el volcamiento de las costaneras se utilizan tacos en los puntos de fijación con los pares o tijerales (6.10.a).
(b) Figura 6.10: Fijación de costaneras
Diafragma La formación de un diafragma a través de la instalación de placas contrachapas u OSB sobre los pares o tijerales, permite arriostrar la estructura de techumbre. Además puede servir de base para la instalación de la cubierta. El arriostramiento que otorgan las placas estructurales evita la instalación de diagonales en el plano de los pares o tijerales. Las placas deben ser instaladas con su dimensión principal perpendicular a la dirección de los apoyos (pares, tijerales o costaneras) y con sus uniones alternadas; clavadas o atornilladas a lo largo de su borde cada 150 mm, y cada 300 mm en los puntos intermedios. La unión de la placa al envigado se resuelve con clavos helicoidales de 2 pulgadas de largo o tornillos zincados de 6 x 1¼ pulgadas. Estos se deben fijar como mínimo a 10 mm del borde de la placa (Figura 6.11). El espesor del diafragma depende del espaciamiento entre apoyos. La Tabla 6.1 entrega una referencia de los espesores requeridos de los tableros contrachapados y OSB para su uso en techumbre. Siempre se debe tener en cuenta las especificaciones del fabricante del tablero para determinar el espesor del diafragma. Las uniones entre las placas deben estar apoyadas y fijadas en cadenetas de 2 pulgadas de espesor como mínimo. Debe haber una separación de 2 a 3 mm entre tableros para evitar problemas de deformación.
Tabla 6.1: Espesor de tableros para su utilización como diafragma en techumbre según distanciamiento entre apoyos
Tipo de placa Contrachapado OSB 40 11 mm 11 mm Distanciamiento entre apoyos [cm] 60 11 mm 11 mm 100 15 mm 15 mm 120 15 mm 18 mm
Figura 6.11: Colocación del diafragma de techumbre 6.3.5 Aleros Los aleros son la prolongación de las aguas de la techumbre, los cuales permiten la protección perimetral de la vivienda contra las condiciones climáticas, principalmente lluvia y radiación solar. La estructuración de un alero se puede resolver de las siguientes formas (Figura 6.12): (a). El par o tijeral se proyecta fuera del muro perimetral para conformar una estructura secundaria. Con esta solución se puede obtener un alero de entre 60 a 120 cm. (b). El par o tijeral simplemente se proyecta fuera del muro perimetral para formar un alero hasta 60 cm. (c). La cercha es retirada del plano del muro perimetral y se apoya en un punto distinto de la unión entre el tirante y el par, requiriendo un taco de apoyo. Con esta solución se puede obtener un alero de hasta 60 cm. (d). El tirante se proyecta fuera del muro perimetral para formar un alero de hasta 30 cm.
Figura 6.12: Tipos básicos de conformación de aleros
6.3.6 -
Ventilación de la techumbre Es necesario ventilar los espacios entre el cielo raso y la cubierta de la techumbre para evitar problemas de humedad en la estructura. Un método común que permite la ventilación del entretecho es la instalación de aberturas en los aleros (Figura 6.13). El movimiento de aire a través de estas aberturas depende principalmente de la dirección del viento, por lo que este tipo de ventilación es más efectivo cuando se combina con aberturas en la zona alta de la techumbre, ya sea en la cumbrera (Figura 6.14) o en el frontón (Figura 6.15). Algunas alternativas para generar ventilación a través de los aleros se pueden observar en la Figura 6.16.
Figura 6.13: Ventilación de los aleros
Figura 6.14: Ventilación de cumbrera
Figura 6.15: Ventilación de frontón
Figura 6.16: Alternativas de ventilación de alero
A continuación se exponen soluciones constructivas para techumbre que cumplen con las exigencias térmica y de resistencia al fuego que señala la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones.
Techumbre Fuego F15 Fuente: Listado Oficial (N°1) Informe de Ensaye: IDIEM N°241.921 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 0,70 1,44 Térmico U [W/m²K] 0,70 Fuente: Cálculo térmico Fuente: NCh853 Acústico
Comportamiento térmico por zona 2 60 0,6 1,67 3 80 0,46 2,15 4 100 0,38 2,63 5 120 0,32 3,1 6 140 0,28 3,58 7 160 0,25 4,06
Nota: - El ensaye al fuego se realizó con 50mm de aislante térmico. - La altura de la cercha es de 1,1m. - El aislante lleva papel en una de sus caras.
Techumbre Fuego F15 Fuente: Listado Oficial (N°45) Térmico U [W/m²K] 0,38 Acústico
Fuente: Cálculo térmico Fuente: Informe de Ensaye: IDIEM N°914.703 NCh853 Comportamiento térmico por zona Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 100 0,38 2,6 2 100 0,38 2,6 3 100 0,38 2,6 4 100 0,38 2,6 5 120 0,33 3,1 6 140 0,28 3,6 7 160 0,25 4,0
Nota: - La plancha de zinc se fija con tornillo de 2½” x 12 zincado con golilla diamantada y fieltro. - La plancha de volcanita se fija con tornillo N°6 x 1¼”, puta fina y rosca gruesa. Los tornillos están distanciados a 15cm por el perímetro y a 20cm por el interior. - El ensaye al fuego se realizó con 100mm de aislante térmico.
Techumbre Fuego F30 Fuente: Listado Oficial (N°4) Informe de Ensaye: IDIEM N°244.775 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 160 0,25 4,0 Térmico U [W/m²K] 0,25 Fuente: Cálculo Fuente: térmico NCh853 Acústico
Comportamiento térmico por zona 2 160 0,25 4,0 3 160 0,25 4,0 4 160 0,25 4,0 5 160 0,25 4,0 6 160 0,25 4,0 7 160 0,25 4,0
Nota: - La estructura de madera lleva cumbrera metálica tipo C de 100x50x0,4mm. - El tapacán es de yeso cartón RF Volcanita de 12,5mm. - Altura de cercha 1,1m
Techumbre Fuego F30 Fuente: Listado Oficial (N°8) Informe de Ensaye: IDIEM N°221.528 Zona climática Espesor del aislante [mm] Transmitancia térmica U [W/m²K] Resistencia térmica Rt[m²K/W] 1 50 0,65 1,54 2 100 0,35 2,82 Térmico U [W/m²K] 0,65 Fuente: Cálculo Fuente: térmico NCh853 Acústico
Comportamiento térmico por zona 3 100 0,35 2,82 4 100 0,35 2,82 5 150 0,24 4,11 6 150 0,24 4,11 7 150 0,24 4,11
Nota: - El ensaye al fuego se realizó con 50mm de aislante térmico. - Altura de cercha 2,0m.
La puerta es un elemento constructivo que regula el cierre de un vano transitable, conformada por un marco, una hoja y herrajes. El marco es un elemento fijo adosado a la obra gruesa, que puede abarcar de manera parcial o total el ancho del muro. La Figura 7.1 muestra el marco de una puerta adosado a la estructura de la vivienda. La hoja, que corresponde al elemento móvil de una puerta (Figura 7.2), se une al marco por medio de bisagras (Figura 7.3).
Figura 7.1: Marco de una puerta adosado a la estructura
Figura 7.2: Hoja de una puerta
Figura 7.3: Instalación de bisagra
En cuanto a las puertas de casas habitacionales unifamiliares, la OGUC señala lo siguiente: Estarán exentas de cumplir exigencias acústicas (Título 4, Capítulo 1). No tienen exigencias térmicas, con excepción de las puertas vidriadas, las cuales deben considerarse como superficie de ventana en la parte correspondiente al vidrio (Título 4, Capitulo 1). La OGUC no señala exigencias de dimensiones ni resistencia al fuego para las puertas de casas habitacionales.
Las ventanas son elementos formados por la estructura y vidrios que permiten regular el cierre de un vano, que generalmente no es transitable. La función principal de las ventanas es proporcionar luz natural al interior y ventilación a los recintos interiores de la vivienda. Existen diferentes tipos de ventanas, tal como se observa en la Figura 7.4.
Figura 7.4: Tipos comunes de ventanas
En general, las ventanas se instalan una vez terminadas la estructura de la vivienda y la cubierta de techumbre. Antes de instalar las ventanas es importante familiarizarse con las instrucciones del fabricante. Las ventanas deben ser colocadas verticalmente con aplomo y niveladas dentro de las aberturas de obra gruesa mediante la utilización de cuñas. Se debe sellar el espacio entre el marco y el vano de la ventana con poliuretano u otro material sellante para evitar problemas de aislación térmica y filtraciones de aire (Figura 7.5).
Figura 7.5: Instalación de una ventana
El Artículo 4.1.10 de la OGUC señala una exigencia de porcentaje máximo de superficie de ventanas respecto a los paramentos verticales de la vivienda, según la zona térmica de emplazamiento (Tabla 7.1). Tabla 7.1: Porcentaje máximo de superficie de ventanas según zona térmica
Zona Térmica Ventanas Porcentaje máximo de superficie vidriada respecto a paramentos verticales de la envolvente Vidrio monolítico 1 2 3 4 5 6 50% 40% 25% 21% 18% 14% Doble vidriado hermético (DVH) 3,6 W/m2K ≥ U > 2,4 W/m2K 60% 60% 60% 60% 51% 37% 28% U ≤ 2,4 W/m2K 80% 80% 80% 75% 70% 55% 37%
7 12% Fuente: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones
Las escaleras siempre deben ser diseñadas para brindar seguridad, una altura libre adecuada y un espacio suficiente para el paso de muebles. Las escaleras se construyen para brindar facilidad de acceso y comodidad, además de ser un elemento arquitectónico importante. Las partes de una escalera se detallan en la Figura 8.1. Las escaleras pueden ser de tramo recto, continuo, sin descanso intermedio, o en dos o más tramos que cambian de dirección. La práctica más segura es proveer de una zona de descanso en cualquier cambio de dirección. El largo y ancho del descanso no puede ser menor que el ancho de la caja de escalera, siendo este último de 700 mm como mínimo, sin considerar pasamanos. Lo primero que se debe determinar en la construcción de una escalera es su ubicación al interior de la vivienda (Figura 8.2). El paso siguiente es determinar la altura de los escalones (contrahuella) y huella (Figura 8.3). Otras consideraciones para el diseño de una escalera para vivienda son las que se observan en la Figura 8.4.
Figura 8.1: Partes de una escalera
Figura 8.2: Tipos de escalera
Figura 8.3: Dimensiones de escalones
Figura 8.4: diseño de una escalera
Exigencias normativas La OGUC no señala exigencias acústicas para las escaleras de viviendas unifamiliares. Los planos inclinados inferiores de escaleras o rampas que estén en contacto con el exterior se considerarán como piso ventilado, por lo que está sujeto a la exigencia térmica que se señala en el apartado 1.2.3 de la presente publicación. Los requisitos de resistencia al fuego se describen en el apartado 1.2.4 de la presente Guía.
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