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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
ANALISIS ESTRUCTURAL DE EDIFICIO DE CINCO (5) PISOS
UTILIZANDO COMO MATERIAL CONSTRUCTIVO LA MADERA PINO
CARIBE
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
Autor: Br. LUIS GALLOTTI
Br. PEDRO LEON
Tutor: RAMON CADENAS
Tutor Industrial: MICHELE CASARIN
Maracaibo, Octubre de 2014
3
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
HO
C
E
R EN EL DISENO DE EDIFICIO DE CINCO (5)
ANALISIS ESTRUCTURAL
E
D
PISOS UTILIZANDO LA MADERA PINO CARIBE COMO MATERIAL
CONSTRUCTIVO
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
Autor: Br. LUIS GALLOTTI
Br. PEDRO LEON
Tutor: RAMON CADENAS
Maracaibo, octubre de 2013
4
ANALISIS ESTRUCTURAL EN EL DISENO DE EDIFICIO DE CINCO (5)
PISOS UTILIZANDO LA MADERA PINO CARIBE COMO MATERIAL
CONSTRUCTIVO
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
R
Gallotti Urbano, LuisE
Ernesto
D
CI 24208257
Dirección: Calle 70 con avenida 3C edificio
Jacaranda 2 apto 7
Teléfono: 04146183509
[email protected]
Cadenas, Ramón
Tutor académico
S
O
D
VA
León Alfonzo, Pedro Antonio
CI 23451015
Dirección:
Teléfono: 04146752164
[email protected]
5
DEDICATORIA
A Dios, por permitirme alcanzar cada meta que me he trazado.
A mis padres, porque son los que están todos los días a mi lado, brindándome
apoyo y dándome ánimos, ya que sin ellos no podría conseguir las metas que me
S
O
D
A mis hermanos, por estar cada día conmigo apoyándome V
enA
los momentos
R
E
S
difíciles.
E
R
S
O
H
Cmi formación y ha marcado una diferencia en mí
A todo el que ha contribuido
en
E
R
E
de alguna u otraD
manera.
he trazado.
LUIS
6
DEDICATORIA
A Dios, por permitirme alcanzar cada meta que me he trazado.
A mis padres, porque son los que están todos los días a mi lado, brindándome
apoyo y dándome ánimos, ya que sin ellos no podría conseguir las metas que me
he trazado.
S
O
D
VA
R
E
S
E
A mi novia Alejandra por darle fuerzas todos los
días para seguir adelante.
R
S
O
HPEDRO
C
E
DER
A mi hermano, por estar cada día conmigo apoyándome en los momentos difíciles.
7
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios, por habernos dado esta oportunidad y guiarnos durante los
momentos difíciles.
A nuestros familiares, por habernos apoyado en todo momento.
S
O
D
Acomo apoyo y
orientado durante el trabajo de investigación, sirviéndonos siempre
V
R
SE
guía.
E
R
S
O
H
C por apoyarnos incondicionalmente y creer en
A la profesora Ing. Nancy Urdaneta,
E
R
DE
nosotros.
A nuestro tutor académico Ing. Ramón Cadenas, por habernos escuchado y
Al profesor Ing. Jesús Medina, por su guía durante toda la carrera, ayuda en este
trabajo de investigación y por su amistad.
Al Ing. Michele Casarin por habernos ayudado y servido de guía durante todo este
trabajo de investigación.
8
INDICE GENERAL
pág.
INTRODUCCION………………………………………………………………………..18
CAPITULO I.............................................................................. ..............................19
1.1.
Planteamiento del problema…………………………………………………...19
1.2.
Formulación del problema……………………………………………………...20
S
O
D
A
1.3. Objetivos………………………………………………………………………….21
V
R
SE
1.3.1. Objetivo general………………………………………………………...............21
E
R
S
O
1.3.2. Objetivos específicos…………………………………………………...............21
H
C
E
R
1.4. Delimitación………………………………………………………………………21
E
D
1.4.1. Delimitación temporal……………………………………………………………21
1.4.2. Delimitación espacial………………………………………………………..….21
1.4.3. Delimitación científica…………………………………………………………..21
1.5.
Justificación e importancia del problema……………………........................22
CAPITULO II……………………………………………………………………………...23
2.1. Antecedentes……………………………………………………………………….23
2.2. Bases teóricas………………………………………………………………………28
2.2.1. La madera…………………………………………………………………………28
2.2.2. La madera y sus propiedades…………………………………………………..30
2.2.3. La construcción de un edificio de madera……………………………………..31
2.2.3.1. Propiedades físicas…………………………………………………………….31
2.2.3.2. Propiedades eléctricas………………………………………………………..35
2.2.3.3. Propiedades acústicas………………………………………………………..35
2.2.3.4. Propiedades térmicas…………………………………………………………35
2.2.3.5. Propiedades mecánicas………………………………………………………36
2.2.4. Comportamiento ante el fuego…………………………………………………37
2.2.5. Compresión paralela a la fibra………………………………………………….39
2.2.6. Compresión perpendicular a las fibras…………………………………………39
9
pág.
2.2.7. Flexión estática……...……………………………………………………………40
2.2.8. Tenacidad…………………………………………………………………………41
2.2.9. Cizalle……………………………………………………………………………. 41
2.2.10. Clivaje tangencial y radial…………………………………………………… 41
2.2.11. Tracción paralela a las fibras……………………………………………….. 42
S
O
D
A
2.2.13. Factores que afectan las propiedades mecánicas…………………………42
V
R
SE
2.2.13.1. Defectos de la madera………………………………………………………42
E
R
S
O
2.2.14. Clasificación estructural delH
pino
caribe…………………………………….47
C
E
R
2.2.15. Diseño de estructuras…………………………………………………………48
DE
2.2.12. Tracción normal a las fibras……………………………………………….. ..42
2.2.16. Las estructuras de concreto armado…………………………………………48
2.2.16.1. Concreto………………………………………………………………………48
2.2.16.2. Las columnas de concreto………………………………………………….49
2.2.17. Predimensionamiento de estructuras de concreto armado………………..50
2.2.18. Consideraciones técnicas para el desarrollo de proyectos de arquitectura,
ingeniería, urbanismo y paisajismo……………………………………………………65
2.2.19. Dimensionado de elementos constructivos de madera…………………….66
2.2.19.1. Elementos lineales…………………………………………………………...66
2.2.19.2. Piezas de madera sometidas a compresión paralela…………………….66
2.2.19.3 Piezas de madera sometidas a tracción paralela………………………….68
2.2.19.4. Piezas de madera sometidas a flexión simple……………………………69
2.2.20. Entramado de carga……………………………………………………………75
2.2.21. Eurocodigo N.5. estructura de madera…………………………………........81
2.2.21.1. Generalidades…………………………………………………………………81
2.2.21.2. Bases y cálculos………………………………………………………………81
2.2.22. Materiales………………………………………………………………………..86
2.2.23. Uniones……………………………………………………………………….....87
2.2.24. Sismos……………………………………………………………………………88
10
2.2.24.1. Coeficiente de aceleración horizontal………………………………………88
pág.
2.2.24.2. Clasificación de las edificaciones según su uso………………………….90
2.2.24.3. Niveles de diseño…………………………………………………………….91
2.2.24.4. Tipos de sistemas estructurales resistentes al sismo……………………91
2.2.24.5. Espectro de diseño……………………………………………………….....93
2.2.25. Costos……………………………………………………………………………95
S
O
D
A
2.2.27. Contrato por precios unitarios…………………………………………………96
V
R
SE
2.2.28. Estimación de costos…………………………………………………………..97
E
R
S
O
2.2.29. Estimaciones en construcción………………………………………………..97
H
Cde precios o costos unitarios………………….99
E
R
2.2.30. Procedimiento
de
análisis
E
D
2.3 Definición de términos básicos…………………………………………………..100
2.2.26 Presupuesto de obra……………………………………………………………95
2.4. Operacionalizacion de la variable………………………………………………102
2.4.1. Variable independiente: Madera………………………………………………102
2.4.1.1. Definición conceptual………………………………………………………..102
2.4.1.2. Definición operacional……………………………………………………….103
CAPITULO III……………………………………………………………………………105
3.1. Tipo de investigación……………………………………………………………. 105
3.2. Diseño de la investigación……………………………………………………….106
3.3. Población y muestra………………………………………………………………107
3.4. Técnicas de recolección de datos………………………………………………108
3.4.1. La observación documental…………………………………………………..109
3.5. Procedimiento metodológico…………………………………………………… 110
3.5.1. Diseñar un edificio residencial de cinco (5) pisos utilizando la madera pino
caribe como material constructivo………………………………………………….. 110
3.5.1.1. Arquitectura de la edificación……………………………………………… 110
3.5.1.2. Solicitaciones de la edificación…………………………………………….110
3.5.1.3. Diseño de vigas………………………………………………………………111
3.5.1.4. Diseño de muros……………………………………………………………..112
11
3.5.1.5. Diseño de fundaciones continuas………………………………………….113
Pág.
3.5.1.6. Diseño de vigas de riostra…………………………………………………...114
3.5.2. Diseño del edificio residencial de cinco (5) en concreto armado………….115
3.5.2.1. Arquitectura de la edificación………………………………………………115
3.5.2.2. Solicitaciones…………………………………………………………………115
3.5.2.3. Diseño de losas……………………………………………………………….116
S
O
D
A
3.5.2.4. Diseño de columnas…………………………………………………………
117
V
R
E
S utilizando la madera pino
3.5.3. Analizar el comportamiento estructural de
edificios
E
R
S
O
caribe y el concreto……………………………………………………………………119
H
EC
3.5.4. DeterminaciónE
deR
los cómputos métricos y precio unitario de las estructuras
D
diseñadas con madera pino caribe y con concreto armado……………………….119
3.5.2.3. Diseño de vigas……………………………………………………………….116
3.5.4.1. Cómputos métricos…………………………………………………………..119
3.5.4.2. Análisis de precios unitarios (A.P.U)……………………………………….119
CAPITULO IV…………………………………………………………………………..121
4.1. Diseñar un edificio residencial de cinco (5) pisos utilizando la madera pino
caribe como material constructivo………………………………………………….. 121
4.1.1. Arquitectura de la edificación………………………………………………...121
4.1.2. Solicitaciones de la edificación………………………………………………122
4.1.3. Diseño de vigas………………………………………………………………...125
4.1.4. Diseño de muros……………………………………………………………….126
4.1.5. Diseño de fundaciones ………….……………………………………………128
4.1.6. Vigas de riostra………………………………………………….......................130
4.2. Diseño del edificio residencial de cinco (5) en concreto armado……………130
4.2.1. Arquitectura de la edificación…………………………………………………130
4.2.2. Solicitaciones de carga………………………………………………………...130
4.2.3. Diseño de losas…………………………………………………………………133
4.2.4. Diseño de vigas…………………………………………………………………134
4.2.5. Diseño de columnas……………………………………………………………134
12
4.2.6. Diseño de fundaciones………………………………………………………...135
Pág.
4.2.7. Vigas de riostra………………………………………………………………… 136
4.3. Analizar el comportamiento estructural de edificios utilizando la madera pino
caribe y el concreto……………………………………………………………………137
4.4. Determinación de los cómputos métricos y precio unitario de las estructuras
diseñadas con madera pino caribe y con concreto armado……………………….142
S
O
D
A
4.4.2. Estructura de concreto armado………………………………………………..143
V
R
SE
CONCLUSION………………………………………………………………………….145
E
R
S
O
RECOMENDACIONES……………………………………………………………….146
H
C
E
R
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS………………………………………………….147
DE
4.4.1. Estructura de madera pino caribe……………………………………………..142
13
INDICE DE TABLAS
Pág.
Capitulo II Marco teórico………………………………………………………………23
Tabla 2.1 Espesor de cada retícula para calcular el espesor de la losa………...51
Tabla 2.2 Valor de V dependiendo de la profundidad de apoyo de la fundación
S
O
D
A 71
V
Tabla 2.4 Condiciones de cumplimiento de flecha ……………………………….
R
SE
Tabla 2.5 Carga de cálculo axial máxima (Nd)R
de E
montantes sometidos a
S
O
H
compresión ……………………………………………………………………………76
C
E
R
Tabla 2.6 CargaD
de E
cálculo máxima (kN/m) por metro que soporta un entramado
…………………………………………………………………………………………...63
Tabla 2.3 Coeficiente de pandeo según esbeltez geométrica……………………68
de carga………………………………………………………………………………..77
Tabla 2.7 Clase de duración de la carga …………………………….……………82
Tabla 2.8 Valores de Ao …………………………………………………………….88
Tabla 2.9 Leyenda de mapa de zonificación sísmica de Venezuela…………..89
Tabla 2.10 Factor de importancia…………………………………………………..91
Tabla 2.11 Niveles de diseño ………………………………………………………91
Tabla 2.12 Factores de reducción R en estructuras de concreto armado……..92
Tabla 2.13 Valores de T*, β y P……………………………………………………94
Tabla 2.14 Valores de T+ (1)………………………………………......…………...94
Tabla 2.15 Cuadro de variable……………………………………………………...104
Capitulo IV Análisis de resultados……………………...………………………….121
Tabla 4.1 Calculo del corte actuante ………………………………………………122
Tabla 4.2 Calculo de peso sísmico, Ta y Ad ……………………………………..122
Tabla 4.3 Resistencia de los paneles…………………………………………….. 122
Tabla 4.4 Resistencia paneles N-S……………………………………………… 123
Tabla 4.5 Resistencia paneles E-W……………………………………………… 123
Tabla 4.6 Desplazamiento máximo. Sismo N-S ………………………………… 124
Tabla 4.7 Desplazamiento máximo. Sismo E-W …………………………………124
14
Tabla 4.8 Momento, corte e inercia del diseño que necesita la viga
viga…………………………………………………………………………………….125
Tabla 4.9 Momento, corte e inercia del diseño de la viga……………………….126
Tabla 4.10 Peso propio del muro ………………………………………………….127
Tabla 4.11 Peso total del muro de 5x15 cm…………………………………….. 127
Tabla 4.12 Peso total del muro 5x10 cm…………………………………………. 128
Tabla 4.13 Calculo para dimensiones de las zapatas de las fundaciones……129
S
O
D
A
Tabla 4.15 Carga muerta de las losas de entre piso y la losa techo………….131
V
R
SE
Tabla 4.16 Chequeo por sismo……………………………………………………132
E
R
S
O
Tabla 4.17 Calculo de espesor de H
la losa………………………………………
133
C
E
Tabla 4.18 FactoresE
D paraRel cálculo del acero de la losa………………………133
Tabla 4.14 Dimensiones de la viga de riostra ………………………………….. 130
Tabla 4.19 Dimensiones de la viga………………………………………………. 134
Tabla 4.20 Dimensión y carga que actúa en las columnas ……………………. 134
Tabla 4.21 Acero que se coloca en cada piso…………………………………….135
Tabla 4.22 Dimensionado de la Zapata de fundación…………………………..135
Tabla 4.23 Acero requerido en la fundación ……………………………………..136
Tabla 4.24 Dimensiones de la viga de riostra…………………………………….136
Tabla 4.25 Estructura de madera pino Caribe
(presupuesto)…………………………………………………….…………………….142
Tabla 4.26 Estructura de concreto armado
(presupuesto)………………………………………………………………………….143
15
INDICE DE FIGURAS
Pag.
Capitulo II Marco teórico………………………………………………………………23
Figura 2.1 Cambio de la madera bajo la acción del fuego…………………………38
Figura 2.2 Ábacos ACI…………………………………………………………………57
S
O
D
A
Figura 2.4 Área de punzonado en fundaciones superficiales…………………….59
V
R
SE
Figura 2.5 Corte en el borde de fundaciones superficiales…………………………61
E
R
S
O
Figura 2.6 Esfuerzo actuante de suelo………………………………………………..62
H
ECsísmica de Venezuela…………………………….89
R
Figura 2.7 Mapa de E
zonificación
D
Figura 2.8 Espectro de respuesta elástico……………………………………………94
Figura 2.3 Fundación superficial……………………………………………………..58
Capitulo IV Resultados………………………………………………………………121
Figura 4.1 Planta de la edificación…………………………………………………121
Figura 4.2 Espectro de diseño………………………………………………………124
Figura 4.3 Vigas de la edificación de madera……………………………………….125
Figura 4.4 Viga doble TEE ……………………………………………………………126
Figura 4.5 Forma espectral del edificio de concreto………………………………..132
16
GALLOTTI LUIS Y LEÓN PEDRO. ANALISIS ESTRUCTURAL EN EL DISENO
DE EDIFICIO DE CINCO (5) PISOS UTILIZANDO LA MADERA PINO CARIBE
COMO MATERIAL CONSTRUCTIVO. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
FACULTAD DE INGENIERIA. MARACAIBO, VENEZUELA.
RESUMEN
S
O
D
residencial de cinco (5) pisos utilizando como material constructivoA
la madera pino
V
R
E residencial de cinco
caribe. Los objetivos específicos fueron: DiseñarE
unS
edificio
R
Scomo material constructivo. Diseñar un
(5) pisos utilizando la madera pino caribe
O
H
C(5) pisos en concreto armado. Analizar el
E
edificio residencial de
cinco
R
DE
comportamiento estructural de edificios utilizando la madera pino caribe y el
El objetivo general de esta investigación fue analizar estructuralmente un edificio
concreto y determinar los cómputos métricos y precios unitarios de las estructuras
diseñadas con madera pino caribe y con concreto armado. Con esta investigación
se realizó un aporte al área del conocimiento de estructuras, ya que lo que se
quiere con esta investigación es dar un avance tecnológico y constructivo que con
las mismas características constructivas tradicionalmente usadas como lo es el
concreto armado se podría hacer un edificio con un costo menor y con la misma
calidad.
Palabras claves: Edificios, madera, pino caribe, concreto armado, costos
[email protected]
[email protected]
17
GALLOTTI LUIS Y LEÓN PEDRO. BUILDING STRUCTURAL ANALYSIS OF
FIVE (5) STORY USING WOOD AS A BUILDING MATERIAL CARIBBEAN PINE
UNIVERSIDAD
RAFAEL
URDANETA.
FACULTAD
DE
INGENIERIA.
MARACAIBO, VENEZUELA.
ABSTRACT
S
O
D
VA
ER
S
E
R
design a five story residential building using
Carribbean
pine wood as construction
S
O
H
C residential building made of reinforced concrete.
material. b) To design a five
story
E
R
E
To analyze theD
structural behavior of both buildings to determine the metric
The general objective of this research was to structurally analyze a five story
residential building made of Caribbean pine. The specific objectives were: a) To
calculations and unit prices for structures designed with Caribbean pine wood and
reinforced concrete. With this research we want to contribute to the knowledge of
structures and to provide a technological and constructive progress with the same
construction features traditionally used such as the reinforced concrete with less
cost and with the same quality.
Key words: Building, wood, caribbean pine, reinforced concrete, costs.
[email protected]
[email protected]
18
INTRODUCCIÓN
La madera como material constructivo es de los más antiguos, con una amplia
gama de ejemplos en el desarrollo del hábitat humano. Las construcciones con
este material puede llegar a ser más económica y de mejor calidad constructiva
S
O
D
VA
que la convencional, como se demuestra en EE.UU., Canadá y Europa donde se
R
utilizan este tipo de estructura de forma masiva desde el siglo XIX.
SE
E
R
S
HO
C
E
que los ingenieros busquen
ER nuevos materiales o sistemas convencionales alternos
D
Se pretende realizar una estructura a base de madera pino Caribe, la cual
El alto costo económico y energético que se producen en los sistemas
convencionales, así como la dificultad de obtención en el mercado, ha obligado
presenta como ventaja el corto tiempo de ejecución de la obra así como el bajo
peso de los elementos estructurales de madera que permite la manipulación de los
mismos sin la necesidad de equipos auxiliares y costosos montajes.
Por último se mantendrá las condiciones necesarias para su hábitat con un costo
menor a las de las estructuras convencionales. Para ello se diseñaron ambas
estructuras (tanto la de madera pino Caribe como la convencional), para luego
realizar los cómputos métricos de todos los materiales necesarios en la
construcción con sus respectivos análisis de precios unitarios, y así poder
observar las ventajas de uno sobre el otro, para poder introducir un nuevo sistema
constructivo en el Mercado de la nación.
En el capítulo I se formuló el planteamiento del problema, se mostró los objetivos
planteados, y se delimitó en tiempo y espacio el trabajo especial de grado. En el
capítulo II se mostraron los antecedentes, bases teóricas, teoremas y fórmulas
que ayudaron a realizar la investigación. En el capítulo III se explicó que tipo de
diseño de investigación es la misma y se hizo un procedimiento paso a paso de
cómo se realizó la investigación. Por último, en el capítulo IV se mostraron los
resultados obtenidos en la investigación.
19
CAPITULO I
EL PROBLEMA
En este capítulo se explica de forma detallada, la necesidad que hay de crear una
nueva forma de construir en Venezuela, así también como los objetivos
S
O
D
VA
planteados para obtener esta investigación, justificación, importancia y los
beneficios que se puede tener con la misma.
R
SE
E
R
S
HO
C
E
Esta investigación E
surge
R a partir de la necesidad de dar una alternativa de
D
construcción a la ciudad de Maracaibo. Se implementó un sistema constructivo de
1.1. Planteamiento del problema
madera el cual nos permitió diversificar de las edificaciones en la cuidad marabina.
A lo largo de años, la madera ha sido un material constructivo importante en todo
el mundo, ya que la misma nos brinda una vida útil extensa si se le trata con el
debido mantenimiento, haciendo que la edificación con un buen diseño sea
duradera y perdure a lo largo del tiempo. Con la finalidad de tener un ambiente
agradable en nuestro hogar, la madera es un excelente aislante térmico
permitiendo que las edificaciones realizadas con este material sean mucho más
frescas y cómodas para vivir.
En la actualidad el mundo ha sido testigo de las grandes emisiones del dióxido de
carbono y de otros tipos de gases que producen las actividades humanas
diariamente. Debido a esta problemática se han buscado diferentes formas de
construir de una manera más amigable con el ambiente, es decir, con menos
impacto ecológico en cuanto a construcción, personal, y maquinaria, sin olvidar
que al utilizar un árbol se sembrara dos por cada árbol utilizado.
El sistema constructivo que se utilizó para diseñar edificios de madera de hasta 5
pisos en esta investigación fue el de entramados ligeros, el cual es un sistema que
20
brinda muchas facilidades a la hora de construir ya que optimiza el procedimiento
del mismo.
Este sistema es ligero, de rápido montaje ya que todo es prefabricado permitiendo
reducir los tiempos en obra, los errores y los desperdicios de material que se
producen en todo tipo de construcción, de igual forma nos permite garantizar la
calidad de la obra. Es un sistema que posee excelentes propiedades termo
S
O
D
A Unidos este
En los países desarrollados, especialmente en toda Europa y Estados
V
R
SEsean resistentes y con
sistema posee un gran valor y permite que susE
obras
R
S
acabados arquitectónicos únicos. HO
C
E
R
DE
En Venezuela este
sistema constructivo de entramados ligeros no posee un gran
acústicas y una buena flexibilidad a la hora de la construcción.
auge, ya sea por el desconocimiento o el poco patrocinio que se le ha dado a la
población. Sin embargo aquí se encuentra una gran cantidad de madera de Pino
Caribe en el bosque Uverito en el estado Monagas aproximadamente unas
622000 hectáreas de la misma. Este material posee un bajo precio, una
manejabilidad buena, mucha disponibilidad el cual con un mantenimiento y diseño
adecuado la edificación se comportara como una de concreto armado. Por ello,
con esta investigación se le ofreció a la cuidad una alternativa de construcción
para el diseño de edificaciones y estructuras hechas a base de madera, y así
modernizarla a través de este tipo de construcción, con obras resistentes y de
gran envergadura, que duren a lo largo del tiempo y que sean económicamente
accesibles para la población de Maracaibo.
1.2. Formulación del problema
¿Cómo será el comportamiento estructural de la madera pino caribe en el diseño
de edificios de cinco (5) pisos?
21
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivo general
Analizar estructuralmente un edificio residencial de cinco (5) pisos utilizando como
material constructivo la madera pino caribe.
1.3.2. Objetivos específicos
S
O
D
VA
- Diseñar un edificio residencial de cinco (5) pisos utilizando la madera pino caribe
ER
S
E
R
- Diseñar un edificio residencial de cinco (5)
pisos
en concreto armado.
S
O
H
C
E
- Analizar el comportamiento
DER estructural de edificios utilizando la madera pino
como material constructivo.
caribe y el concreto.
- Determinar los cómputos métricos y precios unitarios de las estructuras
diseñadas con madera pino caribe y con concreto armado.
1.4. Delimitación
1.4.1. Delimitación temporal
La presente investigación se encuentra delimitada temporalmente en los meses de
septiembre de 2013 hasta abril de 2014.
1.4.2. Delimitación espacial
Esta investigación se realizó en la Ciudad de Maracaibo, Estado Zulia.
1.4.3. Delimitación científica
En cuanto a la delimitación científica, se analizó el diseño de edificios
convencionales realizados con concreto armado comparando los mismos con
edificios realizados con madera de las mismas especificaciones. En ambas
22
estructuras se hicieron los cálculos utilizando el método de las rigideces,
respetando las normas COVENIN para el edificio convencional y por otro lado, en
la estructura de madera se diseñó con el método de entramados ligeros utilizando
como apoyo el EUROCODIGO 5, ya que en las normas COVENIN no hay ningún
tipo de normas que hagan referencia a la madera.
1.5. Justificación e importancia del problema
S
O
D
VA
ER
S
E
madera. Con este conocimiento se tieneS
unaR
alternativa de construcción ya que
O
H
C más difícil conseguir todo tipo de materiales e
en Venezuela cada día seE
hace
R
E
implementos queD
se utilizan para la construcción de edificaciones convencionales.
Es importante tener el conocimiento adecuado sobre otros tipos de construcciones
que se pueden realizar en Venezuela como es el de la construcción a base de
Debido a las grandes emisiones de dióxido de carbono así también como otros
tipos de gases producidos por el hombre, se han buscado otras maneras de
construir que permitan un menor impacto ecológico.
La madera es un material muy resistente si se le hacen los procedimientos
adecuados, además de que es un excelente aislante térmico en las edificaciones.
El sistema constructivo de entramados ligeros de madera es poco conocido en la
actualidad en el país, y por ello con esta investigación se demuestra las grandes
ventajas y utilidades que ofrece dicho sistema.
Es importante saber que el sistema constructivo de madera empleado en esta
edificación ayuda a que la misma se realice en un menor tiempo sin afectar la
calidad de la construcción.
23
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
En el presente capítulo se manifiesta la síntesis de una serie de elementos
conceptuales que aportan bases fundamentales para la elaboración de la
S
O
D
VA
investigación que se realizó, el cual tiene como contenido investigaciones previas
ER
S
E
R
los cuales son un conjunto de conceptos
básicos
y complejos que facilita la
S
O
H
comprensión de los estudios
realizados.
C
E
DER
que están relacionadas o tienen una afinidad con el problema planteado u
objetivos de estudios. Por otra parte también se incluyen los fundamentos teóricos,
2.1. Antecedentes
Los antecedentes se refieren a estudios previos relacionados con la investigación,
es decir, trabajos realizados anteriormente y que guardan alguna vinculación con
el objeto de estudio. A continuación se presentan algunos trabajos que servirán de
marco de referencia para la investigación.
Según Rincón y Pando (2003) “Caracterización del comportamiento en flexión de
vigas laminadas con pino Caribe (PinusCaribaea)”. Trabajo para optar al título de
ingeniero civil. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de ingeniería,
departamento de ingeniería civil y agrícola.
Esta investigación se caracteriza el comportamiento en flexión de vigas
prismáticas construidas con pino caribe (Pinus caribaea) encontrando parámetros
elásticos y comparándolos con la madera aserrada (maciza). El resultado final de
este estudio consiste en parámetros de diseño estructurales como módulo de
elasticidad longitudinal, esfuerzo en el límite proporcional, presión de prensado,
acabado de la superficie, etc.
24
Se escogió el pino caribe por ser una madera no estudiada suficientemente y con
una densidad más alta que la de los pinos comúnmente empleados de esta forma,
como el pino patula y el pino radiata. Los resultados obtenidos en este desarrollo
tecnológico son alentadores y permiten utilizarlos a mayores esfuerzos que a lo
que hasta ahora se viene haciendo. Por último se espera que este trabajo sirva
como una nueva contribución a la insipiente industria de las estructuras de madera
de Latinoamérica y en especial de nuestro país.
S
O
D
VA
ER
S
E
R
implementar una idea a la investigación ya
que
se caracteriza el comportamiento
S
O
H
C construidas con pino caribe (Pinus caribaea)
en flexión de vigas prismáticas
E
R
DE elásticos y comparándolos con la madera aserrada
encontrando parámetros
En esta investigación se obtuvo la información necesaria para confortar el diseño
de estructuras de madera con pino Caribe. Igualmente fue de gran ayuda para
(maciza). El resultado de este estudio consiste en parámetros de diseño
estructurales como módulo de elasticidad longitudinal, esfuerzo en el límite
proporcional, presión de prensado, acabado de la superficie, etc.
Sin embargo; Contrerasm, Owen y Contreras (2004) optaron por investigar,
“Sistema constructivo industrializado uverito, con madera y/o acero para viviendas
de interés social”.
Se presenta la concepción de diseño de un sistema constructivo industrializado
con madera y/o acero denominado Uverito, el cual es una Patente de Modelo de
Utilidad ante el Servicio Autónomo de Propiedad Intelectual (SAPI) Nº 01317,
Caracas, Venezuela. En el sistema se consideran los principales parámetros que
deben existir en el diseño actual de una edificación de interés social, tales como;
la
industrialización,
estandarización,
normalización,
prefabricación,
autoconstrucción, flexibilidad, apropiabilidad de la tecnología, participación
comunitaria, crecimiento progresivo, bajo costo, formación de pequeñas y
medianas empresas, adaptación al medio geográfico y cultural.
25
Desde el punto de vista en Venezuela la propuesta proyecta la realización dos
tipos de viviendas unifamiliares aisladas y pareadas, de una y dos plantas, que a
su vez generan trece prototipos morfológicamente diferentes.
En la actualidad se tiene realizado un manual constructivo que permite la
promoción de la propuesta, a fin de que las comunidades organizadas puedan
apropiarse de la tecnología y hacer uso generalizado de este sistema constructivo.
S
O
D
VA
En caso de que su producción sea semi–industrial, las viviendas proyectadas con
ER
S
E
R
arquitectónicamente mejores que las ofertadas
en el mercado de la vivienda de
S
O
H
C
interés social en Venezuela.
E
R
E
D
El antecedente anterior aporta en la parte estructura del material en la madera,
este sistema constructivo, son más económicas que las construidas con
materiales tradicionales, tienen más metros cuadrados de superficie y son
proveniente de plantaciones (pino caribe, teca, melina, eucalipto); cerramientos de
desechos de plantación así como la posibilidad de ser compatible con los
materiales tecnologías constructivas tradicionales usadas.
Contrerasm, Owen y Contreras (2004) “Diseño de una Vivienda Industrializada,
Plegable y Transportable con Productos Forestales, para Disminuir el Déficit
Habitacional Venezolano”. Wilver Contreras Miranda1, Mary Elena Owen de C.2,
Yoston Contreras Miranda3, Edward Thomson4, Amilkar Contreras Miranda5.
Págs. 37-52. Rev. For. Lat. N° 35/2004.
El déficit habitacional de Venezuela, cada día, se torna más difícil de resolverlo, ya
sea por las dificultades políticas, económicas y ambientales, o por la forma actual
de concebir la vivienda por parte de la gran mayoría de arquitectos venezolanos.
La vivienda se sigue diseñando y fabricando con criterios constructivos
tradicionales.
La madera y sus productos forestales, son vistos como soluciones a largo plazo,
inseguros, costosos, frágiles ante las grandes exigencias del medio, etc. Ese
26
contexto ha motivado a los autores a realizar el diseño de una vivienda
industrializada, plegable y transformable, la cual está patentada ante el Servicio
Autónomo de Propiedad Industrial (SAPI), Caracas Venezuela. Se puede construir
con madera y productos forestales, ya que permiten ser integrados a otros
materiales constructivos tradicionales. Su fabricación es realizada en plantas
industriales con sus acabados superficiales e instalaciones incluidas; se traslada al
sitio en forma compacta y se despliega sobre una losa fundación ya elaborada, o
S
O
D
A costos,
de pendiente; además, su producción industrializada pudieraV
disminuir
R
SE del producto, etc. La
mayor producción de unidades y control de
laE
calidad
R
Ssocial, económica, tecnológica, cultural
O
propuesta se adapta muy bien a laH
realidad
C se ubica dentro de un contexto innovador
E
R
y geográfica de Venezuela.
Además,
DE
en un sistema de plataforma propio que se adapta tanto al terreno plano como al
arquitectónico y del diseño industrial venezolano. Conceptualmente marca un
norte constructivo con ideas nuevas que se ofertan al mercado inmobiliario
nacional.
La presente investigación aporta en el contexto que ratifica la necesidad de que el
Estado venezolano asuma un rol protagónico en promover y apoyar el desarrollo
del Sub – Sector Forestal, en pro de generar una verdadera dinámica para
consolidar acciones que impulsen la materia forestal en todos sus ámbitos, desde
la investigación y desarrollo, a fin de sacar al material madera del gran
desconocimiento donde se encuentra, además de promocionar que tenemos una
gran variedad de especies maderables con un alto valor tecnológico, económico y
por ende ecológico, que a través de los años por los múltiples factores
mencionados, se ha generado una gran disminución en la cultura constructiva del
venezolano, por la desconfianza que se ha cultivado hacia este noble material
orgánico.
Incluso, Velasco y Suárez (2009), “Evaluación económica de las estructuras de
acero y concreto armado para edificios”. Maracaibo: Universidad Rafael Urdaneta.
27
El objetivo general de esta investigación fue evaluar económicamente las
estructuras de acero y de concreto armado en edificios con el propósito de
comparar las inversiones y gastos de cada una de ellas. Con esta investigación se
realizará un aporte al área del conocimiento relacionada con los costos en
estructuras de acero y de concreto armado. Será posible conocer qué tipo de
estructura representa menos inversiones y gastos. En cuanto al aporte práctico,
esta investigación permitirá conocer y manejar programas para el diseño de
S
O
D
A a otros
cronogramas de actividades. El trabajo Especial de GradoV
brindará
R
SE
investigadores e ingenieros una guía metodológica
para
la ejecución de proyectos
E
R
S
O investigación es necesario realizar las
similares. Para la realización deH
esta
C
E
siguientes fases: diseño,
ER cómputos métricos, análisis de precios unitarios,
D
cronograma de actividades y comparación económica.
estructuras, realización de análisis de precios unitarios y presupuestos y de
Este trabajo de investigación hace un aporte para las fases a seguir en el diseño y
revisión de los elementos de las estructuras de acero y concreto que van a ser
comparadas económicamente con la estructura de madera.
Según Casarin y Osorio Nava (2009). “Análisis comparativo de los costos de una
cubierta de madera laminada encolada y una cubierta de acero”. Maracaibo:
Universidad Rafael Urdaneta.
En la actualidad, es importante buscar nuevos sistemas constructivos que sean
amigables con el ambiente y que le permitan a los ingenieros tener más opciones
a la hora de diseñar. La madera laminada encolada es un material con numerosas
ventajas, especialmente en estructuras de grandes luces; por eso, el objetivo de
esta investigación fue comparar los costos de una cubierta en acero y una en
MLE. Para ello, se diseñó una estructura de gran luz, con las mismas
características ubicación, arquitectura, etc. y mismas solicitaciones verticales y
accidentales, con cada material; para luego, computar las cantidades involucradas
en cada solución, realizar un presupuesto con sus respectivos análisis de precios
28
y organizar un cronograma de actividades para obtener así el tiempo de ejecución
y los costos totales de cada estructura. Por otra parte, se establecieron criterios de
comparación alternos para poder determinar cuál de las soluciones es la más
óptima. Los resultados obtenidos demostraron que la estructura de MLE es 30%
más económica y con una ejecución 14 días más rápida con respecto a la de
acero, además de tener mejor comportamiento ante el fuego y ante ambientes
agresivos, superior aislamiento térmico y acústico, menor mantenimiento a lo largo
S
O
D
Aen el país.
Convirtiendo a la MLE en un posible sistema constructivo competitivo
V
R
SE
E
R
La presente investigación sirvió de guía
Sen la comparación de dos tipos de
O
H
C
estructuras, las cuales se
compararan
tanto económicamente como en las
E
R
E
D que van a estar sometidas las estructuras ( temperatura ,
distintas solicitaciones
de su vida útil, mínimo impacto sobre el ambiente y mayor nivel estético.
sismo, viento entre otras).
2.2. Bases teóricas
2.2.1. La madera
Según Márquez y Pando (2003) define, la madera que es producto de un proceso
metabólico en un organismo vivo (árbol), que crece en la naturaleza en
condiciones climáticas, geográficas y de suelos muy diversos. Esta diversidad
afecta el crecimiento y las características de la madera en relación con su
estructura celular. Al analizar una probeta en microscopio se observa la madera
igual a cualquier ser vivo, conformada por células generalmente alargadas y
dispuestas en la dirección del eje del árbol, pudiendo cumplir esencialmente 2
funciones: sostén del propio árbol y conductora de savia.
Por esto, a nivel de estructura celular se pueden clasificar las especies arbóreas
en dos grandes grupos de árboles:
29

Coníferas
Márquez, et al., (2003) “la madera de coníferas está constituida esencialmente por
células de características homogéneas, del grupo traqueidas, las cuales realizan la
doble función de sostén del árbol y conducción de la savia (NCh 173 Madera –
Terminología General)”.
Las especies pertenecientes a este grupo presentan un tronco recto, cónico hasta
su ápice (extremo superior) y revestido de ramas.

Latifoliadas
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Márquez, et al., (2003) La madera de latifoliadas proviene del grupo de
angiospermas, los que están constituidos esencialmente por vasos, los cuales
realizan la función conductora de la savia y por fibras que son el sostén del árbol
(NCh 173 Madera – Terminología General). Las especies latifoliadas presentan
en general, una copa bien ramificada y un tronco que varía en dimensiones y
forma. En la actualidad, especies forestales nativas como: Raulí, Coigüe, Lenga,
Roble, Mañío, Alerce y Araucaria, están sujetas a utilización restringida y en
algunos casos, prohibida.
Por otra parte, las especies exóticas corresponden a especies forestales
originarias de otros países e introducidas en nuestro territorio. Destaca entre ellas
el Pino radiata, que encontró entre la V y la IX regiones del país, condiciones
excepcionales de crecimiento y desarrollo, transformándose en la principal especie
comercial de uso estructural en el país.
Algunas especies exóticas que pueden encontrarse en Chile datan de más de cien
años, como por ejemplo: Pino oregón, Hemlock, Roble americano, Frenso y
Cerezo (también norteamericanos), Haya y Larch (de Europa), Mara, Cedro y
Roble boliviano, Ramin, Almendrillo, Paquio, Ipé, entre otras especies tropicales.
30
Las especies coníferas y latifoliadas nacionales, para uso estructural, se muestran
en las normas NCh 1970 Maderas Parte 1 y 2: Especies (Latifoliadas/Coníferas)
Clasificación visual para uso estructural- Especificaciones de los grados de
calidad.
El Pino radiata por su disponibilidad actual y futura, características
físicas y comportamiento mecánico estructural, se ha convertido por excelencia en
la especie maderera más utilizada en la construcción, tanto para fines
estructurales como estéticos.
S
O
D
VA
ER
S
E
Clasificación visual para uso estructuralS
- R
Especificaciones de los grados de
O
H
C EBS – 159/1, seca en cámara, y contenido de
calidad) o la normativa británica
E
R
DyE15%.
humedad entre 12
Hoy en día se puede acceder comercial y masivamente a la madera de Pino
radiata clasificada estructuralmente, según norma chilena NCh 1207 (Pino radiata-

Madera pino caribe
Conocido comúnmente como pino caribeño o como Caribean pine (en inglés), es
el único pino tropical que crece de manera natural a bajas elevaciones La madera
de pino recién aserrada puede tener un contenido de humedad hasta de más de
200 %. Esta misma madera después de secada al aire libre o en estufa se puede
adquirir en las madererías con contenidos de humedad de 7 a 50 %
aproximadamente.
En Venezuela, se ha plantado a gran escala en el Sur de los Estados Monagas y
Anzoátegui (aproximadamente 600.00 has) y en los Estados Andinos, Llanos
Occidentales, Carabobo y Guayana Venezolana a menor escala.
Los pinos no son muy exigentes a la calidad de los suelos y puede ser plantados
en suelos no inundables de 0 a 700 m sobre el nivel del mar. Ha tenido gran
interes mundial debido a su rapido crecimiento; alcanza una altura de 6 a 8 m en
Posee una densidad de 0.55 a 0.62 g/cm.
Referente a los usos, la madera del Caribaea se utiliza frecuentemente en los
más variados segmentos de la industria, desde construcciones pesadas y livianas,
vigas y piezas de madera de distintas dimensiones de uso uni- versal; hasta la
construcción de botes; muebles, carpin- tería general; marcos de puertas y
ventanas, partes para vehículos (carrocerías); durmientes (inmunizados), piso y
artículos deportivos.
31
2.2.2. La madera y sus propiedades
Anónimo (2004, pág. 143). “La madera elaborada a través de un proceso de
aserrío se denomina pieza de madera y posee propiedades definidas”.

Propiedades básicas
S
O
Es un
D
VA
Anónimo (2004). Independientemente de la especie, la madera puede ser
ER
S
E
R
celulosa y lignina. Siendo madera elaborada,
puede ser biodegradada por el
S
O
H
C
ataque de hongos e insectos
taladradores,
como son las termitas.
E
R
E
D
considerada como un material biológico, anisotrópico e higroscópico.
material biológico, ya que está compuesto principalmente por moléculas de
Por ello, a diferencia de otros materiales inorgánicos (ladrillo, acero y hormigón,
entre otros), la madera debe tener una serie de consideraciones de orden técnico
que garanticen su durabilidad en el tiempo.
La madera es un material anisotrópico. Según sea el plano o dirección que se
considere respecto a la dirección longitudinal de sus fibras y anillos de
crecimiento, el comportamiento tanto físico como mecánico del material, presenta
resultados dispares y diferenciados. Para tener una idea de cómo se comporta, la
madera resiste entre 20 y 200 veces más en el sentido del eje del árbol, que en el
sentido transversal.
Debido a este comportamiento estructural tan desigual, se ha hecho necesario
establecer:

Eje tangencial
 Eje radial
 Eje axial o longitudinal
32
El eje tangencial, como su nombre lo indica, es tangente a los anillos de
crecimiento y perpendicular al eje longitudinal de la pieza.
El eje longitudinal es paralelo a la dirección de las fibras y por ende, al eje
longitudinal del tronco. Forma una perpendicular respecto al plano formado por los
ejes tangencial y radial.
La madera es un material higroscópico. Tiene la capacidad de captar y ceder
S
O
D
A y provoca
relativa del ambiente. Este comportamiento es el que determina
V
R
SE
cambios dimensionales y deformaciones en la madera.
E
R
S
O
H
C
E
R
2.2.3. La construcción
de
un
DE edificio en madera
humedad en su medio, proceso que depende de la temperatura y humedad
2.2.3.1. Propiedades físicas

Contenido de humedad
Márquez, et al., (2003). Dijo que la estructura de la madera almacena una
importante cantidad de humedad. Esta se encuentra como agua ligada en las
paredes celulares, es decir, como agua libre en el interior de las cavidades
celulares.
Para determinar la humedad en la madera, se establece una relación entre masa
de agua contenida en una pieza y masa de la pieza anhidra, expresada en
porcentaje. A este cociente se le conoce como contenido de humedad.
% Contenido = Pagua x 100 / Peso de madera seca en cámara
Donde:
Peso del agua = Peso madera - Peso madera seca húmeda en cámara.
(Ec. 2.1)
33
Por ejemplo, si una pieza de madera contiene 15% de humedad, significa 15 kilos
de agua por cada 100 kg de madera. El procedimiento y ensayo para calcular el
contenido de humedad está establecido en la norma chilena NCh176/1 OF1984.

Determinación de humedad
Márquez, et al., (2003). También expreso que el agua contenida en el interior de la
madera, sea en forma natural o por estar expuesta a condiciones del medio
S
O
D
VA
ambiente, puede variar principalmente debido a la humedad y temperatura
ER
S
E
R
Al cortar un árbol, la madera contiene gran
volumen
de agua en sus cavidades y
S
O
H
C
paredes celulares, humedad
que oscila alrededor del 80%. En algunos casos,
E
R
E
Dal 100%, es decir, el peso del agua contenida en el volumen de
puede ser superior
predominantes en el lugar donde se utiliza la misma.
madera es superior al peso de ésta anhídra.
Dependiendo de las condiciones ambientales, la madera entrega al medio agua
libre contenida en sus cavidades, y luego agua adherida por capilaridad a las
paredes celulares. Cuando el intercambio de humedad que produce el medio
ambiente cesa, se dice que la madera ha alcanzado un punto denominado
humedad de equilibrio. Se denomina, entonces, humedad de equilibrio al
porcentaje de agua que alcanza una madera sometida durante un lapso
determinado a condiciones de temperatura y humedad en su medio ambiente.
Los cambios climáticos del aire que se suceden continuamente, día y noche según
las estaciones, hacen que la humedad de la madera también cambie, aunque en
valores pequeños.
Kollmann (1959) comprobó que la humedad de equilibrio es casi constante para
todas las maderas, y elaboró un ábaco para determinar este valor. O sea, cuando
la madera es sometida a un ambiente saturado de humedad (100% de humedad
relativa del aire), la humedad de equilibrio es casi constante para todas las
maderas, alcanzando un valor máximo de 30%.
34
Dicha condición se produce en casi todas las especies cuando el agua libre ha
sido entregada al ambiente, permaneciendo con agua sólo las paredes celulares.
A este punto de humedad se le denomina punto de saturación de la fibra (PSF).
Cuando la madera tiene un contenido de humedad bajo (el punto de saturación de
las fibras es menor al 30%), se habla de madera seca. Sin embargo, para ser
utilizada como material de construcción, y específicamente con fines estructurales,
el contenido de humedad debe ser inferior al 15%.
S
O
D
VA
ER
S
E
R
Márquez, et al., (2003). Como se sabe, S
la densidad
de un cuerpo es el cociente
O
H
CEn la madera, por ser higroscópica, la masa y el
formado por masa y volumen.
E
R
E
volumen varíanD
con el contenido de humedad; por lo que resulta importante

Densidad de la madera
expresar la condición bajo la cual se obtiene la densidad. Esta es una de las
características físicas más importantes, ya que está directamente relacionada con
las propiedades mecánicas y durabilidad de la madera.
La norma chilena NCh 176/2 Of 1986 Mod. 1988 Madera-Parte 2: Determinación
de la densidad, establece las siguientes densidades de la madera, determinadas a
partir del contenido de humedad de la pieza:
a) Densidad Anhidra: Relaciona la masa y el volumen de la madera anhidra
(completamente seca).
b) Densidad Normal: Aquella que relaciona la masa y el volumen de la madera
con un contenido de humedad del 12%.
c) Densidad Básica: Relaciona la masa anhidra de la madera y su volumen con
humedad igual o superior al 30%.
d) Densidad Nominal: Es la que relaciona la masa anhidra de la madera y su
volumen con un contenido de humedad del 12%.
35
e) Densidad de Referencia: Aquella que relaciona la masa y el volumen de la
madera ambos con igual contenido de humedad.

Contracción y expansión de la madera.
El secado de la madera por debajo del punto de saturación de la fibra, provoca
pérdida de agua en las paredes celulares, lo que a su vez produce contracción de
S
O
D
A
V
Las dimensiones de la madera comienzan a disminuir
en los tres ejes
R
SESin embargo, en este
E
anteriormente descritos: tangencial, radial y R
longitudinal.
Sa la que se produce en un árbol.
O
H
proceso la contracción tangencial
es
mayor
C
E
R
DE
la madera. Cuando esto ocurre se dice que la madera “trabaja”.
Desde el punto de vista del comportamiento de la madera, el punto de saturación
de la fibra es una variable muy importante, puesto que sobre él, la madera no
variará sus características ni su comportamiento físico o mecánico. Sin embargo,
cuando la madera se encuentra bajo dicho punto, sufre cambios dimensionales y
volumétricos que pueden ir de leves a drásticos. Las consecuencias de dicho
proceso en beneficio de las propiedades resistentes de la madera, dependerán de
las condiciones y método de secado aplicado (al aire o en cámara).
La contracción por secado provoca deformaciones en la madera. Sin embargo con
un adecuado método, los efectos son beneficiosos sobre las propiedades físicas y
mecánicas de la madera. Márquez, et al., (2003)
2.2.3.2. Propiedades eléctricas
Márquez, et al., (2003). La madera anhidra es un excelente aislante eléctrico,
propiedad que decae a medida que aumenta el contenido de humedad. En estado
anhidro y a temperatura ambiental, la resistencia eléctrica es de aproximadamente
1016 ohm-metro, decreciendo a 104 ohm-metro, cuando la madera está en estado
verde. Esta gran diferencia se produce cuando el contenido de humedad varía
36
entre 0% y 30 %, base para el diseño de los instrumentos eléctricos que miden
humedad (xilohigrómetros).
2.2.3.3. Propiedades acústicas
Márquez, et al., (2003). La madera, como material de construcción, cumple un rol
acústico importante en habitaciones y aislación de edificios, ya que tiene la
S
O
D
VA
capacidad de amortiguar las vibraciones sonoras. Su estructura celular porosa
R
transforma la energía sonora en calórica, debido al roce y resistencia viscosa del
SE
E
R
S
medio, evitando de esta forma transmitir vibraciones a grandes distancias.
2.2.3.4.
O
D
H
C
E
ER
Propiedades térmicas
Márquez, et al., (2003). El calor en la madera depende de la conductividad térmica
y de su calor específico. Se puede decir que la conductividad es la capacidad que
tiene un material para transmitir calor, y se representa por el coeficiente de
conductividad interna; definido como la cantidad de calor que atraviesa por hora,
en estado de equilibrio, un cubo de un metro de arista, desde una de sus caras a
la opuesta y cuando entre éstas existe una diferencia de temperatura de 1 grado
Celsius (°).
La conductividad térmica se mide mediante un coeficiente de conductividad y está
íntimamente relacionada con la densidad de la madera. Las cavidades celulares
de la madera seca (bajo el PSF) están llenas de aire, el cual es un mal conductor
térmico. Por ello, las maderas de baja densidad conducen menos calor que las de
alta densidad.
Calor específico es definido como la cantidad de calor necesario para aumentar en
1 grado Celsius (°), la temperatura de un gramo de madera.
37
El calor específico en la madera es 4 veces mayor que en el cobre y 50% mayor
que en el aire. No depende de la especie ni densidad, pero sí varía con la
temperatura.
La combinación de estos dos aspectos hace de la madera un material que
absorbe calor muy lentamente. La alta resistencia que ofrece la madera al paso
del calor, la convierte en un buen aislante térmico y en un material resistente a la
S
O
D
A
La madera, al igual que otros materiales, se dilata o contrae
al aumentar o
V
R
E
S
disminuir la temperatura, pero su efecto es bastante
menor, sin ser despreciable,
E
R
S
O y 1/6 del aluminio, aproximadamente.
en valores que representan 1/3 delH
acero
C
E
ER
D
2.2.3.5. Propiedades mecánicas
acción del fuego.

Generalidades
Márquez, et al., (2003). Expreso que las propiedades mecánicas de la madera
determinan la capacidad o aptitud para resistir fuerzas externas. Se entiende por
fuerza externa cualquier solicitación que, actuando exteriormente, altere su
tamaño, dimensión o la deforme. El conocimiento de las propiedades mecánicas
de la madera se obtiene a través de la experimentación, mediante ensayos que se
aplican al material, y que determinan los diferentes valores de esfuerzos a los que
puede estar sometida.
El esfuerzo que soporta un cuerpo por unidad de superficie es la llamada tensión
unitaria. Cuando la carga aplicada a un cuerpo aumenta, se produce una
deformación que se incrementa paulatinamente. Esta relación entre la carga
aplicada y la deformación que sufre un cuerpo se puede representar gráficamente
por una recta, hasta el punto donde se inicia el límite elástico del material
ensayado. Si se sigue aumentando la carga, se logra la rotura del material.
38
El límite elástico se define como el esfuerzo por unidad de superficie, en que la
deformación aumenta en mayor proporción que la carga que se aplica.
El esfuerzo necesario para solicitar un material hasta el límite elástico, determina
la tensión en el límite de proporcionalidad, que es la carga máxima a que se puede
someter sin que se produzcan deformaciones permanentes.
La rigidez de un cuerpo se define como la propiedad que tiene para resistir la
S
O
D
A
madera se conoce como módulo de elasticidad o coeficiente
de elasticidad,
V
R
E
calculado por la razón entre esfuerzo por unidad E
de S
superficie y deformación por
R
S
O resulta mayor a la del límite elástico, la
unidad de longitud.
Cuando laH
carga
C
E
pieza continúa deformándose
DER hasta llegar a colapsar, obteniendo la tensión de
deformación al ser solicitado por fuerzas externas. La medida de rigidez de la
rotura de la pieza de madera.
2.2.4. Comportamiento ante el fuego
Casarin y Osorio (2009). La madera contiene agua, y antes de que una superficie
de madera se inflame, es necesario que esa agua se evapore. Mientras eso
ocurre, la temperatura de la madera no sobrepasa los 100°C sin la presencia de
llama, la madera necesita una temperatura superficial superior a 400°C para
comenzar a arder en un plazo de tiempo medio o corto. Incluso con la presencia
de llama, se necesitaría una temperatura en superficie de unos 300°C durante un
cierto tiempo antes de que se produzca la ignición.
Expuesta a un incendio, en plena fase de desarrollo, se produce inicialmente una
combustión rápida de su superficie y se origina una capa carbonizada. Debajo de
esta capa, aparece otra en la que se produce la pirolisis de la madera y finalmente
aparece la madera no afectada por el fuego. (Ver figura 2.1)
39
Zona carbonizada
Zona de pirolisis
Zona intacta
S
O
D
VA
R
SE
E
R
2009)
S
O
H
C
Figura 2.1 Cambios en la madera bajo la acción del fuego.(Casarin y Osorio,
E
R
E
D
La madera tiene un coeficiente de conductividad calorífica muy bajo y la capa
carbonizada resulta aún más eficaz (seis veces más aislante). De esta forma, el
interior de la pieza se mantiene frío y con sus propiedades físico-mecánicas
constantes. Por tanto, la pérdida de capacidad portante de la pieza se debe a la
reducción de sección, más que a una pérdida de resistencia en el material.
Por otro lado, paradójicamente, la resistencia mecánica de la madera aumenta al
perder humedad, lo que compensa inicialmente la pérdida de resistencia debida a
la disminución de la sección.
De lo anterior se deduce que independientemente de que un incendio ocurra a
500°C o a 1200°C, la madera permanece intacta un centímetro por debajo de la
superficie. En comparación, el acero pierde su capacidad portante a 450°C.
Además, el coeficiente de dilatación de la madera es muy pequeño, por lo que las
estructuras de madera bajo la acción del fuego, no se dilatan. Esta ausencia de
dilatación elimina los desplazamientos de apoyos y movimientos, por lo que las
estructuras no se derrumban. Este hecho motiva que los bomberos penetren en
las mismas con una tranquilidad relativa y que puedan acercarse a extinguir el
foco del incendio, cosa que jamás hacen si la estructura portante es de acero. Por
40
otra parte, hay que mencionar que la combustión de la madera no produce gases
tóxicos.
El cálculo estructural permite dimensionar la madera para la resistencia al fuego
que exige cada proyecto. Se puede calcular la sección óptima de un elemento
estructural para que funcione correctamente durante un tiempo determinado en
una situación de fuego
2.2.5. Compresión paralela a las fibras
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
HO
C
E
tensión de rotura, tensión
DERen el límite de proporcionalidad y módulo de elasticidad.
Márquez, et al., (2003) es la resistencia de la madera a una carga en dirección
paralela a las fibras, la que se realiza en columnas cortas para determinar la
(Ec. 2.2)
Donde:
, es el valor de cálculo de la tensión de compresión paralelo a la fibra.
, es el valor de cálculo de la resistencia a compresión paralelo a la fibra.
2.2.6. Compresión perpendicular a las fibras
Márquez, et al., (2003) es la resistencia de la madera a una carga en dirección
perpendicular a las fibras, aplicada en una cara radial, determinando la tensión en
el límite de proporcionalidad y tensión máxima. Debe cumplirse la siguiente
ecuación:
(Ec. 2.3)
Donde:
, valor de cálculo de la tensión de compresión en el área de contacto
perpendicular a la fibra.
41
, valor de cálculo de la resistencia a compresión perpendicular a la fibra.
, es un factor que tiene en cuenta la configuración de la carga, la posibilidad
del fendado y el grado de deformación por compresión. Este valor deberá tomarse
generalmente igual a uno, de no ser asi este valor podrá ser mayor a uno pero con
un límite de cuatro.
S
O
D
A aplicada
Márquez, et al., (2003). Es la resistencia de la viga a una carga
puntual,
V
R
E de proporcionalidad,
Slímite
en el centro de la luz, determinando la tensión
en
el
E
R
S
O
tensión de rotura y el módulo de
elasticidad”. Debe cumplirse las siguientes
H
C
E
R
ecuaciones:
DE
2.2.7. Flexión estática
(Ec 2.4)
(Ec 2.5)
Donde:
y
, son los valores de cálculo de las tensiones de flexión respecto a
los ejes principales de la sección.
y
, son los valores de cálculo de las correspondientes resistencias a
flexión.
=1
2.2.8. Tenacidad
Márquez, et al., (2003) manifestó que la tenacidad es la capacidad que tiene la
madera de absorber energía al aplicar una carga que actúa en forma instantánea.
42
2.2.9. Cizalle
Es la medida de la capacidad de la pieza para resistir fuerzas que tienden a
causar deslizamiento de una parte de la pieza sobre otra.
Según la dirección de las fuerzas que la producen se pueden clasificar en:

Cizalle paralelo tangencial
S
O
D
VA
La solicitación es paralela a las fibras y produce un plano de falla, tangente a los
anillos de crecimiento.
R
SE
E
R
S
HO
C
E
La solicitación es paralela
ERa las fibras y produce un plano de falla perpendicular a
D
los anillos de crecimiento. Márquez, et al., (2003)

Cizalle paralelo radial
2.2.10. Clivaje tangencial y radial
Márquez, et al., (2003) declaro que el clivaje es la resistencia que ofrece la
madera al rajamiento. Puede ser tangencial y radial, dependiendo de la ubicación
de los anillos de crecimiento. Dependiendo de la ubicación de los anillos de
crecimiento con respecto al plano de falla, el clivaje puede ser tangencial y radial.

Clivaje tangencial
El plano de falla es tangente a los anillos de crecimiento.

Clivaje radial
Es aquel en que el plano de falla es normal a los anillos de crecimiento.
2.2.11. Tracción paralela a las fibras
EC 5 (2006). Es la resistencia a una carga de tracción en dirección paralela a las
fibras. Se debe cumplir la siguiente condición:
43
(Ec 2.6)
Donde:
, es el valor de cálculo de la tensión de tracción paralela a la fibra.
, es el valor de cálculo de la resistencia a tracción paralela a la fibra.
S
O
D
Atracción en la
EC 5 (2006). Es la resistencia que opone la madera a una carga
de
V
R
SEde falla con respecto a
dirección normal a las fibras. Según la posición
del
plano
E
R
S
O
los anillos de crecimiento, se puede
distinguir la tracción normal tangencial y la
H
C
E
R
tracción normal radial.
DE
2.2.12. Tracción normal a las fibras
2.2.13. Factores que afectan las propiedades mecánicas
Existe una serie de variables relacionadas con la estructura natural de la madera
que pueden afectar sus propiedades mecánicas:
2.2.13.1. Defectos de la madera
Márquez, et al., (2003). Recibe este nombre cualquier irregularidad física, química
o físico-química de la madera, que afecte los aspectos de resistencia o
durabilidad, determinando generalmente una limitante en su uso o aplicación.
El identificar los defectos de la madera permite clasificarla por aspecto o
resistencia. La norma NCh 993 Of. 72 Madera- Procedimiento y criterios de
evaluación para clasificación, establece diez niveles de defectos de la madera (de
la A a la J) en la clasificación por aspecto.
En una clasificación por resistencia, cada nivel está vinculado a una razón de
resistencia y se clasifica según el grado estructural. Se distinguen, además,
defectos por manipulación de la madera (secado y elaboración) y los inherentes a
44
ella, los cuales influyen al momento de clasificarla por aspecto y por resistencia.
Sus definiciones y métodos de clasificación se encuentran establecidos en la
norma chilena NCh 992 E Of. 72 Madera-Defectos a considerar en la clasificación,
terminología y métodos de medición.
A continuación se exponen los defectos propios de la madera por elaboración y
cuidados en el almacenamiento y protección en pie de obra, que repercuten en la
resistencia o desempeño de las piezas en servicio.
S
O
D
VA
Es importante conocer los
R
términos relacionados con la geometría de una pieza y métodos de medición de
los defectos de la madera.
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
a) Arista: Línea recta de intersección de las superficies que forman dos lados
adyacentes.
D
b) Cabeza: Sección transversal de cada extremo de una pieza.
c) Cantos: Superficies planas, menores y normales a las caras paralelas entre sí
y al eje longitudinal de una pieza.
d) Caras: Superficies planas mayores, paralelas entre sí y al eje longitudinal de
una pieza o cada una de las superficies planas de una pieza de sección
cuadrada.
e) Borde de una cara: Zona de la superficie de una cara que abarca todo el largo
de una pieza y que queda limitada en el ancho, por una arista y por una línea
imaginaria paralela a la arista y a una distancia de ésta igual a la cuarta parte
del ancho de la pieza.
f) Zona central de una cara: Zona de la superficie de una cara que abarca todo el
largo de una pieza que queda comprendida entre los bordes de la cara. El
ancho de esta zona es igual a la mitad del ancho de la pieza.
Escuadría: Expresión numérica de las dimensiones de la sección transversal de
una pieza. Se debe especificar en milímetros (mm) de acuerdo a la norma vigente.
45
Como en Venezuela está arraigado el uso de las pulgadas, se ha considerado
conveniente especificar las escuadrías de las piezas indistintamente en ambos
sistemas, como por ejemplo: 2" x 4" ó 2x4 ó 41 x 90 mm. Ancho es igual a
dimensión mayor de la escuadría y el espesor es igual dimensión menor de la
escuadría.
 Defectos propios de la madera
S
O
D
VA
Los defectos propios que más inciden sobre las propiedades de resistencia y
durabilidad son:
R
SE
E
R
S
HO
C
E
R
Abertura de secciónE
relativamente
circular, originada por el desprendimiento de un
D
nudo. Si no interesa su posición en la pieza, la norma establece que se debe
a) Nudos sueltos
calcular el diámetro medio, midiendo su diámetro mayor y menor, en milímetros, y
calculando el promedio. Los agujeros y/o nudos sueltos se pueden ubicar en la
arista, en el borde de la cara, en el canto o en la zona central de la cara.
La posición de este defecto es determinante en la magnitud de la alteración que
causará en las propiedades resistentes. Así, un agujero, dentro o cerca de un
canto, afecta fuertemente la resistencia de tracción o compresión de una pieza
solicitada por flexión. En cambio, un agujero en el centro de la cara alterará más
su resistencia de cizalle, cuando se aplica a ella el mismo esfuerzo de flexión.
b) Rajaduras
Separación de fibras en la madera que afecta dos superficies opuestas o
adyacentes de una pieza.
c) Grietas
46
Separación de elementos constitutivos de la madera, cuyo desarrollo no alcanza a
afectar dos superficies opuestas o adyacentes de una pieza.
d) Fibra inclinada
Desviación angular que presentan los elementos longitudinales de la madera, con
respecto al eje longitudinal de la pieza.
S
O
D
Galería u otro tipo de orificio producido por la presencia de insectos
Ataladradores.
V
R
E
Sdesechada.
En cualquier caso, la madera con este defecto debe
ser
E
R
S
O
H
C
f) Pudrición
E
R
DE
e) Perforación
Degradación, descomposición y destrucción de madera por presencia de hongos
xilófagos y ambiente húmedo. La presencia parcial de putrefacción implica una
creciente reducción de la resistencia. No se debe utilizar como material de
construcción.
Otros defectos que inciden en la resistencia, pero en menor grado,
son:
g) Bolsillos de corteza
Presencia de masa de corteza total o parcial comprendida en la pieza. Se conoce
también como “corteza incluida“.
h) Bolsillo de resina
Presencia de una cavidad bien delimitada que contiene resina o tanino. Se conoce
también como “bolsa o lacra”. Los efectos que tiene el bolsillo de corteza y/o
resina sobre la resistencia son los mismos descritos para el agujero y/o nudo
suelto.
La medición dependerá de la ubicación que tiene el bolsillo en la pieza, el
cual se puede ubicar en la arista, borde de la cara, en el canto o en la zona
central.
i) Acebolladuras
47
Separación de la pieza entre dos anillos consecutivos. Cuando aparece en las
caras o cantos, se mide su longitud y separación máxima (mm).
j) Médula
Corresponde al tejido parenquimatoso y blando de la zona central del tronco.
Afecta la clasificación por aspecto de superficies que quedan a la vista.
 Defectos por elaboración
S
O
D
VA
ER
S
E
R
Separación de los elementos constitutivos
de la madera, cuyo desarrollo no
S
O
H
C
alcanza a afectar dos superficies
opuestas o adyacentes de una pieza.
E
ER
D
b) Marca de sierra
a) Grieta
Depresión en la superficie de una pieza producida por un corte anormal.
c) Rajadura
Separación de fibras de la madera que afecta dos superficies opuestas o
adyacentes de una pieza.
d) Cepillo desgarrado
Levantamiento de fibras en las superficies cepilladas causado por trabajo
defectuoso. Ocurre con mayor frecuencia al procesar madera verde.
e) Cepillo ondulado
Depresiones sucesivas dejadas por cuchillos sobre la superficie de una pieza
cepillada.
f) Cepillado incompleto
48
Áreas de la superficie de una pieza que quedan sin cepillar.
g) Depresión por cepillado
Concavidad producida durante el cepillado.
h) Marca de astillamiento
Depresión en las caras cepilladas, causada por desprendimiento de fibras.
i) Mancha de procesamiento
R
SE
E
R
S
O
S
O
D
VA
Cambio de color que puede ocurrir en la madera durante los procesos de aserrío,
H
C
E
ER
cepillado y/o almacenamiento.
D
2.2.14. Clasificación estructural del pino caribe
La madera de Pino caribe puede ser clasificada estructuralmente mediante dos
métodos normalizados. El primero de ellos y el más conocido a nivel nacional, es
la clasificación estructural visual, la que se basa en establecer en una pieza de
madera, la razón de área nudosa presente en su interior, que provoca desmedro o
incluso anula las propiedades mecánicas de la pieza. Otro método de clasificación
ampliamente utilizado en Chile, pero poco conocido aún, es la clasificación
estructural mecánica, la cual consiste en medir el módulo de elasticidad de las
piezas por medio de métodos mecanizados y automatizados.
2.2.15. Diseño de estructuras
Anonimo, (2013). Para poder diseñar una estructura debemos conocer a ciencia
cierta, el uso que va a tener para poder establecer las cargas permanentes y
eventuales a las cuales podrás estar sometida a lo largo de su vida útil. Debemos
conocer también, a cabalidad, el comportamiento del material con el cual se va a
49
construir la estructura, o mejor, el comportamiento de miembros estructurales
hechos con ese tipo de material. La filosofía del diseño estructural estriba en
obtener dimensiones de los miembros estructurales tales, que las solicitaciones
que produzcan las cargas a las que va a estar sometida la estructura, sean
soportadas en forma segura y económica, esto es, las secciones no deben estar
esforzadas hasta el límite de su resistencia ni muy sobradas pues estaríamos
colocando material en exceso lo cual es más costoso, no solo por la cantidad en si
S
O
D
VA
de material sino además por el peso adicional que tiene que ser soportado.
R
SE
E
R
S
O
2.2.16. Las estructuras de concreto armado
H
C
E
ER
D
Anonimo, (2013) Son aquellas que se emplean en construcciones de edificios,
lozas, complejos habitacionales y demás edificaciones. El concreto armado es la
combinación del concreto y el acero en armadura para que juntos formen un
sistema constructivo. La colocación de las armaduras depende de la ubicación de
la zona de tracción, es decir del lugar donde las vigas, columnas, o demás
componentes se flexionarán; asimismo en los cimientos.
Los materiales
componentes de este tipo de estructuras son el concreto y la armadura de acero.
2.2.16.1. Concreto
Anonimo, (2013). El primer material y principal componente de las estructuras de
concreto armado; es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua en medidas
proporcionales y establecidas de acuerdo al grado de resistencia que se requiera.
La
propiedad
más
importante
de
esta
mezcla
es
su
resistencia
a
la compresión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a
deformarlo).Como señalamos líneas arriba el concreto esta compuesto de
cemento como material base, se emplea por lo general el cemento Portland tipo 1;
por su parte la arena debe ser limpia sin materiales extraños que pudieran afectar
la resistencia del concreto. La arena más adecuada para preparar concreto es la
50
compuesta, la cual consta de granos gruesos, medianos y finos, esta
característica se encuentra comúnmente en la arena de río.
Generalmente en el concreto se utiliza piedra quebrada (debido a que se produce
en una máquina llamada chancadora o trituradora); es preferible emplear piedra
de una sola medida, es conveniente combinar entre piedra de 1” y de 1 ½ para
estructuras normales y en el caso de vigas y columnas (concreto estructural) es
S
O
D
VA
conveniente emplear piedra de ¼ combinada con ½ o un agregado con tamaño
máximo de 3/4-
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER como tarea fundamental transmitir las cargas de las
Anonimo, (2013).
DTienen
2.2.16.2. Las columnas de concreto
losas hacia los cimientos, la principal carga que recibe es la de compresión, pero
en conjunto estructural la columna soporta esfuerzos flexionantes, también, por lo
que estos elementos deberán contar con un refuerzo de acero que le ayuden a
soportar estos esfuerzos. Especificaciones de diseño para columnas Para
dimensionar columnas es conveniente seguir las siguientes especificaciones:
 Las columnas deben dimensionarse conforme a todos los momentos flectores
relacionados con una condición de carga.
 En el caso de columnas situadas en esquina y de otras cargadas en forma
desigual en lados opuestos de direcciones perpendiculares, deben tomarse en
consideración los momentos flectores biaxiales.
 Es necesario dimensionar todas las columnas para una excentricidad 0.6 +
0.03h por lo menos donde h es el espesor del elemento de la flexión, y para
cargas axiales máximas no superiores a 0.80 P0 cuando las columnas son de
estribos, o de 0.85 P0 cuando llevan esfuerzo en espiral o helicoidal, donde P0
está dado por la siguiente ecuación: P0=0.85f ’c(Ag – Ast) + fyAst Donde Ag es el
51
área bruta de la sección transversal de la columna. Ast es el área total del
refuerzo longitudinal.
 La cuantía mínima del área de las varillas longitudinales de refuerzo respecto al
área transversal y total de la columna, Ag es e 0.01, la cuantía máxima es de
0.08. Sin embargo, en el caso de columnas cuya área seccional sea mayor que la
exigida por las cargas puede usarse un valor más pequeño para Ag, aunque
S
O
D
VA
nunca inferior a la mitad del área bruta de dichas columnas, para calcular la
R
SE
E
R
S
capacidad de carga y el área mínima de varillas longitudinales.
O
H
C
E
ER
2.2.17. Predimensionamiento de estructuras de concreto armado

Losas
D
Es el elemento de configuración plana esencialmente flexible que recibe en forma
directa el peso de los enseres, personas, mobiliarios, etc. La carga sobre la losa
se expresa en unidades de fuerza por unidad de superficie (kg/m2),
distribuyéndose a sus soportes (vigas) a través de los elementos rígidos (nervios)
en el caso de losas nervadas. En el caso de losas macizas, esta distribución de
carga depende de las condiciones de apoyo. Para su análisis se sugiere un
cálculo estructural de una faja representativa de un metro de ancho, para luego
describir en los planos un armado por nervio o separación constructiva según sea
el caso.
a) Primer criterio: se escogerá el espesor de cada retícula de la losa de acuerdo a
los siguientes coeficientes y condiciones de borde. (Ver tabla 2.2)
Tabla 2.1. Espesor de cada retícula para calcular el espesor de la losa
Condiciones
de borde
Un solo tramo
Un tramo
continuo
Losa maciza
L/20
Losa nervadas L/16
Un elemento
con volado
L/24
Ambos
extremos
continuos
L/28
L/18.5
L/21
L/8
L/10
52
COVENIN 1753, 2006.
Luego se calculara un espesor promedio ponderado al área
(Ec 2.7)
Donde,
S
O
D
A
Ei, es el espesor que requiere cada retícula de forma independiente
V
R
E
S
E
R
b) Determinación de las cargas actuantesS
HO
C
E
De esta manera se denomina
DER carga o solicitación de servicio
Ai, es el área de cada retícula
Wservicio = Cp +Cv
(Ec 2.8)
Carga o solicitación última
U=1.2*Cp + 1.6*Cv
(Ec 2.9)
y carga o solicitación de rotura
U’= (1.2*Cp + 1.6*Cv)/ f
(Ec 2.10)
Donde,
CP, carga permanente o muerta
Cv, carga variable o viva
c) Análisis y determinación de la envolvente de diseño
En este segmento se calculan los momentos máximos positivos y negativos asi
como también los cortes máximos
d) Calculo de acero de refuerzo
53
En este paso se calculan las siguientes fórmulas para al final hallar el área de
acero que va a tener la columna.
(Ec 2.11)
(Ec 2.12)
S
O
D
VA
(Ec 2.13)
O
H
C
E
ER
Donde,
D
R
SE
E
R
S
(Ec 2.14)
(Ec 2.15)
K, factor
Q, cuantía mecánica
B, base
D, recubrimiento menos el espesor de la losa
Luego de tener todos estos resultados se realiza el despiece debido en cada
elemento.

Vigas
Son los elementos estructurales lineales contenidos en el plano de la losa, los
cuales le sirven de soporte recibiendo la carga por unidad de longitud. Estas
trabajan esencialmente a flexión y corte. Para el caso de estructuras aporticadas
donde la unión viga columna es rígida, adicional a la carga concentrada axial que
se transmiten a sus apoyos (columnas), también producen momentos flectores
concentrados en sus extremos.
54
Predimensionar vigas, es escoger las dimensiones de altura y ancho capaz de
resistir las cargas impuestas. Para este predimensionamiento, se evaluará la
facilidad con que se puedan colocar las barras de aceros a flexión tanto para los
tramos como para los apoyos, considerando la carga vertical y horizontal de
sismo. Para ello se procederá a realizar los siguientes pasos:
a) Estimar y escoger dimensiones de acuerdo a las luces de las vigas de carga.
S
O
D
VA
b) Calcular aproximadamente los momentos máximos positivos y negativos por
ER
S
E
c) Se evaluará la capacidad del ancho S
de laR
viga para la colocación del acero
O
H
C
positivo por carga vertical.
E
DER
carga vertical para el pórtico más desfavorable.
d) Se calculará aproximadamente el momento negativo más desfavorable por
carga sísmica, para finalmente combinarla con el de carga vertical y así evaluar
la capacidad de colocación de los aceros negativos.
Este procedimiento no contempla el predimensionamiento por desplazamiento, por
lo que se sugiere aumentar las dimensiones de altura en un 10% para zonas
sísmicas cuyos valores de aceleración de terreno Ao sean mayores de 0.20g.
Estimación de dimensiones:
Altura de viga hv ≈ L/12.5
(Ec 2.16)
Ancho de viga bo ≈ 0.6 hv
(Ec 2.17)
e) Cálculo del corte basal
Vo = Cs*Wt
Donde:
Vo, corte vasal
Cs, Carga sísmica
(Ec 2.18)
55
Wt, peso total de la estructura

Columnas
Son elementos estructurales lineales, generalmente verticales que soportan las
vigas recibiendo cargas de ellas y de otras columnas de pisos superiores. Su
comportamiento es esencialmente a fuerza axial, sin embargo, en estructuras
aporticadas o en estructuras sometidas a fuerzas laterales, estas trabajan a carga
S
O
D
A
en forma concentrada, son transmitidas a todo lo largo hasta las
fundaciones en
V
R
SE
forma concentrada.
E
R
S
O
H
Se determina las inercias de
las
Ccolumnas a través de:
E
R
DE
axial, flexión (flexocompresión) y corte. Las cargas que estos elementos reciben
(Ec 2.19)
 Determinación de las rigideces de los elementos
(Ec 2.20)
(Ec 2.21)
Donde,
I, es la inercia de la columna o viga
L, longitud de la columna o viga
 Calculo del coeficiente g
(Ec 2.22)
Donde,
T, es la altura de la viga
D´, distancia entre el centro de gravedad del acero hasta el límite de la columna
56
 Cálculo de la excentricidad real
(Ec 2.23)
Donde,
M, momento
P, carga actuante
E, excentricidad
 Rigidez de cada nodo
Donde,
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
(Ec 2.24)
K, rigidez
 Determinación de la altura de la columna
solo si r es ≥ 2
(Ec 2.25)
solo si r < 2
(Ec 2.26)
Ahora se calcula la longitud de la columna
(Ec 2.27)
Donde,
Rg, radio de giro
(Ec 2.28)
En secciones rectangulares:
57
ʎ ≤ 22 columna corta
ʎ > 22 columna larga
ʎ > 100 se deberá aumentar las dimensiones de la columna
 Carga critica
(Ec 2.29)
Donde,
DE
R
SE
E
R
S
HO
C
E
R
S
O
D
VA
(Ec 2.30)
(Ec 2.31)
Hallando la carga critica de la columna con la siguiente formula:
(Ec 2.32)
Si Pcritica es mayor a Pu esta correcto el procedimiento y por lo tanto se puede
seguir con el diseño
 Acero de la columna
(Ec 2.33)
En la figura 2.2 se muestra el abaco de ACI para el cálculo del ptm
58
R
E
S
E
R
(COVENIN 1753, 2006)
S
O
H
C
E
 Fundaciones aisladas
R
DE
ura 2.2. Abacos ACI
SFig
O
D
VA
Es el último elemento estructural en la cadena de transmisión de carga. Este
recibe la carga axial en forma concentrada y la transmite al terreno en forma de
esfuerzo o presión, mientras que los momentos y cortes son absorbidos por los
elementos de arriostramiento que forman parte del mismo sistema de fundaciones.
Las fundaciones superficiales deben ser diseñadas desde dos puntos de vista,
desde el punto de vista del suelo y desde el punto de vista estructural. En el
primero de los casos se debe garantizar que la masa de suelo que sirve de
soporte a la estructura esté en capacidad de resistir las cargas transmitidas a
través de la columna sin que se produzcan asentamientos que pongan en peligro
la estabilidad de la edificación.
Es por ello que para la determinación del área de zapata adecuada se considera el
esfuerzo admisible del suelo y las cargas máximas de trabajo actuantes,
incluyendo un porcentaje representativo del peso propio de la fundación como se
muestra en la ecuación 2.34. En la figura 2.3 es posible observar la interrelación
de los distintos factores a considerar.
(Ec 2.34)
59
Donde:
Fadm, esfuerzo admisible del suelo
Pmax, carga de trabajo máxima
Ppf, peso propio de la fundación
A, área de la zapata
S
O
D
VA
(Ec 2.35)
O Pmax
H
C
E
ER
D
R
SE
E
R
S
Ax
fadm
Figura 2.3. Fundación superficial
En el segundo caso, en el diseño desde el punto de vista estructural, se debe
garantizar que el elemento posea las dimensiones y cantidades de acero
necesarias para que en si mismo soporte las cargas actuantes sin fallar. Para
lograrlo es necesario chequear la fuerza cortante actuante en los bordes y
alrededor de la unión entre el pedestal y la base o zapata.
El esfuerzo cortante producido a una distancia d/2 de la cara del pedestal es
conocido como punzonado y el mismo es calculado siguiendo en secuencia las
ecuaciones 2.36 a la 2.40. En la figura 2.4 se representan todas las dimensiones
involucradas.
60
ax
d/2
ay
Ay
d/2
S
O
D
A
Figura 2.4. Área de punzonado en fundaciones superficiales
V
R
SE
E
R
(Ec 2.36)
S
O
H
C
E
R
DE
(Ec 2.37)
Ax
(Ec 2.38)
(Ec 2.39)
(Ec 2.40)
Donde:
Fact, esfuerzo actuante en la base (zapata) de la fundación producto de las cargas
impuestas
Pu(act), carga mayorada que actúa sobre la fundación proveniente de la columna
Pupf, peso propio de la fundación correspondiente al 5% de la carga última
actuante
Aact(punz), área del esfuerzo en la base que incide en el punzonado
Ax y Ay, dimensiones de la base (zapata) de la fundación
ax y ay, dimensiones del pedestal, las cuales serán como mínimo 5 cm mayores a
61
las dimensiones de la columna
d, altura útil de la base
Vact(punz), fuerza cortante que produce el punzonado
Apunz, área donde se produce la concentración de esfuerzos y por consiguiente
la falla (donde se produce la rotura del concreto)
S
O
D
VA
Bo, perímetro del punzonado, línea alrededor del pedestal donde se produce el
ER
S
E
ϒ, esfuerzo cortante producido en el área
deR
punzonado el cual será menor al
S
O
H
esfuerzo cortante admisibleE
delC
concreto
ER
D
El área útil de la base de la fundación deberá ser estimada con una dimensión
corte
mínima de 30 cm y chequeada sucesivamente hasta encontrar la dimensión que
satisfaga el esfuerzo admisible del concreto. También es posible mantener la
altura útil como incógnita y resolver la ecuación de segundo grado resultante.
La base de la fundación deberá tener un espesor capaz de soportar el corte
producido en los bordes de la zapata a una distancia “Lv” además del corte por
punzonado, por lo cual debe chequearse el corte en el borde siguiendo las
ecuaciones 2.41 a la 2.45, considerando la figura 2.5 donde se muestran las
dimensiones correspondientes.
(Ec 2.41)
(Ec 2.42)
(Ec 2.43)
(Ec 2.44)
(Ec 2.45)
62
Donde:
Lv, distancia desde el borde de la base al eje de aplicación del corte
Aact(corte), área del esfuerzo en la base que incide en la fuerza cortante
Vact(corte), fuerza cortante actuante
Acorte, área transversal sometida a corte
ϒact(corte), esfuerzo cortante actuante en el borde
H
C
E
ER
Lvy
D
R
SE
E
R
S
O
Lvx
S
O
D
VA
d
ay
d
Ay
ax
Ax
Figura 2.5. Corte en el borde de fundaciones superficiales
Debe garantizarse en todo momento que el suelo de cimentación esté en
capacidad de soportar las cargas impuestas por la estructura incluyendo la
reacción proveniente de la columna, el peso propio de la fundación y el peso de la
masa de suelo que descansa sobre la base, por lo tanto, siguiendo las ecuaciones
2.46 a 2.49 es posible determinar el cumplimiento del esfuerzo admisible del
terreno, en las figuras 2.4, 2.5 y 2.6 se muestra el significado de cada variable.
(Ec. 2.46)
(Ec. 2.47)
63
(Ec. 2.48)
(Ec. 2.49)
Donde:
Ptrabajo, carga sin mayorar proveniente de la columna
S
O
D
A
Psuelo, peso de la masa de suelo sobre la base de la fundación
V
R
SE
E
R
SPtrabajo
O
H
C
E
R
DE
Pconcreto, peso del volumen de concreto de la fundación
ax
Hf
hp
ax
esp
Ax
σact
Figura 2.6 Esfuerzo actuante del suelo

Fundaciones continuas
Para fratelli (1993)
son fundaciones o cimientos continuos que soportan las
cargas que soportan las cargas transmitidas por la edificación hasta llegar al
subsuelo. Pueden ser de concreto sin armar o armado. La distribución de los
esfuerzo en el suelo de fundación bajo bases continuas o corridas que soportan
muros, se considera uniforme.
64
Se obtiene las cargas de servicio, carga viva y carga muerta, con su mayoracion
con las ec 2.8 y 2.9 y se obtiene el factor de mayoracion v con la tabla 2.2. la cual
depende de la profundidad de apoyo de la fundación.
Tabla 2.2. Valor de v dependiendo de la profundidad de apoyo de la
fundación
Profundidad H de apoyo de la
S
O
D
1.15 VA
R
ESE1.2
fundación
Fratelli, 1993.
R
S
HO
C
E
R
E
D
V
1.3
Tendiendo la carga que actual en la edificación se calcula el ancho requerido de
la Zapata y la reacción del suelo a través de las ecuaciones 2.50 y 2.51
(Ec. 2.50)
(Ec. 2.51)
Luego se calcula el corte que actuante en la fundación a través de la ec 2.52 y se
verifica si el corte actuante es menor q el corte admisible a través de la ec 2.53.
(Ec. 2.52)
donde :
d, altura util de la zapata
(Ec. 2.53)
65
Por último se calcula el acero requerido por la fundación a través de las ec 2.54 y
se verifica en el acero mínimo con la ec 2.55 Se utiliza el mayor de los dos por
norma.
(Ec. 2.54)
Donde:
Mu, momento actuante
HO
C
E
Ju, Factor de mayoracion
DERigual a 0.9
d, altura útil de la Zapata
R
SE
E
R
S
= Factor de minoracion, =0.9
S
O
D
VA
(Ec. 2.55)
Por último se realiza el chequeo por aplastamiento de la base con la ec 2.56 la
cual debe dar mayor a la carga última actuante.
(Ec. 2.56)

Vigas de riostra
Las vigas de riostra para (taborda 1985), son vigas
que conectan todas las
columnas a nivel del desplante de la edificación, inmediatamente debajo de la
base del pavimento. Estas vigas deben ser diseñadas para soportar, tanto a
compresión como a tracción, una fuerza axial mínima igual al 10% de la carga
máxima de las columnas que conectan.
Para el diseño de estas vigas, normalmente lo que se hace es diseñar primero el
acero necesario para que absorba el 10% de la carga máxima de las columnas
que conecta como si estuviera actuando a tracción axial, ya que se supone que el
concreto no es capaz de absorber ninguna tracción. Luego se calcula el área de
concreto necesario como columna secundaria, donde el porcentaje mínimo de
66
armado es de 0.8%. Se calcula el área de acero y el área de concreto con las
siguientes formulas respectivamente ec 2.57 y ec 2.58.
(Ec. 2.57)
(Ec. 2.58)
S
O
D
A
que es de 7.5 cm, lateralmente el recubrimiento mínimo esR
de V
5 cm ya que si se
SEsobre la viga de riostra
E
encofra por los lados la base del pavimento va
colocada
R
Sel mínimo el cual es de 2.5cm
O
H
por lo que el recubrimiento aquí
puede
ser
C
E
R
.
DE
Luego se escoge las dimensiones de la sección, y sabiendo que el encofrado
inferior es el suelo el recubrimiento debe ser el mínimo estipulado por la norma
2.2.18. Consideraciones técnicas para el desarrollo de proyectos de
arquitectura, ingeniería, urbanismo y paisajismo
Junac, (1984). Para el uso generalizado del Sistema Constructivo Araguaney-I, por
su facilidad y simplicidad de diseño sólo se requiere la conformación de un equipo
de proyectistas que en plena capacidad técnica, científica y humanista aborde el
desarrollo de cualquier tipo de proyectos de arquitectura, diseño interior e
ingeniería que puede ir desde una vivienda unifamiliar, bifamiliar, pareada y hasta
un edificio de cuatro pisos, donde se involucre el uso y construcción con madera y
sus productos forestales derivados. Los proyectistas deben considerar, entre otros
aspectos técnicos planteados en el Manual de Diseño y Construcción con Madera
de la Junta del Acuerdo de Cartagena, que el proyecto de una vivienda social,
ejemplo de una o dos plantas, requiere considerar su crecimiento progresivo y su
proyección a ser masificada. Además, aparte de todos los factores técnicos por
considerar, en la presente investigación, se debe hacer una reflexión que
trasciende la parte técnico-constructiva. Y es que, los fracasos de los proyectos
pequeños, medianos y grandes de construir de manera masificada con madera en
Venezuela, han correspondido a la falta de visión integral de sus directivos, en lo
67
referente a todos los aspectos técnicos integrales que involucra el conocimiento
para el buen diseño, construcción y mantenimiento durante el uso de este noble
material y sus productos derivados en el tiempo, por parte de sus proyectistas, de
los industriales de la transformación y comercialización, así como de constructores
y usuarios finales.
No puede haber masificación de programas de viviendas y edificaciones sociales
S
O
D
VA
con madera y sus productos forestales derivados en Venezuela, sin considerar las
consenso,
ER
S
E
R
corresponsabilidad, innovación y compromiso
sincero del Estado y de la sociedad
S
O
H
C
venezolana.
E
R
DE
siguientes estrategias estructurales que tienen un marco jurídico, legislativo,
académico, industrial, político y social, con plena visión de
2.2.19. Dimensionado de los elementos constructivos de madera
2.2.19.1. Elementos lineales
Palma,
(2008),
señala
que
los
datos
básicos
para
proceder
al
pre-
dimensionamiento de una pieza de madera sometida a esfuerzos de compresión,
tracción y/o flexión serán la definición geométrica de su sección, longitud o altura,
la carga axial característica y las características resistentes de la madera a utilizar.
2.2.19.2. Piezas de madera sometidas a compresión paralela
 Definición y comprobación
Palma (2008, p 440), Las piezas de madera que conforman el sistema de
plataforma, y que podrán estar sometidas a esfuerzos de compresión son,
básicamente, los montantes de entramado y algunas barras de las cerchas de
cubierta, los postes y pilares.
68
Se trata de comprobar que la carga (Nd) a que se ve sometida la pieza (con
mayoración de las acciones) es inferior al axial ultimo de agotamiento (Un), tal que
Nd ≤ Nu.
 Agotamiento (Nu)
Palma (2008, p. 440), el esfuerzo axial último de agotamiento de una pieza
sometida a compresión viene definido por la siguiente expresión:
S
O
D
(Ec.
2.59)
VA
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
, es la resistencia de
DERcálculo a la compresión (paralela a las fibras) en KN
Donde:
A, área de la sección de la pieza de madera en cm2
W, coeficiente de pandeo, nunca inferior a la unidad
En caso de que el soporte no pandease, lo cual sería el caso de los pies o
montantes en el plano de entramado (debido al arriostramiento con tableros y
travesaños), se toma un coeficiente de pandeo igual a la unidad.
 Coeficiente de pandeo
Palma (2008, p. 440). El coeficiente de pandeo de una pieza sometida a
compresión se determina a partir de la esbeltez geométrica según la siguiente
expresión (Ver tabla 2.4):
(Ec. 2.60)
Donde:
, es la esbeltez geométrica
, coeficiente en función de los apoyos de la pieza y considerando que en madera
siempre se suponen uniones deformables:
69
en empotramiento-suelto
en apoyo-apoyo
en empotramiento-apoyo
en empotramiento-empotramiento (bi-articulacion)
H, altura de la pieza
S
O
D
VA
h, dimensión de la sección perpendicular al eje de pandeo a comprobar
ER
S
E
R
Tabla 2.3. Coeficiente de pandeo
según la esbeltez geométrica
S
HO
C
E
≤8
9DE
10R 11
12
13
14
15
18
20
22
A partir de la esbeltez, el coeficiente se obtiene de la tabla 2.3
27
1.00 1.02 1.04 1.06 1.08 1.10 1.15 1.20 1.50 1.70 2.00 3.00
Palma, 2008.
2.2.19.3. Piezas de madera sometidas a tracción paralela
Conociendo las dimensiones de la pieza, las acciones así como el tipo de madera,
para la comprobación de la tracción paralela a la fibra (Tirante, péndolas y
pendolones), siempre y cuando se desprecie el peso propio de las piezas (flexotraccion), deberá cumplirse la siguiente condición
(Ec. 2.61)
Donde
Nd, es la carga axial mayorada en la cabeza de la pieza sometida a tracción (kN)
A, es la superficie de la sección de madera (cm2)
70
, es la resistencia de cálculo de tracción de la madera paralela a la fibra
(n/mm2)
2.2.19.4. Piezas de madera sometidas a flexión simple
 Resistencia a flexión
Palma (2008, p. 441). La condición a cumplir será que el momento máximo en el
S
O
D
VA
vano sea menor que el producto del módulo resistente de la pieza por su
Donde
R
SE
E
R
S
resistencia a flexión (perpendicular a la fibra).
HO
C
E
R
DE
(Ec. 2.62)
Md, momento según la distribución de cargas.
W, modulo resistente, tal que: W (cm3) = (b x h2) / 6 para piezas rectangulares
siendo “b” el ancho y “h” la altura .
, Resistencia de cálculo a flexión perpendicular a la fibra (N/mm2).
Por tanto: W = (b x h2) / 6 ≥
x Md/ F90d
 Momento flector máximo
Palma (2008). El momento flector en un punto será la suma de todos los
momentos debidos a las fuerzas externas que actúan sobre la pieza estructural de
madera aislada con respecto al centro de gravedad de la sección.
Suponiendo únicamente una carga uniforme repartida (Qd) a lo largo de una pieza
apoyada. En tal caso, el momento máximo será:
(Ec. 2.63)
Donde
71
L, longitud de la pieza en metros
Qd, carga mayorada de cálculo a la que se somete la pieza de madera (kN/m)
 Flecha
en
elementos
lineales
bi-apoyados
sometidos
a
cargas
uniformemente distribuidas
La flecha viene definida de la siguiente forma.
Donde
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
(Ec.
2.64)
O
D
VA
Qd, carga total de cálculo con mayoración incluida según situación (kN/ m2)
E0,k , módulo de elasticidad paralelo 5 grados percentiles, de la madera (N/mm2)
L, longitud de la pieza de la madera (m)
I, módulo de inercia de la sección, donde I (cm4) = (b x h3)/12 para piezas
rectangulares siendo b el ancho y h la altura
Por tanto,
(Ec. 2.65)
 Cumplimiento de la flecha
Palma (2008). Para determinar las flechas relativas máximas para los elementos
constructivos que forman una estructura ante cualquier combinación de las
acciones características, CTE – SE marca una serie de situaciones; Considerando
la integridad de los usuarios:
a) Flecha
1/500 en pisos con tabiques frágiles o pavimentos rígidos sin juntas,
como podría ser los entramados interiores con placas de yeso laminado.
72
b) Flecha
1/400 en pisos con tabiques ordinarios o pavimentos rígidos conjunto.
en caso de no considerar los entramados interiores con trasdosados de yeso
laminado como tabiques frágiles, esta sería la flecha a comprobar.
c) Flecha
1/300 en el resto de casos (montantes de entramados, barra de
cercha, etc.)
De esta forma, podríamos resumir las condiciones de flecha a través de la tabla
2.4
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Tabla 2.4 condiciones de cumplimiento de flecha.
Condición
de flecha
O
D
H
C
E
ER
Desarrollo
Condición final a cumplir
≤ 1/500
E
≤ 1/400
E
≤ 1/350
≤ 1/300
Palma, 2008.
No será necesaria la comprobación a vuelco lateral de las vigas, pues mediante
los tableros de arriostramiento (efecto diafragma) se impide el desplazamiento
lateral de las piezas de manera continua o casi continua.
73
 Piezas de madera sometidas a flexo-tracción
Podrá ocurrir en algunos cordones de la cercha, y deberá de cumplirse la
condición de tracción y flexión simple (básicamente debido al peso propio de la
barra), de forma que:
(Ec. 2.66)
Donde
S
O
D
VA
ER
S
E
R
A, superficie de la sección de la madera (cm2)
S
HO
C
E
Ft,0,d, resistencia de
R de tracción de la madera paralela a la fibra (N/mm2)
DEcálculo
Nd, esfuerzo axial mayorado (kn)
Md, momento según la distribución de carga (kn x m)
W, modulo resistente de la pieza, tal que:
Ffd, resistencia de cálculo a flexión perpendicular a la fibra (n/mm2)
Al mismo tiempo, se podrá comprobar que la pieza cumple la condición de flecha.
No obstante, como solo se presentan los casos de los tirantes y péndolas en la
cerchas (1/300), siempre y cuando se considere el peso propio a priori nunca
aparecerán problemas al respecto. Ello se debe a que el peso propio de la pieza
es muy bajo en comparación con las cargas a tracción que provienen de la
cubierta y del cielo raso.
 Piezas de madera sometidas a flexo-compresión
Palma (2008). Principalmente se referirá a los montantes de los entramados de
carga cuando estos se subyuguen a acciones horizontales (vientos y sismo), y
siempre en dirección perpendicular a la fachada. También podrán presentarse
esta situación en algunas barras o cordones de las cerchas que, además de estar
74
sujeto a compresión, el propio peso de la pieza genera un esfuerzo a flexión. Por
tanto, deberá cumplirse la siguiente condición:
(Ec. 2.67)
Donde:
Nd, esfuerzo axial mayorado, (kn)
w, coeficiente de pandeo, nunca menor a la unidad
S
O
D
VA
ER
S
E
R
S
Fc,0,d, resistencia de cálculo a compresión
(paralela
a la fibra), en n/mm2
O
H
C
E
Md, momento segúnE
la R
distribución de carga de viento (kn*m)
D
A, superficie de la sección de madera (cm2)
W, modulo resistente de la pieza (b*h2/6) en (cm3)
Ffd, resistencia de cálculo a flexión perpendicular a la fibra (n/mm2).
Como el momento máximo para una carga uniformemente repartida es:
(Ec. 2.68)
Siendo “q” la carga lineal sobre el montante debido a la acción del viento. Y como
el apartado de “acciones de edificación”, la acción total del viento se mide en
kn/m2, la carga lineal ira en función de la separación de los montantes, tendremos
que:
(Ec. 2.69)
Tal que:
qw, carga total de viento según zona eólica, características del edificio y
separación de los montantes (kn/m)
h, altura del montante en metros.
75
Finalmente se tiene la siguiente expresión:
(Ec. 2.70)
De igual manera que a flexo-tracción se comprobara que la pieza cumpla la
condición de flecha. No obstante, como solo se presentan los casos de los
tirantes, péndolas, y pendolones en las cerchas (1/300), siempre y cuando se
S
O
D
VA
considere la acción del propio peso de cada pieza, en un principio nunca
aparecerán problemas al respecto.
O
H
C
E
ER
D
R
SE
E
R
S
 Piezas de madera sometidas a cortante
Palma (2008). Podrán presentarse casos en el que las piezas estructurales que
queden sometidas a tensiones tangenciales a la fibra de la madera según varias
formas.
No obstante, dejando al lado la rodadura, originada por ejemplo en la unión
encolada entre el alma del tablero y las cabezas de las viguetas prefabricadas en
doble t, solo nos interesaran las tensiones tangenciales de cortadura y de
deslizamiento.
Dichas tensiones, que se originan conjuntamente en piezas sometidas a flexión
(vigas y viguetas), podrán provocar roturas en el plano más débil, que es el
deslizamiento. Por ello su dimensionado previo se debe efectuar por deslizamiento
en una zona central en una sección próxima a los apoyos.
Sin embargo, con las secciones que normalmente nos manejamos, calculadas
para resistir los esfuerzos a flexión y condición de flechas (deformaciones), el
cortante no presenta problemas, salvo por la existencia de una carga puntual de
importancia (tabique) en vigas de poca longitud.
76
2.2.20. Entramado de carga
Palma (2008, p. 449). “Entramados ligeros formados por un esqueleto de pieza de
madera estructural y un tablero de arriostramiento que absorberá los esfuerzos
horizontales y contenidos en su plano”.
 Dimensionado previo
S
O
D
VA
Palma (2008, p 449). Para el dimensionado previo de los montantes de un
R
entramado, supondremos una serie de hipótesis y condiciones de partidas:
SE
E
R
S
HO
C
E
RNo obstante, los interiores no sometidos a la acción del
arriostramiento a unE
lado.
D
viento podrán ser de 38*89mm.
Los pies y montantes de madera de los montantes de carga será de sección
rectangular y dimensiones de 38*130mm. Con un tablero estructural de
La madera aserrada estructural de conífera blanda será de la clase o grado
resistente C-16 (equivalente a n1/n2), aun podrían ser también de otra clase
estructural, como el grado C-24.
La altura H de los montantes sin ningún travesaño o diagonal alguno que los
arriostre, será 290-3m máximo, previendo que tras la colocación del solado y
cieloraso quedo siempre una altura libre acorde con la exigencia de la norma.
La carga vertical aplicada en el testero superior es la acción combinada de cargas
más desfavorable, es decir, considerando la con-carga y sobre carga de uso, o la
que considera todas ellas (las anteriores más viento y nieve).
Clase de servicio 1.
La madera no ha sido sometida a tratamiento alguno, sea ignifugante o
preservante que pudiera modificar sus características resistentes.
Los entramados de fachada se calculan a compresión y pandeo debidos a la carga
lineales que recibe el entramado a través de sus testeros superiores, y a flexión en
77
el plano perpendicular a la fachada debido a la acción del viento. La flecha
máxima será de 1/300.
Sin embargo, los entramados de carga al interior de la vivienda únicamente se
comprobaran a compresión y pandeo, con una fleche máxima de 1/300.
 Calculo simplificado de los montantes a compresión y pandeo
S
O
D
VA
Palma (2008, p. 451), analizando montantes de madera estructural C-16
R
(Fc,o,d=8.58 N/mm2) de secciones 38*89 mm y 38*140 mm, con diferentes
SE
E
R
S
alturas, las cuales están indicadas en la tabla 2.5.
HO
C
E
ER compresión (C-16).
Tabla 2.5. Carga de cálculo axial máxima (Nd) de montantes sometidos a
D
Pieza 38 x 89 mm
A = 33,82cm2 ; h =
8,9cm
B
(doble
empotramiento)
y = B x H/h
W
Nu(kN)=10 x fcod x
A/w
Pieza 38 x 140 mm
A = 53,20cm2 ; h =
14cm
B
(doble
empotramiento)
y = B x H/h
W
Nu(kN)=10 x fcod x
A/w
Palma, 2008.
Altura de la pieza, en cm (H)
250
260
270
280
290
19,66
1,60
20,45
1,77
21,46
1,92
22,02
2,00
22,81
2,16
18,14
16,39
15,11
14,51
13,43
0,70
Altura de la pieza, en cm (H)
250
260
270
280
290
12,50
1,09
13,00
1,10
13,50
1,13
14,00
1,15
14,50
1,18
41,88
41,50
40,40
39,70
38,69
0,70
De esta forma, y sin considerar la acción del viento (flexo-compresión), según la
separación de los montantes, la carga lineal máxima que soportaría un entramado
de carga seria:
78
(Ec. 2.71)
Donde:
qd, carga lineal máxima (kN/m) que soporta la cabeza del entramado de carga.
Nd, carga axial mayorada sobre la pieza sometida a compresión (kN).
S, separación entre montantes (m).
S
O
D
Aque soporta el
V
plataforma, la siguiente tabla 2.6. indica las cargas lineales máxima
R
SE
E
entramado, calculando los montantes a compresión
y a flexo-pandeo.
R
S
O
H
C máxima (kN/m) por metro que soporta un
E
Tabla 2.6. Carga de
cálculo
R
DE entramado de carga (C-16).
A partir de aquí, utilizando las separaciones más comunes del sistema de
Separación de
Altura de la pieza, en cm (H)
piezas 38 x 89 mm
250
260
270
280
290
300 mm
60,46
54,63
50,38
48,36
44,77
400 mm
45,34
40,97
36,85
36,27
33,57
500 mm
36,28
32,78
30,23
29,02
26,86
600 mm
30,23
27,31
25,19
24,18
22,38
Separación de
Altura de la pieza, en cm (H)
piezas 38 x 140 mm
250
260
270
280
290
300 mm
139,59
138,34
134,56
132,33
129,06
400 mm
104,69
103,75
101,00
99,24
96,79
500 mm
83,75
83,01
80,81
79,40
77,37
600 mm
69,70
69,17
67,33
66,16
64,47
Palma, 2008.
Estos cálculos simplificados serian validos en ausencia de esfuerzos horizontales
que produjesen situaciones a flexión y compresión, es decir, sin considerar las
acciones del viento.
79

Muros de fábrica: Definición de los elementos.
Principios generales
En algún momento, y generalmente motivado por cuestiones de diseño, el murete
resistente de la Zapata, y donde apoyara el durmiente, se ejecutara de fábrica.
Como los muretes se diseñan como sustento de un forjado sanitario, y no como
muros de sótano, no se plantea la posibilidad de que existan huecos, excepto si
S
O
D
previamente los siguientes datos: características de la fábrica
yA
acciones que
V
R
E
Sdel elemento.
recibe el muro y tensiones resultantes en las secciones
E
R
S
O
H
C por la sección de su área y la altura desde el
El muro de fábrica queda E
definido
R
DE hasta su coronación. De otro lado, se determinaran las
arranque de la cimentación
son de ventilación. Para el cálculo de un elemento de fábrica se conocerán
características de los materiales que la componente, básicamente el tipo de pieza
y mortero utilizado.
Para el dimensionado de la fábrica se definen el valor de la resistencia de cálculo
a compresión (Fd), que se define a partir de la Resistencia característica (Fk),
según la expresión:
(Ec. 2.72)
Donde,
’’, es un coeficiente de minoracion de 2.5.

Flexo-pandeo del muro
En cualquier muro de ladrillo, bloque, etc, sometido a un esfuerzo normal (Nd),
este normalmente actúa con cierta excentricidad debida al apoyo no centrado del
forjado, por las imperfecciones del muro al ser heterogéneo y, finalmente, a la
existencia de esfuerzos horizontales.
Dicha excentricidad es función de la esbeltez de muro, de forma que:
80
Ca * H/e ;
(Ec. 2.73)
Donde:
: Esbeltez geométrica.
Ca: coeficiente en función del arrostramiento de la cabeza del muro.
H: altura virtual del muro.
e: espesor del muro, sin considerar revestimientos.

Predimensionamiento de vigetas

Momento de inercia de la sección
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Según Landau (1991) "es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo.
Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia, la inercia
rotacional puede ser representada como una magnitud escalar llamada momento
de inercia" (p. 38). Para el análisis de vigas y columnas, el diseño del tamaño de
estos elementos está relacionado con el momento de inercia, ya que este define la
forma apropiada que debe tener la sección del elemento estructural, y por ello su
gran importancia.
Con la ec. 2.74 se obtendrá el momento de inercia de la sección requerida
(Ec. 2.74)
Donde,
B: Ancho del ala
H: Ancho del ala
t: Espesor total del alma
h: Altura interna del alma
81

Esfuerzos
Cernica (1972) define el esfuerzo como el parámetro utilizado para denotar la
intensidad de una fuerza interna, y se define como fuerza por unidad de área.
Agrega que que sirve como base para analizar una estructura o elemento
sometido a cargas, y es apropiado para la selección de material y dimensionado.
Para determinar el corte máximo admisible es necesario aplicar la siguiente
S
O
D
VA (Ec. 2.75)
ecuación.
O
H
C
E
t: Espesor del almaER
D
Donde,
R
SE
E
R
S
h: Altura de la vigueta
σ: Esfuerzo admisible por corte

Módulo resistente de la viga
El momento resistente o módulo resistente es una magnitud geométrica que
caracteriza la resistencia de un prisma mecánico sometido a flexión. Este
calculable a partir de la forma y dimensiones de dicha sección transversal, y
representa la relación entre las tensiones máximas sobre dicha sección
transversal y el esfuerzo de flexión aplicado sobre dicha sección. Se puede hallar
mediante la siguiente ecuación:
(Ec. 2.76)
Donde:
S: Módulo resistente
I: Momento de inercia
Ymax: Longitud de la fibra más alejada a tracción al eje neutro
82
2.2.21. Eurocodigo Nº 5. estructura de madera
2.2.21.1. Generalidades
El Eurocódigo nº 5. Reglas unificadas comunes para las estructuras de madera, se
publicó en 1988. Como los demás tiene un Prefacio que es una repetición
abreviada de EC 1 con indicaciones respecto al material.
S
O
D
VA
Huerta, (1989), señala que se necesitarán normas en el comité europeo de
ER
S
E
algunas existentes y otras en preparación.S R
HO
C
E
Acepta, como es lógico,
ERlos valores de acciones, sus coeficientes de ponderación
D
y sus coeficientes de combinación, e indica los criterios seguidos para establecer
normalización (CEN) de referencia que sustituyan a normas organización
internacional de normalización (ISO) de madera, de tableros y de medios de unión,
coeficientes de minoración de los materiales según las condiciones de elaboración
y ejecución. Y como en los demás Eurocódigos el grupo redactor invita a presentar
propuestas de mejora sobre la claridad de la redacción y la forma de presentar
tablas y gráficos. Da reglas alternativas, en forma de textos sustitutivos a los
existentes, con formulaciones detalladas y justificación de su mejor adaptación a la
aplicación práctica. En especial el cálculo de estructuras de madera laminada; la
consideración del corte y de la tracción normal a la fibra y la reducción de
seguridad en ciertos casos.
2.2.21.2. Bases y cálculos

Módulo de deslizamiento
EC 5 (2006, p. 26). “El módulo de deslizamiento de una unión en el estado límite
último, Ku, debería tomarse como”:
(Ec. 2.77)
83
Donde:
Ku, módulo de deslizamiento instantáneo para los estados limites últimos.
Kser, es el módulo de deslizamiento.

Clases de duración de la carga
EC 5 (2006). Las clases de duración de las cargas se caracterizan por el efecto de
S
O
D
VA
una carga constante que actúa durante un determinado periodo de tiempo de la
R
SE
E
R
S
vida de la estructura. Se debe basar en una estimación de la variación típica de la
carga a lo largo del tiempo.
HO
C
E
asignación de la clase
de duración de la carga puede especificarse en el anexo
ER
D
nacional. (Ver tabla 2.7)
Debido a que las cargas climáticas (nieve, vientos) varian según los países, la
Tabla 2.7. Clases de duración de la carga
Clase de duración de la
Orden de duración
carga
acumulada de la carga
Ejemplos de carga
característica
Permanente
Más de 10 años
Peso propio
Larga
6 meses – 10 años
Almacenamiento
Media
1 semana – 6 meses
Sobre carga de uso,
nieve
Corta
Instantánea
Menos de una semana
Nieve, Viento
Viento, acciones
accidentales
Eurocodigo 5, 2006.
84

Influencia de la duración de la carga y el contenido de humedad en la
resistencia
EC 5 (2006, p. 28). “Cuando una unión está formada por dos elementos de
madera que tienen diferentes comportamientos dependientes del tiempo, el
cálculo de la capacidad de carga en valor de cálculo debería hacerse utilizando el
siguiente factor de modificación Kmod”:
R
SE
E
R
S
O
S
O
(Ec.
2.78)
D
VA
Donde, Kmod 1 y Kmod 2, son los factores de modificación de los dos elementos
de madera

D
H
C
E
ER
Influencia de la duración de la carga y el contenido de humedad en las
deformaciones
EC 5 (2006). En los estados límites de servicio, si la estructura está formada por
piezas o componentes que tienen diferentes propiedades diferentes del tiempo, el
valor medio final del módulo de elasticidad Emean,fin, el módulo de cortante
Gmean,fin y el módulo de deslizamiento Kser,fin, que se utiliza que se utiliza para
calcular la deformación final, deberían tomarse de las siguientes expresiones.
(Ec. 2.79)
(Ec. 2.80)
(Ec. 2.81)
En los estados limites últimos, en los que la distribución de las fuerzas y
momentos este afectado por la distribución de la rigidez de la estructura, el valor
medio final del modula de elasticidad, Emean,fin, el modulo cortante Gmean,fin, y
85
el módulo de deslizamiento Kser,fin, deberían calcularse según las siguientes
expresiones.
(Ec. 2.82)
(Ec. 2.83)
S
O
D
VA
(Ec. 2.84)
R
SE
E
R
Emean, es el valor medio del módulo de elasticidad
S
O
H
C de cortante
E
Gmean, es el valor medio
del
módulo
R
DE
Donde:
Kser, es el módulo de deslizamiento
Kdef, es un factor para la evaluación de la deformación por fluencia teniendo en
cuenta la clase de servicio correspondiente
, es el factor para el falor casi permanente de la acción que produzca la tensión
mayor en relación a la resistencia (si esta acción es permanente,
debería
sustituirse por 1)
Cuando una unión está formada por piezas de madera con el mismo
comportamiento dependiente del tiempo, el valor kdef debería duplicarse
Cuando una unión está formada por dos elementos derivados de la madera con
diferentes comportamientos dependientes del tiempo, el cálculo de la deformación
final debería hacerse con el siguiente factor de deformación kdef:
(Ec.
2.85)
Donde:
86
Kdef 1 y Kdef2 son los factores de deformación para los 2 elementos de madera.
 Cálculo de piezas
Huerta, at. (1989), se aplican estas reglas a piezas de sección rectangular o
circular de madera, o de madera laminada. Para las solicitaciones tangenciales se
emplean:
S
O
D
Amáximo a la
EC 5 (2006). La tensión Td se obtiene con el esfuerzo cortante
V
R
E en sección junto al
Sreduce
distancia 2h del borde del apoyo de la pieza. Si laE
pieza
R
SPara las piezas de madera de madera
O
extremo prescribe un factor de reducción.
H
C con tres factores: de volumen, de distribución
E
R
de pino caribe el cálculo
se
complica
E
D
y de relación luz / canto. Debe cumplirse la siguiente ecuación:
a) Corte
(Ec 2.86)
Donde:
, es el valor de cálculo de la tensión del cortante
, es el valor de cálculo de la resistencia al cortante para la condición existente
b) Torsión
EC 5 (2006). Considera además las tensiones oblicuas de tracción o de
compresión que se producen en las piezas de sección variable. Se debe cumplir
las siguientes condiciones:
Para una sección circular
(Ec 2.87)
Para una sección rectangular
(Ec 2.88)
Para una sección rectangular
(Ec 2.89)
O
87
Donde:
, es el valor de cálculo de la tensión de torsión.
, es el valor de cálculo de la resistencia a cortante.
H, es la dimensión mayor de la sección transversal.
S
O
D
VA
B, dimensión menor de la sección transversal.
2.2.22. Materiales
R
SE
E
R
S
HO
C
E
tableros contrachapados,
DERotros tableros, colas, y medios metálicos de unión.
Considera EC 5 las maderas, las maderas entestadas, las maderas laminadas, los
Huerta, at. (1989), las maderas se clasifican según su resistencia, mediante reglas
que aseguren que sus propiedades de resistencia y rigidez son fiables. Los
métodos de clasificación se basan en una estimación visual de la madera y/o por
medida no destructiva de una o más propiedades. La resistencia y la rigidez se
determinarán si es posible por ensayos instantáneos según la Norma ISO 8375.
El material ensayado será una muestra representativa de la partida, y las probetas
de ensayo cortadas de este material incluirán un defecto de reducción
determinante para la clasificación. Este defecto en los ensayos de flexión estará
en la longitud de momento constante.
a) Los tableros contrachapados están constituidos por chapas de madera de
espesor 1 a 5 mm obtenidas por desarrollo en bandas de gran longitud. Un
número impar de chapas: 3, 5 ó 7. Las impares con fibra longitudinal, las pares
con fibra transversal. Se encolan con las colas indicadas luego. Se fabrican
según normas aceptadas internacionalmente. Otros tableros, de partículas o de
fibras, fabricados según normas aceptadas internacionalmente.
88
b) Las colas para uso estructural realizarán juntas con resistencia no inferior a la
de la madera, y durabilidad tal que la unión se conserve íntegra durante la vida
de la estructura. Pueden ser para: Alto riesgo: exposición directa a la
intemperie. ambiente cálido, que puede exceder los 50° y con humedad relativa
que puede exceder del 18%. Colas empleadas: Resorcinol-formaldehido. Bajo
riesgo: Estructuras exteriores protegidas del sol y la lluvia. Interiores en
ambientes ordinarios. Colas empleadas: las anteriores. Urea-formaldehido.
S
O
D
VA
R
c) Medios de unión metálicos: pernos, puntas, llaves, tornillos, chapas erizadas,
SE
E
R
S
etc. según normas de aceptación internacional.
O
H
C
E
ER
D
2.2.23. Uniones
En el EC 5 se consideran las uniones por encolado o por medios metálicos:
puntas, pernos con o sin llaves, tornillos de madera, etc. No se mencionan
ensambles. Se establece que la resistencia característica y la deformación
característica de una unión se determinarán mediante ensayos, realizados según
la norma ISO 6891. Se tendrá en cuenta la influencia del secado después de la
ejecución y la de las variaciones de humedad en servicio. Pueden tomarse los
valores del factor km del diagrama 17 a menos que se determinen con ensayos.
La resistencia de una unión con medios múltiples es frecuentemente menor que la
suma de las resistencias de cada medio. Con solicitaciones alternadas de tracción
y compresión se produce generalmente una reducción de resistencia. Cuando la
unión tenga medios de más de un tipo, se tendrá en cuenta la diferencia de sus
rigideces.
La configuración de las uniones de las piezas de madera y las dimensiones de los
medios de unión, separaciones entre estos, y distancias a los bordes, se
determinarán de modo que puedan desarrollar sus resistencias. Cuando el
esfuerzo en la unión forme un ángulo con la fibra, se considerará la tracción
normal a ésta que se produzca.
89
Además de estos principios se dan en EC 5 reglas de dimensionado y de
separaciones para los puntos que trabajan a corte en las uniones de madera con
madera, de madera con chapa de acero, y de madera con paneles.
2.2.24. Sismos
Según Vezga (2006) Los sismos son movimientos del terreno debido al paso de
S
O
D
VA
ondas de esfuerzo que se originan por la ruptura de rocas sujetas a esfuerzos y al
ER
S
E
R
el anillo circumpacifico y el cinturón que se
extiende
desde el Himalaya, al norte de
S
O
H
C hasta el mar mediterráneo.
la india, pasando por Irán yE
Turquía
R
E
D
Según la norma covenin 1756-2001, la cual trata de edificaciones sismoresistentes
deslizamiento de una falla sísmica. Pueden ocurrir en cualquier oarte del mundo,
pero con mucha más frecuencia en algunas regiones como lo son las siguientes:
es aquella que brinda al ingeniero civil venezolano tomar las acciones necesarias
para el diseño de una edificación sismoresistente.
2.2.24.1. Coeficiente de aceleración horizontal
En la tabla 2.8 se observa los valores de Ao.
Tabla 2.8. Valores de Ao
Zonas sísmicas
7
6
5
4
3
2
1
0
Covenin 1756-2001
Peligro sísmico
Elevado
Intermedio
Bajo
Ao
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
-
El coeficiente de aceleración vertical se tomara como 0.7 veces los valores de Ao.
90
Según esta norma el mapa de Venezuela se ha dividido en 8 zonas sísmicas (Ver
figura 2.7)
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 2.7. Mapa de zonificación sísmica de Venezuela
(Covenin 1756-2001)
A continuación la tabla 2.9 presenta la leyenda del mapa de zonificación sísmica
de Venezuela.
Tabla 2.9. Leyenda de mapa de zonificación sísmica de Venezuela
Zona sísmica
Color
Ao
Zona 7
Rojo
0.40
Zona 6
Naranja
0.35
Zona 5
Amarillo
0.30
Zona 4
Marrón
0.25
Zona 3
Rosado
0.20
Zona 2
Gris
0.15
Zona 1
Verde
0.10
Zona 0
Blanco
-
91
Covenin 1756-2001.
2.2.24.2. Clasificación de las edificaciones según su uso
La edificación deberá quedar clasificada en uno de los siguientes grupos (Ver
tabla 2.10)
Grupo A
S
O
D
VA
ER
S
E
R
pérdidas humanas o económicas, Stales
como: Hospitales, edificios
O
Hde gran importancia, monumentos, museos,
C
gubernamentales o municipales
E
DERde policías, de bomberos o cuarteles, torres de control
bibliotecas, estaciones
Son las edificaciones que albergan instalaciones esenciales, de funcionamiento
vital en condiciones de emergencia o cuya falla pueda dar lugar a cuantiosas
aéreo y edificaciones educacionales.
Grupo B1
Son edificaciones de uso público o privado, densamente ocupadas permanente o
temporal tales como: Edificios con capacidad de ocupación de más de tres mil
personal o are techada de más de veinte mil metros cuadrados, centros de salud
no incluidos en el grupo A.
Grupo B2
Edificaciones de uso público o privado, de baja ocupación, que no excedan los
límites del grupo B1, tales como: Viviendas edificios de apartamento, de oficina u
hoteles, bancos, restaurantes, cines, teatros, almacenes y depósitos, toda
edificación del grupo C, cuyo derrumbe puede poner en peligro las de este grupo.
Grupo C
Construcciones no clasificables en los grupos anteriores ni destinadas a la
habitación o al uso público, y curo derrumbe no pueda causar daño a los tres
primeros grupos.
92
Tabla 2.10. Factor de importancia
Grupo
Α
A
1.30
B1
1.15
B2
1.00
Covenin 1756-2001
S
O
D
Se usara uno de los niveles de diseño (ND) indicados R
en V
la A
siguiente tabla
E
S
E
dependiendo del grupo y zona sísmica en la que
la edificación se encuentre. (Ver
R
S
O
tabla 2.11)
H
C
E
R
DE Tabla 2.11. Niveles de diseño
2.2.24.3. Niveles de diseño
Grupos
A, B1
Zona sísmica
1y2
3y4
5, 6 y 7
ND2
ND3
ND3
ND1*
ND2*
ND3
ND2
ND3
ND2**
ND3
B2
ND3
Covenin 1756-2001.
* Valido para edificaciones de hasta diez (10) pisos o treinta (30) metros de altura.
** Valido para edificaciones de hasta dos (2) pisos u ocho (8) metros de altura.
2.2.24.4. Tipos de sistemas estructurales resistentes al sismo
Tipo I: Estructuras capaces de resistir la totalidad de sus acciones sísmicas
mediante sus vigas y columnas, tales como los sistemas estructurales constituidos
93
por pórticos. Los ejes de columnas deben mantenerse continuos hasta su
fundación.
Tipo II: Estructuras constituidas por combinaciones I
y III, teniendo ambos el
mismo nivel de diseño. Su acción conjunta debe ser capaz de resistir la totalidad
de la fuerza sísmica. Los pórticos por si solos deberán de ser capaz de resistir por
lo menos el veinticinco por ciento (25%) de esas fuerzas.
S
O
D
A armado o
mediante pórticos diagonalizados con muros estructurales de concreto
V
R
Sla Etotalidad de las cargas
de sección mixta (acero-concreto), que soportan
E
R
Sdentro de este grupo las combinaciones
O
permanentes y variables. Se consideraran
H
C no sean capaces de resistir por si solos por lo
E
R
de los tipos I y III, cuyos
pórticos
E
D
menos el 25% de la fuerza sísmica total.
Tipo III: Estructuras capaces de resistir la totalidad de las acciones sísmicas
Tipo IV: Estructuras que no posean diafragmas con la rigidez y resistencia
necesaria para distribuir eficazmente las fuerzas sísmicas entre los diversos
miembros verticales. Estructuras sustentadas por una sola columna. Edificaiones
con losas sin vigas.
En la tabla 2.12 se observan los factores de reducción dependiendo de que tipo
sea la estructura de concreto armado
Tabla 2.12. Factores de reducción R en estructuras de concreto armado
Nivel de
Estructuras de concreto armado
diseño
Tipos de estructuras
I
II
III
IIIa
IV
ND3
6.0
5.0
4.5
5.0
2.0
ND2
4.0
3.5
3.0
3.5
1.5
ND1
2.0
1.75
1.5
2.0
1.25
Covenin 1756-2001.
94
2.2.24.5. Espectro de diseño
Las ordenadas Ad de los espectros de diseño, quedan definidas en función de su
periodo t:
T<T+
(Ec 2.90)
S
O
D
VA (Ec 2.92)
T+≤T≤T*
T>T*
(Ec 2.91)
R
SE
E
R
S
HO
C
E
Ad, Ordenada del espectro
DER de diseño, expresada como una fracción de la
Donde:
aceleración de gravedad.
α, Factor de importancia.
Ao, Coeficiente de aceleración horizontal.
φ, Factor de corrección del coeficiente de aceleración horizontal.
β, Factor de magnificación promedio.
T*, Máximo periodo en el intervalo donde los espectros donde los espectros
normalizados, tienen un valor constante.
c,
R, Factor de reducción de respuesta.
p, Exponente que define la rama descendente del espectro..
En la tabla 2.13 y 2.14 se observan los valores de T*, β y P y T+.
95
Tabla 2.13. Valores de T*, β y P
Forma espectral
T* (seg)
β
P
S1
0.4
2.4
1.0
S2
0.7
2.6
1.0
S3
1.0
2.8
S4
1.3
O
H
C
E
ER
Covenin 1756-2001.
D
R
SE
E
R
S
3.0
S
O
D
VA
1.0
0.8
Tabla 2.14. Valores de T+ (1)
Caso
T+(seg)
R<5
0.1 (r-1)
R≥5
0.4
Covenin 1756-2001.
Cumpliendo con lo anteriormente explicado se obtuvo la figura 2.8.
Figura 2.8. Espectro de respuesta elástico (R=1)
(Covenin 1756-2001)
96
2.2.25. Costos
Casarin y Osorio (2009). Cuando se trata únicamente de determinar si el costo de
una obra guarda la debida relación con los beneficios que de ella se espera
obtener, o bien si las posibilidades existentes bastan para su ejecución, es
suficiente hacer un presupuesto aproximado, tomando como base unidades
S
O
D
VA
mensurables en números redondos y precios unitarios que no estén muy
ER
S
E
R
estudia al preparar su proposición, entonces
hay que detallar mucho en las
S
O
H
C
unidades de medida y precios
unitarios, tomando en cuenta para estos últimos no
E
R
E
sólo el precio deD
los materiales y mano de obra, sino también las circunstancias
detallados. Por el contrario, este presupuesto aproximado no basta cuando el
estudio se hace como base para financiar la obra, o cuando el constructor la
especiales en que se haya que realizar la obra. Esto obliga a penetrar en todos los
detalles y a formar precios unitarios partiendo de sus componentes.
La estimación de los costos de construcción, es de gran importancia en el campo
empresarial, puesto que el aspecto monetario es el recurso vital para cualquier
empresa. Un buen estimado de costos abre las posibilidades de éxito en el
cumplimiento del proyecto; tanto los grandes como pequeños proyectos requieren
de estimaciones de costos confiables durante las fases conceptuales, de diseño y
construcción, debido a que el promotor de la obra siempre va a disponer de
recursos limitados, a los cuales debe adaptarse.
2.2.26. Presupuesto de obra
Casarin y Osorio (2009). Un presupuesto es el documento donde se anticipa el
posible monto de la inversión o monto final de la obra. Es un pronóstico de costo
que describe globalmente la obra o desglosa las distintas de construcción,
fundamentando la oferta que presenta el contratista al contratante para la
ejecución de una obra determinada.
97
El presupuesto facilita la comparación de partidas entre varios participantes;
estima los recursos necesarios mínimos para la ejecución de una obra; define las
diferentes actividades a subcontratar; permite evaluar el avance de obra y estimar
su costo final.
Los presupuestos tienen diferentes formas de presentación; éstas dependen de la
contratación hecha. Si la misma es por suma globales formato reflejará la
S
O
D
VA
descripción de la obra y el precio único de la oferta; en cambio el formato usado
R
por las contrataciones por precios unitarios, utilizan los siguientes indicativos:

Código de la partida

Descripción de la partida

Unidad de medición

Cantidad de obra

Precio unitario

Total de cada partida

Monto total
O
H
C
E
ER
D
SE
E
R
S
2.2.27. Contrato por precios unitarios
Casarin y Osorio (2009). Es la forma de contratación más usada para
construcciones civiles; se sustenta a través de un presupuesto de obra formado
por “partidas” que desglosan las diferentes fases, unidades específicas de trabajo
o etapas de la construcción. Estas partidas están cuantificadas por cantidades,
resultantes de los cómputos métricos de los planos de proyecto con sus unidades
de medición, a las cuales les son asignados precios definitivos o precios unitarios
previamente analizados para obtener el costo total por partida; la suma de éstos
totales parciales es el monto total de la obra.
98
2.2.28. Estimación de costos
Casarin y Osorio (2009). Es la evaluación de todos los costos directos e indirectos
distribuidos en las actividades que componen el alcance del proyecto. Su objetivo
es definir la magnitud económica del proyecto, confirmar el monto cotizado por
terceros y además sirve para la planificación del proyecto y su flujo de caja.
S
O
D
Aactualmente
Casarin y Osorio (2009). Más que una ciencia exacta, se considera
V
R
E
como una actividad de proyección o predicciónE
deS
costos. Predecir, la exacta
R
S por los trabajadores, es una tarea
O
cantidad y costo de los materiales
instalados
H
C instalados en la obra, puede diferir de las
E
R
compleja. La cantidad
de
los
materiales
DE
2.2.29. Estimaciones en construcción
cantidades estimadas, en virtud de variaciones en el diseño, reinstalaciones y
pérdidas. Las estimaciones del costo unitario de materiales, puede variar debido a
fluctuaciones en los precios de las materias primas, condiciones de oferta,
demanda e inflación. Así mismo, las estimaciones sobre la mano de obra pueden
diferir de las electivas, debido a que los trabajadores pueden estar realizando
labores en las cuales no tienen suficiente experiencia, están sujetos a condiciones
físicas y mentales exigentes, el tiempo no es siempre el más adecuado y se
encuentran numerosos obstáculos en el sitio de la obra. Es más, nunca dos
proyectos son exactamente iguales. Los costos de obra se dividen en costos en:

Costos directos
El costo directo se define como la suma de materiales, mano de obra y equipo
necesario de un proyecto.
La secuencia para la elaboración del costo directo es como sigue:
a) Planos y especificaciones: es el punto de partida para la elaboración del
costo directo, para llegar al precio unitario y finalmente al presupuesto, se
deben estudiar perfectamente todos los planos de cortes, isométricos, equipos,
99
estructurales, instalaciones y de fachadas, así como las especificaciones que
en ellos se proponen. Entre más detallados estén los planos, se tiene una
mayor oportunidad de obtener el costo directo más preciso y, por ende, un
presupuesto acertado.
b) Determinación de los conceptos de obra: del estudio anterior se deduce el
tipo de obra, para hacer una apreciación de las partidas y conceptos que en
S
O
D
VA
ella puedan intervenir. También el estudio anterior sirve para determinar el
ER
S
E
R
obra, estos es, que incluye y que
no
se incluye. Por otra parte, el
S
O
H
Cconceptos permiten realizar las correcciones
establecimiento de estos
E
R
DEa las especificaciones como a los mismos alcances de éstas
necesarias, tanto
alcance de cada uno de los conceptos de obra, es decir, de acuerdo al
procedimiento constructivo, es posible delimitar el alcance del concepto de
para adaptarse correctamente a la obra en cuestión, entre más clara sea la
especificación y más definidos sus alcances, se tendrá una mejor herramienta
para efectuar los análisis correspondientes.
c) Lista de materiales: del estudio de los planos se obtiene la lista de materiales
fijos, es decir, aquellos materiales que serán instalados y quedarán
permanentes en la obra; del estudio de las especificaciones se obtiene la clase
de material requerido: también este estudio permite determinar el volumen de
materiales de consumo necesario para realizar la instalación de los materiales
permanentes.
d) Cuantificación de conceptos: para la realización de esta actividad es
necesario seguir un método que permita cuantificar los conceptos en una forma
ordenada y precisa, así como verificar en forma directa las cantidades de obra
obtenidas.
e) Maquinaria y equipo: el análisis de los planos y especificaciones también
permiten determinar el procedimiento constructivo a seguir y, por tanto, se
puede determinar la maquinaria y equipo necesario para el desarrollo de la
100
obra en cuestión, esto obliga a determinar los costos horarios de la maquinaria
y equipo que intervendrán en la obra que formarán parte del costo directo.

Costos indirectos
Es el costo adicional al costo directo, es la suma total de los gastos y beneficios
que se agregan al costo directo, no contenido es éste, hasta integrar el precio
total. Son aquellos gastos que no pueden tener aplicación a un producto
determinado.
S
O
D
VA
ER
S
E
R
intrínseca, son aplicables a todos los conceptos
de una obra especial.
S
O
H
ECse tiene:
R
Dentro de los costosE
indirectos
D
Costo indirecto en obra, es la suma de todos los gastos que, por su naturaleza
 Gastos generales de oficina
 Gastos generales de obra
 Gastos financieros
 Impuestos
2.2.30. Procedimiento de análisis de precios o costos unitarios
Casarin y Osorio (2009). El análisis de Precios Unitarios es un proceso que incluye
las siguientes operaciones:
 Cálculo de la cantidad de materiales por unidad de obra.
 Cotización del precio de los materiales al pie de la obra.
 Análisis de la cantidad de maquinarias y equipos de construcción.
 Cálculo del costo de funcionamiento o alquiler de la maquinaria y los equipos de
construcción.
101
 Cotización de precios de las maquinarias al pie de la obra.
 Cálculo de las cantidades y eficiencia de maquinarias y equipos.
 Conformación de cuadrillas, requerimiento de personal con su especialidad y
rendimiento.
 Actualización del tabulador de salarios y cálculo de costos asociados a la mano
S
O
D
VA
de la obra.
2.3 Definición de términos básicos
O
H
C
E
R
(lyall addleson, 2001,
DEp.171)
R
SE
E
R
S
Carga: “Imposición de algún peso fuerza a algún miembro o elemento estructural”.
Deformación: “Cambio en la forma de un material debida a la aplicación de una
carga en relación a la longitud, anchura, altura o volumen”. (lyall addleson, 2001,
p.171)
Duración: “Cualidad de mantener un aspecto satisfactorio y la ejecución
satisfactoria de las funciones que hagan falta”. (lyall addleson, 2001, p.172).
Fatiga: “Fenómeno por el cual se rompen los cuerpos cuando están sometidos a
cargas fluctuantes o repetidas que están dentro del límite de rotura para carga
estática”. (lyall addleson, 2001, p.172).
Impermeabilidad: “Es la propiedad de los cuerpos que resiste satisfactoriamente
el paso del agua”. (lyall addleson, 2001, p.172).
Mantenimiento: “Trabajo emprendido para conservar o restaurar cualquier
equipo. lyall addleson”. (2001, p.172).
Módulo de elasticidad: “Razón entre la fuerza y deformación que produce. (lyall
addleson”. (2001, p.173).
102
Resistencia: “Capacidad de un material para soportar cargas sin deformaciones
ni fallos no admisibles”. (lyall addleson, 2001, p.173).
Concreto: “Es un material semejante a la piedra, que se obtiene mediante una
mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava u otro
agregado y agua”. (Arthur Nilson, 1994, p. 1).
Carga muerta: “Son cargas por gravedad de magnitudes constantes y
S
O
D
A y equipo
constan de los pesos del propio sistema estructural y de todo elV
material
R
SE2001, p.19).
sujeto de manera permanente a ese sistema”. (Kassimali,
E
R
S
O
H
C magnitudes o posiciones, o ambos aspectos,
Carga viva: “Son aquellas
cuyas
E
R
DdelEuso de la estructura”. (Kassimali, 2001, p. 20).
varían por causa
condiciones fijas que actúan permanentemente sobre la estructura. Esas cargas
Tirantes: “Los miembros estructurales
sometidos a una fuerza de tensión se
denominan tirantes o puntales de arriostramiento”. (Hibbeler, 1997, p.3).
Vigas: “Las vigas son usualmente miembros horizontales rectos, usados
principalmente para soportar cargas verticales”. (Hibbeler, 1997, p.3).
Columnas: “Son miembros
que generalmente son verticales y que resisten
cargas axiales de compresión”. (Hibbeler, 1997, p.4).
Armaduras: “Son barras de tensión y elementos esbeltos tipo columna,
usualmente dispuestos en forma triangular”. (Hibbeler, 1997, p.4).
Cables: “Son estructuras para salvar grandes distancias. Suelen ser flexibles y
soportan sus cargas en tensión. Se utilizan generalmente para soportar puentes y
techos de edificios”. (Hibbeler, 1997, p.7).
Arco: “Son estructura para salvar grandes distancias. El arco logra su resistencia
en compresión, ya que tiene su curvatura inversa a la del cable. Se utilizan
generalmente para puentes, domos para techos y en aberturas para muros de
mampostería”. (Hibbeler, 1997, p.7).
103
Marcos: “Se utilizan a menudo en edificios y se componen de vigas y columnas
que están articuladas o bien son rígidas en sus conexiones. Pueden ser
bidimensionales o tridimensionales”. (Hibbeler, 1997, p.8).
Cargas de viento: “Cuando las estructuras impiden el flujo del viento, la energía
cinética de este se convierte en energía potencial de presión, lo que causa la
carga de viento”. (Hibbeler, 1997, p.16).
S
O
D
de la interacción del movimiento del suelo y las características V
de A
respuesta de la
R
E
estructura. Esas cargas resultan de la distorsión E
en S
la estructura causada por el
R
S
O de esta”. (Hibbeler, 1997, p.17).
movimiento del suelo y la resistencia
Hlateral
C
E
R las estructuras planas se idealizan como apoyos fijos,
DEpara
Apoyos: “Los apoyos
Cargas de sismo: “Los sismos producen cargas sobre una estructura por medio
que no permiten movimiento alguno; apoyos articulados, pueden impedir la
traslación pero permite la rotación, o los apoyos de rodillos, o de eslabón los
cuales pueden impedir la traslación solo en una dirección”. (Kassimali, 2001, p.
15).
2.4. Operacionalización de la variable
2.4.1. Variable independiente: Madera
2.4.1.1. Definición conceptual
Madera: Para mejia (2010), la madera se define como la sustancia vegetal más o
menos dura, compactada y fibrosa que se extrae del tronco, ramas y raíces de las
plantas leñosas. Es una agrupación de células de formas muy variadas de
diferentes tamaños y características. Por lo tanto la madera no es un material
homogéneo, es decir, no tiene una estructura uniforme y debe cumplir en el árbol
o vegetal vivo tres funciones que son, la conducción de la savia, la transformación
y el almacenamiento de las sustancias de reserva y el sostenimiento o resistencia
mecánica del vegetal.
104
Objetivo general: Analizar estructuralmente un edificio residencial de 5 pisos utilizando como
material constructivo la madera.
Objetivos
Variables
Dimensiones
Indicadores
específicos
2.4.1.2. Definición operacional
S
O
D
VA
ER
S
E
R
esto haya sido posible viene explicada general
por su abundancia general en las
S
O
H de poblaciones en sus cercanías, que se
C
zonas templadas, el establecimiento
E
ERcomo medios de construcción y utensilios primarios, su
Denergía
aseguraban tanto
La madera es, con seguridad, el material natural que, desde los principios de la
historia, más ha sido utilizado por el hombre en la construcción. La razón de que
excelente resistencia, su buen comportamiento y duración en uso y, por supuesto,
su magnífica trabajabilidad con herramientas sencillas.
En la tabla 2. 16 se muestra el cuadro de variables.
Tabla 2.15 Cuadro de variable
105

1. Diseñar un
edificio
residencial de
cinco (5) pisos
utilizando la
madera como
material
constructivo.
2. Diseñar un
edificio
residencial de
cinco (5) pisos en
concreto armado
3. Analizar el
comportamiento
estructural de
edificios
utilizando la
madera y el
concreto.
4. Determinar los
cómputos
métricos y
precios unitarios
de cada modelo.
U
so
de
la
m
ad
er
a
pi
no
ca
rib
e
co
m
o
m
at
eri
al
co
ns
tru
cti
vo
.
Uso de madera
como material de
construcción

O
Comportamiento
Estructural en
madera y concreto
armado.










Cómputos métricos
y precios unitarios
de las soluciones
estructurales



S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Edificios de
concreto armado.
H
C
E
ER
D






Cantidad de madera
pino caribe
Muros portantes
Muros interiores
Viguetas
Listones
Fibrocemento
Contrachapado
Cantidad de
concreto
Armadura de acero.
Columnas de
concreto.
Vigas de carga y de
amarre de concreto
Diseño constructivo.
Diseño termofísico
Arquitectura de los
edificios
Mantenimiento de
ambos edificios
Tiempo de ejecución
Impacto ambiental
Metros cuadrados de
construcción de las
dos estructuras
Metros cúbicos de
concreto y madera
Kilogramos de acero
Costo de las
estructuras
106
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
106
CAPITULO lll
MARCO METODOLOGICO
En el presente capitulo se explica un conjunto de acciones para la realización en
esta investigación así como también el procedimiento específico que incluye las
S
O
D
VA
técnicas de observación y recolección de datos.
3.1. Tipo de investigación
R
SE
E
R
S
HO
C
E
hechos o eventos por
medio del lenguaje, es decir, que al leer o escuchar las
ER
D
expresiones verbales, se pueden evocar el evento representado o figurado”.
Cerda Gutiérrez (1997, p. 413), “define la descripción como la representación de
La investigación realizada es de carácter descriptivo, ya que según Danhke (1989)
las investigaciones descriptivas buscan definir las propiedades, las características
y los perfiles de personas, grupos, comunidades, procesos, materiales de
construcción o cualquier otro fenómeno que se someta a un análisis. Es decir, los
estudios descriptivos miden, evalúan o recolectan datos sobre diversos conceptos
(variables), aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno a investigar. En
un estudio descriptivo se selecciona una serie de cuestiones y se mide o recolecta
información sobre cada una de ellas, para así, valga la redundancia describir lo
que se investiga.
Ander-egg (1995, p. 413), define que la investigación descriptiva “tiene como
objeto caracterizar un evento o situación concreta, indicando sus rasgos
peculiares o diferenciadores”.
La investigación descriptiva se realiza cuando la experiencia y la exploración
previa indican que no existen descripciones precisas del evento en estudio, o que
107
las descripciones existentes son insuficientes o han quedado obsoletas debido a
un flujo distinto de información, a la aparición de un nuevo contexto, a la invención
de nuevos aparatos, o tecnología de medición, entre otros.
La presente investigación es descriptiva, ya que se recolecta toda la información
necesaria para el diseño de ambas estructuras, tanto la de madera como la de
concreto armado. Se busca determinar las características y propiedades físicas,
S
O
D
VA
eléctricas, acústicas, térmicas y mecánicas de las estructuras diseñadas para
ER
S
E
R
niveles de calidad de los mismos, así S
como
también los metros cuadrados y
O
H
Cdiseñados para determinar los cómputos métricos
metros cúbicos de los modelos
E
R
DdeElos mismos. Además indica las ventajas y desventajas de
y precios unitarios
comparar todas las características antes mencionadas. Se definen y miden cada
uno de los materiales necesarios para la elaboración de las estructuras y los
ambas estructuras, así como los diferentes métodos a utilizar para su realización,
considerando estos aspectos para la comparación económica entre ambas.
3.2. Diseño de la investigación
El termino diseño proviene del italiano “disegno” y significa traza, delineación de
una figura, bosquejo de alguna cosa. Los diseños de investigación constituyen el
aspecto estratégico y táctico de la investigación.
El diseño de investigación según Hurtado (2010, p. 691), “es el conjunto de
condiciones estratégicas que toma el investigador, relacionadas con el donde, el
cuándo, el cómo recoger los datos, y con el tipo de datos a recolectar, para
garantizar la validez interna de su investigación”. Esto significa que para tomar
tales decisiones, ya se deben haber cubierto una serie de fases previas. El
investigador ya debe tener una investigación delimitada, haber identificado sus
eventos y su unidad de estudio, su contexto y haberse aproximado a algunas
técnicas de recolección de información.
108
De acuerdo a Hurtado (2010), los diseños no experimentales implica ausencia y
manipulación de las variables independientes y una mínima posibilidad de control
por parte del investigador. En los diseños no experimentales, a pesar de que el
propósito del investigador es verificar o evaluar efectos, no puede modificar el
evento explicativo ya sea porque este ocurrió, o porque no hay posibilidades de
manipularla. Estos diseños pueden ser expostfacto, o exofacto. En el primer caso
el investigador inicia el estudio cuando ya los eventos explicativos ocurrieron,
S
O
D
Aanticipaciones
modificar el evento, este no ha ocurrido, y por lo tanto puede hacer
V
R
SE
y corroborar su cumplimiento o no.
E
R
S
O
H
Cexperimental, el trabajo de investigación es un
Además de ser un diseño
no
E
R
DESegún Salkind (1999, p. 220), “el método de sección
estudio transversal.
mientras que en el segundo caso a pesar de que el investigador no puede
transversal es aquel que examina varios grupos de personas en un solo punto del
tiempo”.
En conclusión, esta investigación es un diseño no experimental transversal, ya
que, no hay manipulación de la madera (variable independiente) y ambas
estructuras se van a diseñar un mismo periodo de tiempo. Se van a diseñar dos
estructuras semejantes y bajo condiciones similares, una de madera utilizando
pino caribe como material principal y otra de concreto armado. Se hizo un análisis
para determinar cuál es la opción más económica a través de cómputos métricos y
análisis de precios unitarios de cada modelo, considerando los precios actuales
del mercado, es decir, se calculó su costo neto en la actualidad.
3.3. Población y muestra
Según Tamayo y Tamayo (1997) señala que la población es la totalidad de las
variables a estudiar donde las unidades de población posee una característica
común la cual se estudia y da origen a los datos de la investigación. Entonces se
puede decir que es el conjunto de todas las cosas que concuerdan con una serie
109
determinada de especificaciones. Un censo, por ejemplo es el recuento de todos
los elementos de una población.
La muestra es la que puede determinar la problemática ya que le es capaz de
generar los datos con los cuales se identifican las fallas dentro del proceso.
Tamayo y Tamayo (1997) afirman que la muestra es el grupo de individuos que se
toma de la población para estudiar el fenómeno estadístico.
S
O
D
A
miembros para el estudio dependerá de un criterio especifico del
investigador, lo
V
R
E
S tienen igualdad de
que significa que no todos los miembros de laEpoblación
R
S
O
oportunidad de conformarla.
H
C
E
R
E
En el caso de D
esta investigación la población y la muestra se centran en la
Castro (2003) indica que la muestra es opinatica ya que la elección de los
madera pino caribe como material de construcción, ya que esta es el único tipo de
madera que se estudió. Con las características de este tipo de madera se realizó
toda la investigación, ya que es el tipo de madera más accesible y con las
características deseadas para dicha estructura.
3.4. Técnicas de recolección de datos
Según Arias (1999), las técnicas de recolección de datos son aquellas formas o
maneras de obtener la información.
En la recolección de datos se encuentran diferentes técnicas que permiten al
investigador conocer la información deseada como lo son la observación, la
encuesta, el test, análisis de contenido, cuestionario, entrevistas, sondeos entre
otras.
En la presente investigación, se utilizó como técnica de recolección de datos la
observación documental, siendo la técnica que proporciona la información
necesaria en la elaboración del contenido. Las demás técnicas no fueron
110
empleadas ya que son de carácter estadístico y no son necesarias para este tipo
de investigación.
3.4.1. La observación documental
Según Sabino (2002, p.101) la observación puede definirse “como el uso
sistemático de nuestros sentidos en la búsqueda de los datos que necesitamos
S
O
D
VA
para resolver un problema de investigación”. Dicho de otro modo, observar
R
científicamente es percibir activamente la realidad exterior con el propósito de
SE
E
R
S
obtener los datos que, previamente, han sido definidos como de interés para la
HO
C
E
La técnica que se utilizó
ERen esta investigación fue la observación documental, que,
D
para Bavaresco (2006, p.230), “consiste en observar detenidamente un fenómeno
investigación.
que despierta interés científico o bien que ha sido escogido deliberadamente con
fines de estudio”.
En la presente investigación la técnica de recolección de datos se basó en la
revisión de apuntes, libros y guías académicas que complementaron los
conocimientos
básicos.
Todos estos
instrumentos
ayudaron
a
consultar
información sobre las viviendas y los sistemas constructivos usados en las mismas
como son, el sistema convencional de concreto armado y el sistema utilizado para
la madera pino caribe llamado entramado ligero, a su vez se usaron de manera
constante los trabajos de investigación realizados anteriormente para visualizar las
aplicaciones y definiciones de los sistemas en el diseño de dichas edificaciones.
El instrumento de recolección de datos que fue usado en la investigación fue el
programa etabs, en el cual se analizaron las diferentes configuraciones
propuestas. Asimismo, las solicitaciones de diseño y cargas aplicadas a la
estructura se tomaron directamente de la norma CONVENIN 1753-2006 y el
eurocodigo 5 para la estructura de madera, tomando en cuenta los datos referidos
al estado Zulia que fue la que se utilizó para el estudio presente.
111
3.5. Procedimiento metodológico
3.5.1. Diseñar un edificio residencial de cinco (5) pisos utilizando la madera
pino caribe como material constructivo
3.5.1.1 Arquitectura de la edificación
Se realizó la arquitectura del edificio residencial de madera pino caribe la cual
S
O
D
VA
tiene las siguientes dimensiones: de largo 24m; de ancho 4.85m y altura entre
cada piso 3.40m. Tiene aproximado 582m2.
R
SE
E
R
S
HO
C
E
este hacia las fundaciones.
ER Estas son las que reciben toda la carga de la
D
edificación.
Luego se realiza la configuración estructural la cual indica que se hará de manera
que las paredes externas son los muros que transmiten la carga hacia el piso y
3.5.1.2. Solicitaciones de la edificación
Se determinó las cargas de servicio y las cargas últimas de diseño (carga muerta y
carga viva) a través de las ec. 2.8 y 2.9.
Wservicio = Cp +Cv
U=1.2*Cp + 1.6*Cv
Se hizo el chequeo de sismo utilizando en la edificación las tablas 2.13, 2.14 y
figura 2.4 para seleccionar el valor Ao según la zona sísmica, luego según el tipo
de grupo en que la edificación pertenezca se selecciona el factor de importancia
con ayuda de la tabla 2.15. Posteriormente se selecciona los niveles de diseño
dependiendo de los grupos y de la zona sísmica con la tabla 2.16, luego se
selecciona el factor de reducción R que depende del nivel de diseno y del tipo de
estructura con la tabla 2.17. Por último se determinan los valores de T* Y T+ con la
tabla 2.18 y 2.19 respectivamente para luego realizar las fórmulas de espectro de
112
diseño las cuales son las ec 2.91, 2.92 y 2.93 y asi se obtiene una estructura de
madera pino caribe sismoresistente.
T<T+
T+≤T≤T*
T>T*
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
HO
C
E
R el predimensionamiento de los mismo elementos, para
A partir de esto se E
Drealiza
3.5.1.3. Diseño de vigas
las vigas se utilizó las ecuaciones 2.74, 2.75 y 2.76. Las cuales dan a conocer el
momento de inercia de la sección, el esfuerzo de la misma y el modulo resistente.
Posteriormente se realiza el diseño de vigas en la cual se calcula el valor de
cálculo de la tensión de cortante (td), el valor de cálculo de la resistencia al
cortante (fvd), el momento sobre la distribución de carga (md) y el modulo
resistente (w), estos 2 últimos para piezas sometidas a flexión simple.
Para calcular el td y el fvd se deben cumplir las siguientes ecuaciones 2.86, 2.87,
2.88 y 2.89.
113
o
Así mismo se necesitan conocer el valor de md y w, para hallar estos se debe
cumplir las siguientes ecuaciones 2.59, 2.62, 2.63 y así conocer el momento
máximo flector del elemento.
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
HO
C
E
Por último se chequea
ERel cumplimiento de la flecha, este se realiza con las
D
ecuaciones 2.64, 2.55 y la tabla 2.5.
3.5.1.4. Diseño de muros
Luego se realiza el predimensionamiento del muro, en donde se define la sección
del mismo y la altura desde el arranque de la cimentación hasta su coronación, se
determina el tipo de pieza y el mortero utilizado. Se calcula el valor de la
resistencia de cálculo (fd) y la excentricidad en función de la esbeltez del muro con
las ecuaciones 2.72 y 2.73.
Ca * H/e
Posteriormente se diseña el muro en donde se necesita conocer el esfuerzo axial
ultimo de agotamiento, la esbeltez geométrica de la pieza, la carga mayorada de
114
cálculo a la que se somete una pieza de madera para calcular el momento de la
misma y el modulo resistente de la pieza. Para esto se necesita calcular las
ecuaciones 2.59, 2.60, 2.71, la tabla 2.4 y para el cálculo del montante se utiliza
las tablas 2.6 y 2.7
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
3.5.1.5. Diseño de fundaciones continúas
D
Se obtiene las cargas de servicio, carga viva y carga muerta, con su mayoracion
con las ec 2.8 y 2.9 y se obtiene el factor de mayoracion v con la tabla 2.3 la cual
depende de la profundidad de apoyo de la fundación.
Tendiendo la carga que actual en la edificación se calcula el ancho requerido de
la Zapata y la reacción del suelo a través de las ecuaciones 2.50 y 2.51
Luego se calcula el corte que actúa en la fundación a través de la ec 2.52 y se
verifica si el corte actuante es menor q el corte admisible a través de la ec 2.53
donde :
d, altura útil de la zapata
115
Por último se calcula el acero requerido por la fundación a través de las ec 2.54 y
se verifica en el acero mínimo con la ec 2.55 Se utiliza el mayor de los dos por
norma.
Donde:
Mu, momento actuante
HO
C
E
Ju, Factor de mayoracion
DERigual a 0.9
d, altura útil de la Zapata
R
SE
E
R
S
= Factor de minoracion, =0.9
S
O
D
VA
Por último se realiza el chequeo por aplastamiento de la base cn la ec 2.56 la cual
debe dar mayor a la carga ultima actuante.
3.5.1.6. Diseño de vigas de riostra
Se realizó el diseño de este elemento a través de la ec. 2.57 para determinar el
acero necesario para que absorba el 10% de la carga q reciben las columnas, y
luego se calcula el área de concreto cn la ec. 2.58.
116
3.5.2. Diseño del edificio residencial de cinco (5) en concreto armado
3.5.2.1. Arquitectura de la edificación
Se realizó la arquitectura del edificio residencial de concreto armado la cual tiene
las siguientes dimensiones: de largo 24m; de ancho 4.85m y altura entre cada piso
3.40m. Tiene aproximado 582m2.
3.5.2.2. Solicitaciones
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Se determinó las cargas de servicio y las cargas últimas de diseño (carga muerta y
O
H
C
E
Wservicio = Cp +CvER
D
carga viva) a través de las ec. 2.8 y 2.9.
U=1.2*Cp + 1.6*Cv
Se hizo el chequeo de sismo utilizando en la edificación las tablas 2.9, 2.10 y
figura 2.4 para seleccionar el valor Ao según la zona sísmica, luego según el tipo
de grupo en que la edificación pertenezca se selecciona el factor de importancia
con ayuda de la tabla 2.11. Posteriormente se selecciona los niveles de diseño
dependiendo de los grupos y de la zona sísmica con la tabla 2.12, luego se
selecciona el factor de reducción R que depende del nivel de diseño y del tipo de
estructura con la tabla 2.13. Por último se determinan los valores de T* Y T+ con la
tabla 2.14 y 2.15 respectivamente para luego realizar las fórmulas de espectro de
diseño las cuales son las ec 2.90, 2.91 y 2.92 y así se obtiene una estructura de
concreto armado sismoresistente.
T<T+
T+≤T≤T*
T>T*
117
3.5.2.3. Diseño de losas
Para el predimensionamiento de losas, se determinó las condiciones de borde
existentes en la losa de la edificación a través de la tabla 2.2 y la ec 2.7, para el
cálculo del espesor de la misma.
Luego se toman las cargas ultimas calculadas anteriormente.
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Se calculó el acero de refuerzo de la losa a través de las ec. 2.11, 2.12, 2.13, 2.14
O
H
C
E
ER
D
Se calcula el acero mínimo como chequeo. Si el acero calculado es menor al
acero mínimo se coloca el acero mínimo por norma. Ec. 2.15
3.5.2.3. Diseño de vigas
Se realizó el predimensionamiento de viga correspondiente a la edificación.
Obtuvimos las dimensiones de la viga a través de las ec. 2.16 y 2.17:
Altura de viga hv ≈ L/12.5
Ancho de viga bo ≈ 0.6 hv
118
Luego se calculó los momentos máximos positivos y negativos por cargas
verticales en el pórtico más desfavorable. Se obtuvo la capacidad del ancho de la
viga para la colocación de tanto acero positivo como por acero negativo por carga
vertical.
3.5.2.4. Diseño de columnas
S
O
D
VA
Se realizó el predimensionamiento de las columnas de la edificación. Se determinó
R
a su vez las inercias de las columnas, así como la determinación de las rigideces
de los elementos. Ec 2.19, 2.20, 2.21
O
H
C
E
ER
D
SE
E
R
S
Luego se calculó el coeficiente g con la ec 2.22
Se procedió con el predimensionamiento de columnas con el cálculo de la
excentricidad real y la rigidez de cada nodo con la ec. 2.23 y 2.24.
Finalizado estos cálculos se procede a determinar la altura de la columna con las
ec 2.25 y 2.26
solo si r es ≥ 2
119
solo si r < 2
Luego se calcula la longitud de la columna, para poder conocer si la columna es
corta, larga o si se debe aumentar la dimensión de la misma (en secciones
rectangulares). Esto se realiza con las ec 2.27 y 2.28
S
O
D
VA
ER
S
E
R
Se calcula la carga crítica que recibe laS
columna con las ec. 2.29, 2.30, 2.31 y
HO
C
2.32, para conocer si la carga
crítica es mayor a la carga actuante y asi seguir con
E
DER
el diseño.
Carga critica
Calculamos el acero de la columna a través de la ec. 2.33, utilizando los ábacos
del ACI para calcular el ptm necesario para el cálculo del acero.
Luego de tener todos estos resultados se realiza el despiece debido en cada
elemento.
120
3.5.3. Analizar el comportamiento estructural de edificios utilizando la
madera pino caribe y el concreto
Durante este objetivo se analizó y se compararon diferentes parámetros para
obtener la mejor edificación posible. Se diseñó una estructura a base de madera y
otra de concreto armado. Se analizó el comportamiento estructural de cada
edificación, el precio total de la misma, su tiempo de ejecución, durabilidad, su
S
O
D
VA
comportamiento térmico y la disponibilidad de materiales que se necesiten para su
ejecución.
R
SE
E
R
S
O
Para la construccion del edificio de concreto se tomo en cuenta los cerramientos
H
C
E
ER
de la edificacion y los revestimientos interiores y exteriores de la misma.
D
3.5.4. Determinación de los cómputos métricos y precio unitario de las
estructuras diseñadas con madera pino caribe y con concreto armado
3.5.4.1. Cómputos métricos
Se calculó la cantidad de materiales requeridos para la construcción de las
edificaciones de concreto armado y de madera pino caribe con sus: metros
cúbicos de madera pino caribe, kilos de acero de refuerzo, metros cúbicos de
concreto, entre otras; con el fin de obtener el costo de la obra.
3.5.4.2. Análisis de precios unitarios (A.P.U)
En las consideraciones de construcción y costos no se consideró en cuenta lo
siguientes elementos: escaleras, paredes, instalaciones sanitarias, eléctricas,
mecánicas, de telecomunicación, gas, contra-incendio, colocación de pisos, ni
acabados, entre otras. Se inicia la construcción en un terreno dentro de la ciudad,
con dimensiones tal que permite el uso de maquinaria pesada. El mismo se
considera ya deforestado y nivelado.
121
Los costos de materiales, equipos y mano de obra son basados hasta la fecha de
1 de Mayo de 2015 e incluyen los costos de transporte de los mismos. El costo de
los equipos está establecido según el pago de alquiler por día con excepción de
las herramientas menores, las cuales serán compradas.
Se determinó los insumos de cada partida para calcular el costo por unidad de
construcción con la utilización del software LuloWin, esta herramienta facilito la
S
O
D
VA
organización y recopilación de cada una de las partidas con los materiales,
R
equipos y mano de obra, con sus precios actuales y así obtener el monto total de
la obra.
SE
E
R
S
HO
C
E
Rla ejecución de cada una de las partidas de acuerdo a los
tiempos necesarios E
para
D
rendimientos establecidos, y ayudo a obtener la información necesaria para
Por otra parte esta herramienta facilito la determinación y organización de los
realizar el cronograma de actividades.
122
CAPITULO IV
ANALISIS DE RESULTADOS
En el presente capitulo se ilustraron y se explicaron los resultados arrojados por la
investigación, el diseño y análisis estructural de las edificaciones estudiadas como
S
O
D
VA
lo son la edificación de madera pino caribe y la de concreto armado. Esto en
R
combinación con los datos obtenidos de la ejecución del programa para obtener
SE
E
R
S
una comparación de ambos sistemas, para así poder expresar las conclusiones
O
H
C
E
ER
pertinentes acerca del caso en estudio.
D
4.1. Diseñar un edificio residencial de cinco (5) pisos utilizando la madera
pino caribe como material constructivo
4.1.1. Arquitectura de la edificación
Se realizó la arquitectura del edificio residencial de madera pino caribe la cual
tiene las siguientes dimensiones: de largo 24 m; de ancho 4.85 m y altura entre
cada piso 3.40m. Tiene aproximado 582 m2.
Luego se realiza la configuración estructural la cual indica que se hizo de manera
que las paredes externas son los muros que transmiten la carga hacia el piso y
este hacia las fundaciones. Estas son las que reciben toda la carga de la
edificación. En la figura 4.1 se muestra la planta de la edificación.
123
Figura 4.1. Planta de la edificación
4.1.2. Solicitaciones de la edificación
Wservicio = Cp +Cv
U=1.2*Cp + 1.6*Cv
Se utilizó una carga viva de 175 kg/m y una carga muerta de 300 kg/m, esta
S
O
D
VA
solicitación de carga se fundamentó en el peso del machimbrado (50kg), el peso
de la loseta de 5cm (125kg), el peso de la tabiquería (125kg). Luego según la
R
SE
E
R
S
norma COVENIN se mayoró dichas cargas con la formula U.
O
H
C
E
través de la tabla 4.1, 4.2:
DER
Se calculó el peso sísmico de la edificación el Ta, el Ad y el corte actuante a
Tabla 4.1 Calculo del corte actuante
Niveles
1
2
3
4
5
6 (Techo)
Total
Peso
53600
53600
53600
53600
53600
37072
305376
Altura
3.40m
3.40m
3.40m
3.40m
3.40m
3.40m
Fuerza
3098.82
3098.82
3098.82
3098.82
3098.82
2140,88
V corte
17635kg
Tabla 4.2. Calculo de peso sismico,Ta y Ad
Ta
Peso sísmico
Ad
V
0.87 segundos
305376 kg
0.066
17635 kg
En la tabla 4.3 se aprecia la resistencia de los paneles y en las tablas 4.4 y 4.5 se
observa la resistencia de los paneles en sentido N-S Y E-W para calcular la
resistencia en kg de los paneles en la edificación.
124
Tabla 4.3. Resistencia de los paneles
Resistencia de los paneles
1.20
1400 kg
0.60
350 kg
0.30
88 kg
Tabla 4.4. Resistencia paneles N-S
Paneles
1.20
0.60
0.30
Numero de
paneles en la
edificación
18
6
2
Total
Resistencia de
paneles
O
D
H
C
E
ER
R
SE
E
R
S
1400
350
88
S
O
D
VA
Kg de Resistencia
de los paneles en
la edificación
25200
2100
176
27476 kg
El corte actuante en la edificación es de 17635 kg y la Resistencia de los paneles
de madera es de 27476 kg, es decir, cumple con la norma.
Tabla 4.5. Resistencia paneles E-W
Paneles
1.20
0.60
0.30
Numero de
paneles en la
edificación
24
2
0
Resistencia de los
paneles
1400
350
88
Total
Kg de Resistencia
de los paneles en
la edificación
33600
700
0
34300 kg
El corte actuante en la edificación es de 17635 kg y la Resistencia de los paneles
de madera es de 34300 kg, es decir, cumple con la norma.
125
En las tablas 4.6 y 4.7 se determina el desplazamiento máximo que va a tener la
edificación en sentido N-S y E-W y el espectro de diseño se muestra en la figura
4.2.
Tabla 4.6 Desplazamiento máximo. Sismo N-S
Niveles
1
2
3
4
5
6
Niveles
1
2
3
4
5
6
Rigidez
(kg/cm)
74400
74400
74400
74400
74400
74400
Fuerza
3098
3098
3098
3098
3098
2140
Desplazamiento Desplazamiento Desplazamiento
absoluto
max (cm)
0.042
0.042
1.2
0.042
0.084
1.2
0.042
0.126
1.2
0.042
0.168
1.2
0.042
0.21
1.2
0.029
0.24
1.2
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
D
Tabla 4.7 Desplazamiento máximo. Sismo E-W
Rigidez
(kg/cm)
54870
54870
54870
54870
54870
54870
Fuerza
3098
3098
3098
3098
3098
2140
Desplazamiento Desplazamiento Desplazamiento
absoluto
max (cm)
0.057
0.057
1.2
0.057
0.114
1.2
0.057
0.171
1.2
0.057
0.228
1.2
0.057
0.285
1.2
0.040
0.325
1.2
126
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ERFigura 4.2. Espectro de diseño
S
O
D
VA
4.1.3. Diseño de vigas
A partir de esto se realiza el predimensionamiento de los elementos, las cuales
dan a conocer el momento de inercia de la sección, el esfuerzo de la misma y el
modulo resistente. Para las solicitaciones de carga de dicho elemento se necesitó
que este soporte las siguientes consideraciones. En la tabla 4.8 se puede observar
las consideraciones que necesita dicho elemento y en la figura 4.3 se muestra la
viga de la edificación.
Tabla 4.8 Determinación del momento, corte e inercia que necesita la viga.
Momento
990 kgm
Corte
790 kg
Inercia requerida
45600 cm4
127
m
Figura 4.3. Vigas de la edificación de madera
Luego de realizar las solicitaciones de carga se obtuvo como resultado una
S
O
D
estas dimensiones la vigueta tiene las siguientes consideraciones
que se pueden
A
V
R
SE
apreciar en la tabla 4.9:
E
R
S
O
H
Tabla 4.9 Momento,
Ccorte e inercia del diseño de la viga.
E
R
DE
vigueta doble TEE de dimensiones de 11.5 cm de ancho y 45 cm de alto, con
Momento
3210 kgm
Corte
1170 kg
Inercia de la viga doble tee
51599 cm4
Por lo tanto se puede observar que la vigueta escogida cumple con las
especificaciones de la estructura de madera, también hay que acotar que estas
viguetas van a cada 50 cm por una longitud de 24 metros lo cual hay 48 viguetas.
(Ver figura 4.4. dimensionado de vigueta doble tee)
Figura 4.4. Vigueta doble TEE
128
4.1.4. Diseño de muros

Peso propio de muro
En la tabla 4.10 se aprecia el peso propio que tendrá el muro.
Tabla 4.10 Peso propio del muro.
Listones verticales
Listones horizontales (tapa arriba y
11.25
ERkg/m
S
E
SR
HO
C
E
Fibrocemento deE
mm (Exterior)
D 15 R
abajo)
S
O
D
VA
31 kg/m
62.75 kg/m
Fibrocemento de 15 mm (Interior)
62.75 kg/m
Total
170 kg/m
Peso propio mayorado = 1.2 x 170 = 204 kg/m

Peso por metro lineal de cada planta
Peso por metro lineal de cada planta = 1550 kg/m
Con el peso propio y el peso por metro lineal de cada planta se obtuvo un peso
total de 10524 kg/m lo cual da como resultado una configuración estructural del
muro a través de la tabla 4.11.
Tabla 4.11 Peso total del muro de 5x15cm.
5x15 cms
Area
Height
landa
w
75
2,5
11,66667
1,07
cm2
2,6
12,13333
1,085
2,7
12,6
1,095
2,8
Mts
13,06667
1,1
129
Nu
0,3
0,4
0,5
0,6
Qd
5607
18692
14019
11215
9346
5530
18433
13825
11060
9217
5479
18265
13699
10959
9132
5455
18182
13636
10909
9091
Kgs
kgs/m
kgs/m
kgs/m
kgs/m
Con los resultados de esta tabla obtuvimos para los muros principales una sección
S
O
D
VA
de 5x15cms a cada 0.5m con muros de plywood contrachapado de 15mm por
R
E
S
E
Posteriormente se calculó los pesos propios R
de los muros internos dando como
S
O
resultado 100 kg/ml ya que no lleva
El peso propio junto al peso por
Hfibrocemento.
C
E
Rinterno es 1400kg/ml por planta es decir, se necesita un
metro lineal de cada
DEmuro
dentro con fibrocemento de 15mm por fuera de la edificación.
muro con una dimensión en específico que soporte un total de 7600 kg/ml.
Tabla 4.12 Peso total del muro 5x10cm.
5x10 cms
qd
Area
Height
Landa
W
Un
0,3
0,4
0,5
0,6
50
2,5
17,5
1,45
2759
9195
6897
5517
4598
cm2
2,6
18,2
1,55
2581
8602
6452
5161
4301
2,7
18,9
1,6
2500
8333
6250
5000
4167
2,8
19,6
1,65
2424
8081
6061
4848
4040
Mts
Kgs
kgs/m
kgs/m
kgs/m
kgs/m
Con los resultados de esta tabla se obtuvo para los muros internos una sección de
5x10cms a cada 0.5m con muros de plywood contrachapado de 15mm por dentro
y por fuera.
130
4.1.5. Diseño de fundaciones
Se diseñó las fundaciones de la estructura. Esta consiste en fundaciones
continuas superficiales, las cuales se diseñaron considerando las reacciones
originadas por las cargas permanentes y variables presentes en la estructura
Las fundaciones debían tener dimensiones las cuales permitieran la transmisión
de carga al terreno sin exceder el esfuerzo máximo admisible del mismo. En la
S
O
D
VA
tabla 4.13 se puede observar las dimensiones de la zapata de cada una de las
ER
S
E
4.13 Calculo para dimensiones deS
lasR
zapatas de las fundaciones.
O
H
C
E
DER Fundaciones continuas
fundaciones así como las reacciones obtenidas:
Fc
250
Fy
4200
Σadm
1.5
Ys
1900
Profundidad
1.5 m
CP + CV
7952 kg
1.2CP + 1.6CV
10.524 kg
BASE
65 cm
Σu
1.619
Vu act
1.71
Vu adm
8.38 okk
131
As
1.24 cm2 / m
Asmin
6 cm2 / m en ambos sentidos
Chequeo por aplastamiento
892.000 kg okk
4.1.6 Viga de riostra
S
O
D
VA
R
En la tabla 4.14 se muestra las dimensiones de la viga de riostra.
SE
E
R
S
O
H
C
Viga de riostra
E
ER
Tabla 4.14 Dimensiones de la viga de riostra.
D
Ancho (m)
0.30m
Altura (m)
0.30m
4.2. Diseño del edificio residencial de cinco (5) pisos en concreto armado
4.2.1. Arquitectura de la edificación
Se realizó la arquitectura del edificio residencial de concreto armado la cual tiene
las siguientes dimensiones: de largo 24m; de ancho 4.85m y altura entre cada piso
3.40m. Tiene aproximado 582m2.
4.2.2. Solicitaciones de carga

Carga muerta
En la tabla 4.15, se muestran los resultados de carga de servicio Se determinó las
cargas de servicio y las cargas últimas de diseño (carga muerta y carga viva). Esto
lleva en si la loseta, los nervios, anime, la base pavimentada , el friso, tabiquería y
132
el acabado del piso que se vaya a poner, todo esto depende de cómo el arquitecto
junto con el ingeniero quieran diseñar la construcción.
Tabla 4.15. Carga muerta de las losas de entre piso y la losa techo
Carga muerta
Losa 1-5
Losa 6 techo
Loseta
125
125
Nervios
100
100
Anime
5
HO
C
E
ER 30
Base pavimentada
100
D
Friso
R
SE
E
R
S 80
Acabado de piso de 100
5
S
O
D
VA
30
0
granito
Tabiquería
140
0
Carga muerta (CP) losa 1-5 = 600 kg/m2
Carga muerta (CP) losa 6 techo = 340 kg/m2

Carga viva
Carga viva (CV) losa 1-5 = 175 kg/m2
Carga viva (CV) losa 6 techo = 100 kg/m2
Wservicio losa 1-5= Cp +Cv = 600 + 175 = 775 kg/m2
U losa 1-5 =1.2*Cp + 1.6*Cv = 1.2* 600 + 1.2* 175 = 1000 kg/m2
Wservicio losa 6= Cp +Cv = 340 + 100 = 440 kg/m2
U losa 6 =1.2*Cp + 1.6*Cv = 1.2* 340 + 1.2* 100 = 568 kg/m2
133

Chequeo por sismo
Con la tabla 4.16 se obtuvo como resultado del corte basal 55624.26 kg.
Tabla 4.16 Chequeo por sismo
Ciudad: Maracaibo
→
Ao =
0,2
Grupo: B2
→
α=
1
Zona 2, ND2*
Estructura tipo
O
H
C
E
ER
Factor de reducción
D
S2
→
→
R
E
S
R=
E
R
S
I
S
O
D
VA
Concreto armado
4
T⁺ =
0,3
T* =
0,7
β=
2,6
P=
1
T=
0,48
En la figura 4.5 se muestra la forma espectral del sismo de la edificación de
concreto.
Figura 4.5 Forma espectral del edificio de concreto
134
4.2.3. Diseño de losas

Espesor de la losa
En la tabla 4.17 se muestra el cálculo del espesor y el área de cada retícula de
la losa para así predimensionar la misma.
Tabla 4.17 Calculo de espesor de losa
Losa
2.375
4.575
5.8
E
L/16 = 0.15
L/21=0.22
A
11.52
D
S
O
D
VA
L/21=0.21
ER
S
E
SR
L/21=0.28
O 28.13
22.19 H
C
E
R
E
4.475
21.70
4.05
L/16=0.253
19.64
=

Acero de la losa
En la tabla 4.18 se muestra los factores para el cálculo de acero de losa.
Tabla 4.18 Factores para el cálculo de acero.
Factores para el cálculo del acero de la losa
K
0.033
Q
0.17
Ju
0.90
As calculo
4.47 cm2
As min
7.5 cm2
Se toma el acero mínimo por norma ya que es mayor que el acero de cálculo.
135
4.2.4. Diseño de vigas
Se realizó el predimensionamiento de viga correspondiente a la edificación. En la
tabla 4.19 se observa las dimensiones de elemento:
Altura de viga hv ≈ L/12.5
Ancho de viga bo ≈ 0.6 hv
S
O
D
VA
Tabla 4.19 Dimensiones de la viga
Vigas
ER
S
E
S R 0.25
H
O
H
C
E
ER 0.25
Vigas de carga
0.35
D
Vigas de amarre
B
0.20
Luego se calculó los momentos máximos positivos y negativos por cargas
verticales en el pórtico más desfavorable. Se obtuvo la capacidad del ancho de la
viga para la colocación de tanto acero positivo como por acero negativo por carga
vertical.
4.2.5. Diseño de columnas
Se realizó el predimensionamiento de las columnas de la edificación. Se obtuvo
una dimensión de columna de 30x35 considerando que la carga más desfavorable
en la edificación es de 79.684.80 Kg. (Ver tabla 4.20)
Tabla 4.20 Dimensión y carga que actúa en las columnas.
Columnas
Dimension
30x35
Carga actuante
79460.80 kg
136

Área de acero de columnas en la edificación
En la tabla 4.21 se muestra el área de acero que se colocara en cada piso.
Tabla 4.21 Acero que se coloca en cada piso.
BASE-P1
P1-P2
P2-P3
P3-P4
P4-P5
P6-P7
1
6#7
6#7
6#7
4#7
4#7
4#7
2
6#7
6#7
6#7
4#7
4#7
4#7
3
6#8
6#8
6#8
4#7
4#7
4#7
D
5
6#7
6#7
6#7
4#7
4#7
4#7
6
4#8
4#8
4#8
4#7
4#7
4#7
7
6#7
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
4.2.6. Diseño de fundaciones
4
6#8
6#8
6#8
4#7
4#7
4#7
Se diseñó las fundaciones de la estructura. Esta consiste en fundaciones aisladas
superficiales, las cuales se diseñaron considerando las reacciones originadas por
las cargas permanentes y variables presentes en la estructura
Las fundaciones debían tener dimensiones las cuales permitieran la transmisión
de carga al terreno sin exceder el esfuerzo máximo admisible del mismo. En la
tabla 4.22 se puede observar las dimensiones de la zapata de cada una de las
fundaciones así como las reacciones obtenidas.
Tabla 4.22 Dimensionado de la zapata de fundación
Columna
Reacción (Kg)
A (cm)
B (cm)
Área (cm²)
1A
1B
2A
2B
3A
3B
4A
4B
5A
5B
77866.724
77866.724
98595.003
98595.003
117668.642
117668.642
119111.421
119111.421
103732.096
103732.096
230
230
260
260
285
285
285
285
265
265
230
230
260
260
285
285
285
285
265
265
52900
52900
67600
67600
81225
81225
81225
81225
70225
70225
137
6A
6B
7A
7B
73777.275
73777.275
19059.664
19059.664
225
225
115
115
225
225
115
115
50625
50625
13225
13225
Posteriormente al dimensionado, se calculó el acero requerido para cada
fundación. En la tabla 4.23 se puede observar el acero necesario que requiere
cada fundación superficial de la edificación:
S
O
D
VA
R
Erequerido
S
Acero
(kg)
E
SR
Tabla 4.23 Acero requerido en la fundación
Fundaciones
O
H
C
E
Fundaciones
2A-2B
DER
Fundaciones 1A-1B
262.55 kg
465.43 kg
Fundaciones 3A-3B
572.83 kg
Fundaciones 4A-4B
572.83 kg
Fundaciones 5A-5B
472.59 kg
Fundaciones 6A-6B
311.88 kg
Fundaciones 7A-7B
35.01 kg
4.2.7. Vigas de riostra
En la tabla 4.24 se muestra las dimensiones de la viga de riostra.
Tabla 4.24 Dimensiones de la viga de riostra.
Viga de riostra
Ancho (m)
Altura (m)
0.30m
0.30m
138
4.3. Analizar el comportamiento estructural de los edificios utilizando la
madera pino caribe y el concreto

Análisis estructural
Para la Resistencia al sismo la estructura de concreto posee un corte basal de
55624.26kg a su vez el corte basal de la estructura de madera es de 17000 kg.
Por otra parte el edificio de concreto tiene un periodo de vibración de 0.48
S
O
D
Adúctil y más
segundos. Se puede concluir que el edificio de madera al serV
más
R
E ante el sismo que
Srespuesta
liviano hace que la estructura pueda tener unaR
mejor
E
S
O
la estructura de concreto ya que H
al ser
su periodo de vibración mayor la fuerza
C
E
producida por el sismo
ERes diferida a través del movimiento de la estructura en
D
lugar de producir un cortante basal y esfuerzos internos mayores, como en el caso
segundos, en cambio, el edificio de madera posee un periodo de vibración de 0.87
del concreto.
Debido a lo mencionado anteriormente las combinaciones de carga que utilizan el
sismo tiene una mayor incidencia en la estructura de concreto que en la estructura
de madera. La edificacion de madera posee muros portantes las cuales son las
encargadas del caerramiento de la edificacion, a su vez, en el edificio de concreto
se necesita para los cerramientos bloques de arcilla.
Otro aspecto a analizar son los esfuerzos presentados en los elementos
horizontales que transmiten las cargas producidas por losa hasta los elementos
verticales, es decir, los esfuerzos en las vigas se puede notar que los valores de
corte en la edificación de concreto tiene una media aproximada de 2900 kg,
mientras que en la estructura de madera tiene una media aproximada de 790 kg,
además comparando los valores de momento resultante se observa que las
medias aproximadas de momento para concreto y la madera son de 3500 kg*m y
990 kg*m respectivamente. Lo anteriormente expuesto es resultado del diferencial
de reacciones producidas por las losas que tienen distintos pesos propios,
revestimiento y acabados.
139
En cuanto a la transmisión de cargas hasta el suelo, es difícil comparar el
comportamiento estructural de ambos sistemas constructivos puesto que el de
madera funciona con muros portantes mientras que el de concreto funciona con
estructuras aporticadas en la cual son columnas las que transmiten las cargas del
suelo. Sin embargo se puede resaltar que la carga media actuante en la bases de
las columnas es de aproximadamente 79750 kg lo que multiplicado por seis (6),
representa 476770 kg en un eje. Por otro lado los muros de madera transmiten
S
O
D
Ade 240000 kg
veinticuatro (24) metros lineales del muro se obtiene una carga V
total
R
SE
aproximadamente la mitad que en el caso de concreto.
E
R
S
O
H
Cque la diferencia en las dimensiones de bases y
Por último, se puede resaltar
E
R
E
pedestales de D
fundaciones para ambas estructuras se debe a las cargas
una carga lineal al suelo de 10000kg aproximadamente, lo cual multiplicado por
mencionadas en el párrafo anterior y que en el caso de la estructura de madera es
una fundación lineal, mientras que en la estructura de concreto son fundaciones
aisladas. Además los momentos resultantes en las bases de los muros fueron
menores que los resultantes en la base de las columnas debido a esto en un
diseño detallado de fundaciones, se determina que la profundidad de las mismas
puede ser menor en la estructura de madera como lo muestra los resultados.
Finalmente el edificio de concreto requiere más vigas de riostra que el edificio de
madera.

Costos
La estructura de madera pino Caribe resulto ser un menos más costosa que la
estructura de concreto armado. Se puede observar que el costo total de la
edificación de madera fue de 7.114.669,72 Bs a su vez el edificio de concreto
armado tuvo un costo total de 7.292.899,64 Bs, con una diferencia en su
realización de costo de 181.229.92Bs.
Por otro lado, se puede decir que la mano de obra en la edificación de madera al
ser un material liviano y prefabricado requiere una menor cantidad de trabajadores
140
para su montaje, en cambio, la estructura de concreto utiliza más mano de obra
para su elaboración. En comparación con la infraestructura de las edificaciones, se
requieren una cantidad de mano de obra parecida.

Tiempo de ejecución
Luego de realizarse la organización de los cronogramas de actividades de cada
estructura, es decir tanto la de madera como la de concreto se constató que la
S
O
D
A de inicio el
Teniendo en cuenta que ambas construcciones se tuvo comoV
punto
R
SEaproximadamente para
02/09/13, la estructura de concreto necesita 21
semanas
E
R
Sel 20/01/14; mientras que la estructura
O
su completa elaboración, es decir,H
culmina
C
E
R
de madera pino caribe
E requiere sólo de 11 semanas, finalizando el 11/11/13.
D
Ambos materiales constructivos son realizados en el país, en donde la madera
estructura de concreto se realiza en mayor tiempo que la estructura de madera.
pino caribe puede conseguirse en el bosque uverito con una gran proporción de
hectáreas para su elaboración.

Mantenimiento
La estructura de madera pino caribe es un material liviano y prefabricado, por esta
última condición viene de fábrica con un tratamiento completo y profundo en
contra de cualquier agente biótico que la pueda perjudicar.
Éste recibe el nombre de tratamiento de autoclave con sales minerales, y permite
el ahorro de la aplicación de cualquier tipo de mantenimiento durante la vida útil de
la estructura, contra estos agentes. Por otra parte, las viguetas de la edificación de
madera no requieren mantenimiento ya que no están expuestas al sol, donde al
ser
cerrada
la
estructura
no
necesita
ningún
mantenimiento
para
el
descoloramiento por efectos de los rayos ultravioletas; el mismo caso se presenta
en los muros de la edificación los cuales se encuentran protegidos por el cartónyeso y por el fibrocemento haciendo que el mantenimiento sea nulo. La madera es
resistente a este tipo de ambientes, sin ningún tipo de tratamiento.
141
Del mismo modo, la madera posee una gran resistencia ante agentes químicos en
ambientes ácidos o alcalinos, no reacciona con agentes oxidantes o reductores,
así como también resiste la exposición a ambientes corrosivos, razón por la cual
no requiere de protección alguna ante estos. Por el contrario, el concreto es un
material que puede resistir ambientes corrosivos pero al llegar el acero requiere
de la protección de sus elementos para mantenerse.
S
O
D
A el agua que
La madera, antes del aumento de su temperatura, debe evaporar
toda
V
R
SE no sobrepasa los
contiene, mientras que esto ocurre este material
constructivo
E
R
Sa 400°C para comenzar a arder. Está
O
100°C, y necesita una temperatura
superior
H
C
E
R
comprobado que laE
D madera expuesta a un incendio, en plena fase de desarrollo,

Comportamiento ante el fuego
se produce inicialmente una combustión rápida de la superficie de la misma
originando una capa carbonizada, la cual protege el interior de la pieza de madera
y sus propiedades mecánicas. Por lo anteriormente expuesto, se puede decir que
la pérdida de capacidad portante es debida a la reducción de sección, que
irónicamente, al perder toda su humedad al principio del incendio, aumenta su
Resistencia, es decir, la resistencia es inversamente proporcional al contenido de
humedad.
Como la carbonización de los diferentes tipos de madera se conoce, se puede
calcular una sección para que, después de determinado tiempo, siga siendo capaz
de soportar las cargas de la estructura.

Aislamiento térmico y acústico
El coeficiente de transmisión de calor del de la madera, en abeto, es de 0,15K/mK
y hasta menor. Esto reduce la necesidad de colocar paneles y materiales aislantes
adicionales, y así se disminuye la cantidad de energía consumida por la
edificación.
La velocidad del sonido en la madera es de 3900m/seg, en cambio el del concreto
142
armado es de 4000 m/seg. Esto significa que,
aunque no haya una gran
diferencia entre los dos materiales, la madera permite un menor paso del ruido a
través de ella. Esta propiedad hace que la madera sea ideal para cualquier tipo de
estructura que vaya a necesitar aislamientos acústicos excepcionales, como
auditorios, teatros etc.

Impacto ambiental
S
O
D
en comparación con el concreto armado; siendo el de la maderaV
deA
37 KWh/m2 y,
R
E
S valores referentes a la
el del concreto tiene un promedio de 85 R
KWh/m2,
E
S
O
elaboración de una estructura deH
tipo
pórtico. Se puede decir que el origen y la
C
E
R
renovación natural E
que tiene la madera hacen que este tipo de material sea
D
autosuficiente con una capacidad renovable sustentada. Existen leyes ambientales
Para su elaboración, la madera pino Caribe posee un gasto energético pequeño
que obligan que deban sembrarse dos árboles por cada árbol talado. Esto hace
que este material sea autosuficiente y pueda ser renovado a lo largo del tiempo sin
impactar de manera agresiva al medio ambiente, y convirtiendo a sus estructuras
en sostenibles.
La madera fija el anhídrido carbónico y reduce el efecto
invernadero. Es ideal para una arquitectura sostenible, además permite un ahorro
considerable de energía en edificaciones debido a su gran aislamiento térmico.
Por otro lado, el concreto para su elaboración emite gases de dióxido de carbono
que pueden ser dañinos y pueden producir algún impacto en el ambiente si estos
se disipan gran magnitud.

Estética
La madera pino Caribe no requiere de revestimientos decorativos, su grado de
terminación y su calidez estética se hace presente en forma notable, hacienda que
este material tenga un nivel de estética superior a cualquier otro. La madera al no
necesitar revestimientos decorativos se puede obtener ambientes con niveles de
confort, estéticos y aislamientos notables. En cambio, el concreto necesita de
143
revestimientos adicionales, es decir, necesita un frisado para darle un aspecto
agradable y una terminación lisa a la edificación.
4.4. Determinación de los cómputos métricos y precio unitario de las
estructuras diseñadas con madera pino caribe y con concreto armado
4.4.1. Estructura de madera pino caribe
S
O
D
VA
Tabla 4.25 Presupuesto total de edificio de madera
Numero
de partida
1
Codigo
s/c
Partida
CHO
E
R
E
D
NIVELACION Y REPLANTEO
EXCAVACIÓN EN TIERRA CON USO DE
EQUIPO DE RETROEXCAVADOR PARA
ASIENTO DE FUNDACIONES, ZANJAS U
OTROS (INCLUYE REPERFILAMIENTO A
MANO)
2
E-311310000
3
CONSTRUCCIÓN DE BASE DE GRANZÓN
NATURAL CORRESPONDIENTE A OBRAS
PREPARATIVAS. INCLUYE EL
E-319200000
SUMINISTRO Y TRANSPORTE DEL
MATERIAL HASTA UNA DISTANCIA DE 50
km.
4
E-352120210
5
E-325000125
6
E-352120210
7
E-351120210
R
SE
E
R
S
SUMINISTRO, TRANSPORTE,
PREPARACIÓN Y COLOCACIÓN DE
ACERO DE REFUERZO Fy= 4200 kgf/cm²
UTILIZANDO CABILLAS N°.4 A N°.7, PARA
INFRAESTRUCTURA
CONCRETO DE Fc 250 kgf/cm² A LOS 28
DÍAS, ACABADO CORRIENTE PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE VIGAS DE RIOSTRA,
TIRANTES Y FUNDACIONES. INCLUYE
TRANSPORTE DEL CEMENTO Y
AGREGADOS HASTA 50 km Y EXCLUYE
EL REFUERZO METÁLICO Y EL
ENCOFRADO
SUMINISTRO, TRANSPORTE,
PREPARACIÓN Y COLOCACIÓN DE
ACERO DE REFUERZO Fy= 4200 kgf/cm²
UTILIZANDO CABILLAS N°.4 A N°.7, PARA
INFRAESTRUCTURA
SUMINISTRO, TRANSPORTE,
PREPARACIÓN Y COLOCACIÓN DE
ACERO DE REFUERZO Fy= 4200 kgf/cm²
UTILIZANDO CABILLAS N°.3, PARA
INFRAESTRUCTURA
unidad cantidad
pu
total
m²
1500
9,80
14700,00
m³
46,80
213,93
10011,92
m³
8,34
2.953,11
24628,94
kg
493,02
113,18
55800,00
m³
37,01
4.772,69
176637,26
kg
269,97
92,81
25055,92
kg
81,39
113,18
9211,72
144
Tabla 4.25 Continuación
ENCOFRADO DE MADERA, TIPO RECTO,
ACABADO CORRIENTE, EN MACHONES,
m²
E-342010114
VIGAS DE CORONA, DINTELES Y VIGAS
DE RIOSTRA
CONCRETO DE Fc 250 kgf/cm² A LOS 28
DÍAS, ACABADO CORRIENTE PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE VIGAS DE RIOSTRA,
TIRANTES Y FUNDACIONES. INCLUYE
m³
E-325000125
TRANSPORTE DEL CEMENTO Y
AGREGADOS HASTA 50 km Y EXCLUYE
EL REFUERZO METÁLICO Y EL
ENCOFRADO
CONSTRUCCION DE MURO PORTANTE
s/c
ml
5X15X120
CONSTRUCCION DE MURO INTERIORES
s/c
ml
5X10X120
s/c
LOSETA
m³
CONSTRUCCION DE VIGUETAS
s/c
pieza
PREFABRICADAS
SUMINISTRO, CONFECCION Y
COLOCACION DE CUBIERTA DE
m²
E- 3721140000
MADERA, PARA SOPORTE DE
REVESTIMIENTO DE TECHOS
8
9
10
11
12
D
14
1.256,08
18275,96
4,37
6.084,52
26589,35
CHO
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
ERE
13
14,55
288,5
154
8.427,26
2431264,51
13.255,11 2041286,94
34,92
6.084,52
212471,44
288
5.901,39
1699600,32
532
693,92
369165,44
total
7.114.699,72
4.4.2. Estructura de concreto armado
Tabla 4.26 Presupuesto total edificio de concreto armado
Numero
de partida
Codigo
1
s/c
m2
E31131000
0
2
3
4
5
Partida
NIVELACION Y REPLANTEO
EXCAVACIÓN EN TIERRA CON USO DE EQUIPO
DE RETROEXCAVADOR PARA ASIENTO DE
FUNDACIONES, ZANJAS U OTROS (INCLUYE
REPERFILAMIENTO A MANO)
CONSTRUCCIÓN DE BASE DE GRANZÓN
NATURAL CORRESPONDIENTE A OBRAS
E-319200000 PREPARATIVAS. INCLUYE EL SUMINISTRO Y
TRANSPORTE DEL MATERIAL HASTA UNA
DISTANCIA DE 50 km.
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
E-351120210 COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°,4 A N°.7,
PARA INFRAESTRUCTURA
CONCRETO DE Fc 250 kgf/cm² A LOS 28 DÍAS,
ACABADO CORRIENTE PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE VIGAS DE RIOSTRA,
E-325000125
TIRANTES Y FUNDACIONES. INCLUYE
TRANSPORTE DEL CEMENTO Y AGREGADOS
HASTA 50 km Y EXCLUYE EL REFUERZO
METÁLICO Y EL ENCOFRADO
unid
cantidad
ad
pu
total
1500
9,80
14700,00
m³
125,11
213,93
26764,13
m³
8,34
2.953,11
24628,97
kg
2625,84
113,08
296929,99
m³
34,04
4.772,69
162462,54
145
Tabla 4.26 Continuación
6
7
8
9
10
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
E-352120210
kg
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°.4 A N°.7,
PARA INFRAESTRUCTURA
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
E-351120210
kg
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°.3, PARA
INFRAESTRUCTURA
ENCOFRADO DE MADERA, TIPO RECTO,
s/c
m²
ACABADO CORRIENTE, EN VIGAS DE RIOSTRA
CONCRETO DE Fc 250 kgf/cm² A LOS 28 DÍAS,
ACABADO CORRIENTE PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE VIGAS DE RIOSTRA,
E-325000125
TIRANTES Y FUNDACIONES. INCLUYE
m³
TRANSPORTE DEL CEMENTO Y AGREGADOS
HASTA 50 km Y EXCLUYE EL REFUERZO
METÁLICO Y EL ENCOFRADO
ENCOFRADO DE MADERA, TIPO RECTO,
E-342.010.113ACABADO CORRIENTE, EN LOSA, INCLUYENDO m²
MACIZADOS
D
92,81
42768,70
135,5
113,08
15322,34
57,87
1.256,08
72689,35
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
460,82
7,38
6.084,52
44903,76
448,13
1.256,08
562887,13
11
E-342.010.111
ENCOFRADO DE MADERA, TIPO RECTO,
ACABADO CORRIENTE, EN COLUMNAS
m²
301,92
1.256,08
379235,67
12
E-342.010.112
ENCOFRADO DE MADERA, TIPO RECTO,
ACABADO CORRIENTE, EN VIGAS DE CARGA
m²
221,82
1.256,08
278623,67
13
s/c
ENCOFRADO DE MADERA, TIPO RECTO,
ACABADO CORRIENTE, EN VIGA DE AMARRE
m²
104,35
1.256,08
131071,95
s/c
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°.4 A N°.7,
PARA SUPERESTRUCTURA COLUMNAS
kg
1366,6
92,81
126827,51
s/c
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°,8 A N°.11,
PARA SUPERESTRUCTURA COLUMNAS
kg
649,21
112,93
73317,78
s/c
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
kg
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°.3, PARA
SUPERESTRUCTURA ESTRIBOS DE COLUMNAS
228,07
112,93
25755,95
22,02
6.084,52
133981,13
14
15
16
17
CONCRETO DE Fc 250 kgf/cm² A LOS 28 DÍAS,
ACABADO CORRIENTE PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE COLUMNA
E-331100125
RECTANGULARES. INCLUYE TRANSPORTE DEL
CEMENTO Y AGREGADOS HASTA 50 km Y
EXCLUYE EL REFUERZO METÁLICO Y EL
m³
146
Tabla 4.26 Continuación
18
19
20
LOSA NERVADA EN 2 DIRECCIONES E=25CM
CON CONCRETO DE Fc 250 kgf/cm² A LOS 28
E-333225125 DÍAS, INCLUYE TRANSPORTE DEL CEMENTO Y
AGREGADOS HASTA 50 km Y EXCLUYE EL
REFUERZO METÁLICO Y EL ENCOFRADO
m³
57,7
6.084,52
351076,80
SUMINISTRO, TRANSPORTE Y COLOCACION DE
ANIME EN LOSA NERVADAS
m2
510
777,98
396769,80
m³
15,7
6.084,52
s/c
CONCRETO DE Fc 250 kgf/cm² A LOS 28 DÍAS,
ACABADO CORRIENTE PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE VIGAS DE CARGAS Y
E-332000125
MACIZADO. INCLUYE TRANSPORTE DEL
CEMENTO Y AGREGADOS HASTA 50 km Y
EXCLUYE EL REFUERZO METÁLICO Y EL
CONCRETO DE ENCOFRADO
Fc 250 kgf/cm² A LOS 28 DÍAS,
21
s/c
22
s/c
23
24
25
26
27
28
R
SE
E
R
S
O
ECH
ACABADO CORRIENTE PARA LA
CONSTRUCCIÓN DEVIGAS DE AMARRE,
INCLUYE TRANSPORTE DEL CEMENTO Y
AGREGADOS HASTA 50 km Y EXCLUYE EL
REFUERZO METÁLICO Y EL ENCOFRADO
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°.4 A N°.7,
PARA SUPERESTRUCTURA VC Y VA PARA
TODO EL EDIFICIO
S
O
D
VA
95526,96
m³
13,04
6.084,52
79342,14
kg
6037,39
92,81
560330,17
kg
1580,66
113,08
178733,95
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°.3, PARA
SUPERESTRUCTURA ESTRIBOS VC Y VA
kg
809,09
113,08
91488,27
CONSTRUCCION DE PAREDES DE BLOQUE
HUECO DE ARCILLA, ACABADO CORRIENTE,
ESPESOR 15 CM NO INCLUYE MACHONES.
DINTELES Y BROCALES. INCLUYE
E-411011010
TRANSPORTE DE LOS BLOQUES HASTA 50 KM
m²
DER
SUMINISTRO, TRANSPORTE, PREPARACIÓN Y
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy=
E-352130210
4200 kgf/cm² UTILIZANDO CABILLAS N°,8 A N°.11,
PARA SUPERESTRUCTURA
s/c
CONSTRUCCION DE REVESTIMIENTO INTERIOR
E41310200 EN TECHO CON MORTEROS A BASE DE CAL,
ACABADO LISO. INCLUYE FRISO BASE
3
ECONSTRUCCION DE REVESTIMIENTO INTERIOR
41210200 EN PAREDES CON MORTERO A BASE DE CAL,
3
ACABADO LISO. INCLUYE FRISO BASE
CONSTRUCCION DE REVESTIMIENTO
EEXTERIOR EN PAREDES CON MORTERO A
41220200
BASE DE CAL, ACABADO RUSTICO. INCLUYE
1
FRISO BASE
1456533,80
1754,86
830
532
773,27
1069,47
690,77
871,07
597,07
m²
411379,64
m²
738757,79
m²
520089,76
total
7.292.899,64
147
CONCLUSIONES

A través de esta investigación se realizó dos estructuras en las cuales se
evaluaron diferentes parámetros para obtener la mejor edificación posible. Se
diseñó una estructura a base de madera a través de viguetas doble TEE y
muros portantes de madera en la cual se obtuvo un presupuesto total de
7.092.178.03 bs. La estructura de concreto armado con vigas y columnas de
concreto con presupuesto total de 7.292.899.64 bs.

S
O
D
VA
ER
S
E
R
que se va a realizar en un menor tiempo
bajo los mismos parámetros que la
S
O
H
C
estructura de concretoE
armado.
R
DE se rompe con el mito de las estructuras a base de
Con esta investigación
La estructura a base de madera tiene un menor costo estructural con
resistencia de sus elementos necesaria para su diseño. Es una edificación

madera determinando que las estructuras son viables tanto económica como
estructuralmente, esperando que esta investigación sirva como incentivo para
que los ingenieros puedan desarrollar esta alternativa constructiva y así
modernizar y culturizar la ciudad de Maracaibo.
148
RECOMENDACIONES
Una vez cubiertos los objetivos de la investigación y llegado a las conclusiones
respectivas,
se
presentan
las
siguientes
recomendaciones
para
futuras
investigaciones relacionadas con la materia.

Realizar investigaciones que analicen medios alternativos de como conservar
la madera pino caribe.

S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Realizar investigaciones del comportamiento de edificios de madera pino
caribe con más de cinco pisos.
HO
C
E
edificaciones deEmadera
D R pino caribe

Realizar investigaciones detalladas que analicen la factibilidad del uso de
en comparación con otro material
constructivo como el acero.

Realizar la misma comparación constructiva con otros tipos de madera de
resistencias apropiadas.

Realizar un manual de diseno de estas edificaciones a base de madera, para
tecnificar a la mano de obra y realizar las edificaciones con las
especificaciones necesarias.
149
REFERENCIAS BIBLIOGÁFICAS
 Kassimali, A (2001). Análisis estructural. Segunda edición.
 Hibeller, R.C. (1997). Análisis estructural. Tercera edición.
 Vezga Taborda, C (2002). Elementos de ingeniería sismoresistentes.
 Bernitti, J (2011). Proyecto estructurales en madera (Chile).
 Addlesson, L (2001). Materiales para la construcción.
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
 Nilson, A(1994) Diseño de estructuras de concreto. 11va Edición.
O
H
C
E
ER
 Norma COVENIN 1756 (2006).
D
 Eurocodigo (2006).
 Casarin y Osorio, (2009). Análisis comparativo de los costos de una cubierta de
madera laminada encolada y una cubierta de acero. Tesis de grado.
 Bavarezco, A (2006). Proceso metodológico de la investigación. 5ta edición.
 Tamayo y Tamayo, M (1997). El proceso de la investigación científica. Editorial
Limusa S.A. Mexico.
 Castro, M. (2003). El proyecto de investigación y su esquema de elaboración.
(2ª.ed.). Caracas: Uyapal.
 Hurtado de Barrera, J (2010). Metodología de la investigación. Cuarta edición.
 Hurtado de Barrera, J (2010). El proyecto de investigación. Sexta edición.
 Naghi Namakforoosh, M(1997). Metodología de la investigación. Editorial
Limusa.
 Sabino, C (2002). El proceso de la investigación. Cuarta edición.