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Sistemas constructivos de casas de madera

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La madera es un Materia ortotropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen año tras año, formando anillos concéntricos correspondientes al diferente crecimiento de la biomasa según las estaciones, y que están compuestos por fibras de celulosa  unidas con lignina . Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas. Una vez cortada y seca, la madera se utiliza para distintas finalidades y distintas áreas:

Fabricación de Pulpa o pasta, materia prima para hacer papel. Alimentar el fuego, en este caso se denomina leña y es una de las

formas más simples de uso de la biomasa. Menaje: vajillas, cuberterías. Ingeniería, construcción y carpintería. Medicina. Medios de transporte: barcos, carruajes.

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1.1 Madera Tropicales y Coníferas Los bosques tropicales de la subregión andina cubren aproximadamente el 47 por ciento de su superficie (220 millones de hectáreas) constituyendo un ingente recurso para la obtención en esto bosque. Se estima que hay alrededor de 2500. Especies forestales en estos bosques, de la cuales una 600 serian aptas para construir.La practica limitada en el diseño y construcción con madera ha estado basada en información proveniente de países consumidores de madera de conífera que por su distinta constitución anatómica ala de la madera la tifoliada presente propiedades y comportamiento diferente.Una de la diferencia existente entre maderas de coníferas y latidoliadas que constituye una característica notoria en el comportamiento mecánico es aquella relacionada con la resistencia y rigidez (capacidad para experimentar deformación

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Es un árbol maduro, la sección transversal del tronco presenta las siguientes partes:Corteza de exterior:

Es la cubierta que protege al árbol de los agentes atmosféricos, en especial de la insolación, está formada por un tejido llamado floema que cuando muere forma esta capa.Corteza interior:

Es la capa que tiene por finalidad conducir el alimento elaborado en las hojas hacia las ramas, tronco y raíces, esta constituido por el tejido floematico vivo llamado también líder.Cambiun:

Es el tejido que se encuentra entre la corteza interior y la madera de las células del cambiun tiene la capacidad de dividirse y conservan esa facultad hasta cuando el árbol muere, el cambiun forma células de madera hacia el interior y floema o líber hacia el exterior.

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La Madera o Xilema: Es la parte maderable o leñosa del tronco, se puede distinguir en ella

la albura, el duramen y la medula. La albura:Es la parte exterior de xilema cuya función principal es la de conducir el

agua y las sales minerales de las raíces a las hojas es de color claro y de espesor variable según las especies. Es la parte activa de xilema. 

El duramen:Es la parte inactiva y tiene como función proporcionar resistencia para

el soporte del árbol. Se forma como se describe a continuación con el tiempo la albura pierde agua y sustancia alimenticias almacenada y se infiltra de sustancias orgánicas distintas, tales como aceites, resinas, gomas, taninos, sustancias aromáticas y colorantes

Medula:Es la parte central de la sección del tronco y está constituida por tejido

parenquimatico.

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La característica fundamental de la madera como materia transformada es la de ser anisótropa e higroscópica. Es anisótropa porque las propiedades físicas y en especial sus características mecánicas dependen de la dirección del esfuerzo o trabajo en relación con sus fibras y es higroscópica porque, aparte del agua que contiene, esta podrá aumentar o disminuir dependiendo de la humedad ambiente, esta propiedad hace que la madera se contraiga y se hinche.De esta diferencia se puede sacar el promedio por especie y así se puede saber el porcentaje de agua que pueden contener las maderas según sean blandas, semiblandas o duras.Cada especie tendrá un comportamiento particular de sus fibras de acuerdo con el porcentaje de agua en relación a su peso específico

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 La hendidura, consiste en la facilidad que contiene la madera en partirse o rajarse en el sentido de la fibra. La resistencia será menor si es de fibra larga y carece de nudos, así como si está verde la madera. 

Dureza o resistencia al corte, que dependerá de la mayor o menor cohesión entre sus fibras. Está en relación directa entre la mayor cantidad de fibras y la menor cantidad de agua. Por ejemplo, una zona de nudos tendrá

mayor cohesión de sus fibras que una zona limpia.Clasificación de la dureza Tipo de árbol

Durísimas Ébano, encima, luma

Duras Cerezo, arce, olmo, roble

Semiduras Haya, nogal, castaño, abedul, peral

Blandas Abeto, aliso, pino

Muy blandas Pino, chopo, tilo, sauce, balsa

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Flexibilidad, es la facilidad para ser curvadas en el sentido de su longitud, sin romperse ni deformarse. La tienen especialmente las maderas jóvenes y blandas.

Densidad o peso específico, se define como la relación entre el peso de la muestra y su volumen, medidos con el mismo grado de humedad. Esta relación viene dada por kilos partidos por decímetro cuadrado.

La retractibilidad o contracción, cuando la madera se seca aunque, aunque siempre conserva entre un 15 y un 20%, se contrae. Sin embargo cuando el grado de humedad de la madera es inferior al del ambiente, absorbe agua y se hicha

Homogeneidad, es cuando la estructura y la composición de las fibras, se presentan de manera uniforme

Conductividad: la humedad la hará más conductiva de electricidad y de calor

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Resistencia a la comprensión, se produce cuando la madera está sometida a una fuerza que tiende a aplastar las fibras en un sentido axial o perpendicular a ellas. La resistencia será mayor en el primer caso.

Resistencia a la tracción, se da cuando dos fuerzas de signo contrario tienden a romper la pieza, alargando su longitud y reduciendo su sección transversal.

Resistencia a la flexión:  se coloca una pieza entre dos apoyos y se le somete un peso en uno o varios puntos.

Resistencia al cizallamiento o cortura:  es la acción de fuerzas paralelas que tiende a cortar la sección transversal de la madera.

Resistencia a la torsión:  resistencia que opone una pieza fijada a un extremo, a la deformación producida por un giro normal a su eje 

Resistencia al pandeo:  cuando dos fuerzas se aplican longitudinalmente en sus extremos y la pieza tiende a doblarsa.

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La madera es una estructura esencialmente tubular, en que sus ejes y fibras principales siguen la dirección del eje del árbol, mientras que las fibras radiales y tangenciales sirven para amarrar las primeras.

Las paredes de estos tubos están recubiertas por dos sustancias capitales como son la lignina y la celulosa.

Estos son los dos elementos tubulares, estructuras huecas de gran resistencia. El porcentaje de espacios huecos en la madera, variará según la especie, ya que, por ejemplo, e l roble tendrá un 58%, el pino un 67% y la balsa un 90%.

Acústicas: maderas con el fresno, arce, cedro, picea, ébano y el abeto, refuerzan el sonido y son utilizadas para hacer cajas acústicas; por el contrario hay maderas que absorben el sonido, actuando como aislante

Térmicas: la madera es un buen aislante térmico. Las maderas ligeras, blandas y con mucha porosidad son las más aislantes del calor, y las duras, densas y compactas, las menos aislantes

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Cimientos.

Pisos y entrepisos.

Muros.

Techos.

Carpintería y accesorios.

Instalaciones.

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Pilastras.

Pilotes.

Cimiento corrido.

Losa de concreto.

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Viguetas y entablado sobre cimentaciones corridas.

Vigas y entablado sobre pilotes.

Piso sobre losa de concreto.

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Portantes. Reciben carga del techado o segundo nivel.

No portantes. Solo tabiquería o cerramiento.

Los muros a su vez están formados por estructura de madera entramado o poste viga y sus cerramientos o revestimientos.

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Entramado. Entramado

sobre tímpanos.

Cerchas o armaduras Fink.

Pórticos y Correas.

Vigas y viguetas.

Vigas y entablado.

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Pudricion o ataque de hongos. Alabeo y desprendimiento de piezas debido a los

cambios de humedad. Despegue de elementos por debilitamiento de la cola. Modificacion de las condiciones de aislamiento termico. Congelacion y formacion de fisuras en temperaturas bajo

0°.

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• Uniones estructuralesLas piezas de madera aserradas en las

dimensiones requeridas, son unidas entre si para formar componentes. La unión permite la continuidad constructiva y trasmite las fuerzas que actúan entre los elementos, debiendo estas piezas permanecer fijas para conservar la forma original del conjunto.

Por medio de las uniones se pueden obtener elementos de cualquier longitud, traslapando sucesivamente las piezas o también de cualquier ancho mediante la adición de piezas paralelas. Los encuentros entre piezas de madera pueden darse por cualquiera de sus lados o superficies y estos pueden ser en forma perpendicular, paralela, inclinada con rebajo.

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• Sistema Entramado En este sistema la estructura está

constituida por elementos de secciones transversal pequeña y su vez muy esbelto, pero dispuesto a corta distancia entre ellos. Generalmente, tienen el mismo espesor pero varían en el ancho y en la longitud. Con ello se construyen los distinto componentes tales como muros, piso, entrepisos, techos, todos ellos arriostrados o cubiertos por entablado o por tableros conformando volúmenes arriostrados entre sí resultando en una rigidez del conjunto similar a la de un casco o caja en donde las cargas se transmiten en forma repartida. Existen dos variantes principales en este sistema el entramado plataforma y el entramado global o integral

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Una de las razones por la cual el uso de la madera se hizo tan común en los países andinos fue su eficaz comportamiento ante la acción de sismos. Alguno materiales y sistema estructurales son mejores que otro para resistir los efectos de un movimiento sísmico. En este aspecto la madera ofrece características excepcionales de buen comportamiento. Algunas de las más saltantes son las siguientes:-Poco peso: la fuerza que se presenta en la estructuras debido a la aceleración es de sismo están directamente relacionadas con el peso de la edificación. A mayor peso, mayores fuerzan de inercia y viceversa, las estructura de madera son en general más liviana que las construidas con ladrillo, concreto, acero lo que resulta en una ventaja para resistir efector sísmicos.-Flexibilidad: la naturaleza tubular y fibrosa de su constitución anatómica le permite absorber energía de la deformación que redunda en una mayor flexibilidad, retardando las fallas o roturas y permitiendo un comportamiento mas dúctil, sobre todo cuando ensamblada para formar componentes estructurales esta sometida a esfuerzo de compresión perpendicular a la fibras.Amortiguamiento: la mayor disipación de energía de que es capas una construcción con madera resulta en menores efectos sísmico.- Ductilidad: A un cuando se presenten terremotos muy intensos, la características de absorción de energía le permiten mostrar un comportamiento dúctil, absorbiendo si fallar efector mayores a los previsto. Esta propiedad es muy ventajosa para asegura el menor daño a los ocupantes de una edificación en esas circunstancias

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Viguetas reticuladas. Viguetas macizas.

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