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2 Madera Estructural 1
2 Madera Estructural 1
2 Madera Estructural 1
La madera en la
construcción
TEMA 2:
MADERA ESTRUCTURAL
MADERA ESTRUCTURAL ................................................................................................................ 1
Madera aserrada ....................................................................................................................... 1
Madera maciza encolada .......................................................................................................... 3
Madera laminada encolada....................................................................................................... 4
Madera microlaminada (LVL) .................................................................................................... 6
Entramado ligero....................................................................................................................... 6
Entramado pesado .................................................................................................................... 8
Vigas de madera laminada encolada ........................................................................................ 9
Pilares de madera laminada encolada .................................................................................... 10
Uniones en estructuras de madera ......................................................................................... 10
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 13
MÓDULO III: LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN
MADERA ESTRUCTURAL
La madera estructural es aquella que se usa específicamente para uso en estructuras y, por
tanto, necesita ciertas propiedades mecánicas que permitan su uso. En la construcción con
madera se utilizan diversos productos derivados de la misma con empleo estructural. Los
productos más usuales son los siguientes:
- Madera en rollo.
- Madera aserrada.
- Madera empalmada.
- Madera maciza encolada.
- Madera laminada encolada.
- Madera microlaminada.
- Madera reconstituida.
- Tableros derivados de la madera.
- Paneles contralaminados.
- Viguetas prefabricadas.
- Paneles sándwich.
- Paneles portantes.
Madera aserrada
Constituye el producto básico para la construcción con madera y se obtiene por aserrado del
tronco. Se clasifican estructuralmente por clasificación visual o por clasificación mecánica.
En los sistemas de entramado ligero, la madera constituye las viguetas de forjado con luces que
no suelen superar los 4,5 m, los pies derechos de los muros entramados y las armaduras de la
cubierta, que pueden alcanzar vanos de 12 a 16 m. En estos casos, la sección de las piezas tiene
gruesos muy reducidos y no quedan vistas por encontrarse protegidas del fuego por otros
materiales.
En los sistemas mixtos con muros de carga de fábrica de ladrillo o piedra normalmente la
madera forma la estructura de los forjados y las armaduras de la cubierta utilizando secciones
de mayor grueso (generalmente mayores de 100 mm) y, por lo general, sin necesidad de
revestimientos protectores frente al fuego.
En principio, cualquier especie se puede utilizar como material estructural si se conocen sus
propiedades mecánicas, pero en la práctica, el número de las habituales es más reducido. Las
principales especies españolas utilizadas en la actualidad o en el pasado en estructuras de
madera son: pino silvestre, pino laricio, pino pinaster, pino radiata, castaño, roble, chopo y
eucalipto.
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MÓDULO III: LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN
Ilustración 1: Nomenclatura de las piezas de madera aserrada. Fuente: Guía de la madera (II), AITIM
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MÓDULO III: LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN
Especies frondosas
D18 D24 D30 D35 D40 D50 D60 D70
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Propiedades resistentes en N/mm
Flexión fm,k 18 24 30 35 40 50 60 70
Tracción paralela ft,0,k 11 14 18 21 24 30 36 42
Tracción perpend. ft,90,k 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Compresión paralela fc,0,k 18 22 23 25 26 29 32 34
Compresión perpend. fc,90,k 4,8 4,9 5,3 5,4 5,5 6,2 10,5 12,0
Cortante fv,k 3,5 3,7 3,9 4,1 4,2 4,5 4,8 5,0
2
Propiedades de rigidez en kN/mm
M. elast. paralelo med. E0,mean 9,5 10 11 12 13 14 17 20
M. elast. paralelo 5ᵒ p. E0,05 8,0 8,4 9,2 10,1 10,9 11,8 14,3 16,8
M. elast. perp. Med. E90,mean 0,63 0,67 0,73 0,80 0,87 0,93 1,13 1,33
M. de cortante medio Gmean 0,59 0,63 0,69 0,75 0,81 0,88 1,06 1,25
3
Densidad en kg/m
Densidad caract. ρk 475 485 530 540 550 620 700 900
Densidad media ρmean 570 580 640 650 660 740 840 960
Este producto comparte los usos estructurales con la madera aserrada y con la madera
laminada encolada en luces pequeñas y medias. Principalmente se emplea como vigas, viguetas,
pares y correas en viviendas y edificios de luces reducidas. Presentan la ventaja de permitir
luces y escuadrías mayores que la madera aserrada. También suelen ser utilizadas para la
fabricación de armaduras de cubierta aprovechando sus mayores longitudes.
Las especies más empleadas son: el abeto o falso abeto, pino silvestre, abeto blanco, pino laricio
y pino Oregón. En España también se emplean algunas frondosas como el eucalipto, el roble y el
castaño.
Las propiedades mecánicas (resistencia y rigidez) y la densidad del producto se toman iguales a
las propiedades de las láminas, como se ha visto en el apartado anterior. La determinación
experimental deberá realizarse de acuerdo con lo especificado en la norma EN 14080.
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La madera laminada encolada se utiliza como elemento estructural para la construcción. Las
estructuras de madera laminada encolada resultan especialmente indicadas en edificios de uso
público con grandes luces libres (30 a 70 m) y en construcciones de luces moderadas (8 a 14 m)
para los elementos principales.
La especie más utilizada en Europa es el abeto rojo o falso abeto, seguida del pino silvestre. En
España se emplean además el eucalipto, el roble, el castaño y, en menor medida, el fresno, el
haya y el iroko.
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MÓDULO III: LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN
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Entramado ligero
El entramado ligero es una estructura formada por piezas
muy esbeltas de madera y delgadas, separadas a escasa
distancia (normalmente entre 40 y 60 cm) y fijadas a marcos
cerrados (frames) o formando celosía (principalmente
cerchas). Sus componentes son auto-estables, pero necesitan
al resto de los entramados transversales para alcanzar la
estabilidad general de la estructura.
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estructura. Además, las uniones metálicas (clavadas o con herrajes de cuelgue) presentan una
cierta ductilidad, que permiten la recuperación de la forma tras el desplazamiento lateral. Por
otro lado, las consecuencias de derrumbe en estas estructuras son menores que la construcción
tradicional.
El entramado vertical es muy eficaz en la transmisión de cargas, ya que ésta se realiza a través
de los montantes, que son las piezas de más rigidez. Sin embargo, no sostiene por sí mismo
empujes horizontales por lo que es imprescindible triangular mediante el uso de riostras o
diagonales. Frente al vuelco, los entramados verticales resisten gracias a los otros entramados
colocados transversalmente y en esquina. En este sentido es importante el encuentro entre
ellos y los solapes entre las distintas piezas. Las carreras forman una corona que ata
superiormente los muros.
- Cubiertas de par y nudillo: Están formadas por pares con una pieza intermedia (nudillo) que
apoyan en un marco o anillo de madera que está arriostrado en sus esquinas (cuadrales) y en
zonas intermedias (tirantes). Se usa para cubrir espacios de luces medias-largas en iglesias, salas
y espacios públicos en general de planta rectangular alargada.
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- Cerchas ligeras prefabricadas: Son entramados cuyo componente principal son cerchas
formadas por barras de pequeña escuadría situadas en el mismo plano cuyos nudos se
resuelven mediante placas-clavo o cartelas de madera. Las cerchas se complementan con otras
piezas transversales que realizan el arriostramiento.
Entramado pesado
El entramado pesado es un sistema estructural a base de madera aserrada de secciones medias
o gruesas, generalmente unidas por ensambles. También puede aplicarse a madera laminada
encolada.
Desde el pasado se han usado en edificios de viviendas en altura de hasta 6-7 plantas, además
de construcciones agrícolas y ganaderas, recintos feriales, mercados, etc. Actualmente los usos
no residenciales han sido invadidos por la madera laminada encolada y en cambio el entramado
pesado ha abierto campos en las mallas espaciales que cubren todo tipo de espacios públicos.
Típicos usos en nuestro país son los caseríos del País Vasco y los entramados mixtos de los
cascos antiguos de muchas ciudades.
Ilustración 4: Distintas vigas de celosía (entramado pesado). Fuente: Guía de la madera (II), AITIM
- Muros y pórticos: Se definen como la estructura formada por elementos verticales separados
entre 0,9 y 2 m, complementados por otras piezas de distinta orientación y tamaño. Pueden ser
en trama o en pórticos.
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- Vigas de celosía: Son estructuras formadas por cordones horizontales paralelos y un alma
triangular a base de montantes y tornapuntas con distinta inclinación. La carga se aplica en los
nudos. Se utilizan fundamentalmente en grandes luces, formado parte de pórticos, aunque su
uso principal es en puentes y pasarelas peatonales. El procedimiento de cálculos es:
- Cerchas: Son estructuras triangulares formadas por dos pares inclinados, un tirante horizontal
que cierra éstos, formando un triángulo y un alma de barras trianguladas. Son de escuadría
mediana/alta. Las cerchas surgen de tres necesidades. Por un lado, la necesidad de salvar luces
con piezas de madera menores que la distancia a salvar. Por otro lado, buscan optimar el
comportamiento estructural de la madera de forma que sus componentes trabajen a tracción o
compresión que es donde ésta responde mejor. Finalmente, las cerchas forman la pendiente de
la cubierta del edificio necesaria para la evacuación del agua.
Los entramados horizontales son los forjados y se definen como estructuras formadas
principalmente por viguetas que se cierran sobre vigas principales o se apoyan directamente
sobre muros a través de carreras o vigas de borde. Pueden rellenarse con distintos entrevigados
de obra o de madera. Este tipo de entramados es poco frecuente en obra nueva, pero se
encuentra muy a menudo en rehabilitación. En obra nueva se usa sobre todo en arquitecturas
rústicas o de imitación antigua en el ámbito del ocio y la restauración (hoteles, restaurantes,
casas rurales…).
Los entramados inclinados están representados fundamentalmente por las cubiertas a dos
aguas, que son entramados formados por pares inclinados apoyados sobre una viga cumbrera y
sobre muros de obra tradicional. También se consideran parte de los entramados a sus
elementos complementarios (correas, cabios, ejiones, etc.). Se usan para salvar luces medias
normalmente apoyadas sobre estructuras tradicionales de muro de mampostería o ladrillo. Al
tratarse de una estructura muy sencilla se utiliza sobre todo por razones culturales más que
técnicas siendo una aplicación en el ámbito rural, en viviendas unifamiliares y otro tipo de
edificios de luces moderadas.
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MÓDULO III: LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN
conectarse con facilidad a todo tipo de elementos de construcción y estructuras. Hay diversidad
de motivos ventajosos para usar este tipo de vigas, pero uno de los más destacados es la
cantidad de diseños y formas (incluidas las curvas) que se pueden conseguir. Los tipos más
relevantes de vigas de madera laminada encolada son los siguientes:
Un caso especial son las vigas trianguladas de madera laminada encolada. Son homólogas a las
de madera aserrada u otro material. Se usa para cubrir grandes naves de usos variados.
Compite frente a estructuras metálicas de celosía. Pueden ser de tres tipos principalmente:
- Cerchas.
- Vigas rectas de alma triangulada.
- Arcos de alma triangulada.
Las uniones se definen como rebajes en la propia madera o bien piezas de madera o metal que
sirven para resolver los nudos o encuentros de elementos estructurales. Tanto en la normativa
como en el mercado se usan indistintamente los términos uniones, conectores y fijaciones,
aunque no es correcto hacerlo.
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- Deben hacer trabajar a las piezas de madera a esfuerzos normales evitando los
esfuerzos de tracción perpendicular a la fibra que pueden llevar al resquebraje de la
pieza.
- Deben ser simétricas y concéntricas, para evitar la excentricidad de las tensiones.
- No se pueden agrupar los elementos, ha de mantenerse una distancia mínima entre
ellos para evitar así el desgarro de la madera.
- Deben permitir los cambios dimensionales de la madera debido a los cíclicos cambios
de su contenido de humedad según las condiciones ambientales. Los elementos
metálicos también sufren pequeñas dilataciones que hay que tener en cuenta.
- Deben evitar el atrapamiento del agua, tanto líquida como de condensación.
- No colocar nunca la madera en contacto con el hormigón o mampostería y mucho
menos con el terreno, todos ellos fuente, en mayor o menor medida, de humedad.
- Si un elemento puede sufrir esfuerzos alternos de tracción y compresión el elemento
debe poder resistir ambas situaciones.
Las uniones en estructuras de madera se solucionaron desde tiempos pasados a través de dos
sistemas: mecanizando la propia madera de los nudos o bien a través de piezas metálicas que se
han venido llamando de manera genérica uniones “mecánicas”. También se utilizan uniones
químicas o encoladas que se realizan con adhesivos de altas prestaciones.
Las uniones tradicionales de madera unen las piezas mediante en mecanizado de las piezas de
madera para que éstas encajen entre sí y puedan trabajar en bloque. Son de tres tipos
dependiendo de la forma en que se unan las piezas:
Las uniones mecánicas engloban a los elementos metálicos que son responsables de transmitir
los esfuerzos entre las distintas piezas de madera y resolver el nudo. Pueden clasificarse según
su función de la siguiente forma.
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Conectores:
- Placas.
- Anillos.
- Placas dentadas (a una y a dos caras).
- Placas perforadas para atornillar o clavar.
- Clavos.
- Grapas.
- Tirafondos.
- Pasadores.
- Pernos.
- Presillas.
Por último, las uniones encoladas son aquellas que mantienen unidas las piezas mediante
adhesivos que, en función de sus características, son capaces de transmitir, con mayor o menor
eficacia, los esfuerzos a los que están sometidas las piezas.
Cuando la madera esté tratada con productos químicos, ha de verificarse que dicho tratamiento
no produzca corrosión en el herraje. Por ejemplo, en maderas tratadas en profundidad con
sales hidrosolubles de cobre, los iones de cobre de estas sales se pueden depositar sobre
algunos metales y aleaciones, lo que puede originar una corrosión galvánica de las células.
Por último, en cuanto a los parámetros de cálculo, éstos varían en función del tipo de herraje.
Los parámetros que no han de faltar son:
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MÓDULO III: LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN
BIBLIOGRAFÍA
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AITIM. 2013. Estructuras de madera. Bases de cálculo. Ramón Argüelles Álvarez y Francisco
Arriaga Martitegui. 2013. 978-84-87381-43-0.
AITIM. 2010. Guía de la madera (I). Fernando Peraza Sánchez y J. Enrique Peraza Sánchez.
Madrid, 2010. Vol. 1. 978-84-87381-41-6.
AITIM. 2014. Guía de la madera (II). J. Enrique Peraza Sánchez et al. Madrid, 2014. Vol. 2. 978-
84-87381-42-3.
Wassouff, Micheel. 2014. De la casa pasiva al estándar Passivhaus. Barcelona: Editorial Gustavo
Gili, 2014. 978-84-252-2452-2.
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