martes, 24 de marzo de 2009

VIGAS

CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS
Una posible clasificación de estos sistemas constructivos es considerando la forma en que se unen las columnas y las vigas.
Viga sobre columna
Es usual en edificaciones de un piso y especialmente en pérgolas. Las cargas en este sistema se transmiten por el simple apoyo de la viga sobre la columna, o sea por compresión.

Viga sobre columna en dos pisos
En este caso la columna del segundo piso debe transmitir por compresión la carga a la columna del primer piso. Esto debe efectuarse sin producir un aplastamiento de la viga que se interpone. Es recomendable lograr un apoyo directo de las columnas entre sí.

Vigas contra la columna
En este sistema la columna es continua y todas las vieras rematan contra ella. Para solucionar este tipo de nudo y generar el apoyo suficiente para soportar las vigas se requiere de un herraje metálico. En estructuras livianas este nudo puede resolverse con un suplemento de madera. Este sistema es especialmente adecuado para la prefabricación debido a que todas las vigas tienen un mismo largo y convergen en la columna a una misma altura. Muchos herrajes para este tipo de unión son pensados para un fácil montaje y también para ser fácilmente desarmables.
Doble viga
La viga va calzada entre dos o más columnas. En este sistema,a pesar de que la carga vertical es distribuida entre varias columnas, no es recomendable disminuir su sección, debido a posibles pandeos y a la poca resistencia al fuego de los elementos demasiado esbeltos.
Doble columna
La viga va calzada entre dos o más columnas. En este sistema,a pesar de que la carga vertical es distribuida entre varias columnas, no es recomendable disminuir su sección, debido a posibles pandeos y a la poca resistencia al fuego de los elementos demasiado esbeltos.

VIGA SOBRE COLUMNA
Este sistema sólo es aplicable en edificaciones de un piso de altura y tiene la ventaja de que la viga se apoya en toda la sección de la columna. De este modo toda la carga se transmite por simple compresión y sólo debe calcularse el posible aplastamiento que podría producir la fibra longitudinal de la columna en la fibra perpendicular a la carga de la viga. La madera tiene menor resistencia a cargas aplicadas perpendicularmente a la fibra que a cargas aplicadas en el sentido longitudinal a ellas.
Por esta razón se hace necesario en algunos casos aumentar la superficie de apoyo de la viga, agregándole piezas laterales a la columna La unión generalmente se hace por simple clavado, debiendo preverse solamente el volcamiento de la viga y su deformación lateral por variabilidad dimensional de la madera.
El sistema es muy usado para la confección de pérgolas. Al dimensionar las vigas es necesario tomar en cuenta la carga que significará en el futuro el peso de las plantaciones que puedan cubrir estas estructuras. En el caso de estructuras expuestas a la intemperie es recomendable que todos los herrajes sean galvanizados y los pernos sean recubiertos con tarugos de madera. De esta forma se evitan las manchas de óxido en la madera.

VIGA SOBRE COLUMNA
Este sistema sólo es aplicable en edificaciones de un piso de altura y tiene la ventaja de que la viga se apoya en toda la sección de la columna. De este modo toda la carga se transmite por simple compresión y sólo debe calcularse el posible aplastamiento que podría producir la fibra longitudinal de la columna en la fibra perpendicular a la carga de la viga. La madera tiene menor resistencia a cargas aplicadas perpendicularmente a la fibra que a cargas aplicadas en el sentido longitudinal a ellas.
Por esta razón se hace necesario en algunos casos aumentar la superficie de apoyo de la viga, agregándole piezas laterales a la columna La unión generalmente se hace por simple clavado, debiendo preverse solamente el volcamiento de la viga y su deformación lateral por variabilidad dimensional de la madera.
El sistema es muy usado para la confección de pérgolas. Al dimensionar las vigas es necesario tomar en cuenta la carga que significará en el futuro el peso de las plantaciones que puedan cubrir estas estructuras. En el caso de estructuras expuestas a la intemperie es recomendable que todos los herrajes sean galvanizados y los pernos sean recubiertos con tarugos de madera. De esta forma se evitan las manchas de óxido en la madera.

Uniones centrales
Un suplemento lateral por ambos lados, que puede ser de madera aserrada o de terciado, une columna y viga. Esta pieza va clavada y debiera cubrir la columna en una dimensión igual a la altura de la viga
Alto placa = 2 b viga
o Al producirse una unión a tope de dos vigas sobre el apoyo, es necesario reforzar la unión por medio de suplementos laterales cuyo largo sea igual o superior a 4 h de la viga. Los suplementos pueden ser de madera aserrada o de algún tipo de placa y van clavados por ambos lados.
Un método tradicional para aumentar la superficie de apoyo, es colocar suplementos paralelos a la viga v por debajo de ella. Se usan clavos o pernos para afianzarlos. Esta mayor superficie permite resolver adecuadamente una unión de vigas a tope, lo que normalmente ocurre debido al lar-o tradicional de la madera

0 El uso de diagonales es menos frecuente, debido a que se requiere resolver las uniones de los extremos de lasdiagonales por medio de ensambles o pernos inclinados. Estos son difíciles de ejecutar en obra con presición. Se simplifica la solución si se ponen topes de madera clavados, tanto en la columna como en la viga
o La tradicional unión de caja y espiga debe realizarse con maquinarias o muy cuidadosamente a mano para lograr un buen ensamble. La espiga no debiera atravesar la viga en su totalidad, menos aún si la estructura queda a la intemperie, debido a que la humedad penetra con facilidad en el sentido Iongitudinal de la fibra en la espina
o En algunos casos una unión metálica permite que el ancho de la columna y de la viga sean dife-rentes La parte triangular superior del herraje puede tener otra forma. El afianzamiento puedser por medio de clavos, tornillos o pernos
La unión planteada con una pletina o un perfil U evita el volcamiento de la viga. Estos herrajes deben ser galvanizados para evitar su oxidación y el consiguiente manchado de la madera. El perfil U da mayor resistencia lateral
o Al insertar el herraje en las piezas de madera se logra protegerlo contra el calor en caso de un incendio y, además, de la fácil oxidación. También se destaca en este caso la pureza de la unión al no quedar ningún elemento metálico a la vista

Uniones laterales
o En los remates laterales del sistema de viga sobre columna, las uniones se pueden resolver por medio de un perfil Tinserto en la parte posterior. En estructuras para edificaciones el revestimiento recubrirá la unión y sólo se apreciarán las cabezas de los dos pernos, uno en la vioa y el otro en la columna
Según los esfuerzos a transmitir, el perfil puede ser de diferente ancho y además complementarse con una placa metálica de apoyo de la viga. Al tener revestimiento exterior, todo el herraje quedará recubierto de madera, protegiéndolo contra el calor excesivo en caso de incendio
Una unión fácil de realizar es insertando una placa de madera terciada, para lo cual sólo se requiere hacer una ranura del ancho del elemento a insertar en el extremo de la columna y la viga. La placa queda totalmente recubierto con la madera de los elementos estructurales o También, en el caso de columnas dobles, éstas pueden abrazar a la viga y unirse mediante clavos o pernos
o Otra solución también puede realizarse rebajando la columna para dar lu-ar al apoyo de vigas dobles

VIGA SOBRE COLUMNA EN DOS PISOS
Este tipo de unión es bastante frecuente ya que corresponde a la forma tradicional de construir, o sea, colocando una pieza estructural sobre la otra y resolviendo los nudos por medio de ensambles de madera a madera por uniones del tipo caja y espiga.
En muchos casos basta con montar los elementos en la forma antes mencionada y sin requerirse piezas especiales Todos los elementos secundarios, como son las soleras, las vigas secundarias y las del piso, constituyen un sistema que garantiza una buena unión entre la viga y la columna y permite la transmisión de cargas.
En sistemas estructurales más simples es necesario reforzar lateralmente este tipo de unión. La función de estos suplementos es la de asegurar el posible desplazamiento de la viga o de la columna superior y la de transmitir en forma más directa la carga de la columna superior a la columna inferior, sin sobrecargar a la viga.de esta manera se reduce en la viga la presión perpendicular a la fibra en el apoyo de las columnas superior e inferior evitando el posible aplastamiento de ésta.
o En estructuras menores basta suplementar lateralmente con piezas de madera aserrada o de placas, clavadas a los elementos a unir. Estas placas deberán tener una altura mínima. igual al alto de la viga y también un mínimo de cuatro clavos.
o Los herrajes de unión metálicos pueden tener diferentes formas y largos, siendo los más de usados las pletinas. El espesor deberá detertmi.narse de acuerdo con el tamaño de los elemen os a unir, siendo el mínimo recomendado de 2 mm. El herraje debe ser galvanizado, afianz a do con pernos
Cuando las columnas tienen un ancho mayor que la viga se pueden insertar éstas en rebajes realizados en los extremos de las columnas. La ventaja de este tipo de unión que parte de las cargas se transmiten direc-tamente de la columna superior a la columa)inferior. Las lengüetas de las columnas deben tener un espesor suficiente para que no se resquebrajen al ser clavadas. Es conveniente perforar la madera antes de clavar
o La unión construida insertando la viga en la columna sólo es posible cuando el costado de la misma es el doble del ancho de la vi-a. Hay un buen afianzamiento de la viga a la columna y una excelente transmisión de cargas. Este tipode construcción requiere columnas que tengan el alto total de dos pisos para que no se debilite la estructura
* En estructuras mayores es conveniente dejar los herrajes insertos en la madera, mejorando el aspecto de la unión y protegiéndolo contra el calor en un posible incendio. El afi-anzamiento debe hacerse por medio de pernos, cuyas cabezas pueden ser recubiertas por medio de tarugos

VIGA CONTRA COLUMNA
Una de las condiciones que se requieren en sistemas de edificaciones prefabricados, es que todos los paramentos verticales tengan una misma altura. Esto se logra cuando las vigas maestras y las vigas secundarias o de piso llegan a una misma altura que las columnas. Por este motivo, este sistema de vigas contra columna es especialmente recomendable para procesos de prefabricación.
Estas uniones sólo son posibles por medio de elementos intermedios, suplementos o herrajes, ya que las vigas no tienen posibilidad de apoyo directo en la columna. Por otro lado, se pueden lograr construcciones muy flexibles desde el punto de vista de su montaje, posibilitando ser desarmados posteriormente, siempre que se diseñen adecuadamente los mecanismos de unión.
Las uniones de las vigas contra la columna pueden ser la base para diseñar un sistema constructivo prefabricado que conste de columnas estándar, vigas estándar y paneles verticales tipolóc,icos. además de los paneles de piso y de cielorraso.
0 La unión con suplementos es simple, pero generalmente de aspecto recargado. Los mismos van clavados a la columna y deben ofrecer una superficie suficiente de apoyo a las vigas.
En este caso, el afianzamiento de las vigas sólo es posible efectuarlo por medio de clavoslanceros

En otro tipo de unión sólo quedará a la vista el apoyo metálico. La placa vertical queda inserta en la madera. El sistema se afianza por medio de tornillos a la columna. La viga se apoya en la base de la placa y se afianza por un perno horizontal que une la viga a la placa metálica inserta en ella

El herraje más usual para afianzar vigas es un elemento metálico que le da apoyo inferior lateral. Debe tener el ancho exacto de las y vigas y el espesor adecuado; del mismo modo el ancho y largo dependerán de las secciones y de las solicitaciones de la estructura
o Para poder armar y desarmar fácilmente las estructuras es necesario que las uniones se resuelvan por medio de un sistema de enganche de las vigas en las columnas. Es posible diseñar múltiples fonnas de herrajes para esta función. Algunos tipos son más complejos, pero estéticamente más atractivos
o Las placas metálicas, posiblemente de aluminio u otras aleaciones inoxidables, in-sertas en los extremos de las vigas y su negativo inserto en las columnas, permiten lograr uniones en las que los elementos metálicos son invisibles
Resolución adesanal de una viga atravesando un tronco de ciprés.

DOBLE COLUMNA
Este sistema se caracteriza por distribuir la carga vertical, proveniente de la viga principal, entre dos o más columnas. Esto permite reducir la sección de cada una de ellas, lo que en grandes estructuras puede ser importante para poder llegar a dimensiones adecuadas para madera aserrada o laminada, según sea el caso. En estructuras menores ésto es problemático, debido a que las columnas comienzan a deformarse por pandeo cuando su sección es demasiado esbelta.
Para poder reducir el efecto del pandeo es recomendable que la sección de las columnas sea cuadrada o muy cercana al cuadrado, o en su defecto unir las dos columnas cada 30 a 60 cm por medio de suplementos intercalados entre ellas y afianzados por medio de pernos que unan ambas columnas y trabajen como una unidad.
Las vigas van situadas entre las columnas y pueden apoyarse en piezas metálicas o de madera, lo que permite aumentar el número depernos, clavos o pasadores que transmitirán la carga de la viga a las columnas. C uando las columnas van dobles y están separadas , en general se utilizan tacos que determinan la dimensión final de la pieza.
La colocación de un taco debajo de la viga permite el empleo de un mayor número de pernos, evitándose de esta manera la deformación de los pernos por sobrecarga o el aplastamiento de la madera por carga perpendicular a la fibra en la viga. En esta solución es recomendable el uso de conectores de anillo insertos en la viga yl as columnas
Al apoyar la viga en rebajes efectuados en las columnas se logra una buena transmisión de carga. El rebaje debe ser muy prolijo, ya que se supone que la columna apoya en la parte superior de la viga. Las variaciones dimensionales significativas por el uso de madera verde pueden debilitar este tipo de unión
o Al diseñar un apoyo metálico en U, es conveniente que toda la carga se transmita por medio de los pernos que atraviesan este elemento. El perno superior tiene por única finalidad afianzar la viga. La perforación en ésta debe ser alargada y vertical (con cierto juego) para garantizar el apoyo sobre el metal, aunque haya disminuido su sección al secarse.
o Para aumentar la superficie de apoyo y, especialmente, cuando deben unirse dos vigas a tope en este punto, conviene diseñar el apoyo metálico en la forma indicada . También en este caso los pernos que atraviesan el soporte metálico deben tomar las cargas de la viga.
o Aumentarelnúmerodecolumnassejustifica cuando convergen al nudo cuatro vigas en un mismo nivel y cada una requiere apoyo en las columnas. En ellas se entrecruzarán pernos en ambos sentidos, debiéndose respetar los distanciamientos adecuados.

DOBLE VIGA
El sistema de doble viga es el de más frecuente uso en la edificación por proveer apoyo a ambos lados de la columna para envigados secundarios, entablonados de piso o placas rigidizantes horizontales del sistema estructural. Además permite reducir la superficie de sobrecarga a la mitad en cada viga, lográndose vigas maestras de dimensiones normales.
El inconveniente, como en otras soluciones, es que la transmisión de cargas debe efectuarse por medio de algún elemento secundario y no por apoyo directo en la columna, excepto cuando es posible rebajarlo reduciendo su sección.
En estructuras livianas este tipo de nudo se puede resolver con el empleo de clavos o per~ nos, pero una mejor solución es el uso de pernos con conectores de anillo que aumentan considerablemente la superficie de apoyo.
En general los herrajes son simples y cumplen la función de darle una superficie de apoyo a las vigas.
El uso de suplementos de madera es frecuente en uniones clavadas. La dimensión de la pieza de apoyo de madera dependerá del número de clavos que se requieren para la transmisión de la carga.
Los ángulos metálicos laterales permiten un buen apoyo de las vigas. Las perforaciones para los pernos -en las placas metálicas- deben efectuarse con mucha precisión, para poder calzarlos. Las vigas van afianzadas por debajo, por medio de tornillos.
o El rebaje en la columna permite un apoyo a las vigas, pero generalmente es insuficiente por la poca superficie de éste y el posible aplastamiento de las vigas que podría generarse. Debe complementarse con pernos y conectores de anillos que afiancen las vigas a la columna asegurando la transmisión de las cargas por corte.
El uso de apoyos frontales permite el distanciamiento de los apoyos y resuelve adecuadamente una unión de vigas de tope en este punto. Estas van atornilladas o apernadas por debajo.
Incrustar ángulos laterales en la columna en estructuras livianas puede solucionar la transmisión de cargas por simple apoyo. Los pernos en ese caso sólo cumplen la función de mantener las vigas pegadas a la columna.




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