TEMA: “ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO DE TRES NIVELES DE MADERA”

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las estructuras destinadas a ser habitadas deben ser capaces de soportar cargas

verticales (peso propio, nieve, etc.) y cargas horizontales provenientes de la

acción del viento o de un sismo, las que se traducen en esfuerzos de corte en los

muros de dichas estructuras.

En toda edificación es necesario e indispensable realizar un análisis de riesgos

por fallas estructurales y por fuerzas sísmicas y plantear posibles soluciones para

evitar accidentes a futuro.

III. MARCO TEÓRICO

La madera es el recurso natural más antiguo empleado por el hombre. Es un

polímero natural de origen orgánico que se obtiene del interior del tronco de los

árboles.

La madera es un material no homogéneo, con un comportamiento desigual según

la dirección que se analice, paralela o perpendicular a las fibras. Es un material

anisótropo y ortótropo: sus propiedades físicas y mecánicas dependen de la

dirección del esfuerzo aplicado en relación con la orientación de las fibras que la

constituyen. De modo particular, se consideran dos de las tres direcciones

principales, la paralela y la perpendicular a la fibra.

La madera es un material ligero con una relación elevada entre resistencia y

peso. Esta relación, en tracción y compresión paralela a las fibras, es similar a la

del acero, pero superior (en el caso de tracción) a la del hormigón.

3.1 Propiedades

Las principales propiedades de la madera son: resistencia, dureza, rigidez y

densidad.

Cuanto más densa es la madera, su composición es más fuerte y dura.

Elevada resistencia a la flexión.

Buena capacidad de resistencia a la tracción y la compresión paralela a las

fibras, escasa resistencia al cortante.

Muy escasa resistencia a la tracción y a la compresión en el sentido

perpendicular a las fibras.

Bajo módulo de elasticidad.

La resistencia depende de lo seca que esté la madera y a la dirección que

esté cortada con respecto a la veta.

Es anisotrópica; la anisotropía es la propiedad que tienen las maderas por

la cual sus características físico-mecánicas son diferentes en todas las

direcciones que pasan por un punto.

Humedad, que es la propiedad que más influye sobre las demás

propiedades de la madera.

La madera presenta higroscopicidad, que absorbe o desprende humedad.

Las variaciones de humedad hacen que la madera se hinche o se

contraiga, variando su volumen y por consiguiente su densidad.

3.1.1 Otras propiedades de la madera:

Fácil de trabajar: es sencillo darle forma si se emplean las herramientas

adecuadas.

Baja densidad: flota en el agua, por lo que se ha usado para la fabricación

de embarcaciones.

Dureza: propiedad que le confiere resistencia, aunque varía mucho de

unos tipos a otros de madera.

Flexibilidad: facilidad que presentan muchas maderas para ser dobladas

en sentido de sus vetas.

Estética agradable: amplia variedad de colores, texturas y veteados.

Mala conductora del calor y la electricidad: por lo que se puede utilizar

como material aislante.

Disponibilidad: la madera es un recurso natural que se tiene a nuestra

disposición en todo el mundo, pero debemos de cuidar su explotación y

repoblar los bosques para que sigan proporcionando madera en el futuro.

3.2 Características como material de construcción:

Requiere poco gasto energético para su fabricación, transporte y puesta en

obra.

Es ligera y con una buena relación resistencia/peso.

Su comportamiento ante el fuego es predecible.

Con el diseño y ejecución adecuados las soluciones constructivas con

madera son muy durables, incluso en ambientes con altas concentraciones

de productos ácidos y soluciones de sales a ácidos.

Es fácilmente manejable y mecanizable.

Permite realizar montajes de forma rápida, limpia y en ausencia de agua.

3.3 Esfuerzos que resiste la madera

La acción de las cargas somete a las maderas a los siguientes esfuerzos:

COMPRESIÓN: Este esfuerzo se produce cuando una fuerza tiende a comprimir

o aplastar un miembro. Este esfuerzo se presenta en las columnas de

edificaciones, así como en algunas barras que conforman distintos tipos de

armaduras.

TRACCIÓN: Es un esfuerzo que se produce cuando una fuerza tiende a estirar o

alargar un miembro.

FLEXIÓN: Este tipo de esfuerzo por lo común se genera por la aplicación de

momentos llamados momentos flexionantes (sobre todo en vigas), produciendo

esfuerzos flexionantes (tanto de compresión como de tracción).

CORTE: Se produce un esfuerzo cortante cuando dos fuerzas iguales, paralelas y

de sentido contrario tienden a hacer resbalar, una sobre otra, las superficies

contiguas del miembro. Este esfuerzo que es muy común se presenta en la

mayoría de los elementos estructurales, y por ejemplo en vigas cabe señalar que

existen 2 tipos de esfuerzo cortante, el vertical y el horizontal; y por lo general las

fallas por cortante en vigas de madera se deben al esfuerzo cortante horizontal, y

no al vertical.

DEFORMACIÓN: Es el cambio de tamaño o forma que siempre sufre un cuerpo

que está sometido a una fuerza. Cuando las fuerzas son de compresión y de

tracción axial, las deformaciones son acortamientos o alargamientos,

respectivamente. Cuando una fuerza actúa en un miembro flexionándolo (como lo

hacen las cargas en las vigas), la deformación se llama flecha.