Para cargas y luces superiores se obtienen mediante cálculo secciones de viga que son difíciles de obtener en las longitudes requeridas. En tales casos, es necesario pasar a construcciones complejas. Las construcciones descritas en 1 y 2 son enteramente artesanales. En este caso, el uso de medios de conexión modernos es bastante apropiado.
1. Viga conectada por vigas
Al hacer puentes, se colocan dos vigas cada una, y a veces tres vigas cada una, y luego se conectan entre sí con clavijas y tornillos. Hasta qué punto una sección transversal de este tipo alcanzará la capacidad de carga de una sección transversal completa correspondiente depende de la eficiencia del cerebro, del grado de humedad del material y de la calidad de la mano de obra. Este nunca será el caso completamente. Según la norma DIN, el momento resistente para dos vigas es W=0,85 bh__2_/6_, y para tres vigas es W=0,7 bh__2_/6_. Para puentes, estos coeficientes se reducen a 0,8, respectivamente 0,6. Al calcular la deflexión, suponga que el momento de inercia para dos vigas es I=0,6 bh__3_/12_, y para tres vigas I=0,3 bh__3_/12_. apretar.
Imagen 1: Una viga conectada por vigas, utilizada como subestructura en una construcción de entrepiso.
Para cerebros de carpintería rectangulares que siempre son de madera de roble, la profundidad de incisión más adecuada es de 1/8 a 1/10 altura de las vigas individuales; las fibras del cordón y las fibras de las vigas deben extenderse en la misma dirección.
Para evitar que se doblen hacia abajo, a las vigas con los cerebros se les da un voladizo o flecha hacia la mitad del tramo antes del montaje final. Las vigas se unen entre sí mediante tornillos y el ranurado de los casquillos se realiza en una sola fase de trabajo con una máquina ranuradora de cadena. En la figura. 1 muestra una viga con listones utilizados para la subestructura en la construcción del entrepiso. Las vigas con arriostramiento se fabrican hasta el rango 15 m.
Las vigas con cerebro sólo deben utilizarse excepcionalmente, ya que todos los tipos, además de una capacidad de carga relativamente baja, requieren mucho trabajo y un gran consumo de material. Es importante que las deformaciones provocadas por la carga sean las menores posibles.
2. Percha, soporte y percha apoyada
En el caso de que la sección normal de la viga sea insuficiente y haya suficiente espacio en su plano en el lado inferior o superior (por ejemplo, en sillas de techo, puentes, andamios, etc.), existe la posibilidad de colocar un perchero, o. apoyo o combinación de suspensor y apoyo. Considerando el número de puntos donde se realiza la suspensión o apoyo, existen suspensores simples y dobles, o suportes simples y dobles. Al calcular un suspensor simple (fig. 2), se considera que la columna o vertical y ambos cortantes se colocan sobre la mitad del claro y se transfieren a los apoyos la mitad de la carga que, distribuido uniformemente, actúa sobre la tensión horizontal. En la fig. 3 muestra la conexión entre vertical y tensión. En la figura. 4 muestra un doble colgador que representa la estructura de soporte del techo (mitad izquierda: techo con cerchas, mitad derecha: techo con cornisas).
Figuras 2–5: Colgador simple y doble, unión de verticales y tensión y nudo de correa, columna y travesaño.
El palo horizontal entre dos verticales se llama crucifijo. En la fig. 5 muestra el nodo donde se unen la barra transversal, la columna y la barra transversal; en caso de cargas pesadas se coloca una lámina nodal. Sobre el soporte, la estructura de soporte se ubica debajo de la viga que se apoya en un punto (fig. 6) o dos puntos (fig. 7). En este caso, la componente horizontal (empuje) debe ser recibida por el soporte. Para aumentar la tensión, el alternador de la imagen 7 está conectado con tuercas y tornillos. La imagen 8 muestra un percha con soporte, que representa una combinación entre una percha y un soporte. Para poder realizar los cortes sin continuar la tensión debe ser el doble.
Imágenes 6–8: Soporte de uno y dos puntos y colgador soportado.
3. Carpetas completas
Sujeciones para vigas
Las vigas macizas, modeladas a partir de las secciones en I de las estructuras de acero, aparecen en forma de vigas unidas con cerebros, pegadas o barnizadas con clavos. El límite superior del rango es 15 m. En términos de altura estructural, similar a las estructuras de acero, debe estar en el rango 1/8 a 1/12. La forma más simple de la costilla está representada por una talpa colocada verticalmente, conectada mediante pernos y tornillos con correas (fig. 9). Para estos soportes se deben evitar los refuerzos verticales, que están hechos de restos de madera y se colocan entre las correas, porque cuando la madera se encoge impiden la reducción de la altura y pueden provocar el desgarro de la nervadura.
Imagen 9: La forma de nervadura más simple de un tirante de viga maciza.
En la fig. 10 muestra una viga simple de tramo 14,04 m. Los componentes de las nervaduras se cubren con piezas de madera contrachapada encoladas. Las nervaduras se aseguran contra abombamientos con refuerzos hechos de vigas raspadas. La presión necesaria al pegar los elementos la proporcionan los tornillos que aún quedan en la estructura después de que el pegamento se haya endurecido por seguridad. La nervadura consta de dos capas de tablas de espesor 24-40 mm, que se cruzan y clavan entre sí. Para realizar una conexión con la mayoría de los elementos, se utilizan tacos y tornillos o clavos. En el caso de que las correas estén compuestas por varios tablones, su desplazamiento hacia la nervadura aumenta si los tablones están más alejados de la nervadura. Se debe comprobar la deformación de la correa comprimida. En la figura. 11 se muestra un ejemplo según los estándares rusos.
Figura 10: Viga simple del tramo 14,04 m.
Imagen 11: Ejemplo de ligante de vigas según los estándares rusos.
La menor rigidez se muestra mediante soportes huecos (fig. 12). La cinta superior y la inferior forman cada una una viga raspada a la que se le puede dar fácilmente el voladizo necesario. Es útil instalar un elemento prensado inclinado cerca de la cama, que se apoya contra el cinturón superior e inferior con una muesca; aumenta la rigidez de la viga, aunque no mucho.
Imagen 12: Soporte hueco.
Archivadores
En la fig. 13 que se muestra es una carpeta para un almacén de almacenamiento de sal en los Países Bajos. El tramo es 54 m, la distancia del sujetador es 5,4 m. El pretensado conseguido mediante la flexión de las tablas encoladas no tiene ningún efecto apreciable sobre la capacidad portante de la estructura. No es necesario reducir el momento de inercia y el momento resistente para secciones pegadas.
Imagen 13: Carpeta de arco para un almacén de almacenamiento de sal en los Países Bajos.
En la fig. 14 muestra un soporte de marco ligero de tres articulaciones fabricado mediante encolado. La nervadura está formada por paneles con un ancho de 18 cm a 20 cm, un espesor de 5 cm, que, después del secado, se pegan entre sí y a la cinta inferior y superior con cola kaurit con un aditivo amarillo de endurecimiento en frío.
Imagen 14: Soporte de marco ligero de tres articulaciones fabricado mediante encolado.
Las fijaciones de arco remachadas, cuya nervadura consta de dos capas de tablas cruzadas en ángulo recto, a las que se clavan a modo de correas varias tablas verticales colocadas según la forma del arco, son muy económicas. Existe la posibilidad de utilizar madera relativamente débil y corta incluso para las luces más grandes.
4. Sujetadores de celosía
Las construcciones modernas de celosías de madera se comparan principalmente con las construcciones de acero en términos de formas y sistemas, aunque no siempre son racionales para las construcciones de madera. Las construcciones de madera están diseñadas para que en las conexiones laterales se produzca la menor fuerza posible. Las tensiones secundarias no tienen la importancia que tienen en las estructuras de acero. Las barras dominadas por islas más pequeñas a menudo no necesitan estar conectadas centralmente, especialmente si se logran simplificaciones constructivas. Las construcciones de celosía son más económicas que los soportes completos, si existe suficiente altura estructural. Ellos, sin embargo, anteponen al carpintero y al material a tareas más difíciles.
La banda inferior de los sujetadores de viga es en su mayoría horizontal, es decir, durante la confección, adquiere un cierto voladizo, que se mide de tal manera que no se doble hacia abajo bajo carga completa. El valor del voladizo depende de los medios externos, la humedad del edificio y la altura estática de los sujetadores. Es mejor dejar un voladizo un poco más grande que demasiado pequeño. La cinta superior se extiende en su mayor parte paralela a la cubierta del tejado.
En el caso de una pendiente demasiado pequeña (por debajo de 6%) existe el peligro de que, con una altura estructural pequeña y nudos elásticos, se produzcan caídas opuestas cerca del apoyo con sus malas consecuencias. La pendiente de la varilla estáticamente efectiva del cinturón superior sobre la cama no debe ser inferior a 1:3.
Corchetes paralelos
El famoso Howe's todavía se aplica hoy (fig. 15). Las diagonales se colocan de manera que reciban presión a plena carga, mientras que las verticales se tensan. Los verticales son varillas de acero de sección circular con tuercas en ambos lados (fig. 15, derecha). En caso de que el soporte se doble hacia abajo debido a la contracción de la madera o a una construcción incorrecta, las tuercas se pueden apretar posteriormente. Para luces más pequeñas o con menos carga, también se pueden realizar verticales en forma de alicates (fig. 15, izquierda). Se recomienda que la altura de construcción, similar a los soportes completos, esté en el rango de 1/8 a 1/12; para luces más grandes y cargas más pesadas, se toma hasta 1/6.
Figura 15: Haz paralelo de Howe.
Fijaciones de techo de un solo cable
En la fig. Se muestran los sistemas de amarre de un solo cable 16 y 17 para luces pequeñas y medianas y para cargas livianas.
Imágenes 16–20: Sistemas de amarres para techos monotubo y triangulares.
Imagen 21: Detalles de la carpeta de celosía.
Sujetadores triangulares
Los sujetadores triangulares (fig. 18 a 22) para luces pequeñas y medianas representan los sujetadores de construcción en madera más económicos y extendidos. Las mayores fuerzas de la correa no se producen en el centro del tramo, sino en los apoyos. Dado que las varillas están llenas, incluso con una carga asimétrica, solo se produce tensión, es decir, presión, sin tensiones alternas, lo que simplifica enormemente la producción de nudos, especialmente en construcciones de madera. En la figura. 22 muestra la carpeta del ayuntamiento de Holzminden. En el caso de luces mayores se realizan fijaciones triangulares con alero elevado (fig. 23).
Imágenes 22 y 23: Carpeta triangular para el ayuntamiento y carpeta con alero elevado.
Sujetadores de mansarda
Las fijaciones abuhardilladas (fig. 24 a 26) para tramos de 15 m a 35 m han demostrado ser muy económicas. Para las alturas del sistema, se recomiendan los rangos 1/8 a 1/6. Para el recubrimiento se consideran: láminas onduladas de fibras de amianto, así como papeles para techos. Se debe adoptar al menos 6% para la pendiente de la parte ligeramente inclinada del tejado. En la figura. 26 muestra la línea de sistemas de encuadernación para las plantas de trabajo de München-Ost, así como varios nodos más importantes: el sistema Kübler. El tramo es 26,5 m y la distancia del sujetador es 7 m.
Imágenes 24 y 25: Sujeciones abuhardilladas.
Figura 26: Línea de sistema y nodos de la traviesa del ático para la planta Munich-Ost.
Fijadores parabólicos y de arco
Para tejados con un gran peso propio y una pequeña pendiente, es decir, áreas pequeñas expuestas al viento con una carga de nieve distribuida aproximadamente uniformemente, es racional ajustar la forma de los sujetadores a la línea de soporte. Las varillas de relleno de las traviesas parabólicas no reciben ninguna fuerza cuando la carga se distribuye uniformemente. Su tarea es corregir las irregularidades aleatorias de la carga y evitar que la correa superior se doble en el plano de los sujetadores. Las varillas de relleno deben estar atadas para que puedan soportar tensión y presión. Al borde superior se le da forma de arco aserrándolo (fig. 27). En la figura. 28 muestra la línea del sistema y tres nodos de carpeta característicos.
Imagen 27: Fijador parabólico con borde superior arqueado.
Figura 28: Línea del sistema y nodos aglutinantes característicos.
Si en el caso de luces muy grandes se utiliza únicamente el soporte de la cubierta como soporte de la celosía (fig. 29), entonces la faja inferior, que recibe presión, debe apoyarse sobre las cornisas con montantes. Debido a la pendiente variable para cubrir el tejado, se considera el cartón netterizado. Existe la posibilidad de crear una pendiente uniforme del tejado, ya sea con vigas elevadas que descansen sobre los aleros y la cumbrera, o con una pared del alero, es decir, instalando un tejado a dos aguas con una pendiente lo más suave posible.
Elementos de sujeción de dos y tres articulaciones
Los marcos de dos articulaciones se presentan en la fig. 30 y 31. Hacer nudos rígidos en las esquinas crea ciertas dificultades, que pueden superarse fácilmente utilizando placas de nudos pegadas con resina artificial. Se producen voltajes alternos en las varillas de relleno, lo que hace que los nudos sean incómodos de construir. En la figura. 32 muestra un marco de celosía de dos articulaciones para un refugio para barcos (la distancia de unión es 5,6 m). En la figura. 33 Se presenta carpeta de tres articulaciones. Las uniones reales están prácticamente fuera de discusión; sólo algo de movilidad es suficiente. Para luces grandes y grandes se utilizan principalmente elementos de fijación de tres articulaciones, porque son económicos para este fin y se pueden procesar técnicamente bien.
Imágenes 29 y 30: Soporte de celosía para cubierta de tejado y marco de dos articulaciones.
Imágenes 31 y 33: Marco de dos articulaciones y carpeta de tres articulaciones.
Imagen 32: Marco de celosía de doble articulación para refugio de barcos.
Salas de barcos múltiples
En la fig. 34, 35 y 36 se muestran como tipos prácticos de salas de varias naves. En la figura. 36 se presenta como carpeta del salón de ceremonias de la sociedad de canto de Viena. Para realizar las conexiones se utilizaron cuentas en forma de anillo.
Fotos 34 y 35: Tipos prácticos de salas de varias naves.
Imagen 36: Carpeta del salón ceremonial de la sociedad de canto en Viena.
5. Torres, andamios y tribunas
La madera como material de construcción se considera para la construcción de torres de observación y miradores, torres de iglesias y torres para plantas industriales. La estabilidad de los edificios permanentes se logra principalmente sujetando las columnas a los cimientos. Los objetos destinados a fines temporales a menudo se aseguran atándolos con cuerdas de acero estiradas en al menos tres direcciones. La base es mayoritariamente cuadrada o rectangular. Las bases triangulares pueden llegar a ser económicas. Se debe tener especial cuidado en que no se acumule agua ni suciedad en los nudos de las torres que no tienen revestimiento y que el aire pueda circular por todas las partes. Para objetos permanentes, sólo se debe utilizar madera impregnada. La impregnación logra plenamente su objetivo sólo si se realiza después de cortar el material, pero antes de montarlo. Se recomienda utilizar madera redonda para las columnas, a pesar de que la conexión es más difícil.
Imagen 37: Tribuna de madera en Leipzig.
Además, la madera se utiliza útilmente para la construcción de andamios y tribunas. En la figura. 37 muestra una tribuna en Leipzig. Para medios externos, se utilizaron cerebros de caimán con anillos dentados. Si las gradas van a servir sólo para fines temporales, nunca estarán cubiertas. Sin embargo, hay que tener cuidado en que el diseño se realice con el máximo cuidado y que, en primer lugar, se coloquen los rigidizadores longitudinales y transversales necesarios. Para que el material pueda reutilizarse después del desmantelamiento, los nodos deben construirse de manera que el daño sea lo más pequeño posible.
6. Puentes
Para la construcción de puentes, la madera, además de la piedra, desempeñaba anteriormente un papel importante. En cuanto a la durabilidad del objeto, las relaciones han cambiado significativamente. Debido al constante aumento de las presiones sobre los ejes y las cargas dinámicas, este campo de la construcción está casi completamente perdido para las estructuras de madera. Los puentes de madera no se utilizan hoy en día, pero el siguiente texto describirá cómo se construyeron y utilizaron en el pasado.
Para puentes, sólo se puede utilizar madera de clase de calidad II o I; al momento de la instalación la madera debe estar al menos semiseca, y se debe instalar de tal manera que pueda secarse más. Para ello, las impregnaciones y revestimientos protectores, que en este caso deben aplicarse después del procesamiento y antes del montaje, no son suficientes por sí solos.
Se permiten conexiones con clavos para puentes si se puede evitar que la humedad penetre entre los elementos de madera unidos por clavos, si de esta manera se pueden proteger los clavos contra fallas por oxidación. Sólo se permiten uniones pegadas si se utiliza un adhesivo hecho de resinas artificiales que sea completamente resistente a la humedad.
Figura 38: Sección transversal del pavimento del puente temporal sobre el Weser en Höxter.
Para los puentes temporales, se utilizaron principalmente sistemas estructurales combinados, para cuyos soportes principales se utilizaron perfiles en I de acero, mientras que las otras partes de la maquinaria superior e inferior eran de madera. En la figura. 38 muestra una sección transversal del pavimento del puente temporal sobre el Weser en Höxter. Los puentes pueden estar sin vigas longitudinales y, a veces, sin vigas transversales, lo que depende del tipo de puente y su finalidad. En tal caso, el pavimento se apoya directamente sobre los soportes principales. Muchos de estos puentes fueron diseñados para el tráfico de peatones. En la figura. 39 se muestra un puente protector debajo de un teleférico.
Imagen39: Puente protector debajo del teleférico.
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