Historia de las Estructuras en Madera.

Nos data que desde mucho tiempo atrás ya se venia utilizando este concepto estructural, podría ser no no muy eficaz pero la aplicación es la que nos causa un impacto, ya que hoy en día se toman pequeñas bases para poder construirlas y llevarlas a cabo, no obstante la tecnología con la actualmente contamos facilitando y agilizando más nuestro trabajo.

Podrán visualizar de una forma más amplia y gráfica lo que conlleva la estructura de madera, así como las ideas básicas de apoyos, cargas, característica de cada elemento estructural.

Año 13000 a.C.
Importantes descubrimientos en Francia nos demuestran, que durante está época, los primeros pobladores ya construían sus tiendas, con armazones de palos de madera sobre los que colocaban pieles de animales.

http://www.arqhys.com/contenidos/madera-historia.html

  Año 2500 a.C.

El cigoñal, es un tipo de grúa que se utiliza para extraer agua de un río, o un recipiente en caso de este encontrase a mayor altura. 

Materiales utilizados;

1. Madera en su estructura

2. Piedra para contrapesos

3. Piel o tela para el recipiente con el que se extrae el agua.

4. Cuerdas para sujetar las maderas.

Estatua de la Libertad. (1884)

Donación del gobierno Francés a los Estados Unidos para conmemorar el primer centenario de su independencia.

- Tiene una altura de 45 metros.

- Estructura interna de acero y en su exterior recubierta de una chapa de cobre.

- En su interior se desplazan elevadores que suben y bajan a los turistas.

Estatua de la libertad, vemos su
estructura principal y como a
partir de ello se inician los anclajes
y sus tensores.

Estructura en Madera.

 Compuesta del tejido que forman la masa de los troncos de los árboles desprovistos de su corteza, siendo el material más ligero, resistente y fácil de trabajando con el que siempre conto el hombre desde sus primeras construcciones en dicho material.

El Hombre siempre tubo en sus manos la prioridad de la madera, además de utilizarla como combustible y arma defensiva, la cabaña con estructura de madera y cubierta de ramas le proporcionó una defensa contra la intemperie.

La técnica de laminación relacionada con el uso decorativo de la madera es conocida por los egipcios desde el 3000 a.C. Su carencia en la calidad de esta especia los llevo a técnicas de enchapado y marquetería.

Desde sus inicios hasta el S. XIX  la técnica del enchapado permaneció como uso artesanal, ya que exigía un profundo conocimiento de la madera y meticuloso trabajo de corte y encolado.

La madera tanto maciza como laminada se empleo en la construcción de vehículos, aeronaves y en la construcción de barcos. Los nuevos adhesivos surgidos con la producción industrial a finales del S. XIX y a lo largo del S.XX, le transformaron en un elemento fuerte, duradero y versátil.

Madera laminada de apoyo para interpretar mejor la información
descrita con anterioridad, cuya imagen nos sirve y da idea
básica sobre los futuros pre-dimensionamientos.

Estructura de la Madera.

Al realizar un corte transversal apreciaremos las distintas zonas;

Médula; Es la parte central, la más antigua y se forma por secado y resinificación.

Duramen; Es la parte inmediata a la médula, formada por madera dura y consistente impregnada de tanino, que le comunica la coloración rosa. 

Cambium; Es la que se encuentra debajo de la corteza formado de unas células muy delgadas. Siendo capaces de generar nuevas células, formándose en la cara interna Xilema y en la externa Floema. 

Corteza; Su misión es la protección y aislamiento de los tejidos del árbol de los agentes atmosféricos.

Albura; Es la madera joven, posee mas savia y se transforma con el tiempo en duramen, volviéndola más densa e imputrescible.

Propiedades físicas de la Madera.

Anisotropía.

Las maderas físicas y mecánicas de la madera no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado. Podemos definir 3 direcciones en las que se definen y miden las propiedades de la madera;

Axial; Paralela a la dirección del árbol (dirección de las fibras).

Radial; Perpendicular a la axial y corta al eje del árbol.

Tangencial; Es normal a las dos anteriores. 

Humedad

Absorbe y desprende la humedad dependiendo del ambiente donde se encuentre. El agua libre desaparece totalmente al cabo de cierto tiempo. La humedad de la madera varía entre límites muy amplios 50-60%. Estas variaciones generan cambios en la madera ya que se pandea o comprime en ciertos puntos.

Densidad;

La densidad real es sensiblemente igual para todas las maderas, Según el grado de humedad y el tipo de árbol.

A continuación encontraremos una clasificación de los tipos de madera;

Muy duras.                                      Semi-duras.                                    Blandas.

Ebano.                                                  Conacaste.                                       Palo blanco.

Encino.                                                  Roble.                                                Cedro. 

Rósul.                                                    Cerezo.                                             San juan

Santa maria.                                         Volador.                                            Ciprés.

Chichipate.                                            Caoba.                                             Sauce.

Es de suma importancia conocer el origen de cada árbol ya que de esto se podría sacar un mejor beneficio de cada uno, por otro lado definir bien las medidas que utilizaremos en nuestro proyecto delimita el tipo de madera a utilizar.

Aclarando que los tipos de madera se pueden llegar a conocer con tan solo observarlos dado los diámetros de sus troncos.

Aplicación de la madera.

Casos análogo 1 .

Obra; Premio espíritu de la Naturaleza de la Arquitectura en la madera 2008.

Arquitecto; José Cruz Ovalle.

"Un indiscutido representante de la Arquitectura moderna y un maestro en el uso de la madera".

"Las líneas a básicas a lo largo de toda la producción de Cruz son sensibilidad y poesía, pero el mismo tiempo también racionalidad. Crea un ambiente donde la arquitectura simultáneamente presenta un amigable micro clima, donde cuidadosamente consideran soluciones y un lugar para el encuentro".

En está imagen se ven mayor aplicación en las uniones ya que esto es el factor más importante de las estructuras en madera esa audacia para lograr la estructura-estética como un solo conjunto dejando un impacto visualmente muy agradable.

Vemos que al referirnos a madera.. No fue un obstáculo para llegar a un mejor juego con la volumetria generando espacios de mayor confort y frescura a cada persona que pueda convivir en este tipo de espacios.

Casos análogo 2 .

Obra; Catedral de cartón.

Arquitecto; Shigeru Ban (japones).

Lugar; Nueva Zelanda.

La estructura se apoya en una fundición profunda de hormigón, con ocho contenedores de transporte que se disponen en la parte superior, cuatro de cada lado, para estabilizar taludes de la catedral. Estos muros, se unen por encima del altar, se componen de 96 tubos de cartón.

Los tubos están reforzados internamente por vigas de madera local laminada. Pequeños espacios entre los tubos permiten que la luz se filtre en el interior, creando un ambiente tranquilo y espacioso.

Vemos el impacto visual que logra este destacado arquitecto quien a llegado a ser reconocido por sus proyectos y la reducción de los costos para llevarlos a cabo. Vemos la iluminación que es el juego idóneo para la iglesia que nos refleja esa pureza y tranquilidad que se busca en el lugar más sagrado.

Aqui una idea básica de lo que podríamos lograr con las estructuras en madera, se representa como un objeto de estudio, pero aplicación teórica de ese momento para llevarlo a la realidad es lo que cabe destacar más allá de la funcionalidad que cada quién le podamos dar.

Aplicación de la Estructura en madera.

Luego de recurrir a un poco de información y darle otro punto de vista a nuestros conocimientos lo llevaremos a cabo por medio de algunos ejercicios prácticos, de una forma  eficaz que a la vez,  sera de mucha ayuda, para futuros diseños y pre-dimensionamientos que vayamos a utilizar.

Cálculo de columnas.

En unos sencilos pasos vemos como podemos llegar a la conclusión de la capacidad de carga que mantendrá nuestro edificio, por lo que debemos haberlo sometido a una buena capacidad soporte de suelo,  para nuestras cimentaciones,  ya que es aquí llegan todas las cargas que se transmiten a lo largo de cada losa.



Transferencia De momentos de inercia por ejes paralelos.




Este ejercicio debemos fijar bien en los centros de cada figura, así como cada una de sus operaciones algebraicas ya que un error por pequeño que sea daría por erróneo nuestro dato.

A continuación un video donde pueden consultar y aclarar sus dudas de forma inmediata.

Estructura tipo Howe.

Ejercicio que lleva a la practica los cálculos de este tipo de estructura así como las cargas sacadas de las tablas que a continuación se muestran.

En está tabla podemos ver los esfuerzos a los que se somete nuestra especia de madera la que quedara al gusto, ya que estos datos solo se trasladan al procedimiento que a continuación se describe.

  En este ejercicio se lleva  cabo el diseño de piezas tanto en su claro corto, como su claro largo, dejando cada pieza sometido a sus esfuerzos de corte y flexión y así determinar la pieza idónea a utilizar en nuestro proyecto.

Tabla de consulta para el Pre-dimensionamiento de piezas de madera.

Para el diseño de este tipo de estructuras es importante tomar en cuenta algunos factores, ya que cada uno conlleva un peso que incide en el peso total para definir cada una de sus piezas.

1. si vamos a trabajar con cielo Falso o no 8-10 lb/pie2
2. Arriostramientos.   8-11 lb/pie2
3. Viento        60 mph.
4. Peso volumetrico de la madera    30 lb/pie3
5. Techo 5-26 Lb/pie2

Finalizando con este tema tan interesante podemos visualizar a continuación la sucesión de detalles constructivos que en ocasiones se nos dificulta visualizar a nivel académico sin antes haber consultado o visitado una obra que es de mucha ayuda para estos casos.

A continuanción les cito unas fuentes de consulta, Detalles de anclajes y uniones en madera.

http://es.slideshare.net/Gonella/uniones-y-emplames-de-madera

http://www.grupocamara.es/tmp/NdSite/Cache/File/28/57/219e18d50bb810fb4325fc752b4bb967/Uniones%20en%20madera.pdf

http://www.cttmadera.cl/wp-content/uploads/2007/03/unidad_7-fijaciones_y_uniones.pdf

Usos de la madera.
http://www.arqhys.com/contenidos/madera-historia.html http://ocwus.us.es/mecanica-de-medios-continuos-y-teoria-de-estructuras/calculo-de-estructuras-1/apartados/apartado1_1.html

Tesis;
Aqui en este archivo se detalla más a fondo sobre la aplicación y los sistemas Estructurales que podemos trabajar.