17 estructuras de madera

COMITÉ EJECUTIVO DEL CODIGO
ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN

(Creado Mediante el Decreto Ejecutivo Nº 3970 15 de Julio 1996)

NORMA ECUATORIANA DE
CONSTRUCCIÓN

NEC-10
PARTE 7
ESTRUCTURAS DE MADERA

NEC-10

SUBCOMITÉ 7

PARTE 7-1

Estructuras de madera

ÍNDICE
CAPÍTULO 1 .......................................................................................................................................4
1. GENERALIDADES............................................................................................................................4
1.1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................4
1.1.1 EL RECURSO FORESTAL .........................................................................................................4
1.1.2 RECURSO RENOVABLE ..........................................................................................................4
1.1.3 MANEJO FORESTAL SUSTENTABLE .......................................................................................5
1.2. LA MADERA: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS ..............................................................5
1.3. OBJETIVO ..............................................................................................................................5
1.4. ALCANCE DEL CÓDIGO ..........................................................................................................5
1.5. DE LAS CONDICIONES DE USO DE LA MADERA ...................................................................5
1.6 DEFINICIONES DE LOS PRINCIPALES TÉRMINOS ......................................................................6
CAPÍTULO 2 .....................................................................................................................................12
2. DISEÑO ARQUITECTÓNICO ..........................................................................................................12
2.1 CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO .......................................................................................12
2.2
PROTECCIÓN POR DISEÑO .............................................................................................13
2.3 MANTENIMIENTO.................................................................................................................17
2.4 OTRAS CONSIDERACIONES ................................................................................................... 17
2.5 IMPERMEABILIZANTE DE CIMENTACIÓN ..............................................................................18
CAPÍTULO 3 .....................................................................................................................................19
3. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL ...............................................19
3.1 LA MADERA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN ..............................................................19
3.3. ESFUERZOS ADMISIBLES ......................................................................................................20
3.4. MÓDULO DE ELASTICIDAD O MÓDULO DE YOUNG ..........................................................20
CAPÍTULO 4 .....................................................................................................................................21
4. DISEÑO EN FLEXIÓN: VIGAS Y VIGUETAS .....................................................................................21
4.1 DISEÑO .................................................................................................................................21
4.2 DEFORMACIONES DIFERIDAS ...............................................................................................23
4.3 REQUISITOS DE RESISTENCIA ................................................................................................ 23
4.4 ESTABILIDAD LATERAL ..........................................................................................................25
CAPÍTULO 5 .....................................................................................................................................26
5. ELEMENTOS A COMPRESIÓN: COLUMNAS .................................................................................26
5.1 DISEÑO .................................................................................................................................26
5.2 ESBELTEZ ..............................................................................................................................27
5.3 CLASIFICACIÓN DE LAS COLUMNAS ......................................................................................28
5.4 ESFUERZOS ADMISIBLES .......................................................................................................28
5.5 MÓDULO DE ELASTICIDAD ................................................................................................... 28
5.6 ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXOCOMPRESIÓN ..................................................................30
5.7 ELEMENTOS SOMETIDOS FLEXOTRACCIÓN ...........................................................................31
CAPÍTULO 6 .....................................................................................................................................31
6. MUROS DE CORTE .......................................................................................................................31
6.1 REQUISITOS DE RESISTENCIA Y RIGIDEZ ..............................................................................43
6.2 VERIFICACIÓN DE LA CAPACIDAD DE MUROS PARA CARGA LATERAL .................................43
CAPÍTULO 7 .....................................................................................................................................46
7. CONSIDERACIONES DE DISEÑO SÍSMICO .....................................................................................46
7.1 Generalidades ......................................................................................................................46
7.2 CONSIDERACIONES DE DISEÑO ............................................................................................46
CAPÍTULO 8 .....................................................................................................................................47
8. ARMADURAS ...............................................................................................................................47
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PARTE 7-2

8.1. CÁLCULO .............................................................................................................................47
8.2. CONFIGUARACIÓN DE LOS ELEMENTOS .............................................................................48
8.3. TIPOS DE UNIONES .............................................................................................................48
8.4. CARGAS...............................................................................................................................48
8.5. DEFLEXIONES ......................................................................................................................48
8.6. CRITERIOS DE DISEÑO .......................................................................................................51
8.7. HIPÓTESIS USUALES ..........................................................................................................51
8.8. LONGITUD EFECTIVA .........................................................................................................51
8.9. ESBELTEZ ...........................................................................................................................53
8.10. CUERDAS CON CARGA EN EL TRAMO ...............................................................................54
8.11. ESTABILIDAD Y ARRIOSTRAMIENTO..................................................................................54
CAPÍTULO 9 .....................................................................................................................................58
9. UNIONES .....................................................................................................................................58
9.1 Antecedentes ......................................................................................................................58
ANEXO 1 ..........................................................................................................................................59
SECADO DE LA MADERA ..................................................................................................................59
ANEXO 2 ..........................................................................................................................................62
PRESERVACIÓN DE LA MADERA ......................................................................................................62
ANEXO 3 ..........................................................................................................................................67
CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO DE LA MADERA EN VARIAS LOCALIDADES DEL
ECUADOR ........................................................................................................................................67
ANEXO 4 ..........................................................................................................................................79
PROPIEDADES FISICAS DE LA MADERA ............................................................................................79
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA ....................................................................................82

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PARTE 7-3


PARTE 7
ESTRUCTURAS DE MADERA
CAPÍTULO 1
1. GENERALIDADES
1.1. INTRODUCCIÓN
El Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, interesado en implementar en el país, un agresivo
programa de vivienda, ha identificado la necesidad de contar con el Código Ecuatoriano de la
Construcción, para lo suscribió un convenio con la Cámara de la Construcción de Quito, para que
ésta implemente un proceso de elaboración del mencionado Código, con el apoyo de
profesionales relacionados a esta actividad.
El Ecuador como miembro de la Junta del Acuerdo de Cartagena, participó en los años ochentas,
conjuntamente con Venezuela, Colombia, Bolivia y Perú, en el Proyecto Andino de Desarrollo
Tecnológico en el Área de los Recursos Forestales PADT REFOR, con la finalidad de desarrollar el
Estudio Integral de la Madera para la Construcción, al término del cual generó algunas
publicaciones. Entre las más importantes están el Manual de Diseño para Maderas del Grupo
Andino (1.982); Manual de Clasificación Visual para Madera Estructural; Tablas de Valores
Promedio de las Propiedades Físicas y Mecánicas de la Madera de 104 Especies del Grupo Andino
(1.981), Manual del Grupo Andino para el Secado de Maderas. Editorial Carvajal (1.988) Manual
del Grupo Andino para la Preservación de Maderas. Editorial Carvajal 1.988. Estos documentos
han servido de base para la elaboración del presente Código, en el área de maderas, porque están
sustentados en miles de ensayos efectuados en los diferentes laboratorios de los 5 países del
Pacto Andino.
En el contenido de las diferentes disposiciones, se hará referencia a valores u otra información
que los proveedores y constructores con madera deben considerar, como elementos vinculantes
de este Código.
1.1.1 EL RECURSO FORESTAL
Según cálculos estimativos, el país consume actualmente 5 millones de metros cúbicos/año de
madera rolliza para diferentes usos: tableros contrachapados, muebles, construcción en general y
leña y carbón; cuya fuente principal de abastecimiento es el bosque nativo, que alcanza un 70 %
(3,5 millones de m3) y el restante 30 % de plantaciones forestales.
Lamentablemente las estadísticas forestales del país son incompletas. Algunas fuentes oficiales
expresan que existen aproximadamente 3 millones de hectáreas de bosques nativos de
producción, pero únicamente un millón de ellas se encuentran al momento accesible. Si se
considera que con un aprovechamiento sostenible, de cada hectárea de bosque nativo se puede
obtener en promedio 1,5 m3 anuales, entonces la producción sostenida es de 1,5 millones de m3,
con un déficit de 2 millones de m3, que son cubiertos con madera de tala ilegal o de la conversión
de bosque nativo a actividades agropecuarias.
El uso de madera para la construcción, debe provenir de bosque nativo manejado
sustentablemente, de preferencia de plantaciones forestales, cuyos volúmenes (mínimo 250
m3/ha), son mayores que de bosque nativo (20 a 25 m3/Ha)
1.1.2 RECURSO RENOVABLE
La madera proviene del recurso forestal (bosque nativo y plantaciones forestales), que tiene un
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PARTE 7-4

carácter renovable, si se manejan bajo la concepción de sustentabilidad; caso contrario, éste se
degrada y puede extinguirse. Adicionalmente en los bosques primarios existe una amplia variedad
de especies forestales potencialmente maderables de las que solo un limitado número han sido
estudiadas, de las que existe información que permite ser usada en la industria de la construcción
Este código no pretende regular el manejo de los bosques, pero si asegurar el uso de la madera,
de procedencia legal, autorizada y supervisada por la autoridad competente.
1.1.3 MANEJO FORESTAL SUSTENTABLE
El Departamento Forestal de la FAO tiene como tema de política central para promover en el
acuerdo a la productividad del bosque, sus ciclos productivos y mantención de las condiciones de
biodiversidad. Estas medidas son propiciadas por los países desarrollados, principalmente de
Europa, lo que tuvo un reconocimiento mundial en la Cumbre de Río en 1992. Los países
pertenecientes a la OIMT (Organización Internacional de Maderas Tropicales) tienen
compromisos en este mismo sentido. El Banco Mundial y la WWF unen esfuerzos para generar
programas con similar objetivo.
1.2. LA MADERA: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS
La madera por su carácter orgánico- vegetal tiene características propias que la diferencian de
otros materiales de construcción por ejemplo el acero y el hormigón, en consecuencia el diseño,
cálculo y construcción con madera, debe tener en cuenta sus particularidades.
Las propiedades generales, físicas y mecánicas, aún para una misma especie, tienen un amplio
margen de variabilidad debido a las condiciones de crecimiento del árbol, relacionados con la
latitud, calidad del suelo y características del clima (altitud, temperatura y precipitación),
procedencia de bosques nativos o plantados, manejo silvicultural, etc.
La madera proveniente de la albura del árbol posee en general, propiedades de resistencia
mecánica y de resistencia al ataque de hongos e insectos, menores que la madera de duramen.
1.3. OBJETIVO
Este Código establece las regulaciones sobre características de forma, tamaño, calidad y tipo, así
como las condiciones mínimas de uso de la madera, para garantizar una mayor vida útil y un
grado mínimo de seguridad, para los usuarios de las edificaciones.
1.4. ALCANCE DEL CÓDIGO
1.4.1. El presente Código Ecuatoriano de la Construcción es de aplicación obligatoria en todo el
territorio nacional, en todo lo que se relaciona con la construcción de edificaciones en las
que se utilice la madera escuadrada como material estructural.
1.4.2.

Las disposiciones constantes en este Código se aplicarán a todas las personas naturales y
jurídicas dedicadas a la construcción de edificaciones que utilicen estructuras de madera,
así como los proveedores de madera estructural que dispongan la Patente de
Proveedores de madera estructural.

1.4.3. Para fines del presente Código entiéndase como edificaciones a las construcciones de
viviendas, teatros, coliseos, cines; torres de control, puentes, de carácter temporal o
permanente.
1.5.

DE LAS CONDICIONES DE USO DE LA MADERA

1.5.1. Procedencia del material.- La Autoridad Forestal del Ecuador deberá controlar, en los
depósitos e industrias de la madera en todo el país, la procedencia legal de la madera a utilizarse
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PARTE 7-5

en la construcción de viviendas y otras edificaciones, que utilicen la madera como material
estructural.
1.5.2. Establecimientos Autorizados.- La Autoridad Forestal Nacional, extenderá la
correspondiente Patente de Proveedor de Madera Estructural, a los interesados que cumplan con
los requisitos siguientes:
a)

Se abastezcan de madera proveniente de Programas de aprovechamiento y de corta,
autorizados por el Ministerio del Ambiente, es decir de procedencia legal.

b)

Poseer una infraestructura de secado al horno y preservación al presión o inmersión.

c)

Estar dispuestos a asumir las responsabilidades civiles y penales que se deriven del
uso de materiales defectuosos.

Toda persona natural o jurídica, responsable de la construcción de edificaciones con material
estructural de madera, deberá proveerse del material, en los establecimientos de comercio de
madera estructural, autorizados por la Autoridad Nacional Forestal.
1.5.3. De los proveedores de madera estructural.- Los proveedores de madera estructural,
deberán entregar a los compradores, una lista de las piezas con sus dimensiones y la
certificación de sus productos estructurales, con la siguiente información:
Identificación de la madera (nombre común, nombre científico),
Contenido de humedad de la madera secada al horno,
Densidad específica básica promedio (a un contenido de humedad del 12 %) y
grupo estructural.
Retención y Penetración, y nombre del preservante utilizado, para el caso de
maderas que requieran de preservación.
Cumplimiento de la Norma de Clasificación Visual para Madera Estructural.
1.6 DEFINICIONES DE LOS PRINCIPALES TÉRMINOS
Notas importantes:
En esta sección se indican las definiciones empleadas en la Norma; sin embargo en el Anexo No.
1, se incluyen otras definiciones que pueden aportar a una mejor comprensión de textos.
Cuando se trate de términos que constituyen defectos en la madera, sus límites permisibles se
podrán encontrar en el Manual de Clasificación Visual para Madera Estructural, documento
elaborado en el Marco del Proyecto PADT-REFORT, del Ex Pacto Andino, y reproducido por la
CCQ).
Para efectos de la aplicación de esta Norma, se adoptan las siguientes definiciones técnicas de
términos, usados para la madera.
Abarquillado. Es el alabeo de una pieza cuando las aristas o bordes longitudinales no se
encuentran al mismo nivel de su zona central.
Acebolladura. Es la separación del leño entre dos anillos de crecimiento consecutivos.
Alabeo. Deformación de una pieza aserrada que se produce por deficiencias del secado, cuya
manifestación es la curvatura de sus ejes longitudinales (arqueadura, encorvadura), transversal
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PARTE 7-6

(abarquillado o acanaladura); o de ambos (torcedura o revirado).
Albura. Porción de madera localizada en la parte externa del tronco, frecuentemente de
coloración más clara que el duramen. procedente de los tejidos vivos del árbol, con propiedades
de resistencia mecánica y de resistencia al ataque de hongos e insectos, menores que la madera
de duramen, por lo que debe usarse como material estructural únicamente luego de haber sido
preservada mediante alguno de los métodos a presión.
Alero. Parte inferior del tejado que sobresale de la pared
Anhidro. Estado de la madera, sin contenido de humedad
Anillo de crecimiento. Bandas de tejido que se observan en el corte transversal de tronco y de
madera aserrada en forma de coronas sucesivas, que corresponden al tejido formado en una
etapa de crecimiento.
Anisotropía. Propiedad de ciertos materiales que, como la madera, presentan características
diferentes según la dirección que se considere
Apilar. Es el proceso de arrumar ordenadamente la madera, formando lotes o pilas más o menos
homogéneas, a fin de secarla o almacenarla.
Arista. Línea de unión entre dos caras adyacentes en una pieza de madera serrada.
Arista faltante. Es un defecto que se visualiza por la ausencia de un segmento de la pieza, y que
afecta la continuidad de la pieza, reduciendo por lo tanto su resistencia mecánica.
Armadura. Arreglo de elementos que forman triángulos entre sí, formando estructuras para
cubrir luces mayores que si se usan vigas
Arqueadura. Es el alabeo o curvatura a lo largo de la cara de la pieza.
Arriostrado. Elemento unido, apoyado o reforzado por elementos simples, no principales, que
sirven de unión.
Articulación. Enlace de dos piezas, de tal manera que puedan existir movimientos angulares de
una de ellas respecto de la otra.
Aserrar. Es la operación de cortar la madera a partir de una troza, y darle una escuadría
determinada con sierra manual o eléctrica.
Bahareque. Sistema de paneles: pies derechos y recubrimiento de caña, guadua o madera y
enlucidos.
Bastidor. Armazón que sirve de base para recubrimientos, ventanas, u otros.
Botaguas. Elemento final, o prolongación de otro que sirve para goteo de agua en ventanas o
cubiertas.
Cabeza. Superficie de la pieza localizada en los extremos de la misma, perpendicular a las caras y
cantos.
Canto. Es la superficie longitudinal de una pieza aserrada, con menor área que sus caras.
Cantear. Es la operación destinada a obtener cantos rectos y paralelos en piezas provenientes de
trozas.
Cara. Es la superficie longitudinal de una pieza aserrada con mayor área, paralela a la dirección de
la fibra.
Carga. Fuerza que se aplica, peso de un objeto sobre otro.
Cartela. Escuadra de madera, que sirve de unión de varios elementos en apoyos de armaduras.
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PARTE 7-7

Celosía. Armadura que se usa como viga o columna. Unión de triángulos que forman una celosía
Cepillar. Es la operación mediante la cual se alisan las superficies de una pieza.
Cercha. Armadura, generalmente triangular para cubiertas
Cielo raso. Tumbado falso bajo cubierta u entrepiso
Cimiento. Parte de la estructura destinada a recibir las cargas y transmitirlas al terreno
Columna. Apoyo generalmente vertical, de medida longitudinal muy superior a la transversal,
cuyo fin principal es soportar esfuerzos de compresión.
Contenido de humedad CH. El contenido de humedad (CH) de la madera es la cantidad de agua
que contiene una pieza de madera en un momento dado, que se expresa como un porcentaje de
su peso anhidro.
Contracción de la madera. Es la reducción de la dimensión de la madera por disminución de su
contenido de humedad durante el secado; a partir del 30 % aproximadamente hasta la condición
anhidra (CH= 0%).
Corte longitudinal. Es el corte paralelo al eje longitudinal de una pieza, que a su vez, puede ser en
el sentido radial, tangencial u oblicuo.
Corte radial. Es el resultante de un corte longitudinal, paralelo a los radios y perpendicular a los
anillos de crecimiento.
Corte transversal. Es el corte perpendicular al eje longitudinal de una pieza.
Cuerda. Elemento superior o inferior de una cercha.
Cuartón. Es la pieza aserrada, labrada y/o cepillada, con un espesor uniforme entre 30 y 50 mm,
un ancho mayor de 100 mm y longitud variable.
Cumbrera. Elemento o elementos situados la parte más alta de la unión de planos de cubiertas
Deformación. Variación de la forma de un elemento estructural por acción de las cargas.
Defecto. Es la irregularidad que presenta la madera afectando sus propiedades, lo que determina,
generalmente, una limitación en su uso.
Defecto de aserrado. Es la imperfección o irregularidad que se presenta en una madera durante
el aserrío, y, es también, la variación que ocurre en lo que tiene que ver con las dimensiones de
una pieza.
Densidad de la madera. Es la relación que existe entre la masa y el volumen de una pieza de
madera, a un determinado contenido de humedad. En el Sistema Internacional se expresa en
gr/cm3 o kg/m3. Según las condiciones de humedad de la madera, se conocen algunos tipos de
densidad:
Densidad verde o saturada. Es la relación que existe entre la masa y el volumen de la madera en
estado verde o saturado, con un contenido de humedad mayor al 30 %.
Densidad seca al aire. Relación que existe entre el peso y el volumen de la madera en estado seco
al aire, con un contenido de humedad de alrededor al 12 %.
Densidad seca al horno o anhidra. Relación que existe entre el peso y el volumen de la madera en
estado anhidro, es decir con un contenido de humedad del 0 %.
Densidad básica. Es la relación entre el peso de la madera en estado anhidro y su volumen en
estado verde o saturado (CH mínimo del 30 %). Es un indicativo de las propiedades mecánicas que
tiene una madera. Es función de la edad, a mayor edad del árbol de donde procede la madera, su
densidad aumenta.
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PARTE 7-8

Duramen. Porción de madera procedente la parte interna del tronco, de los tejidos muertos y
lignificados del árbol, con propiedades de resistencia mecánica y de resistencia al ataque de
hongos e insectos, mayores que la albura. Frecuentemente de coloración más obscura que la
albura.
Duramen quebradizo. Madera en una zona de aproximadamente 10 cm de diámetro adyacente a
la médula, caracterizada por una fragilidad anormal. Se presenta en forma de grietas de media
luna. Es más frecuente en árboles viejos y pueden presentar deterioro.
Ensamble. Unión o acoplamiento de dos piezas que no requieren ser reforzadas por tornillos o
clavos para permitir su desmontaje
Encorvadura. Es el alabeo o corvadura a lo largo del canto de la pieza. Tolerancia: se permite 1 cm
por cada 300 cm o su equivalente.
Entramado. Armazón de madera que sirve para dar forma y trabazón a una pared, entrepiso o
techo de un edificio en construcción
Entrepiso. Es el conjunto de elementos que separa un piso de otro en una edificación.
Esbeltez. Relación de la altura efectiva dividida por el radio de giro de la sección, en el sentido
considerado
Escamadura. Se observan como escamas superficiales en las caras tangenciales de una pieza de
madera.
Esfuerzo. Carga por unidad de área.
Escuadría. Es la expresión numérica de las dimensiones de la sección transversal de una pieza.
Fallas de compresión. Se observa en las superficies bien cepilladas de una pieza y como arrugas
finas perpendiculares al grano.
Grano. Es la dirección de las fibras y de otros tejidos longitudinales de la madera, con respecto al
eje principal de una pieza aserrada. Se conoce como Grano Recto, cuando la dirección de la fibra
es paralela al eje principal de la pieza. Grano inclinado, cuando la fibra guarda cierta inclinación
respecto del eje principal de la pieza.
Grano entrecruzado. Es la disposición del grano en forma ondulada y entrecruzada a lo largo de la
pieza. Se lo puede observar mediante un detector de grano.
Grietas superficiales de secado. Se observan como separaciones discontinuas y superficiales, de
aproximadamente 1 mm de separación y 2 a 3 cm de profundidad. Este defecto se produce
durante el proceso de secado
Grupo estructural. Es el conjunto de maderas cuya densidad específica básica se encuentra
dentro de un rango de densidades básicas, superior a 0,4 gr/cm3.
Higroscopia. Propiedad que tiene la madera, mediante la cual es capaz de absorber o eliminar
agua hasta lograr un equilibrio con la humedad relativa del aire que la rodea.
Hinchamiento. Incremento de las dimensiones de una pieza de madera a consecuencia del
aumento del contenido de humedad. Conocido también como expansión.
Luz. Distancia horizontal interior entre dos puntos de apoyo de una viga, vigueta, armadura, arco.
Madera. Material más o menos duro, fibroso y compacto, de origen vegetal, proveniente de las
plantas leñosas (árboles, arbustos y lianas), principalmente de los troncos de los árboles.
Madera rolliza. Es aquella susceptible de utilizarse en su forma original (redonda), con o sin
corteza.
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PARTE 7-9

Madera estructural. Aquella que en uso, a más de soportar su propio peso, estará sujeta a
esfuerzos diversos. Por tal razón deberá tener una densidad básica mínima de 0,4 gr/cm3.
Madera aserrada. Es la pieza que se obtiene de una troza de madera, mediante cortes
longitudinales y/o transversales, realizados con sierras normales o con la sierra eléctrica.
Madera cepillada. Es la pieza nivelada y alisada de una o más de sus caras y/o cantos.
Madera no estructural. Aquella que en uso, no soporta únicamente su propio peso, pudiendo
tener una densidad básica menor a 0,4 gr/cm3.
Madera preservada. Es la madera que ha sido sometida a un tratamiento inmunizante con algún
tipo de preservante, a efectos de aumentar su durabilidad y resistencia a los agentes biológicos
deteriorantes y/o al fuego o procesos de intemperización.
Mampostería. Muro o pared, obra de albañilería, construido mediante elementos o mampuestos
unidos por mortero
Mancha de proceso. Es el cambio de color que puede producirse en la madera, durante los
procesos de aserrado, cepillado y/o almacenamiento.
Mancha biológica. Es el cambio de color de la madera ocasionado por hongos no xilófagos.
Marca de sierra. Es la depresión en la superficie de una pieza de madera, producida por un corte
anormal, hecho por los dientes de la sierra.
Media duela. Es la pieza aserrada, labrada y/o cepillada, con un espesor variable entre 15 y 35
mm y su ancho entre 50 y 100 mm.
Médula. Es la pequeña zona de tejido esponjoso ubicado en el centro del duramen. Es susceptible
al ataque de hongos e insectos.
Medidor de humedad. Es un aparato destinado a medir el contenido de humedad de la madera,
al que también se lo conoce como hidrómetro.
Muro de corte. Entramado constituido por pies derechos, soleras y travesaños, con forramientos
en las caras, que se construye para soportar la carga horizontal en una edificación producida por
sismo o viento
Nudo. Área de tejido leñoso proveniente de una rama cuya madera tiene propiedades físicas y
mecánicas deferentes al resto de la pieza de madera aserrada. Se conoce como nudo sano
cuando hay presencia completa de la rama que no se desprenderá durante el secado; nudo
hueco, cuando la rama se ha desprendido total o parcialmente durante el secado.
Nudo hueco. Son los espacios agujereados que quedan al desprenderse los nudos de la madera. A
los nudos sueltos o deteriorados se los debe considerar como nudos huecos.
Panel. Entramado que forma parte de una pared o muro.
Parénquima en bandas anchas. Son células correspondientes al tejido blando, por lo general de
color más claro que la parte fibrosa del árbol. Se distribuye en bandas concéntricas y son visibles a
simple vista en la sección transversal de la pieza de madera previamente humedecida.
Peso específico. Ver Densidad específica.
Perforaciones pequeñas. Son agujeros con diámetros iguales o menores a 3 mm producidos por
insectos.
Perforaciones grandes. Son agujeros con diámetros mayores de 3mm, producidos por insectos o
Pie derecho. Elemento de madera colocado en forma vertical y que forma parte de un muro o
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PARTE 7-10

pared.
Piso. Es la vigueta utilizada como soporte de entarimados o entablados.
Pingo. Es la madera redonda de longitud variable y diámetro no menor de 50 mm en la cabeza.
Pieza. Es el elemento de madera aserrada, labrada y/o cepillada, de forma variada.
Pilote. Es la madera redonda de diámetro no menor de 100 mm de la cabeza y longitud variable;
generalmente se lo usa como soporte.
Poste para líneas aéreas. Es la madera redonda, con longitud mínima de 5 m y 1 diámetro no
inferior a 100 mm en la cabeza.
Preservación. Acción y efecto de incorporar a la madera, substancias tóxicas para agentes
biológicos de deterioro de la madera, principalmente hongos e insectos, para alargar la vida útil
de la madera.
Pudrición. Es la descomposición de la madera por la acción de hongos xilófagos, acompañada de
un proceso gradual de cambios de sus características físicas, químicas y mecánicas.
Rajaduras. Se observan como separaciones del tejido leñoso en la dirección del grano.
Rigidez. Lo contrario a flexible, y que depende del tipo de sección, tamaño y material y dimensión.
Riostra. Elemento secundario, de apoyo o amarre entre otros.
Secado de la madera. Proceso de eliminación de la humedad de la madera, por medios naturales
o al aire libre, o bajo control de temperatura, humedad relativa del aire y remoción de aire
(secado al horno).
Sistema constructivo. Forma de construir un sistema de entrepiso, cubierta y que tiene su
particularidad.
Sobrecarga. Carga adicional aplicada.
Solera. Pieza o elemento colocado en la base o en el techo que une varios paneles o entramados.
Tabique. División o pared divisoria.
Tensor. Elemento de una estructura que está a tensión, puede ser una viga o columna o un cable
o similar.
Tirante. Sinónimo de cable, elemento a tensión.
Tira. Es la pieza aserrada, labrada y/o cepillada, de secciones generalmente cuadradas, de 20 a 50
mm mínimo y longitud variable.
Torcedura o revirado. Es el alabeo que se presenta cuando las esquinas de una pieza de madera
no se encuentran en el mismo plano.
Travesaño. Pieza de madera de dimensiones similares, colocados perpendicularmente a los pies
derechos y que mejoran la esbeltez de una columna o pie derecho.
Umbral. Pieza colocada en la parte inferior de una puerta, lo opuesto a dintel.
Viga. Es la pieza aserrada, labrada y/o cepillada, generalmente de sección rectangular, cuyas
dimensiones son mayores de 100 a 200 mm, con una longitud mínima de 2m.
Vigueta. Es la pieza aserrada, labrada y/o cepillada, generalmente de sección rectangular, cuyas
escuadrías están comprendidas entre 50 x100 mm y 100 x 200 mm, con una longitud mínima de
2m.

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PARTE 7-11


CAPÍTULO 2
2. DISEÑO ARQUITECTÓNICO
2.1 CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO
Se debe pensar a las estructuras como un sistema desde la preparación hasta el montaje,
considerando cada pieza y cada tarea como parte integrante del conjunto.
Las pautas de diseño arquitectónico propuestas tienen en cuenta las limitaciones del material y
aseguran estabilidad, seguridad y durabilidad de las construcciones en madera. Las normas aquí
propuestas no tienen carácter restrictivo del diseño y su criterio consiste en asegurar el buen
comportamiento de aquellas.
Los requisitos establecidos en este numeral deben aplicarse a las edificaciones en las cuales la
estructura está hecha totalmente de madera. Estos requisitos son igualmente aplicables a los
elementos de madera de las edificaciones mixtas, aquella donde la estructura está hecha
parcialmente con madera complementada con otros materiales como hormigón, acero o
mampostería.
Características físicas.- En los diseños de madera estructural se deben tener en cuenta las
limitaciones impuestas por el origen orgánico del material: variabilidad natural y defectos,
higroscopicidad y su influencia en la estabilidad dimensional, combustibilidad y deterioro por
hongos, insectos y agentes atmosféricos, baja densidad y poco peso de las piezas.
Características mecánicas.- Los diseñadores deben tener en cuenta en sus diseños las
características propias del material en cuanto a resistencia y rigidez, lo que necesariamente
impone restricciones de luz, excepto en vigas laminadas, carga y esfuerzos admisibles que los
hace diferentes de los diseñadores en otros materiales como el hormigón y el acero.
Limitaciones estructurales.- La dimensión limitada de las piezas de madera conduce al diseño de
estructuras en las cuales la dificultad, inherente a la madera, de ejecutar uniones totalmente
rígidas, no comprometa su estabilidad.
Sistemas constructivos.- Las características de la madera, expresadas en los numerales
anteriores, la facilidad y rapidez para trabajarla, su poco peso, la disponibilidad de diversos
elementos de unión: ensambles, tornillos, grapas, etc., facilitan el empleo de sistemas
constructivos y de montaje tales como paneles precortados y la prefabricación total y parcial, así
como diversos grados de industrialización.
Diseño Modular.- La uniformidad de dimensiones de los elementos de madera disponibles para la
construcción lleva por economía al uso de elementos modulares, y esto debe reflejarse en un
diseño basado en sistemas constructivos coherentes. Hay que tener en cuenta las tolerancias del
material para su uso adecuado. El diseño modular permite reducir el desperdicio del material.
Sus inconvenientes principales son la poca durabilidad en ambientes agresivos, que puede ser
subsanada con un tratamiento apropiado, y la susceptibilidad al fuego, que puede reducirse sólo
parcialmente con tratamientos retardantes y más efectivamente protegiéndola con
recubrimientos incombustibles. Las dimensiones y formas geométricas disponibles son limitadas
por el tamaño de los troncos; esto se supera en la madera laminada pegada en que piezas de
madera de pequeño espesor se unen con pegamentos de alta adhesión para obtener formas
estructuralmente eficientes y lograr estructuras en ocasiones muy atrevidas y de gran belleza.
NEC-10

PARTE 7-12

El problema de la anisotropía se reduce en la madera contrachapada en el que se forman placas
de distinto espesor pegando hojas delgadas con las fibras orientadas en direcciones
perpendiculares alternadas.
La unión entre los elementos de madera requiere especial atención, para el cual existen
diferentes procedimientos. Las propiedades estructurales de la madera son muy variables según
la especie, densidad específica y los defectos que puede presentar una pieza determinada.
Para su uso estructural se requiere una clasificación que permita identificar piezas con las
propiedades mecánicas deseadas. En algunos países el uso estructural de la madera es muy
difundido y se cuenta con una clasificación estructural confiable; en otros su empleo con estos
fines es prácticamente inexistente y es difícil encontrar madera clasificada para fines
estructurales.
2.2 PROTECCIÓN POR DISEÑO

Figura 1. Protección por diseño

2.2.1 Protección contra humedad.- Por ser higroscópica y porosa la madera absorbe agua en
forma líquida o de vapor. Si la humedad se acumula en la madera afecta sus propiedades
mecánicas, se convierte en conductora de electricidad y sobre todo, queda propensa a la
putrefacción por el ataque de hongos.
La madera puede humedecerse por capilaridad, por lluvia o por condensación, por lo que debe
protegerse como se indica a continuación:
a) La madera por contacto con el suelo o con alto riesgo de humedad debe ser preservada de
acuerdo a la norma establecida.
b) El diseño mismo puede evitar la exposición directa de la madera a la lluvia; si esto no se
logra, debe protegerse con sustancias hidrófugas o con superficies impermeables.
NEC-10
PARTE 7-13

c) Todo elemento estructural expuesto a la intemperie debe apoyarse, con aislante, sobre
zócalos o pedestales de hormigón, metálicos o madera de tal forma que no permanezcan
en contacto con el agua estancada y debe ser protegido lo mismo que los elementos de
madera de recubrimiento de muros exteriores, por medio de aleros y deflectores.
Para prevenir la condensación es necesario evitar los espacios sin ventilación, especialmente en
climas húmedos. En aquellos ambientes que por su uso estén expuestos al vapor, como baños y
cocinas, además de suficiente ventilación, deben protegerse las superficies expuestas con
recubrimientos impermeables.

Figura 2. Protección en aleros y ventanas

Figura 3. Protección en aleros y recolección de agua lluvia

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PARTE 7-14


Figura 4. Protección en pilotes

Figura 5. Protección de entrepisos

2.2.2 Protección contra hongos.- Los hongos que atacan la madera son organismos parásitos de
origen vegetal que se alimentan de las células que la componen, desintegrándola. Se reproducen
sobre la madera húmeda bajo ciertas condiciones de temperatura, por esporas traídas a través
del aire o por el contacto directo con otros hongos. La protección de la madera debe comenzar,
desde que se corta. Sin embargo, en la obra debe tenerse en cuenta lo siguiente:
Debe desecharse la madera con muestras de putrefacción y hongos, según se establece
en la tabla 5.
Debe evitarse el uso de clavos y otros elementos metálicos que atraviesen la madera en
las caras expuestas a la lluvia, salvo que se sellen las aberturas- Se recomienda el uso de
clavos galvanizados.
Cuando la madera se instala como enchape, cielo rasos o pisos, debe haber una buena ventilación
entre ella y la superficie del material de base, de tal forma que se evite la formación de hongos en
NEC-10

PARTE 7-15

la parte posterior del acabado o en su defecto, debe haber una unión completamente sellada
entre ella y el material del fondo, tales como los cielo rasos recubiertos con tela asfáltica por la
parte superior.
2.2.3 Protección contra insectos.- La madera puede ser atacada, especialmente en climas
húmedos y cálidos, por insectos que perforan su estructura en busca de nutrientes. Entre estos
insectos están las termitas aladas, las termitas subterráneas y los gorgojos.
a) En zonas donde existan termitas subterráneas deben eliminarse los restos orgánicos
alrededor de la construcción y establecerse barreras de tierra tratada con insecticidas
hasta la profundidad de la cimentación.
b) Donde existan termitas subterráneas y aladas deben colocarse barreras o escudos
metálicos sobre las superficies de la cimentación en forma completamente continua.
c) Donde el riesgo de ataque de insectos sea alto debe tratarse la madera de la construcción
con los métodos adecuados. Véase el numeral 4.
2.2.4 Protección contra el fuego.- Para el diseño debe tenerse en cuenta que la madera es un
elemento combustible que se inflama a una temperatura aproximada de 270 ºC, aunque algunas
sustancias impregnantes o de recubrimiento pueden acelerar o retardar el proceso.
a) No deben utilizarse elementos de calefacción que aumenten la temperatura de los
ambientes peligrosamente.
b) Las paredes próximas a fuentes de calor deben aislarse con materiales incombustibles.
c) Las edificaciones adyacentes construidas con madera deben separarse como mínimo 1,20
m entre sus partes salientes. Si la distancia es menor, los muros no deben tener aberturas
y su superficie debe estar recubierta de materiales incombustibles con una resistencia
mínima de 1h de exposición. Si están unidas, el paramento común debe separarse con un
muro cortafuego de material incombustible. Este muro debe sobresalir en la parte
superior por lo menos 0,50 m y en los extremos por lo menos 1,00 m medidos a partir de
los sitios que más sobresalgan de las construcciones colindantes. La estabilidad de este
muro no debe sufrir con el colapso de la construcción incendiada.
d) Las piezas estructurales básicas deben sobredimensionarse 3 (5) mm en su espesor, en
sus caras expuestas.
e) Deben evitarse acabados que aceleren el desarrollo del fuego, tales como lacas y barnices
óleo solubles.
f)

En el diseño de las instalaciones eléctricas debe tenerse en cuenta, un claro y fácil acceso
a los tableros de circuitos y de control-

g) En edificaciones de uso comunitario: escuelas, centros de salud, oficinas, comercios y
hoteles, por su tamaño y dada la gran velocidad de propagación del fuego en las
edificaciones de madera, se deben considerar las siguientes recomendaciones:
-

Acceso rápido y señalizado a las fuentes más probables de incendio.

-

Distribución de extinguidores según las recomendaciones técnicas pertinentes.

-

Salidas de escape suficientes, de fácil acceso y claramente señalizadas.

-

En las edificaciones de varios pisos deben proveerse escaleras exteriores de escape.

-

Sistemas automáticos de detección, ya sea por humo o calor.

h) Los depósitos para combustible de estufas y calentadores deben localizarse fuera de las
edificaciones y deben rodearse de materiales incombustibles o retardadores del fuego.
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PARTE 7-16

2.3 MANTENIMIENTO
Toda edificación de madera aunque está bien construida requiere de revisiones, ajustes y
reparaciones durante su existencia.
Al poco tiempo de construida probablemente debe ser necesario arreglar fisuras en las uniones
de las maderas, desajustes de puertas y ventanas y apretar tornillos o tuercas de pernos para
corregir los desajustes debidos al asentamiento del terreno y a la acomodación de la madera a la
humedad del ambiente.
Posteriormente debe ser necesario efectuar revisiones periódicas y ejecutar los arreglos
necesarios.
a) Reclavar los elementos que por la contracción de la madera, por vibraciones o por
cualquier otra razón se hayan desajustado y apretar las tuercas en uniones hechas con
pernos y tornillos.
b) Si se encuentran roturas, deformaciones o podredumbres en las piezas estructurales, se
debe dar aviso al constructor.
c) Repintar las superficies deterioradas por efectos del viento, de la humedad y del sol.
d) Si la madera ha sido tratado con inmunizantes colocados con brocha, aplicar un
nuevo tratamiento con la periodicidad y las precauciones que recomienda el fabricante
del producto que se use.
e) Revisar los sistemas utilizados para evitar las termitas aéreas y subterráneas. Véase el
numeral 6.2.3.
f)

Fumigar por lo menos una vez al año para evitar la presencia de insectos domésticos y
ratas.

g) Mantener las ventilaciones de áticos y sobre cimientos sin obstrucciones.
h) Inspeccionar posibles humedades que puedan propiciar el crecimiento de hongos y
eliminar las causas.
i)

Limpiar y, si es necesario, arreglar canales y desagües de los techos

j)

Verificar la integridad de la instalación eléctrica

k) Verificar los sistemas especiales de protección contra incendios cuando los existan. Véase
el numeral 6.2.4. del Manual
l)

En caso de construcciones sobre pilotes, se deben revisar el apoyo homogéneo de la
estructura, su nivelación y el estado de ella.

2.4 OTRAS CONSIDERACIONES
Es evidente que la construcción en madera demanda un gran trabajo en el detalle, para conseguir
la seguridad que debe brindar el diseño y la construcción de una edificación. Se exponen algunos

a.

PROTECCIÓN ANTE EL CALOR, diseñar la vivienda con circulación de aire y evitando
la acumulación de calor. La transmisión de calor debe preverse en la cubierta para
salida de aire y en la parte baja para ingreso de aire fresco. Debe procurarse la
utilización de Aislantes de Calor.

b.

PROTECCION ANTE LOS RUIDOS. Los niveles de ruido deben ser corregidos con
aislantes acústicos.

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PARTE 7-17

c.

PROTECCION CONTRA LOS SISMOS. la flexibilidad del material, determina un mejor
comportamiento estructural en los sismos, fundamentado además en el poco peso y
su ductilidad.

2.5 IMPERMEABILIZANTE DE CIMENTACIÓN

Figura 6. Protección de pisos sobre cimentación

Figura 7. Protección de pisos sobre loseta

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PARTE 7-18


CAPÍTULO 3
3. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL
3.1 LA MADERA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN
La madera es un material ANISOTRÓPICO, y más propiamente ORTOTRÓPICO, lo cual obliga a
tener presente la orientación de las solicitaciones con relación al material: paralela y
perpendicular a la fibra.
El comportamiento de la madera a la aplicación de los esfuerzos no sigue, en general, la Ley de
Hooke, sin embargo para los niveles de solicitación a los que normalmente se la utiliza se puede
asumir un comportamiento elástico-lineal. Por lo que se recomienda que el diseño en Madera se
lo efectúe con la clásica Teoría Elástica, ya que se cuenta con información, respaldada con
investigaciones, de las propiedades Físico - Mecánicas.
No se recomienda, al estado actual del conocimiento del material, el diseño al Estado Límite, por
no contar con información confiable que permita una razonable seguridad de las estructuras,
debido a la gran cantidad de especies latifoliadas de nuestro medio. De manera general, que el
diseño en madera se lo haga con madera aserrada. El diseño con madera rolliza debe intentarse si
se dispone de información de laboratorio que respalde el diseño en ese estado del material. Los
resultados de los ensayos de Laboratorio, en probetas pequeñas libres de defectos son
compatibles con la madera aserrada, no así con la rolliza porque en ésta se incluyen partes del
árbol, que no forman parte de las probetas pequeñas libres de defectos, según expresamente se
indican en las normas generalmente aceptadas. De otro lado se pueden usar piezas estructurales
de madera laminada, a condición de disponer información consistente de los adhesivos y de la
técnica para la elaboración de las piezas: vigas, columnas, pórticos etc. Debe ponerse énfasis en
las uniones de las láminas que conformarán la pieza, a fin de garantizar la continuidad de su
resistencia.
El diseño Elástico se sustenta en la adopción de ESFUERZOS ADMISIBLES. Por lo que los elementos
estructurales deben diseñarse para que los esfuerzos resultantes de la aplicación de las cargas de
servicio sean menores, o a lo más iguales, a los esfuerzos admisibles del material.
Paralelamente se deben calcular (evaluar) las deformaciones en los elementos con la aplicación
de las cargas de servicio, estas deformaciones deben ser menores, o a lo mas igual, a las
deformaciones admisibles. Sin embargo debe tomarse en cuenta las deformaciones diferidas
debido a cargas permanentes, para que la deformación total sea adecuada como se verá en el
capítulo de flexión.
Esfuerzos y deformaciones admisibles para las maderas del Grupo Andino constan en
investigaciones sobre el tema, los valores de esfuerzos admisibles, de deformaciones admisibles y
editado por la Junta del Acuerdo de Cartagena. No obstante se puede usar información de otras
fuentes resultado de investigaciones.
Igualmente se recomienda usar la información sobre esfuerzos y deformaciones que constan en la
bibliografía especializada y/o de la experiencia de estructuras de madera en servicio.
3.2.

CARGAS

Las estructuras de madera, al igual que con otros materiales, deben diseñarse (dimensionarse)
para resistir la aplicación de las cargas de servicio, según las definiciones siguientes:
Cargas muertas:
Esencialmente consisten en el peso propio del elemento, los acabados, cargas permanentes
NEC-10

PARTE 7-19

adicionales, etc. En casos particulares, las cargas de servicio o cargas vivas que son de aplicación
continua en el tiempo (Ej.: bibliotecas, depósitos etc.) se consideraran como muertas para el
cálculo de las deformaciones diferidas. (Revisar el art. 7-4 del Manual).
Cargas vivas:
Consisten principalmente en cargas de ocupación de edificios, cubiertas, terrazas, puentes, etc.
Por tanto, son las sobrecargas de servicio, o cargas vivas, que la estructura debe resistir conforme
al uso de la misma. Se sugiere de acuerdo al caso y el lugar donde se implante la estructura, tomar
en cuenta las solicitaciones que se originen de los cambios extremos de temperatura y/o
humedad.
Cargas ambientales:
Las cargas ambientales son principalmente las de granizo, nieve, ceniza, presión y succión de
viento, y las sísmicas y de empujes de suelo.
Los valores de las cargas de servicio y sobrecargas serán las que constan en los la Parte 3
de la Norma Ecuatoriana de Construcción.
3.3. ESFUERZOS ADMISIBLES
Para el diseño estructural deberá usarse los esfuerzos admisibles que constan el MANUAL DE
DISEÑO PARA MADERAS DEL GRUPO ANDINO, porque son consecuencia de un proceso de
ensayos con maderas de la Subregión. Los valores indicados están respaldados por un numero
grande de repeticiones lo cual le da confiabilidad.
Debe tenerse presente que los valores referidos son validos para madera ESTRUCTURAL, que
del Manual mencionado. Es responsabilidad del calculista especificar madera que cumpla con la
Norma de clasificación visual; igualmente se supervisará que la madera que se está usando en la
obra cumple con la mencionada norma. Véase el MANUAL DE CLASIFICACIÓN VISUAL, publicado
por la JUNAC.
De numerosas investigaciones se tiene establecido que hay una estrecha relación entre la
densidad (densidad básica) y la resistencia a los diferentes esfuerzos del material, es así que en el
corresponden a las densidades: Alta, Mediana y Baja según se indica:

densidad básica comprendida entre 0.40 a 0,55
Nuevas especies de madera cuyas Densidades básicas se conozcan, se pueden incluir en uno de
los grupos estructurales que corresponda.
3.4.

MÓDULO DE ELASTICIDAD O MÓDULO DE YOUNG

Los valores del modulo de elasticidad para los tres grupos estructurales, que constan en el
Manual, serán los que se usarán para el dimensionamiento de elementos en flexión, y para
elementos en compresión y tracción paralelos a las fibras.
para el cálculo de elementos individuales tales como vigas o columnas, el valor promedio es
adecuado para el diseño de elementos en los que exista una acción de conjunto por ejemplo en
viguetas para entablados y pies derechos en tabiques y/o entramados.

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PARTE 7-20


TABLA 7.1. ESFUERZOS ADMISIBLES
Flexión

Tracción

Compresión

Paralela

Paralela

Compresión
Perpendicular

Corte Paralelo

Grupo
ft

fm
M Pa

fc

fv

Kg/cm²

M Pa

Kg/cm²

M Pa

Kg/cm²

M Pa

M Pa Kg/cm²

Kg/cm²

A

21

(210)

14.5

(145)

14.5

(145)

4.0

(40)

1.5

(15)

B

15

(150)

10.5

(105)

11.0

(110)

2.8

(28)

1.2

(12)

C

10

(100)

7.5

(75)

8.0

(80)

1.5

(15)

0.8

(8)

(*) Estos esfuerzos son para madera húmeda, y pueden ser usados para madera seca.

TABLA 7.2. MODULO DE ELASTICIDAD
E mín

E promedio

Grupo
M Pa

Kg/cm²

M Pa

Kg/cm²

A

9500

95,000

13000

130.000

B

7500

75,000

10000

100,000

C

5500

55,000

9000

90,000

(*) Estos esfuerzos son para madera húmeda, y pueden ser usados para madera seca.

CAPÍTULO 4
4. DISEÑO EN FLEXIÓN: VIGAS Y VIGUETAS
4.1 DISEÑO
Los elementos de madera solicitados a cargas, y otras acciones, que produzcan flexión vigas,
viguetas, entablados, etc., se diseñarán en la suposición que el material es homogéneo, isotrópico
y que cumple la ley de Hooke en consecuencia las dimensiones de las piezas serán las que
resulten del cálculo con las ecuaciones clásicas para los esfuerzos de tracción, compresión y corte
en las secciones críticas.
Las secciones escogidas deben satisfacer los esfuerzos admisibles de tracción, compresión y corte
paralelo a las fibras, recomendados en la Bibliografía especializada en particular el Manual para
diseño de maderas del Grupo Andino.
Adicionalmente las deflexiones deben limitarse a fin de no perjudicar el buen funcionamiento y la
NEC-10

PARTE 7-21

apariencia de la estructura. Las deflexiones máximas deben calcularse para los casos indicados:
a) Combinación
servicio.
b)

más

desfavorable

de

cargas

permanentes

y

sobrecargas

de

Sobrecargas de servicio actuando solas.

El cálculo y limitación de las deflexiones es responsabilidad del calculista, sin embargo para
construcciones residenciales se usarán los valores indicados en la tabla 8.1 del Manual.

Los valores de la columna (a) son adecuados de usar cuando se tenga cielo raso que pueda ser
afectado por las deflexiones de las vigas. Para construcciones industriales se pueden usar
limitaciones menos exigentes que los indicados.
Para el cálculo de las deflexiones en vigas (elementos individuales) se recomienda usar el valor de
E mínimo indicado en la Tabla 8.2 del Manual. Para viguetas y entablados se puede usar el valor
de E promedio indicado en la misma tabla, si se tiene por lo menos cuatro elementos que
funcionan simultáneamente y exista una acción garantizada de conjunto o distribución de cargas.

GRUPO A
M Pa

G Pa

GRUPO C

GRUPO B
Kg/cm²

M Pa

G Pa

Kg/cm²

M Pa

G Pa

Kg/cm²

E mínimo

9500

9.5

95,000

7500

7.5

75,000

5500

5.5

55,000

E promedio

13000

13

130,000 10000

10

100,000 9000

9.0

90,000

Para elementos cuya relación de luz, L/h, es mayor que 14 las deformaciones de corte pueden
despreciarse. G puede considerarse, consecuentemente, como E/25.

NEC-10

PARTE 7-22

4.2 DEFORMACIONES DIFERIDAS
Los elementos de madera sujetas a flexión incrementa las deflexiones (flechas) cuando la carga se
mantiene largos períodos de tiempo al diseñar las vigas, viguetas, entablados, se debe tener en
cuenta el efecto indicado. Las deflexiones totales pueden entonces estimarse como aquellas
debidas a las cargas de aplicación continua multiplicadas por 1.8, más aquellas producidas por el
resto de las cargas sin modificación.
4.3 REQUISITOS DE RESISTENCIA
Los esfuerzos de tracción y compresión producto de los momentos flectores no deben exceder los
valores admisibles de la tabla 8.3 del Manual de acuerdo al grupo de madera escogido para el
diseño.

TABLA 8.3. ESFUERZO MAXIMO ADMISIBLE EN FLEXION, fm
M Pa

Kg/cm²

GRUPO A

21

210

GRUPO B

15

150

GRUPO C

10

100

Estos esfuerzos pueden incrementarse en un 10% al diseñar entablados o viguetas si hay una
acción de conjunto garantizada.
Con las hipótesis mencionadas al inicio de este capítulo, el máximo esfuerzo normal se produce
en la fibra más alejada del plano neutro. Para elementos cargados en la dirección de uno de los
ejes principales de la sección: (Fig. 8.3).
Los valores constantes en la tabla se pueden incrementar el 10% en el diseño de entablados y
viguetas si existe una acción garantizada de conjunto.
Los máximos esfuerzos de tracción, compresión y corte se calcularán con las ecuaciones clásicas
de la Resistencia de Materiales, suponiendo material homogéneo, isotrópico y que cumple la Ley
de Hooke. El esfuerzo cortante máximo admisible, paralelo a las fibras, consta en la tabla 8.4 del
Manual. Igualmente si hay una acción garantizada de conjunto los valores de la tabla se pueden
incrementar un 10%. El esfuerzo cortante perpendicular a las fibras es mucho mayor que el
esfuerzo paralelo a las fibras y en consecuencia no necesita verificación.

En donde b y h, son las dimensiones de la sección transversal.

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PARTE 7-23


TABLA 8.4. ESFUERZO MAXIMO ADMISIBLE PARA CORTE PARALELO
A LAS FIBRAS, fv
M Pa

Kg/cm²

GRUPO A

1.5

15

GRUPO B

1.2

12

GRUPO C

0.8

8

Estos esfuerzos pueden incrementarse en un 10% al diseñar entablados o viguetas si hay una
acción de conjunto garantizada. La resistencia al corte en la dirección perpendicular a las fibras es
mucho mayor y por lo tanto no requiere verificarse. El esfuerzo de corte en una sección
transversal de un elemento sometido a flexión y a una cierta distancia del plano neutro puede
obtenerse mediante:

El esfuerzo cortante paralelo a las fibras se verificará para una sección crítica, distante del apoyo,
en una dimensión igual al peralte (altura) del elemento en cuestión según se indica en la figura
8.5 del manual.
En las superficies de apoyo de las vigas y viguetas se desarrolla un esfuerzo de compresión
perpendicular a la fibra; El esfuerzo promedio de calculará con ecuación s= R/ab en la que R es la
reacción y a x b es el área de apoyo. El esfuerzo calculado no debe exceder los valores de la tabla
8.5. En ningún caso se permite el uso de sistemas de apoyo en vigas y viguetas que produzcan
esfuerzos de tracción perpendiculares a la fibra por la baja resistencia de la madera a esta
solicitación.

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PARTE 7-24


4.4 ESTABILIDAD LATERAL
Los elementos en flexión, especialmente si su relación peralte (altura) a su ancho es significativa,
deben arriostrarse adecuadamente para evitar el pandeo lateral (fuera del plano del elemento) en
la zona de compresión.
Los elementos de sección rectangular (ancho b y altura h) pueden arriostrarse en función de la
relación h/b y se recomienda usar los valores de la Tabla 8.6.

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PARTE 7-25

Los criterios de la tabla 8.6 pueden también aplicarse para vigas construidas con dos o más piezas
del mismo peralte, h, considerándose el ancho total, siempre y cuando los elementos
componentes estén adecuadamente conectados entre sí.

CAPÍTULO 5
5. ELEMENTOS A COMPRESIÓN: COLUMNAS
5.1 DISEÑO
Los elementos de madera solicitados a carga axial, y carga axial más momento flector deben
diseñarse con las hipótesis y ecuaciones tradicionales para columnas. Se asume que el material
cumple la ley de Hooke, es isotrópico y homogéneo, esta hipótesis es aceptable para los niveles
de esfuerzo que normalmente se tienen en las columnas en servicio.
Las columnas son, en general, de madera sólida o maciza, sin embargo se pueden usar columnas
de madera laminada, formadas por la unión de piezas que permitan alcanzar un mayor momento
de inercia de la sección transversal, en cuyo caso garantizaran la condición anterior. Pueden
usarse adhesivos y/o elementos metálicos (tornillos, pernos etc.) que garanticen el
funcionamiento integral de la sección.
En general las columnas de madera son de sección rectangular, sin embargo se pueden usar otras
secciones y considerar esa sección, y el momento de inercia para el cálculo respectivo.
Los entramados, muros, son conjuntos de columnas ( en general de sección pequeña) llamados
comúnmente pies-derechos, unidos en sus extremos por soleras, (superior e inferior) y
arriostrados por elementos horizontales generalmente a media altura; el revestimiento,
cualquiera que fuere, no se considera colaborante para cargas verticales. El revestimiento es la
parte resistente para cargas horizontales: viento y/o sismo.
Los entramados (muros, tabiques) deben diseñarse para la combinación de cargas verticales mas
cargas horizontales, por ejemplo las de viento perpendicular al plano del entramado, en ese caso
los pies-derechos están solicitados a flexo-compresión y deben diseñarse para esa condición de
cargas.
El diseño de elementos de madera sometidos a compresión o flexo-compresión está controlado
por: resistencia, combinación de resistencia y estabilidad, o simplemente estabilidad y en
consecuencia se tienen columnas: cortas, intermedia y largas.
Las columnas deben diseñarse con su longitud efectiva y ésta es la longitud teórica de una
columna doblemente articulada. La longitud efectiva interviene en la determinación de la carga
máxima por pandeo (flambeo) que puede soportar la columna. La longitud efectiva se calcula
restricciones o grado de empotramiento de los extremos. Pueden usarse los valores de la tabla
9.1 que se incluye. No obstante el diseñador debe evaluar las restricciones reales que los apoyos
proporcionan a la columna en cada caso en particular.

En los entramados los pies-derechos están arriostrados por elementos horizontales, normalmente
a media altura, según se muestra en la Tabla 9.1 en ese caso deben considerarse dos longitudes
efectivas según se indica.
En algunos casos el revestimiento del entramado está unido a los pies-derechos en toda su altura
y como consecuencia el pandeo en el plano no tiene lugar, el pandeo ocurrirá fuera del plano y la
carga se calculará para la longitud efectiva fuera del plano.
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PARTE 7-26


5.2 ESBELTEZ
La relación de la longitud efectiva de la columna para la dimensión de la sección transversal
considerada se denomina esbeltez.
Para secciones rectangulares las esbelteces se ilustran en la Tabla 9.2.
NEC-10

PARTE 7-27


TABLA 9.2. ESFUERZOS MAXIMOS ADMISIBLES
Compresión Paralela fc//

Tracción Paralela ft

Flexión fm

Grupo
M Pa

Kg/cm²

M Pa

Kg/cm²

M Pa

Kg/cm²

A

14.5

145

14.5

145

21.0

210

B

11.0

110

10.5

105

15.0

150

C

8.0

80

7.5

75

10.0

100

En entramados puede considerarse un incremento del 10 % a estos valores.
Para entramados las esbelteces son diferentes en las dos direcciones en concordancia con la
figura 9.1 y por lo tanto se tienen cargas admisibles diferentes, la menor de ellas corresponde a la
mayor esbeltez.
5.3 CLASIFICACIÓN DE LAS COLUMNAS
Las columnas se clasifican en: corta, intermedias, y largas según su esbeltez:
a) Columnas cortas
b) Columnas intermedias
c)

Columnas largas

No se recomienda, en columnas de madera, esbelteces mayores a 50.
5.4 ESFUERZOS ADMISIBLES
Los esfuerzos admisibles máximos que deben usarse para el diseño de elementos solicitados a
compresión y flexo-compresión se indican en la Tabla 9.2.
TABLA 9.2. ESFUERZOS MAXIMOS ADMISIBLES

Grupo
A
B
C

Compresión Paralela fc
M Pa
Kg/cm²
14.5
145
11.0
110
8.0
80

Tracción Paralela ft
M Pa
Kg/cm²
14.5
145
10.5
105
7.5
75

Flexión fm
M Pa
Kg/cm²
21.0
210
15.0
150
10.0
100

En entramados puede considerarse un incremento del 10% a estos valores.

5.5 MÓDULO DE ELASTICIDAD
En la tabla siguiente (9.3) se incluyen los valores del Modulo de Elasticidad0: Emin. Para usarse en
columnas (individuales) y E.prom. Para usarse en entramados.

NEC-10

PARTE 7-28

Columnas E mínimo

Entramados E promedio

Grupo
M Pa

G Pa

Kg/cm²

M Pa

G Pa

Kg/cm²

A

9500

9.5

95,000

13000

13

130,000

B

7500

7.5

75,000

10000

10

100,000

C

5500

5.5

55,000

9000

9

90,000

Los elementos sometidos a cargas axiales de compresión deben diseñarse sin considerar una
excentricidad mínima, si se utilizan las ecuaciones siguientes:
Columnas cortas:
Las columnas cortas ( < 10) fallan por compresión o aplastamiento. Su carga admisible puede
calcularse como:

En donde:
A = área de la sección transversal
fc = esfuerzo máximo admisible de compresión paralela a las fibras (Tabla 9.2)
Nadm = carga axial máxima admisible.
Columnas Intermedias:
Las columnas intermedias (10 <
< Ck) fallan por una combinación de aplastamiento e
inestabilidad lateral (pandeo). Su carga admisible puede estimarse como:

En donde:
= relación de esbeltez (considerar solo lo mayor)
Ck = 0.7025

(para secciones rectangulares)

E=módulo de elasticidad (Tabla 9.3)
Columnas Largas:
La carga admisible de columnas largas (Ck <
estabilidad.

< 50) se determina por consideraciones de

Considerando una adecuada seguridad al pandeo la carga crítica Ncr según la teoría de Euler se
reduce a:

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PARTE 7-29

5.6 ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXOCOMPRESIÓN

Cuando existe flexión y compresión combinadas, los flectores se amplifican por acción de las
cargas axiales. Se multiplicará el momento flector máximo por:

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PARTE 7-30

5.7 ELEMENTOS SOMETIDOS FLEXOTRACCIÓN

CAPÍTULO 6
6. MUROS DE CORTE
Son entramados compuestos por pies derechos, solera superior e inferior y travesaños
rigidizantes. Estos paneles o muros de corte, están revestidos por diferentes materiales en las dos
caras generalmente, logrando dar una buena rigidez y por tanto resistencia a las fuerzas
horizontales en su plano que producen esfuerzos de corte, de ahí su nombre. Su resistencia varía
de acuerdo al tipo de recubrimiento y material usado.
Como es de suponer, estos muros especialmente se usan como paredes o tabiques que actúan en
buena forma ante cargas sísmicas o de viento, y también de caras verticales. Su comportamiento
ha sido tradicionalmente bueno en las construcciones en nuestros países, denominándose de
diferente forma en casa lugar, como por ejemplo si es de carrizo o bambú chancado y revestido
por barro, se lo llama Bahareque o Quincha. En otros países los revisten con tableros de madera
terciada, entablados o enlucidos.

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PARTE 7-31


Normalmente se deberán tomar todas las precauciones para su uso, y su protección para cada
finalidad. Mayor información se consigna en el Manual y se resumen varios tipos de muros con su
resistencia característica que son resultados de muchos ensayos realizados en los 5 países del
Pacto Andino y se recomienda su uso como base para el diseño de una edificación. El Diseñador si
tiene informaciones adicionales verificadas, lo podrá usar bajo los mismos lineamientos que allí se
consignan.

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PARTE 7-32


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PARTE 7-33


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PARTE 7-40


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PARTE 7-41


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PARTE 7-42

Su análisis y diseño es muy semejante al de mampostería resistente y bajo las teorías elásticas,
utilizando los esfuerzos característicos de la madera con la clasificación A, B o C del Manual.
6.1 REQUISITOS DE RESISTENCIA Y RIGIDEZ
En una edificación, el conjunto de diafragmas y/o muros de corte, deberán diseñarse para resistir
el 100% de la solicitación horizontal, sea de viento o sismo y deberá tomarse en cuenta los
siguientes aspectos:
a) Limitar los desplazamientos laterales para no dañar otros elementos de menor resistencia.
b) Reducir la vibraciones de los muros y los pisos a límites aceptables para no afectar a los
usuarios, y
Los muros deberán ser elementos que arriostren a otros y entre sí de tal forma que se impida su
pandeo lateral. En conjunto se deberá proporcionar muros de forma simétrica para evitar la
torsión en planta.
Hay detalles que deben ser tomados en cuenta para lograr una edificación segura, diseñando
conexiones adecuadas entre muros, sujetos al piso en forma correcta, al igual que con los pisos o
cubiertas que soportarán, con la finalidad de transmitir efectivamente el corte y otros esfuerzos
que produzcan las cargas y solicitaciones consideradas.
Por otro lado se deberá verificar la esbeltez perpendicular al plano del muro. En el Manual se
especifica que si la relación de altura a longitud es mayor a dos, no se deberían considerar como
muros resistentes.
Las aberturas en los muros disminuyen considerablemente la resistencia, por lo que se deberá
reforzar en su contorno.
Por último tanto la definición de las solicitaciones de viento y sismo, así como los desplazamientos
o derivas, se someterán a lo especificado en este Código en su capítulo correspondiente.
6.2 VERIFICACIÓN DE LA CAPACIDAD DE MUROS PARA CARGA LATERAL
Es importante la verificación de la capacidad de resistencia de los muros que debe ser mayor a la
demanda en cada dirección. Para la estructuración de una edificación, existen recomendaciones
en el Manual, para muros espaciados a no más de 4 metros y uniformes, considerando rigideces
similares entre ellos, proporcionales a su área de influencia.
Es importante señalar que estas recomendaciones son aplicables a edificaciones relativamente
pequeñas, de uno o dos pisos, que resisten toda la carga lateral por medio de muros de corte. En
caso de que no se tengas estas condiciones, se deberá hacer un análisis detallado de la
distribución de fuerzas cortantes, considerando la flexibilidad de los diafragmas horizontales.

V resistente > V actuante,
Donde:
V resistente: fuerza cortante total de todos aquellos muros considerados como resistentes
en una dirección determinada,

y

V actuante: fuerza cortante total para el piso y la dirección considerada.
La fuerza actuante será la que se recomiende el C.E.C y su capítulo correspondiente.

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PARTE 7-43

En el Manual se da un método para determinar la fuerza sísmica de la siguiente manera: la Fuerza
cortante debida al sismo puede evaluarse por la multiplicación de los coeficientes consignados en
la Tabla 10.9 por el área techada. El área depende de si la estructura es de uno o dos pisos. Ver
Figura 10.5 del manual.
V actuante sismo = coef. Tabla 10.9 x Área Techada

De igual manera para cargas de viento, que podrán ser utilizados para diseño de construcciones
menores. Fuerza cortante de viento será igual al coeficiente consignado en la tabla 10.10
multiplicado por el área proyectada sobre un plano perpendicular a la dirección del viento.
V actuante = coef. Tabla 10,10 x Área Proyectada

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PARTE 7-44


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PARTE 7-45


CAPÍTULO 7
7. CONSIDERACIONES DE DISEÑO SÍSMICO
7.1 Generalidades
El Ecuador ha utilizado las edificaciones en madera como las más eficaces para resistir los sismos,
como ejemplo podemos citar las viviendas en madera de la costa y las de Bahareque en la sierra
que históricamente han sido sometidas a un largo listado de terremotos, con buenos resultados,
por el bajo peso, flexibilidad en su conjunto, el amortiguamiento y la ductilidad que presentan,
ante un sismo, permitiendo una gran disipación de la energía mediante deformaciones que se
producen por movimientos locales en uniones clavadas o atornilladas, que permiten aceptar
daños en elementos no estructurales, sin afectar mayormente su estructura. Estas características
también permiten reparaciones rápidas y fáciles de ejecutarlas, al contrario de otros materiales.
Generalmente los daños por efectos sísmicos en estructuras de madera, son atribuibles a dos
causas importantes:
-

La madera se degrada por efectos climáticos o por ataque de insectos o xilófagos. Esto se
puede evitar por medio de tratamientos de preservación adecuados o por aislamiento de
los agentes en forma eficaz, especialmente a estructuras en contacto con el suelo.

-

Las estructuras de madera se han visto afectadas por los sismos, por conexiones
inadecuadas entre elementos. Es muy importante el diseño y detalla miento eficaz para
proporcionar la capacidad suficiente de transmitir esfuerzos. Adicionalmente entra en
este aspecto el deficiente anclaje de la estructura con la cimentación.

7.2 CONSIDERACIONES DE DISEÑO
En edificaciones de madera, considerando que es la unión de muchos elementos que actúan entre
sí, su flexibilidad y la forma de transmisión de las cargas horizontales a la estructura (sismo o
viento), es importante como resistir estas cargas, y la mejor forma es con muros de corte que no
son sino paredes situadas convenientemente y paralelas a la dirección actuante considerada.
Estos elementos están constituidos por entramados de pies derechos o viguetas, con elementos
perimetrales y riostras o rigidizadores intermedios, y por algún tipo de revestimiento. Ver figs.
10.1 y 10.2 del manual. El comportamiento interno de un muro es complejo y depende de
uniones clavadas entre elementos, unidos a un revestimiento que en definitiva es el que resistirá
la fuerza horizontal. El entramado además generalmente está sometido también a fuerzas
verticales y de flexión. El diseño de estos muros está regido generalmente por las cargas verticales
antes que las horizontales.
Los muros resistentes o de corte, se tratan en el capítulo 10 del Manual de Diseño, donde se
publican varios tipos de muros que se pueden usar y que han sido probados en ensayos teniendo
valores de esta resistencia por unidad de longitud de muro o la rigidez de cada uno por unidad de
longitud.
El análisis se torna nuevamente elástico y estático a fin de considerar la verdadera resistencia de
cada elemento de la estructura. Los métodos serán los apropiados de acuerdo a la estructuración
de la edificación y se lo realizará como lo exige la práctica usual. De igual manera el diseño se
ceñirá a las normas de este código y Manual, utilizando la madera del grupo A, B o C consignada
en el manual de acuerdo a su densidad básica. En el Manual existen ejemplos y ayudas de diseño.
Ver Manual, DETALLES CONSTRUCTIVOS 5, y PROTECCION POR DISEÑO 6.5.

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PARTE 7-46


CAPÍTULO 8
8. ARMADURAS
Las armaduras de madera han sido utilizadas desde mucho tiempo atrás en cubiertas de:
viviendas, edificaciones religiosas, en naves industriales e inclusive puentes. La principal ventaja
de las armaduras de madera radica en que los elementos que las conforman están solicitados a
cargas axiales y en algunos casos a momentos flectores, acciones a las que la madera ha
demostrado ser eficiente. En la solución de cubiertas o techados las armaduras de madera
permiten cubrir luces mayores que si se usan vigas y/o viguetas, evitando apoyos intermedios:
columnas o paneles portantes interiores con más flexibilidad en el diseño arquitectónico. El
relativo poco peso, con relación a otros sistemas, las hace ventajosas durante el montaje. En las
armaduras es posible utilizar elementos de longitudes cortas que en el mercado, en general son
de menor precio.
El diseño inicial debe considerar dos aspectos:
a) La forma exterior o contorno como solución arquitectónica relativo a la luz y altura, o su
pendiente,
b) La distribución interna de los elementos (barras) debe tener en cuenta la máxima longitud
recomendable y la necesidad de la triangulación para transmitir las cargas a los apoyos. La
ubicación y número de las correas, que reciben el material de la cobertura, debe tener presente la
ubicación de los nudos en la cuerda superior, ello condiciona el número de vanos. La forma o
contorno exterior depende del tipo de
material de cobertura, el diseño
arquitectónico y la luz a cubrir.
Para evitar momentos flectores, en la cuerda superior, la ubicación de los nudos debe ser
coherente con la posición, espaciamiento, de las correas.
La Pendiente de una armadura se define como la inclinación de la cuerda superior o lo que es lo
mismo en ángulo que hace ésta con la cuerda inferior y se expresa como una fracción según se ve
en la figura.

8.1. CÁLCULO
Las armaduras se calculan con los métodos tradicionales de la mecánica. Los
Elementos concurren en un punto y forman triángulos; los elementos se calculan para resistir
tracción o compresión y eventualmente flexión y compresión (flexo-compresión). No se considera
la restricción (empotramiento) que ocasiona la unión de los elementos en los nudos. Las cargas
que actúan en la cuerda superior, son: peso propio, cargas de montaje, carga viva, ceniza, granizo
y viento, estas cargas son transmitidas por las correas. En la cuerda inferior ocasionalmente
existe carga de cielo raso.
El espaciamiento más económico depende del costo relativo de las armaduras, las correas y el
material de cobertura. Es conveniente usar el mayor espaciamiento de las armaduras, en la
práctica es igual a la máxima luz que cubren las correas disponibles.
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PARTE 7-47


La configuración de los elementos internos debe ser tal que permita reducir el número de
uniones por el costo de mano de obra. Debe, además, tenerse en cuenta la esbeltez de los
elementos comprimidos, a mayor esbeltez se reduce significativamente la capacidad del
elemento.
La flexión en las cuerdas superiores - por carga en los tramos - no debe ser excesiva ya que el
flexo-compresión le resta eficiencia al elemento considerado.
El ángulo interno entre las cuerdas y entre éstas y los elementos no debe ser muy pequeño
porque resulta en solicitaciones grandes en las barras y requiere uniones reforzadas.
8.2. CONFIGUARACIÓN DE LOS ELEMENTOS
El tipo y configuración de los elementos esta condicionado por las cargas y la luz de la armadura;
en general para cargas ligeras conviene elementos individuales (únicos) que se unen en los nudos
con carteleras de madera sólida, terciada o laminada, etc. y en algunos casos metálicas. Con
cargas de mayor magnitud es conveniente usar elementos formados por dos piezas que se
separen por los montantes, diagonales o viceversa, en ese caso pueden evitarse las cartelas en las
uniones. Adicionalmente un elemento compuesto por dos piezas mejora su desempeño a
compresión si se usan uniones como separadores a distancias intermedias a lo largo del
elemento.
8.3. TIPOS DE UNIONES
En el diseño y la construcción de los nudos se pueden usar varias soluciones: clavos, pernos,
cartelas de madera sólida o contrachapada placas metálicas, etc. En la bibliografía especializada
se encuentran sugerencias sobre el tema.
8.4. CARGAS
Las armaduras deben diseñarse para resistir las cargas según el uso de la misma, en ocasiones se
debe tener presente las cargas ocasionales debido al montaje. Si la cuerda inferior recibe la carga
del cielo raso se debe incluir en el diseño una carga mínima de 30 Kg/m².
8.5. DEFLEXIONES
Las armaduras, con las cargas de diseño actuando, deben cumplir las máximas deflexiones
recomendadas, por ejemplo si hay cielo raso de yeso o material similar, la deflexión máxima no
debe exceder al valor de la luz/300. En cualquier caso será responsabilidad del proyectista fijar las
deflexiones máximas según el uso. De ser necesaria una contra flecha y se recomienda un valor
del orden de 1/300.
El cálculo de las deflexiones de las armaduras se basará en los métodos de análisis habituales en
la buena práctica de la ingeniería. Estas son deflexiones elásticas correspondientes al cálculo por
métodos de trabajos virtuales que suponen las uniones como articulaciones perfectas e
indeformables. Sin embargo, en armaduras de madera, los nudos empernados o clavados se
deforman, contribuyendo a incrementar la deformación final. Además todas las deformaciones
crecen con el tiempo debido a cambios en el contenido de la humedad de la madera. Estas
consideraciones deben tomarse en cuenta al verificar la tolerancia de deformaciones (Ver Parte II:
COMENTARIOS).
En el caso de que el espaciamiento entre armaduras sea igual o menor que 60 cm se recomienda
considerar como módulo de elasticidad el Epromedio, en caso contrario, se deberá considerar el
módulo de elasticidad mínimo Emín. En las armaduras ligeras generalmente no se considera la
contraflecha, pero si por una razón específica, es necesaria, se recomienda que sea del orden de
1/300 de la luz de la armadura.
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PARTE 7-48


Figura 11.3. Uniones

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PARTE 7-49


Figura 11.3. Uniones. (Continúa)

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PARTE 7-50

8.6.

CRITERIOS DE DISEÑO

Las cargas admisibles de los elementos se determinarán considerándolos como columnas según
las recomendaciones del Cap.9. Los elementos sometidos a la acción de las fuerzas axiales y de
flexión, deben ser diseñados a flexo-compresión o flexo-tracción según el sentido de la fuerza
axial (Cap.9, Secc. 9.8 y 9.9).
Material.- Es recomendable el uso de maderas del grupo C, pues debido a su baja densidad son
fáciles de clavar y livianas para su montaje. Maderas de otras especies de grupos más densos
pueden usarse también con uniones ensambladas y/o empernadas.
Dimensiones Mínimas.- Las secciones de los elementos no deben ser menores de 6.5 cm de
peralte y 4 cm de ancho (dimensiones reales secas), a menos que se usen cuerdas de elementos
múltiples, en cuyo caso pueden considerarse anchos más pequeños. Los elementos de unión
deben cumplir con los requisitos que se presentan en el Cap. 12 (Secc. 12.2).
Se recomienda que en el caso de usar cartelas de madera contrachapada, ésta sea de un espesor
no menor a 10 mm. De preferencia la densidad básica de la madera de las chapas debe ser mayor
de 0.4 para permitir a los clavos desarrollar sus cargas de trabajo sin aplastar rápidamente la
cartela. Si no se dispone de manera contrachapada de calidad estructural (fabricada con colas
resistente a la humedad) las cartelas de madera sólida son más recomendables.
Esfuerzos Admisibles y Módulo de Elasticidad.- En caso de que el espaciamiento entre armaduras
sea de 60 cm o menos, los esfuerzos admisibles pueden ser incrementados en 10% y se puede
usar el módulo de elasticidad promedio, Eprom. En caso contrario, se considerarán los esfuerzos
admisibles sin ningún incremento y el módulo de elasticidad mínimo, Emín.
8.7.

HIPÓTESIS USUALES

Los elementos que constituyen las armaduras pueden ser considerados rectos de sección
transversal uniforme, homogéneos y perfectamente ensamblados en las uniones. Las cargas de la
cobertura se transmiten a través de las correas. Estas a su vez pueden descansar directamente en
los nudos o en los tramos entre nudos de la cuerda superior originando momentos flectores en
estos elementos. Las fuerzas axiales en las barras de la armadura pueden calcularse suponiendo
las cargas aplicadas directamente en los nudos. Cuando éste no sea el caso, se podrá reemplazar
la acción de las cargas repartidas por su efecto equivalente en cada nudo. Basta con suponer las
cuerdas simplemente apoyadas en los nudos donde se desea concentrar su acción. En las bridas o
cuerdas superior e inferior los efectos de flexión debidos a las cargas en el tramo se superpondrán
a las fuerzas axiales de tracción o compresión para diseñar los elementos como viga-columna.
8.8.

LONGITUD EFECTIVA

La longitud efectiva de los distintos elementos de una armadura se determinará según lo
estipulado en la Tabla 11.1 y las Figuras 11.4 y 11.5. Para las cuerdas o bridas superior e inferior
deberán considerarse tanto la longitud efectiva fuera del plano como en el mismo plano de la
armadura. Por lo general, estas dos longitudes efectivas son diferentes, ya que las condiciones de
arriostramiento en ambas direcciones o planos son distintas.

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PARTE 7-51


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PARTE 7-52


8.9.

ESBELTEZ

El valor máximo de la relación de esbeltez (1ef/d) en el diseño de elementos sometidos a cargas
axiales de compresión o tracción será de 50 y 80 respectivamente.
En el caso de las cuerdas sometidas a compresión, se considerarán dos relaciones de esbeltez: una
en el plano de la armadura y otra fuera del mismo. En el plano, la dimensión resistente al pandeo
será el peralte o alto de la cuerda, h. fuera del plano lo será el ancho de la escuadría, b si se trata
de una sección única de madera sólida. Cuando se trata de cuerdas con más de escuadría
(elementos compuestos o múltiples) el ancho equivalente para el pandeo dependerá de la forma
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PARTE 7-53

de conexión de los elementos múltiples y de sus espaciadores. (Ver Secc. 11.9). El diseño debe
hacerse en función de la mayor relación de esbeltez que se presente, considerando a su vez la
longitud efectiva en cada dirección. (Fig. 11.4).
8.10. CUERDAS CON CARGA EN EL TRAMO
Estos elementos deben diseñarse a flexo- compresión. Las cargas axiales son las obtenidas del
análisis primario con cargas concentradas en los nudos y los momentos flectores determinados
como se indica a continuación.
Los momentos de flexión generados por las cargas aplicadas en las cuerdas pueden ser
determinados suponiendo que las cuerdas se comportan como vigas continuas apoyadas en los
extremos de las diagonales o montantes.
Para los casos que se ilustran pueden usarse las fórmulas de la Tabla 11.2 (6), donde w es la carga
repartida por unidad de longitud. Ver Figura 11.6.
8.11. ESTABILIDAD Y ARRIOSTRAMIENTO
Para garantizar que las armaduras puedan desarrollar toda su capacidad de diseño es necesario
que sus apoyos y arriostres sean adecuados. En las Figuras 11.7 y 11.8 se presentan algunas
soluciones de apoyo de armaduras sobre muros de madera y otros materiales.

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PARTE 7-54


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PARTE 7-55

El arriostramiento es necesario no solamente para permitir a las armaduras desarrollar toda su
capacidad de diseño, sino para impedir una falla conjunta por inestabilidad. Esta puede
presentarse cuando las armaduras de los extremos no encuentran puntos fijos exteriores donde
transferir las cargas fuera de su plano. Para garantizar un adecuado comportamiento de las
armaduras, tanto local como global, es recomendable la colocación de arriostres en los siguientes
planos.
Cuerda Superior.- En el plano definido por las cuerdas superiores la colocación de arriostres es
necesaria porque esta zona, en cada una de las armaduras, está sometida a fuerzas de
compresión, dando origen a una tendencia al pandeo que es indispensable restringir. Si sobre las
armaduras se coloca un entablado o cobertura similar a base de tableros es decir elementos que
están debidamente unidos a las armaduras a todo lo largo de la cuerda superior- no será
necesario un sistema de arriostramiento adicional, ya que este revestimiento constituye un
diafragma rígido que resiste el movimiento lateral.

Cuando se colocan que soportan a su vez la cobertura, éstas proveen arriostramiento longitudinal
siempre y cuando estén adecuadamente unidas a la cuerda superior. Su espacio máximo debe ser
tal que la esbeltez resultante fuera del plano sea menor o igual a la esbeltez en el plano, que es
generalmente la usada en el diseño de los elementos de la cuerda (Secc. 11.5.3). Del o contrario
estas piezas desarrollarán una carga menor que la de diseño reduciendo su seguridad al pandeo.
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PARTE 7-56

Adicionalmente debe colocarse un sistema de arriostre diagonal que impida el pandeo de todas
las armaduras al mismo tiempo. Esto puede suceder, a pesar de la presencia de las correas, ya
que éstas restringen el movimiento de una armadura con respecto a la otra, pero no impiden por
sí solas el movimiento del conjunto. Este arriostramiento diagonal se logra con riostras colocadas
debajo de la cuerda superior, definiendo una zona o paño rígido debidamente triangulado (Fig.
11.9). El arriostramiento debe colocarse en ambos extremos del techado, y cuando la edificación
mide más de 18 m de largo debe repetirse cada 6 m. Las piezas deben tener un ancho mínimo de
4 cm para los espaciamientos usuales de armaduras (80 cm a 1 m).
Cuerda Inferior.- Para tener el espaciamiento de las cuerdas inferiores es conveniente la
colocación de riostras longitudinales continuas espaciadas a cada 2.4 a 3 m (Fig. 11.10). Estas
riostras deben extenderse a todo lo largo de la edificación, aseguradas debidamente a la cuerda
inferior. Adicionalmente y para dar estabilidad global a este sistema longitudinal se debe colocar
un arriostramiento diagonal en ambos extremos. Cuando la edificación es larga estas riostras
diagonales deben repetirse cada 6m.
Línea de Cumbreras.- En el plano vertical definido por la línea de cumbreras es recomendable la
colocación de un sistema de arriostres diagonales en forma de cruz de San Andrés (dobles
diagonales cruzadas) espaciadas a cada 6m o al doble del largo horizontal de las diagonales. (Fig.
11.10).

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PARTE 7-57


CAPÍTULO 9
9. UNIONES
9.1 Antecedentes
En uniones o conexiones de elementos metálicos, por ejemplo acero, se usan pernos, remaches, y
pasadores, el cálculo y diseño supone una distribución uniforme de la carga de los elementos
sometidos a corte directo (remaches, pernos, o pasadores). Los ensayos de laboratorio
determinan que las fallas son de tracción y/o compresión en los elementos que forman la unión.
La falla en los remaches, pernos o pasadores es por corte directo, supuesto que éste esfuerzo es
uniformemente distribuida en todas las secciones solicitadas a este esfuerzo.
Las uniones de elementos de madera, con clavos o pernos, no se comportan como se describió
anteriormente, al aplicar la carga, los clavos o pernos no se cortan, por obvia razón que la madera
no tiene la misma resistencia que el acero para hacerlos fallar en corte directo, en la uniones de
madera los clavos o pernos se doblan, flexionan, en forma propia de cada unión.
Con este antecedente el diseño de uniones con elementos de madera, con clavos o pernos, se
sustenta en los resultados experimentales realizados en muchos Laboratorios. Adicionalmente la
resistencia de uniones de madera se relaciona según si los elementos que la componen recibe la
carga en el sentido paralelo o perpendicular a las fibras.
La carga asignada a cada clavo (de caña lisa) es función de su diámetro y longitud y tiene en
cuenta la densidad de las piezas de madera que se unen.
Una situación similar ocurre en las uniones con los pernos, la carga asignada a cada perno es
función de la relación longitud/diámetro y de la densidad de la madera.
Por lo enunciado se considera adecuado seguir las recomendaciones que constan en la
bibliografía especializada por estar, en general respaldada en investigaciones sobre el tema.
e de la información sugerida es el resultado de ensayos
realizados por el PADT- REFORT con maderas de la Subregión. Además de resultados de
investigaciones en otros países, que constan en publicaciones especializadas.

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PARTE 7-58


ANEXO 1
SECADO DE LA MADERA
Madera estructural
La madera estructural soporta algún tipo de esfuerzo en una construcción, es decir, forma la parte
resistente de ciertos componentes, como: muros, paredes, pié derechos, columnas, vigas, pisos,
techos y otros.
Este material reúne las siguientes condiciones: a) debe ser material clasificado como de calidad
estructural; b) debe provenir de especies maderables correspondientes a cualquiera de los tres
Grupos Estructurales (A, B o C), en que se la ha clasificado destinada a estos fines; c) deben ser
piezas de madera dimensionadas de acuerdo a las secciones más usuales; d) conviene que las
construcciones se las efectúe con madera seca; e) la madera estructural debe ser de buena
durabilidad natural, o, en su defecto, debe ser preservada adecuadamente.
Influencia de la humedad en la madera
El contenido de humedad es un factor muy importante en el uso de la madera, puesto que de él
depende una buena parte de sus propiedades físicas y mecánicas y su estabilidad dimensional
cuando se halla en servicio, así como su resistencia al ataque de hongos e insectos y su mayor o
menor facilidad para ser trabajada.
Variación del porcentaje de humedad
En madera verde, la humedad de la madera varía del 30 al 200 % o más. Normalmente, la albura
contiene más humedad que el duramen, pero el duramen de algunas frondosas es también muy
húmedo.
Variación del porcentaje de humedad en madera secada al aire
Se debe a factores, tales como: diferencia de las condiciones climáticas, al tiempo de su
apilamiento, a la posición de la pila y a la especie maderable.
Contenido de humedad de madera almacenada
La madera almacenada llega a tener normalmente un contenido de humedad uniforme, o sea que
las piezas de mayor contenido disminuyen, mientras que las que están más secas aumentan.
Contenido de humedad de la madera en servicio
La madera en servicio presenta variaciones de contenido de humedad causadas por los cambios
climáticos a los que está expuesta.
Contenido de humedad
El contenido de humedad en una pieza de madera, es la relación que existe entre el peso del agua
que contiene y su peso en estado seco (anhidro), expresado en porcentaje.
Para su cálculo se utiliza la siguiente fórmula:
P.V - P.S.
C.H.% = ------------- x 100
P.S.
Donde:
C.H. = Contenido de humedad de la madera, en porcentaje.
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PARTE 7-59

P.V. = Peso de la madera en estado verde o peso inicial, en gramos.
P.S. = Peso de la madera seco el horno o anhidro, en gramos.
Humedad de la madera en estado verde
Cuando la madera contiene agua en dos formas: agua libre y agua ligada o higroscópica, se dice
que se halla en estado verde. Esta es la condición de las trozas o de una madera recién cortada.
En una madera en estado verde, proveniente de árboles recién cortados, la humedad puede
variar desde aproximadamente 35 % hasta más del 200 %.
Punto de saturación de las fibras
La humedad de la madera en estado verde se presenta de dos maneras: 1) en las cavidades
celulares y 2) en las paredes celulares. Al secarse la madera, las cavidades celulares se pierden el
agua libre antes que la de las paredes celulares. Cuando las células están vacías y las paredes
celulares se hallan saturadas de agua higroscópica, es que la madera ha llegado al denominado
ad.
A partir de este porcentaje, empiezan a aparecer los defectos que suele presentar la madera.
Detectores eléctricos para medir la humedad de la madera
Estos aparatos, denominados también higrómetros, sirven para medir de manera rápida y fácil la
humedad de una madera y se lo emplea con éxito para el control en las industrias madereras. Si al
artefacto se lo emplea correctamente, es una excelente ayuda para el industrial y para el
constructor con madera
Contenido de humedad de equilibrio de la madera
Es el contenido de humedad que una madera alcanzará si se la deja indefinidamente bajo
condiciones de temperatura y humedad relativa constantes. Por ser la madera higroscópica, trata
siempre de alcanzar el contenido de humedad de equilibrio (C.H.E.) del sitio o zona donde se
encuentre en servicio.
Densidad y peso de la madera
La densidad es una de las características de la madera que sirve de guía para conocer su mayor o
menor resistencia. Cuanto más densa o dura es una madera, tanto más difícil es secarla. A un
mismo contenido de humedad, las maderas de mayor densidad (densidad básica) requieren de
mayor tiempo para secarse y llegar a su contenido de humedad de equilibrio.
Recomendaciones para ponerla a una madera en servicio:
1.- Si no se sabe de antemano en qué localidad va a ser empleada una determinada madera, la
misma deberá ser secada hasta un porcentaje de humedad menor al contenido de humedad de
equilibrio que registre esa zona.
2.- Prácticamente, toda madera que vaya a ser empleada en interiores, como: pisos,
revestimientos, muebles, se aconseja secarla al horno.
3.- La madera secada al aire, es apropiada para ser utilizada en elementos en los que las
variaciones dimensionales no sean importantes.
4.- La madera verde debe limitarse a ser empleada donde se mantenga un alto grado de
humedad, o donde la contracción hubiera sido considerada al momento de realizar el proyecto de
una construcción.
Secado de la madera al aire
Se lo lleva a cabo exponiendo la madera aserrada al aire libre en un patio de secado. Este proceso
se desarrolla normalmente, excepto cuando la humedad relativa del ambiente es demasiado alta.
NEC-10

PARTE 7-60

El secado al aire libre es la forma más sencilla y barata. El objeto de secar al aire libre es llegar al
menor contenido de humedad que permita las condiciones climáticas de una determinada
localidad.
Defectos del secado
Entre los defectos del secado, constan los siguientes: reventazón; colapso; rajaduras; grietas
superficiales; alabeos, entre los que se encuentran: el acanalamiento o abarquillado, la
arqueadura, la encorvadura y la torcedura o revirado.
Secado artificial de la madera
El secado artificial de la madera se lo lleva a cabo, básicamente, por las siguientes razones: para
reducir su peso y los gastos que implica el transporte; evita la mancha azul de la madera, las
manchas producidas por hongos xilófagos (propios de la madera) y también evita el ataque de
insectos.

NEC-10

PARTE 7-61

17 estructuras de madera

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