7ª MATERIALES PARA ESTRUCTURAS: LA MADERA
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7ª MATERIALES PARA ESTRUCTURAS: MADERA 7.1 NATURALEZA Y ESTRUCTURA DE LA MADERA La madera es el tejido leñoso de fibras, liberado de la corteza exterior, que contiene el tronco del árbol, el cual se halla constituido por células que tienen distinto destino durante su crecimiento y, por tanto, diferente forma y tamaño. En la composición química de la madera intervienen dos substancias básicas, la celulosa y la lignina, además de un conjunto de compuestos secundarios, tales como hemicelulosa, colorantes, resinas, taninos, grasas, ceras, albúminas, etc. - Celulosa (C6H10O5): alcanza una proporción que oscila entre 40% y 50% de la total de la madera. Es inalterable en seco, pero en contacto con agua sufre putrefacción, perdiendo su resistencia. Forma parte primordial de las paredes celulares. - Lignina (C19H24O14): se encuentra en la madera de forma aleatoria, dispuesta entre la red cristalina de la celulosa. De color oscuro, dura y frágil, confiere a la madera resistencia y rigidez, a la vez que la protege. Representa un porcentaje del total de 25 a 30%. Macroestructura de la madera 7.2 MADERAS PARA EDIFICACIÓN A) Coníferas Las especies coníferas o resinosas abundas en zonas frías y templadas; poseen acícula perenne, y son resistentes y durables. Entre ellas destacan las siguientes: - Pino: de madera blanda y resistente, que se trabaja con facilidad. Se utiliza en rollizos o en piezas escuadradas para estructuras de construcción, carpintería, revestimientos y solados, ebanistería y para producir madera contrachapada. - Abeto: de madera más clara y ligera que la del pino, aunque más difícil de trabajar por la abundancia de nudos duros. Se emplea en carpintería y construcción, además de constituir abundante materia prima para pasta celulósica y papel. Una variedad nórdica, la picea, se usa, entre otras, para fabricar madera laminada encolada. - Otros: alerce, de madera dura y resistente, buena para obra civil, minería y madera contrachapada. Ciprés y cedro: para ebanistería y carpintería de primera calidad. Enebro: mobiliario. Puede observarse mediante los tres cortes clásicos: uno transversal, perpendicular al eje del tronco, y dos longitudinales, el radial, que pasa por el eje, y el tangencial, paralelo al anterior en una posición cualquiera. La madera del tronco consta de una serie de anillos concéntricos de crecimiento anual: la madera de primavera (interior), compuesta por células grandes de paredes finas, y la madera de verano (exterior), formada por células menores, tiene un color más oscuro y es más densa y resistente que la madera de primavera. Por ello la resistencia mecánica de la madera crece al aumentar en ella la cantidad relativa de madera estival. En el tronco del árbol se observan tres tipos diferenciados de madera: - Médula: es el tejido primario ligero, constituido por células de paredes finas, con poca resistencia y fácil pudrición. Por ello, el caño de la médula no debe ser utilizado en tablas o maderos finos destinados a elementos estructurales sometidos a tracción o flexión. Ni en ebanistería por su progresiva disgregación. - Duramen: es la madera madura que constituye el interior del tronco. Se distingue por su color obscuro ya que está formado por células que cambian paulatinamente su composición: en las coníferas se impregnan con resina y en las frondosas acumulan taninos. Por ellas no circula el agua, gracias a lo cual la madera de duramen posee mejores resistencias mecánicas y mayor durabilidad que la madera de albura. - Albura: compuesta de anillos de madera más joven que rodean al duramen. Por las células vivas de la albura de un árbol en crecimiento circula la savia; es más húmeda y blanda que el duramen, se pudre con mayor facilidad y, a causa de sus mayores contracciones, tiende al abarquillamiento. B) Frondosas Son características de las zonas templadas y tropicales; de hojas caducas, son las que ofrecen mayor calidad, normalmente utilizadas en carpintería y revestimientos. - Roble: de madera obscura, densa, muy resistente y dura, por lo que se empleó tradicionalmente para elementos estructurales muy cargados. Es corriente en parqués, carpintería de taller, mobiliario y madera contrachapada. - Otros: fresno, olmo, abedul, haya, castaño, chopo, aliso, eucalipto, etc: suelen poseer madera densa, dura y flexible siendo muy utilizados en ebanistería, parqués, carpintería y contrachapados. También algunos frutales, como nogal (carpintería de taller, chapados), el olivo (parqué), peral, etc. C) 1 Exóticas Especies foráneas, generalmente frondosas procedentes de países tropicales, de alta calidad de aspecto, caras y generalmente empleadas en ebanistería, carpintería de taller y chapados: ébano, okume, caoba, balsa, abebay, embero, sapely, etc. 7.3 PROPIEDADES DE LAS MADERAS La madera ha sido, indudablemente, el material de construcción por excelencia a lo largo de la historia de la arquitectura. En efecto, su alta resistencia y elevada elasticidad se combinan con un bajo peso específico y, por consiguiente, una baja conductividad térmica. La madera soporta bien el frío, no se disuelve con el agua ni los disolventes orgánicos, capaces de disolver otros polímeros sintéticos. Es bien conocida la facilidad con la que se labra, la comodidad para ensamblar piezas de madera con colas, ensambladuras o conectores metálicos. Sin embargo, ciertas particularidades de la madera, principalmente su movilidad y la histórica sensibilidad a la pudrición y el fuego, son factores a tener en cuenta durante los procesos de elaboración y colocación. La calidad de la madera depende de la especie del árbol, de las condiciones de su crecimiento y la presencia de ciertos defectos de formación. Por tanto, las propiedades mecánicas y otras características de la madera oscilan dentro de límites muy amplios. Por otro lado, las condiciones de secado o humectación, así como su estructura fibrosa y anisótropa influyen considerablemente en los comportamientos y resistencias mecánicas. A) C) - Aparente: incluye vasos y poros, y depende de la humedad, especie, época de apeo, etc. Oscila entre 3 0,35 y 1,25 kg/dm . - Real o absoluta: para una humedad del 15%, la densidad absoluta media de las maderas (celulosa, lignina y otras substancias) varía poco en torno a 1,56 3 kg/dm . D) Humedad La madera es un material poroso e higroscópico, por lo que sus poros y espacios intercelulares, además de los conductos vasculares, suelen contener agua de distintos tipos. La porosidad de las madera coníferas oscila entre 46 y 81% y la de especies frondosas entre 32 y 80%. La humedad se expresa generalmente en porcentaje con relación a la masa de la madera seca. Se distinguen dos tipos: - Humedad capilar (libre o de imbibición): que rellena el interior de las células y del espacio intercelular, con valores del 50 al 100% del peso de la madera seca. No puede ser recuperada del ambiente si no es por inmersión. - Humedad higroscópica (o de saturación): que impregna las paredes celulares por adsorción, alcanzando valores de hasta el 30% del peso de la madera seca. Se elimina por calentamiento a 100-110C. La humedad de saturación puede ser recuperada del ambiente en forma de vapor. Es la causante de los fenómenos de contracción, al ir perdiéndola, o de entumecimiento, al recuperarla. Caracteres organolépticos - Textura superficial: es el dibujo de la madera que depende de la combinación de sus elementos visibles: capas anuales, radios medulares, vasos, etc. El color y la textura de la madera son características particulares de cada especie. El color se acentúa con el paso del tiempo, siendo más tenue en las especies situadas en zonas templadas. Las tropicales presentan coloraciones exóticas y más pronunciadas (caoba: marrón rojizo; ébano: negro; guayaco: verde oscuro, etc.). Algunos colores y dibujos, como azul, rojo o verdoso rayado se deben frecuentemente a pudriciones por ataque de microorganismos. - Brillo: depende de la densidad y el grado de elaboración, y se pierde cuando se pudre la madera. Para proporcionarle brillo, se somete al pulido y luego se le aplican lacas. - Olor: depende del contenido en la madera de substancias resinosas, etéreas y tánicas. Algunas coníferas, como pino y alerce, por ejemplo, huelen a aguarrás. B) Densidad Anisotropía Las propiedades de la madera no son idénticas en todas las direcciones, debido a la clara orientación de las fibras. Se toman tres direcciones básicas para su estudio: axial, radial y tangencial. 2 Estos fenómenos se rigen por la ley de inercia en oposición al cambio, de tal modo que una madera seca posee cierta inercia a recuperar su humedad natural; dicha inercia es mayor cuando se la desecó a temperaturas elevadas, o cuando se producen variaciones de humedad del medio del 40 al 70%, que son las idóneas para la vida humana. La humedad total de la madera, considerando conjuntamente la humedad higroscópica y la capilar, puede alcanzar, para un árbol recién cortado, valores entre 40 y 120%. Incluso sumergida, la madera puede llegar al 200%. Una vez al aire, va perdiendo paulatinamente el agua hasta alcanzar una humedad equilibrada. Cuando dicha humedad equilibrada alcanza un valor del 22% se dice que la madera está comercialmente seca. Lo normal es obtener valores de humedad inferiores mediante secado al aire. En España, dicho secado a la intemperie puede proporcionar humedades del 13 al 17%. Para obtener valores inferiores (8 a 12%) es necesario proceder a un secado bajo techado e, incluso, con ayuda de estufas. E) En la dirección axial, a lo largo de las fibras y del tronco, la máxima contracción lineal es pequeña, entre 0,1 y 0,5%. Si se mide en dirección radial (de los radios medulares) oscila entre 3 y 6%, mientras que si se trata de la tangencial (en dirección de los anillos anulares) varía entre 7 y 13%. La variación volumétrica global, para una oscilación teórica de humedad del 0 al 30%, alcanzaría el 19%. F) Conductividad - Conductividad térmica: la madera es uno de los materiales menos sensibles a dilataciones y contracciones por variaciones de temperatura. La conductividad térmica es muy baja: para el pino, vale 0,34 w/(mC) según la dirección de las fibras y 0,17 w/(mC) en sentido perpendicular a las mismas. La conductividad térmica de la madera depende de la especie, porosidad, humedad y de la dirección del flujo de calor, en relación a la de las fibras. - Conductividad eléctrica: la madera seca es un 7 buen aislante eléctrico (7510 ohmios de promedio). Pero su resistividad decrece rápidamente al aumentar el contenido de humedad. Inestabilidad volumétrica G) La deformabilidad de la madera debida a los cambios de humedad higroscópica (ya que los debidos a la humedad libre apenas conllevan variaciones apreciables) produce cambios dimensionales y formales de las piezas, lo cual es de suma importancia para su prevención en los proyectos. La inestabilidad volumétrica se materializa en hinchamientos y contracciones. La magnitud de la deformación depende de la cantidad de agua adquirida o perdida hasta el límite de saturación higroscópica (30%). También depende de la dirección considerada, debido a la heterogeneidad de la estructura leñosa. Propiedades mecánicas Se determinan sometiendo a ensayos pequeñas probetas exentas de defectos visibles. Las resistencias mecánicas dependen del contenido de humedad de la madera, disminuyendo conforme aumenta esta del 0 al 30%, o límite de higroscopicidad, a partir del cual, cualquier aumento de humedad no influye sobre su resistencia. También dependen de la dirección de aplicación del esfuerzo, en relación con las direcciones principales de la pieza. Los defectos constitutivos y los daños mecánicos producidos durante la elaboración de las piezas disminuyen apreciablemente su capacidad resistente. 3 - Flexión: la resistencia es máxima con la fuerza aplicada perpendicularmente a las fibras, y mínima en las direcciones radial y tangencial. Como valores de cálculo se toman los comprendidos entre 60 y 100 kg/cm² (que se corresponden con los de resistencia a tracción, a que está sometida la pieza cuando trabaja a flexión). - Esfuerzo cortante: la resistencia de la madera es baja cuando se cizalla en dirección de las fibras, y más alta en la perpendicular a la anterior, por lo que rompe siempre antes debido a otras causas (como defectos naturales). Los valores teóricos son de 10 y 50 kg/cm², según se aplique el esfuerzo paralela u ortogonalmente a la dirección de las fibras. Como valor útil se toma, exclusivamente, el de la resistencia a cortante perpendicular al eje, igual a 10 kg/cm². - Módulo elástico E: es mayor en tracción que en compresión; su valor, difícil de precisar, puede tomarse, 5 como media, de 10 , en dirección axial, y de 5.000 en las demás. - Dureza: la dureza estática (medida mediante ensayo de penetración de una bola de acero) es hasta un 50% más elevada cuando se evalúa en la dirección axial que en las radial y tangencial. Existen maderas blandas, como el pino, abeto y aliso; duras, como el roble, fresno y alerce; y muy duras, como el boj. Las especies duras se labran con más dificultad pero tienen una resistencia elevada al desgaste y retienen mejor los tornillos. La dureza de la madera disminuye cuando se moja. - Resistencia a compresión: influye, además de los factores antes mencionados, la esbeltez de la pieza, por la posible aparición de pandeo. Las cargas medias teóricas de rotura pueden obtenerse mediante la expre2 sión: Fct = 300 ap . Para madera de coníferas puede considerarse una resistencia a compresión, en el sentido de las fibras, de 300 kg/cm²; y de 100 kg/cm², en el sentido normal a las mismas. A pesar de estas altas resistencias (similares a las del hormigón), debido a su constitución, aparecen en la madera fenómenos de cansancio, originados por deformaciones lentas, y de fatiga, por esfuerzos alternados de carga y descarga. Esto obliga a la aplicación de altos coeficientes de minoración -que también tienen en cuenta el pandeo-, con lo que se obtiene un valor de resistencia de cálculo de 60 kg/cm² en el sentido de las fibras, despreciándose la capacidad resistente en el sentido perpendicular, por lo conviene evitar que las piezas trabajen en dicha posición. - Resistencia a tracción: es la más elevada si se aplica en dirección axial, pues entonces se produce una contracción transversal a las fibras, que se adhieren entre sí, lo que aumenta su capacidad resistente. Al alcanzar la etapa plástica, se produce la fractura frágil de la madera. Los valores de resistencia a tracción, para madera de frondosas, son, en teoría, de 400 kg/cm² en la dirección de las fibras, y de 25 kg/cm², en dirección normal a las mismas. No obstante, debe tomarse una resistencia útil de 60 a 100 kg/cm², en dirección axial, y ninguna en las demás direcciones, por lo que se proscribe su uso en dichas posiciones. 7.4 MADERA SERRADA A) Operaciones previas 1- Apeo: Es la corta o tala de los árboles en la época más adecuada, la de menor actividad vegetativa, que suele coincidir con el invierno. En España, transcurre de octubre a marzo. Con ello se evita el riesgo de descomposición inherente al mayor contenido de savia, que disminuye considerable4 mente en dicho periodo. variables, y espesores de 0,2-5 mm y 4-10 mm, respectivamente. 2- Desaviado: Elimina la savia contenida en los rollizos, mediante lavado interno, que se realiza con agua o vapor. El lavado con agua es más lento que con vapor, prolongándose durante tres meses para maderas duras y uno para las blandas. Debe hacerse inmediatamente después del apeo, mientras la savia está todavía fluida. 4- Secado Ya descrito en la lección anterior, es indispensable para adecuar la madera a las condiciones de humedad que el uso y el emplazamiento requieren. Puede ser natural, al aire con las piezas apiladas; o artificial, mediante corrientes de aire caliente, o bien por corrientes de alta frecuencia, por rayos infrarrojos, o mediante secado químico. 3- Labra: Son las operaciones realizadas in situ, en el bosque, o en la serrería, para obtener, a partir del rollizo, la pieza o piezas que servirán para elaborar el elemento constructivo. La labra puede llevarse a cabo por tres procedimientos: - Hendimiento: rajando el tronco, con el hacha o con cuñas de hierro, en dirección de las fibras. La madera obtenida se llama madera de raja. - Labra con hacha: obteniendo un paralepípedo mediante escuadrado del rollizo con el hacha. Se obtiene la madera de hilo. - Labra con sierra o despiezo: consiste en un conjunto de operaciones encaminadas a dividir con sierra la troza o rollizo, escuadrado o no, mediante cortes longitudinales, es decir, paralelos al eje, y que dependen del tipo de piezas o del uso a que van destinadas. Las piezas obtenidas se llaman madera de sierra. 5- Tratamiento En muchos casos, principalmente cuando se trata de carpintería estructural y revestimientos, la madera es tratada o protegida mediante productos químicos con el fin de mejorar su durabilidad. Los tratamientos principales hacen frente a la pudrición y el ataque de insectos, o bien son aplicaciones de ignifugantes o protectores contra la humedad, las radiaciones U.V. o los agresivos químicos. Estos tratamientos se aplican mediante pincelado o pulverización, si son superficiales, o, para los profundos: inmersión, impregnación (al vacío, en autoclave), inyección o túneles de aspersión. La madera se comercializa en piezas de tamaños y secciones variables, principalmente si van destinadas a carpintería de armar (estructural). Sin embargo, existen unas dimensiones más utilizadas, que se expresan en función de su destino, longitud y sección, denominada escuadría, dando las medidas en cm netos, con tolerancia de 5 mm. Las principales son: - Tablones: longitud de 2 a 10 m y distintas escuadrías de anchos entre 30,5 y 10,5 cm, y gruesos entre 10,2 y 2 cm. - Piezas rectangulares por escuadría - Viga: long: 4-10 m; secc: 15x20 a 25x35 - Vigueta: máx 5 m; de 8x8 a 15x15 cm. - Alfarjía: long: variable; 14x10 cm. - Tabla: variable; 1x10 a 3x30 cm. - Tarima (tabla machiembrada): long: 1-5 m; sección: 1,5x5 a 3x15 cm. - Listón: variable; 2x5 a 4x8 cm. - Listoncillo: variable; 1x2 a 2x4 cm. - Chapas y regruesos: con longitud y anchura B) Uniones de piezas de maderas Los productos obtenidos en talleres de carpintería para la constitución de estructuras de edificación se agrupan bajo la denominación genérica de carpintería de armar. Cuando se trata de ventanas, puertas, mamparas, tableros, revestimientos y muebles, se engloban bajo la denominación genérica de carpintería de taller. El montaje de las piezas, entre sí, en taller, o sobre otros elementos, en la propia obra se lleva a cabo mediante distintas operaciones: ensamblado, recibido, apoyo simple, etc. El método más usual para la unión de piezas es el ensamblado, a base de cortes en la madera para que encajen unas con otras y/o con la ayuda de elementos metálicos y de colas. Los tipos principales son: 5 1- Ensambles - Empalme a media madera con cortes - A escuadra y pernos de refuerzo Otra manera de clasificar los empalmes se basa en el trabajo que realizan: a compresión o a tracción. En los empalmes a tracción la unión transforma la tracción en esfuerzo cortante o compresión, constituyendo un punto débil, incapaz de resistir el mismo esfuerzo que soporta la sección completa de la pieza. Además, todos los empalmes admiten refuerzos de encolado, tornillos, bridas, abrazaderas, etc. - Empalmes a compresión: a media madera; con espiga; a pico de flauta; con horquilla; con dientes; etc. Cuando las piezas a unir, rectas o curvas, forman ángulo entre sí. La elección de alguna de las muchas variedades existentes depende de las dimensiones de las piezas, coste, sencillez de ejecución, aspecto exterior, etc. Se subdividen en: - Ensambles sencillos y a media madera: entre las que destacan: a media madera; a inglete; con cola y puntas; con clavijas; ensambles con ranura; etc. - Ensambles con espigas: espiga simple, doble, múltiple; caja y espiga; espiga y mortaja; a horquilla; etc. - Ensambles con lengüeta y ranura - Ensambles a cola de milano - Empalmes a tracción: con cola de milano; con rayo de Júpiter; con horquilla; con llave; etc. 2- Empalmes Cuando la unión se realiza por los extremos o testas de las piezas, que permiten, así, alargarse, quedando en prolongación. Se clasifican por la disposición de las testas en: - Empalme a tope: o a junta plana, cuando no se prevean deslizamientos de las piezas, y aún en estos casos conviene utilizar la espiga. - Empalme a tope con grapas: elementos de chapa con dos puntas cuya inclinación permite apretar las piezas entre sí. - Empalme a tope con bridas y pernos 3- Acopladuras Las piezas se yuxtaponen, en prolongación o ángulo de sus tablas o cantos, dejando paralelas sus directrices. El tipo de acoplamiento depende del trabajo a realizar, y los movimientos de dilatación y contracción por causa de la variación de humedad o por la edad de la madera. 6 Tiene el inconveniente de que sólo trabaja la cuña de madera correspondiente al diámetro del perno, y que cualquier descentramiento de las carga puede provocar torsiones y el consiguiente agrietamiento. - Unión mediante conectores: son anillos metálicos, con resaltos o lisos que se encajan en las dos piezas, con la ventaja de que reparten el esfuerzo de la unión en toda la sección de la piezas. Existen varios tipos, principalmente los de anillo y los de grapa. - Acopladuras comunes: tablas encoladas con junta lisa, con rebajos a media madera; con junta lisa y refuerzos de clavijas o espigas; tablas unidas por machiembrado; con ranura y diente; con doble cola de milano; con ranuras y lengüetas dobles; etc. - Acopladuras entre vigas y pilares: se utilizan para aumentar la escuadría: de plano, unidas con tornillos y tuercas; de llaves; de redientes; de cremallera; con piezas intermedias; de varias piezas; etc. 4- Uniones con herrajes metálicos (acero) Además de colaborar con las ensambladuras de la propia madera, las uniones con elementos metálicos pueden permitir, por sí mismas, la obtención de piezas de mayor longitud, canto o sección. Los herrajes metálicos suelen ser de acero, que deber estar protegido contra la corrosión. Los principales sistemas son: - Uniones clavadas o atornilladas: su funcionamiento depende de la dureza de la madera, de la sección de la pieza (mejor pequeña) y del número de clavos o tornillos en la zona de unión, para que el reparto de tensiones teóricas de cortante sea lo más homogéneo posible. - Uniones con bulones o pernos: trabajan por flexión y cortante, o por adherencia, necesitando siempre arandelas que eviten la excesiva concentración de esfuerzos en la cabeza y la tuerca. 7.5 MADERA LAMINADA ENCOLADA La madera laminada encolada, prefabricada industrialmente, posee características técnicas comparables a las del hormigón y el acero. Tratada y acabada al salir de fábrica, la madera laminada encolada resiste bien la corrosión, el ataque de insectos y productos químicos, por lo que es adecuada para la construcción de fábricas y edificios junto al mar, además de aportar cualidades aislantes, estéticas y de resistencia al fuego. 7 Se emplea principalmente para la estructura y la cubrición del edificio. Las maderas que se utilizan son las de abeto (picea) y pino silvestre de crecimiento lento en el norte de Europa; poseen una estructura interior muy regular y una gran resistencia. Las piezas se constituyen por láminas de poca sección individual, entestadas longitudinalmente por juntas de solapa o de bisel. También se hacen los empalmes mediante juntas dentadas o de uniones múltiples. La carga soportada por los elementos estructurales recae, en última instancia, sobre el adhesivo, planteando, en definitiva, como mayor problema, el de la fatiga de la cola. En la actualidad se utilizan exclusivamente resinas sintéticas con endurecimiento en frío, y químicamente neutras, que han demostrado su nivel de resistencia, estabilidad y duración después de varios decenios. Las colas a base de resina resorcina-fenolformol, las únicas homologadas para resistir, son hoy las idóneas para la formación de estructuras de láminas encoladas. Dicha resistencia no solo debe ser mecánica, sino frente a condiciones ambientales extremas: ataque de insectos y parásitos, químicos e intemperie. La unión cola-lámina de madera se efectúa, a escala molecular, entre las traqueidas de la madera y la mezcla resina-endurecedor, de la cola. La unión alcanza las mismas cualidades que la propia cola. Se ha demostrado experimentalmente que las piezas construidas con láminas encoladas poseen mayor resistencia mecánica que la de piezas macizas de iguales dimensiones. 7.6 ESTRUCTURAS PRINCIPALES DE MADERA La madera se emplea en nuestro país en edificación, especialmente para carpintería de huecos, tableros y revestimientos. La carpintería de armar, para usos estructurales de nuevos edificios, pese a la abundancia de madera, perdió competitividad frente a otros materiales como el hormigón y el acero. No obstante, el auge de las obras de restauración y rehabilitación de edificios ha situado de nuevo en primer término dichas aplicaciones. A) Estructuras verticales Constituyen el subsistema de sustentación vertical del edificio, generalmente de pequeñas dimensiones, dada la menor capacidad portante de las secciones útiles . 1- Pórticos: Se componen de pies derechos o postes y carreras o jácenas, constituyendo un sistema porticado de pocos pisos y varios vanos y crujías, que requiere un buen arriostramiento frente a esfuerzos horizontales. A veces se combinan piezas de madera para las vigas, con perfiles metálicos para los soportes. El radio de curvatura que puede conseguirse en un arco de madera laminada depende del espesor de las láminas. para madera resinosa corriente, con tablas de 2,5 cm de espesor, el radio de curvatura mínimo equivale a 250 veces dicho espesor (es decir 6,25 m), con al menos cuatro láminas de sección. Los arcos parabólicos han ido substituyendo paulatinamente a las vigas laminadas planas, por su mejor comportamiento y capacidad de carga. 2- Muros y entramados portantes - Muros macizos de rollizos de madera superpuestos. 8 - Cielorraso, techo o paramento inferior, salvo que se quiera dejar vista la estructura. - Forjado entramado a base de viguetas. - Entarimado o embaldosado. - Muros entramados: junto a los tradicionales de la arquitectura española existen otras aplicaciones de madera en forma de armaduras o entramados portantes, principalmente para la construcción de pequeños edificios y viviendas unifamiliares, como los sistemas de la moderna construcción en madera, europea y americana. Son sistemas prefabricados de madera ejecutados por plantas, o con pies derechos continuos, casi siempre revestidos con tablas de madera, interior y exteriormente, al contrario que los anteriores. C) B) Escaleras Se articulan a base de zancas, piezas inclinadas de madera que sostienen los peldaños, principalmente por la parte exterior del hueco, que si es de varios tramos obliga a que las piezas sean helicoidales. Las zancas suelen ser tablones de unos 8 cm de espesor, rectos y colocados según la pendiente, o recortados para sostener las huellas, en las escaleras a la inglesa. Cuando las zancas van adosadas o empotradas a la pared para recibir los peldaños se denominan falsas zancas. Tradicionalmente se construían escaleras con peldaños macizos, si bien los tipos más corrientes son las escaleras a la francesa, totalmente ensambladas, en que los peldaños se constituyen con piezas de huella y piezas de contrahuella, unidos por los extremos a las zancas. Estructuras horizontales Los forjados de madera son verdaderos entramados horizontales, que separan pisos diferentes del edificio, a la vez que sostienen el pavimento. Suele constar de tres partes: 9 También son frecuentes las escaleras con peldaños apoyados sobre herrajes de acero. Los tramos helicoidales de zancas, para el giro de los tramos, se llaman cubillos, y suelen apoyarse en las vigas de descansillo, por lo general, brochales. D) Armaduras de cubiertas Se da el nombre de armadura, al conjunto de piezas de madera que sostienen la cubierta. Esta suele constar de dos planos inclinados con direcciones distintas, formando un ángulo diedro cuya arista de llama caballete. Para evitar piezas de gran escuadría, se recurre a la división del entramado de cubierta, lo mismo que el de suelo, en tramos de 3 a 5 m donde se colocan fuertes vigas armadas, generalmente de cordón superior inclinado, llamadas cerchas, formas o cuchillos, unidas entre sí por correas o viguetas paralelas al caballete, encargadas de recibir directamente las cargas de la cubrición. Además de las cerchas la construcción moderna utiliza entramados con vigas de celosía o vigas armadas, e incluso con alma llena. Las primeras se componen de cordones o alas, trabajando a compresión y flexión, y de un conjunto de barras de madera de triangulación, donde generalmente las piezas diagonales están sometidas a tracción, y los montantes verticales, más cortos, trabajan a compresión. En cubiertas singulares, sobre todo con formas curvas es frecuente utilizar las vigas madera laminada por sus grandes posibilidades de curvamiento, además de la ligereza y facilidad de arriostramiento y enlace con correas mediante anclajes de acero. 10 7.7 ESTRUCTURAS AUXILIARES E) A) Apeos Son las obras de carpintería que se emplean para sostener arcos y bóvedas durante su construcción, hasta la colocación de la clave que cierra el vano y el fraguado de los morteros. En general sirve para reparar o construir con seguridad cualquier obra adovelada. El tipo de una cimbra depende de la luz, del peso, espesor y clase de arco o bóveda, y del material disponible. Las cimbras de madera se componen de dos o más cerchas unidas por medio de correas, y sosteniendo un entablado o superficie del intradós del elemento. Estas cerchas, conocidas con el nombre de cerchones, están constituidas por: tirante y falsos tirantes, pares (rectos o con la curvatura del arco), pendolón y tornapuntas. Las costillas son las tablas o listones que unen los cuchillos. El conjunto de las costillas se llama cubierta, revestimiento o forro de la cimbra. Los pilotes son los maderos rollizos en que se apoya al colocarla en la obra. Para la formación de cimbras destinadas a arcos y bóvedas de un diámetro considerable se necesitan piezas enteras de madera, aplantilladas, esto es, con la forma de la bóveda en uno de sus cantos; y se unen entre sí por un verdadero entramado de tirantes y tornapuntas. Estos cuchillos se denominan camones. Tratándose de arcos sencillos, de poca luz y escasa carga, suele recurrirse a los llamados tambores, que son cimbras formadas por dos tableros recortados según el perfil del arco y unidos por las costillas. Algunas de las cimbras más empleadas son: para bovedillas de aligeramiento o formación de forjados; para ventanas, con arco escarzano; para puertas, con arco de medio punto. Son combinaciones de entramados de madera dispuestas para sostener un muro que amenaza ruina, recalzar una construcción, u oponerse al empuje de las tierras de un desmonte. También tienen utilidad para reforzar elementos (huecos, vanos) o para sostener partes superiores del edificio cuando han de recalzarse los apoyos del mismo, o para abrir un vano en un muro ya construido. Los componentes son: puntales, pies derechos y velas, los principales, verticales o inclinados, durmientes, zapatas, egiones, para el apoyo, y riostras y cruces de San Andrés para el atado de los elementos principales. B) Cimbras Encofrados Son los moldes o revestimientos de madera en los que se hace el vaciado de las piezas o elementos de hormigón armado. Los elementos para encofrados son desmontables, para facilitar el desmoldeo cuando las piezas han fraguado y adquirido suficiente resistencia, por lo que las uniones deben estar previstas para un rápido desmontaje. Hay encofrados para piezas prefabricadas o los que se construyen "in situ" para las estructuras de obra, principalmente vigas, pilares, losas de forjado y de escaleras, muros de carga y de contención, etc. 11 1
