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Con

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dela

con

struccinconmadera

Docu

mentodeaplicacindelCTE

G U A D E C O N S T R U I R C O N M A D E R A

Captulo

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Edicin:Construir con Madera (CcM)

CcM es una iniciativa de la Confederacin Espaola de Empresarios de laMadera (CONFEMADERA) en el marco del programa Roadmap2010, quecuenta con la financiacin y apoyo de promotores pblicos y privados.

CONFEMADERAC/ Recoletos 13; 1 dcha28001 MadridTfno 915944404

www.confemadera.es

Autores:

JUAN QUEIPO DE LLANO MOYABEATRIZ GONZLEZ RODRIGOMARIANA LLINARES CERVERACARLOS VILLAGR FERNNDEZVIRGINIA GALLEGO GUINEATambin han colaborado: Teresa Carrascal Garca, Elena Fras Lpez, MaraJess Gavira Galocha, Daniel Jimnez Gonzlez, Pilar Linares Alemparte,Amelia Romero Fernndez, Virginia Snchez Ramos, Jos Antonio Tenorio Ros

Unidad de Calidad en la Construccin

Instituto de Ciencias de la Construccin Eduardo TorrojaConsejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC)

Direccin y Coordinacin:

JUAN I. FERNNDEZ-GOLFN SECOCentro de Investigacin Forestal (CIFOR-INIA)Ministerio de Ciencia e Innovacin

MARTA CONDE GARCAEscuela Tcnica Superior de Ingenieros Agrnomos y de MontesUniversidad de Crdoba

LUIS VEGA CATALN Y JUAN QUEIPO DE LLANO MOYA

Instituto de Ciencias de la Construccin Eduardo TorrojaUnidad de Calidad en la ConstruccinConsejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC)Ministerio de Ciencia e Innovacin

Crditos fotogrficos:

Fotografa de portada: GRUPO HOLTZADibujos y esquemas: los autores

ISBN: 978-84-693-1288-9Depsito legal: M-17442-2010

Derechos de la edicin: CONFEMADERA de los textos: IETcc

Con la financiacin del


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PREFACIO

Con la aprobacin el 17 de marzo de 2006 (RD 314/2006) delCdigo Tcnico de la Edificacin (CTE), ha comenzado unanueva etapa en la construccin en la que la reglamentacines ms completa y en donde se han normalizado, a nivel na-cional, las estructuras con madera (DB SE-M).

El CTE desarrolla los requisitos bsicos de la Ley de Ordenacinde la Edificacin (LOE), establecidos en forma de exigencias b-

sicas en prestaciones, proporcionando mtodos y solucionespara cumplir estas. Sin embargo, el propio CTE establece la op-cin de cumplir los requisitos bsicos de la LOE mediante el usode las denominadas soluciones alternativas y el empleo de la in-formacin contenida en los denominados documentos reco-nocidos del CTE. Estas soluciones alternativas son las que seapartan parcial o totalmente de las descritas en los Documen-tos Bsicos del CTE y que el proyectista puede utilizar siemprey cuando cuente con el consentimiento del promotor y justifi-que adecuadamente el cumplimiento de las exigencias.

Los documentos reconocidos son documentos de carcter tc-nico (especificaciones, guas tcnicas, cdigos de buenas prc-

ticas, etc.), sin carcter reglamentario, que contando con elreconocimiento expreso del Ministerio de la Vivienda facilitanla aplicacin del CTE. De esta enumeracin queda excluido loque se refiere a un producto particular o bajo patente. Son, endefinitiva, documentos de apoyo que permiten alcanzar deuna forma flexible y eficiente el objetivo de mejorar la calidadde los edificios.

El proyecto de Construir con Madera edita esta serie de pu-blicaciones, bajo el paraguas comn de la denominacin deGua de construir con madera, con el objetivo de plantearsoluciones constructivas con madera que cumplan los requi-sitos establecidos por el CTE y de proporcionar toda la infor-

macin que el proyectista necesita conocer sobre los distintoselementos constructivos fabricados con materiales de maderao productos derivados de la misma. Las 6 publicaciones con-tenidas dentro de la citada Gua de la madera, que nacencon el objetivo de transformarse a medio plazo en documen-tos reconocidos del CTE, se configuran como herramientafundamental en fase de proyecto ya que de hecho constitu-yen una compilacin y ampliacin de los actuales contenidosde los Documentos Bsicos del CTE. Los objetivos particularesde estas publicaciones son:

- Presentar las caractersticas propias de la madera comomaterial de construccin y sus usos ms adecuados.

- Describir y evaluar tcnicamente los productos de madera,o derivados de sta, empleados en la construccin.

- Describir y evaluar las prestaciones de los sistemas y deta-lles constructivos basados en la madera.

- Proporcionar sistemas y detalles constructivos que cum-plan las exigencias del CTE.

- Establecer conceptos generales de calidad, recepcin ypuesta en obra.

- Establecer condiciones para un adecuado uso, mantenimientoy conservacin de lo elementos construidos con madera.

Las seis publicaciones que integran la Gua de construir conmadera son las siguientes:

Captulo 0. Conceptos bsicos de la construccin conmadera

Captulo 1. Productos de madera para la construccin

Captulo 2. Durabilidad.

Captulo 3. Seguridad frente al fuego.

Captulo 4. Uniones.

Captulo 5. Ejecucin, control y mantenimiento. Patologa.


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Documentodeaplicacin

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INTRODUCCIN 5

1. GENERALIDADES 7

- Objeto y mbito de aplicacin 7

- Cuadro de exigencias por elemento 7

2. CONSIDERACIONES GENERALES 9

- Introduccin 9

- Beneficios de la produccin de madera: bosques y plantaciones 9- Caractersticas de la madera como material de construccin 10

- Tipos de edificacin 11

3. CARACTERSTICAS Y PRESTACIONES DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS CON MADERA. 15

- Introduccin 15

- Nociones bsicas del material 15

- Comportamiento mecnico 16

- Comportamiento al fuego 26

- Reaccin de la madera sometida a un incendio 26

- Resistencia de la madera sometida a un incendio 27- Capacidad portante 27

- Integridad y aislamiento 30

- Comportamiento acstico 33

- Comportamiento trmico y ahorro de energa del sistema constructivo con madera 37

- Comportamiento en relacin con la salubridad 40

- Comportamiento en relacin con la seguridad de utilizacin 41

4. CONSIDERACIONES BSICAS PARA EL PROYECTO Y EJECUCIN

DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS CON MADERA 43

- Conceptos bsicos de diseo con productos de madera 43

- Eleccin del material segn sus caractersticas y prestaciones 43

- Elemento lineal 43

- Elemento superficial 45

- Elemento de unin 47

- Consideraciones bsicas para la recepcin, almacenamiento y ejecucin de edificios en madera 50

5. SISTEMAS DE CERTIFICACIN DE PRODUCTOS CONSTRUCTIVOS DE MADERA

O DERIVADOS: EL MARCADO CE 51

Relacin de Normas mencionadas en el presente texto 53

Anexo A. Tablas de clculo para vigas biapoyadas 55

Anexo B. Ejemplo de un proyecto de madera 61

INDICE


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La presente publicacin constituye el captulo 0 de la Guade construir con madera, en el que se introduce a la maderacomo material de construccin, as como a los sistemas cons-tructivos asociados a la misma, considerando en todo mo-mento las exigencias establecidas por la normativa actual dela edificacin. Constituye, pues, una primera aproximacin almaterial y sus sistemas constructivos ms habituales que,posteriormente, puede ser ampliada acudiendo a los distintos

captulos de esta Gua en los que se abordan monogrfica-mente aspectos relevantes del material y de la construccincon madera.

Para facilitar el uso de la madera en la construccin, en este ca-ptulo introductorio se presentan mtodos simplificados y apro-ximados para determinar los detalles constructivos msadecuados para las diferentes situaciones y exigencias as comopara seleccionar los mejores productos a emplear en cada si-tuacin. Los mtodos propuestos cumplen todos ellos con lasexigencias del CTE en lo referente a seguridad estructural, se-guridad en situacin de incendio, seguridad de utilizacin, sa-lubridad, proteccin frente al ruido y ahorro de energa.

INTRODUCCIN


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1.1. OBJETO Y MBITO DE APLICACIN

El objeto de la presente publicacin es proporcionar al pro-yectista el conocimiento bsico sobre la madera como mate-rial de construccin, as como del comportamiento, en relacincon las distintas prestaciones exigidas en el Cdigo Tcnicode la Edificacin (CTE), de diferentes sistemas constructivosresueltos con productos de madera o derivados. El documento

se configura como herramienta en fase de proyecto para laayuda en el diseo, eleccin del material, predimensionado deelementos y resolucin de los detalles constructivos bsicosque aseguren las prestaciones establecidas en el CTE.

El mbito de aplicacin de este documento son principal-mente edificios de viviendas y edificacin pblica en dondela madera sea el elemento estructural.

1.2 CUADRO DE EXIGENCIAS POR ELEMENTO

El Cdigo Tcnico de la Edificacin presenta una serie de exi-

gencias que afectan a los edificios. En la Tabla 0.1. se indicacuales son estas exigencias para cada uno de los elementosconstructivos resueltos con madera.

Los documentos de referencia son los siguientes:

DB SE Documento Bsico de Seguridad Estructural:Bases de Clculo. Establece reglas y procedi-

mientos para cumplir las exigencias bsicas deseguridad estructural.

DB SE-AE Documento Bsico de Seguridad Estructural: Ac-ciones en la Edificacin. Establece las bases declculo de la seguridad estructural

DB SE-M Documento Bsico de Seguridad Estructural:Madera. Regula la seguridad estructural en ma-dera.

DB SE-A Documento Bsico de Seguridad Estructural:

Elemento

DB ExigenciaFachadas Medianeras Particionesinteriores

verticalesParticionesinteriores

horizontales CubiertasSuelos en

contacto concmarassanitarias

Suelos encontacto con el

aire exteriorSE SE 1

SE 2SE AE SE 1

SE 2SE-M SE 1

SE 2SE-A(1) SE 1

SI SI-1SI-2SI-6

SUA SUA-1 (2)

HS HS-1 (3)HE HE-1HR (4)

-

Tabla 0.1. Documentos del CTE que pueden afectar a cada uno de los elementos constructivos con madera

SE 1 Resistencia y estabilidad.

SE 2 Aptitud de servicio.

(1) Afecta a las uniones metlicas.

(2) Afecta slo a cubiertas practicables.

(3) Afecta slo a las medianeras que vayan a quedar descubiertas porque no se ha edificado en los solares colindantes o porque la superficie delas mismas excede a las de las colindantes.

(4) Afecta slo en los siguientes casos:- Entre recintos protegidos colindantes horizontales, pertenecientes a distintas unidades de uso.

- Entre un recinto protegido colindante horizontal con un recinto de instalaciones o recinto de actividades.

1. GENERALIDADES


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Acero. Regula la seguridad estructural del acero,empleado en algunas uniones entre elementosde madera.

DB SI 1 Documento Bsico de Seguridad en caso de In-cendio, propagacin interior. Establece los par-

metros de diseo y requisitos de los elementospara para limitar el riesgo de propagacin delincendio por el interior del edificio.

DB SI 2 Documento Bsico de Seguridad en caso de In-cendio, propagacin exterior. Establece los pa-rmetros de diseo y requisitos de los elementospara para limitar el riesgo de propagacin delincendio por el exterior, tanto en el edificio con-siderado como a otros edificios.

DB SI 6 Documento Bsico de Seguridad en caso de In-cendio, resistencia al fuego de la estructura. Es-

tablece los valores de resistencia que mantendrla estructura durante el tiempo necesario paraque puedan cumplirse el resto de exigencias b-sicas del DB SI.

DB SI Anexo D Documento Bsico de Seguridad en caso de In-cendio, Resistencia al fuego de los Elementos deAcero. Regula la seguridad estructural frente aun incendio de las uniones metlicas entre ele-mentos de madera.

DB SI Anexo E Documento Bsico de Seguridad en caso deIncendio, Resistencia al fuego de las Estruc-

turas de Madera. Regula la seguridad estruc-tural frente a un incendio de las estructurasde madera.

DB SUA Documento Bsico de Seguridad de Utilizacin yAccesibilidad. Establece los parmetros mnimoso mximos para limitar el riesgo de que losusuarios sufran daos durante el uso normal deledificio y asegurar la accesibilidad. Establece losparmetros de diseo del edificio.

DB HS 1 Documento Bsico Salubridad, proteccin frentea la humedad. Establece los parmetros quedeben tener muros, suelos, fachadas y cubiertaspara limitar el riesgo derivado de la penetracinde agua en el edificio. Este documento afecta enla construccin de sistemas constructivos conelementos estructurales de madera o derivados

DB HS 2, 3, 4, 5 Documento Bsico Salubridad. Establece los pa-rmetros de diseo para asegurar que en el edi-ficio se den condiciones adecuadas de recogiday evacuacin de residuos, la calidad de agua in-terior, el suministro y la evacuacin de agua.Estos documentos afectan bsicamente al di-seo de la edificacin.

DB HE 1 Documentos Bsico de Ahorro de Energa, limi-tacin de la demanda energtica. Establece losparmetros que deben tener muros, suelos, fa-chadas, particiones y cubiertas para limitar lasprdidas energticas de los edificios.

DB HE 2, 3, 4, 5 Documentos Bsico de Ahorro de Energa. Esta-blece las instalaciones necesarias para propor-cionar un ahorro energtico de la edificacin.Este documento afecta bsicamente al diseode la edificacin.

DB HR Documento Bsico, proteccin frente al ruido.Establece los parmetros que deben tenermuros, suelos, fachadas, particiones y cubiertaspara asegurar una proteccin adecuada de laedificacin ante el ruido.

Normas Europeas

Adems afectan a la construccin con madera los documen-tos europeos:

- Eurocdigo 1:Bases de proyectos y acciones en estructuras.(EN 1991)

- Eurocdigo 3:Diseo de estructuras metlicas. En su parteEN 1993-1-8. Diseo de las uniones.

- Eurocdigo 5:Proyecto de estructuras de madera. En su parteUNE-EN 1995-1-1. Reglas generales y reglas para edificaciny de EN 1995-1-2. Estructuras sometidas al fuego.


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2.1. INTRODUCCIN

La madera ha sido un material tradicionalmente empleadoen la edificacin. Los antiguos sistemas constructivos conmadera han ido evolucionando a lo largo de los siglos deforma distinta en funcin de las condiciones climticas y so-ciales de cada zona. Por dicho motivo pueden apreciarsedesde sistemas con madera muy simples a sistemas alta-

mente sofisticados y exigentes. En todo caso, en muchos lu-gares la madera sigue y debe seguir jugando un papelimportante en el proceso edificatorio.

En nuestro pas, la falta de un suministro regular de madera,unida al rpido desarrollo de la industria de otros materialescomo el acero y el hormign armado, han sido algunas de lascausas de que, en el ltimo siglo, la utilizacin de la maderaen el campo estructural haya disminuido, con la consiguienteprdida de experiencia constructiva con este material. De laimportancia que la madera ha tenido en el pasado dan feha-ciente muestra los cientos de edificaciones histricas y cas-cos urbanos que han hecho uso de este material como

elemento estructural. La falta de un suministro regular demadera (especialmente patente en Espaa en los ltimos 50aos), junto con la ausencia de una normativa oficial queamparase al proyectista en sus clculos y diseos, han tra-do consigo el paulatino desuso del material. De hecho,hasta marzo del 2006 no haba ninguna normativa nacio-nal de referencia obligada que regulara el clculo estruc-tural de madera. Esta situacin ha cambiado drsticamenteen el ltimo decenio con la aparicin del Eurocdigo 5 yms recientemente con la del Cdigo Tcnico de la Edifi-cacin y muy especialmente con la del Documento Bsicode Seguridad Estructural Estructuras de Madera (DB SE-M), precisamente en un momento, en el los gobiernos eu-

ropeos, para alcanzar los compromisos del Protocolo deKyoto, estn promocionado el uso de la madera en la cons-truccin, basndose en su gran capacidad fijadora de CO2y su positivo efecto en la reduccin de la huella ecolgicadejada por el proceso edificatorio.

2.2. BENEFICIOS DE LA PRODUCCIN DEMADERA: BOSQUES Y PLANTACIONES

La madera que se usa en la construccin en Espaa provienede bosques y plantaciones forestales gestionados de formasostenible que, incluso, en muchos casos incorpora una cer-

tificacin externa emitida por terceras partes (PEFC, FSC, etc.)que acredita que las prcticas realizadas tanto en la gestin

forestal como en toda la cadena de custodia asociada al pro-ceso de transformacin se han llevado a cabo siguiendo es-trictos criterios de proteccin medioambiental y social. Es pordicho motivo por lo que, y sin gnero de dudas, puede afir-marse que la madera es un material renovable (a la vez quereciclable) cuyo uso creciente no slo no esquilma y compro-mete la persistencia de nuestros bosques sino que, adems,genera efectos medioambientales positivos tanto en nuestro

clima (por su efecto sobre los ciclos del agua, de los nutrien-tes y del carbono atmosfrico) como en la seguridad y salu-bridad de las edificaciones en las que es incorporado. Pordicho motivo puede afirmarse que el incremento en el con-sumo de madera produce efectos medioambientales y socia-les positivos y crecientes, al fomentar la reforestacin degrandes superficies de terreno antiguamente dedicadas a laagricultura y hoy completamente abandonadas.

Para conseguir desterrar ideas equivocadas, conviene reteneralgunos conceptos de inters:

- Fijacin del CO2 de la atmsfera. Los bosques secundarios

y plantaciones forestales son uno del los grandes sumide-ros de dixido de carbono que existen a nivel mundial (en2004 los bosques espaoles fijaron el 18,8% del CO2 totalemitido a nivel nacional). El rbol a travs de la fotosnte-sis capta (respira) CO2 atmosfrico, exhalando oxgeno yalmacenando el dixido de carbono en la la estructura dela propia madera. Segn el Centro Nacional de Desarrollode la Madera de Francia (CNDM) una tonelada de maderaempleada en la edificacin significa 1,6 toneladas de CO2retiradas de la atmsfera (por s misma almacena 1 tone-lada, el resto viene del efecto sustitutorio de otros ma-teriales emisores). Como cifra de referencia puede decirseque una plantacin forestal, como trmino medio, fija

anualmente por hectrea de superficie todo el CO2 emi-tido anualmente por seis coches. Las cifras anteriores re-velan de forma clara que el consumo de madera acta, deforma activa, contra el principal de los gases responsa-bles del efecto invernadero.

- Regulacin del ciclo hidrolgico. Las races de los rbo-les absorben el agua y los minerales del terreno, bombe-ndolos por toda la estructura vascular interior (en formade savia bruta) hasta las hojas, donde se lleva a cabo lafotosntesis. Parte del agua bombeada desde el terrenohasta la copa de los rboles es evaporada a travs de losestomas de las hojas, contribuyendo de esta forma efi-

cazmente al incremento de la humedad relativa y pluvio-sidad locales.

2. CONSIDERACIONES GENERALES


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- Proteccin frente a la erosin hdrica y elica. La cubiertaforestal frena a las gotas de lluvia en su cada libre desdelas nubes haciendo que el impacto contra el suelo seamenos violento y que ste se desagregue y sea arrastradopor el agua en su discurrir por la superficie (escorrenta).La menor velocidad de circulacin del agua favorece tam-

bin la mejora de su captacin por el suelo incrementandode este modo la tasa de recarga de los acuferos. La cu-bierta arbrea tambin protege al suelo frente a la fuerzaerosiva del viento. La positiva influencia de la cubierta ar-brea frente a la escorrenta y la desertificacin esreconocida desde antiguo, existiendo numerosas reforesta-ciones efectuadas en las grandes cuencas y cabeceras delos ros para proteger a las poblaciones y los suministrosacuferos. Cuando la gestin forestal es sostenible, estafuncin protectora de los bosques puede ser compatible conla funcin productiva.

- Mantenimiento de la vida silvestre y la biodiversidad. En

los bosques y plantaciones forestales la fauna y flora en-cuentran refugio y alimento siendo tan slo el vrtice deuna pirmide trfica mucho ms rica, en la que bacterias,hongos e invertebrados juegan un importantsimo papel.Frente a las prcticas agrcolas habituales, en las que el usode fertilizantes y herbicidas es prctica habitual, las plan-taciones forestales minimizan el uso de productos qumicos,por lo que, la conversin de terrenos agrcolas en foresta-les supone por s sola una notable mejora medioambiental,que tiene como efecto colateral positivo un notable incre-mento en la biodiversidad.

2.3. CARACTERSTICAS DE LA MADERA COMO

MATERIAL DE CONSTRUCCIN

Adems de los beneficios, ya vistos, que las plantaciones ybosques traen consigo durante el proceso de crecimiento dela madera, este material presenta una serie de propiedadesque la hacen muy adecuada para el sector de la construccin.Entre ellas cabe citar:

a) Requiere poco gasto energtico para su fabricacin, trans-porte y puesta en obra.

b) Es ligera y con una buena relacin resistencia/peso.c) Su comportamiento ante el fuego es predecible.

d) Con el diseo y ejecucin adecuados las soluciones cons-tructivas con madera son muy durables, incluso en am-bientes con altas concentraciones de productos cidos ysoluciones de sales de cidos.

e) Es fcilmente manejable y mecanizable.f) Permite realizar montajes de forma rpida, limpia y en au-

sencia de agua.

A continuacin se pasa a desarrollar cada uno de estos puntos.

- Bajo consumo energtico. En su proceso de fabricacinel rbol utiliza una energa no fsil e infinitamente reno-vable, como es la solar. Pero, por otra parte, y debido a su

estructura y baja densidad, el consumo de energa en losprocesos de transformacin, transporte y puesta en obra esbajo y por lo tanto, los ser tambin las emisiones CO2 y del

resto de los gases que provocan el efecto invernadero. Elcontenido energtico de las estructuras de madera en ser-vicio es, como media y a igualdad de masa, diecisiete vecesinferior al de las estructuras de acero.

Por otra parte, despus del periodo de vida til de un ele-

mento o producto derivado de madera (ciclo de vida), stepuede ser reutilizado en otras construcciones, recicladocomo materia prima para fabricar tableros o vigas recons-tituidas o valorizado energticamente, evitando con ello elconsumo de energas fsiles altamente emisoras de CO2. Enel caso ms desfavorable, que este material fuera des-echado sin valorizacin energtica final, la madera es unmaterial biodegradable y no contaminante, susceptible deser incorporado al humus.

- Ventajas resistentes. La madera es un material ligero conuna relacin elevada entre resistencia y peso. Esta relacin,en traccin y compresin paralela a las fibras, es similar a la

del acero pero superior, en el caso de traccin, a la del hor-mign. En cambio, comparada con estos dos materiales, elmdulo de elasticidad es bajo aunque no as la rigidez es-pecfica (relacin entre elasticidad y densidad), que vuelvea ser muy similar en los dos materiales antes citados.

- Comportamiento ante el fuego. Aunque la madera es unmaterial combustible e inflamable tiene la virtud de poseerun comportamiento predecible a lo largo del desarrollo delincendio, ya que la prdida de seccin se puede considerarconstante en el tiempo. Cuando la madera o cualquier ma-terial derivado de ella se encuentran sometidos a un in-cendio generalizado, la superficie expuesta al mismo se

inflama creando rpidamente una capa carbonizada ais-lante que incrementa su proteccin natural (el carbn ve-getal es un gran aislante trmico). Al ser la madera un malconductor del calor, la transmisin hacia el interior de lasaltas temperaturas es muy baja, por lo que se puede con-siderar que la madera que no ha sido carbonizada mantienesus caractersticas resistentes en condiciones normales,pese a la actuacin de incendio. Este comportamiento esla base de una notable resistencia estructural al fuego.

- Durabilidad. Con un diseo y puesta en obra correctos, lassoluciones constructivas con madera pueden llegar a sermuy durables. Este hecho es fcilmente constatable a tra-

vs de la observacin de las numerosas obras que con cien-tos de aos de antigedad a sus espaldas han llegado hastanuestros das en perfecto estado de conservacin.

Por otra parte, la madera es un material resistente a la accinde un gran nmero de compuestos qumicos, presentando unmejor comportamiento que el hierro y los aceros normales ala accin de los cidos y de las soluciones de sales de cidos.En estos ambientes la madera es un excelente material cons-tructivo ya que evita las siempre costosas labores de mante-nimiento. Este hecho, por s solo, explica el notableincremento de su uso en piscinas y polideportivos cubiertos,en recintos industriales (por ejemplo almacenes de sal y de

otros productos qumicos gaseosos) y, ms recientemente, enrecintos comerciales.


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- Ventajas constructivas.

- Adaptabilidad. La madera se adapta a prcticamente cual-quier estilo, permitiendo y fomentando la originalidad de losdiseos. Este material permite salvar grandes luces, aperturade grandes huecos, adaptacin al entorno y una enorme va-

riedad de texturas, formas y colores. La posibilidad de elegir,como acabado exterior, entre diversos tipos de tableros y ma-deras tratadas multiplica las posibilidades.

- Tiempo de montaje. Por su ligereza y fcil ajuste en obra, lasestructuras de madera permiten aminorar los tiempos demontaje con respecto a otros materiales. El empleo de ele-mentos estructurales normalizados y la prefabricacin en ta-ller permiten disminuir drsticamente los tiempos deejecucin de una obra. Adems, el uso de sistemas construc-tivos con madera propicia la construccin en seco, lo que re-duce los problemas asociados a la presencia de agua y en obradurante la ejecucin.

- Ventajas de confort

Las casas de madera proporcionan una agradable sensacin deconfort a sus habitantes. Esto es debido a que:

a. La madera mantiene un equilibrio higroscpico con elmedio, tomando o cediendo humedad hasta alcanzar elequilibrio. Por dicho motivo, la presencia de madera enuna vivienda regulariza la humedad del medio interior.

b. La madera es un material que presenta una buena ab-sorcin de las ondas acsticas, lo que se traduce en unareduccin de la reverberacin de las ondas sonoras y en

una mejora del confort acstico interno de los edificios.c. La madera es un buen aislante trmico, lo que reduce el

consumo de energa en el uso de los edificios.

Un estudio recientemente llevado a cabo por el Instituto Bio-mecnica de Valencia (IBV), centro concertado de la Universi-dad Politcnica de Valencia (UPV) para el proyecto Vivir conMadera ha sacado a la luz numerosas evidencias cientficasque permiten demostrar que las viviendas con madera en su in-terior y estructura contribuyen de forma eficaz a mejorar lasalud de los moradores al mejorar las condiciones de clima in-terior (regulacin de temperatura y humedad relativa), acsti-cas (al reducir las reverberaciones) y hasta psicolgicas de los

moradores (derivadas de la sensacin de contacto con produc-tos naturales, absorcin de radiaciones electromagnticas, etc.).Para ampliar la informacin sobre estos aspectos se recomiendaacudir a la publicacin de Vivienda y salud as como al restode la lnea editorial del proyecto Vivir con Madera.

2.4. TIPOS DE EDIFICACIN

En el caso de la madera, se puede realizar una primera dife-renciacin de los sistemas constructivos atendiendo a las es-cuadras y tipos de elementos estructurales empleados. Estaprimera clasificacin considera tres sistemas constructivos

distintos:

1- Pequeas escuadras. Sistemas formados por elementosestructurales de pequeo espesor (36-70mm) colocados adistancias reducidas (inferior a un metro) y arriostradosentre si. La capacidad portante en situaciones de incendiode este sistema estructural suele ser muy pequea, por loque normalmente requiere el empleo de elementos de pro-teccin adicionales (aislantes, tableros, etc.). Con este sis-tema se pueden salvar luces mximas de, aproximadamente,12 metros.

2- Grandes escuadras. Sistemas formados por elementos es-

tructurales de gran espesor (superior a 80 mm), normal-mente colocados con distancias mayores a un metro entreellos. Es usual que en este sistema estructural se presentenelementos estructurales primarios y secundarios (pudiendoser, estos ltimos, de pequea escuadra). La madera puedeestar vista, y por tanto, en estos casos este elemento debeasegurar su capacidad portante en situaciones de incendiodurante el tiempo exigido por la normativa. Con elementosestructurales de gran escuadra se pueden salvar grandesluces (pudiendo llegar a ms de 100 metros).

3- Tableros contralaminados. Sistemas formados por table-ros contralaminados como elementos estructurales traba-

jando como placa. Los espesores de estos tableros suelenestar en intervalos de 70 a 500 mm. Para ampliar la infor-macin sobre este producto se recomienda consultar el ca-ptulo de Productos de madera para la construccin deesta Gua.

Adems de la clasificacin anterior, en el caso particular deconstruccin de viviendas unifamiliares se pueden diferenciarcuatro tipos de edificacin, en los que los tres primeros pre-sentan similitudes con las mencionadas anteriormente. Paraampliar informacin sobre estos sistemas constructivos se re-comienda consultar la Publicacin sobre Soluciones cons-tructivas de muros, forjados y cubiertas de viviendas

unifamiliares:


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1. Sistema de entramado ligero (Figura 0.1.). Este sistema seemplea para muros, forjados y cubiertas. Consiste en unatrama de elementos lineales de madera de pequea escua-dra (de 36 a 70 mm de espesor) colocados a pequea dis-tancia unos de otros (inferior a un metro) y arriostrados,normalmente, mediante tableros estructurales. El sistema

funciona como una estructura espacial formada por launin de las estructuras de muro, forjado y cubierta. Lasuniones suelen ser sencillas, empleando, mayoritariamenteelementos de tipo clavija.

2. Sistema de entramado pesado (Figura 0.2.). Este sistemase emplea para muros, forjados y cubiertas. Consiste en unatrama de elementos lineales de madera (aserrada o lami-nada) de gran escuadra (aproximadamente a partir de80-100 mm de espesor) unidos entre s hasta formar unconjunto indeformable. La estabilidad de la estructura sebasa en dos principios: los ensambles en las uniones y/o latriangulacin para arriostramiento de sus miembros. El sis-

tema de entramado pesado, a diferencia del sistema de en-tramado ligero, est formando solo la estructura, por lo queel cerramiento debe completarse con materiales diversos:ladrillo, mampostera, paneles, vidrio, etc. En el caso de ce-rramientos verticales y bovedillas, entablados, paneles, etcen el de forjados y cubiertas. Una caracterstica de este sis-tema constructivo suele ser que los elementos estructura-les suelen ir vistos.

Figura 0.1. Edificacin con sistema de entramado ligero

Tablero

Forjado de madera

Revestimiento interiorMontanteAislamiento

Revestimiento inferior forjado

Lmina impermeabilizanteRastrel

Revestimientoexterior

Figura 0.2. Edificacin con sistema de entramado pesado

EstructuraSecundaria

EstructuraPrincipal

Soportes


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Figura 0.4. Edificacin con muros de bloques de madera

Revestimiento interiorTablero contralaminadoAislamientoLmina impermeabilizanteRastrelRevestimiento exterior

Figura 0.3. Edificacin con sistema de tableros contralaminados3. Sistema de vivienda con tableros contralaminados (Fi-

gura 0.3.). Este sistema se emplea tanto para fachadascomo para particiones, forjados y cubiertas. Consiste enuna losa formada por un tablero contalaminado (de 70 a500 mm de espesor), acompaado por aislante y, segn re-querimiento de fuego o esttico, por tableros protectores.

4. Sistema de vivienda con muros de troncos o de bloques

de madera (Figura 0.4.). Este sistema se emplea nicamenteen elementos verticales. Los forjados y cubiertas son habi-tualmente resueltos haciendo uso de algunos de los siste-mas anteriormente mencionados.

La construccin segn este sistema se basa en el empleo demuros de carga de madera de seccin escuadrada o redon-deada, en los que los troncos o los bloques de madera soncolocados en sentido horizontal. Este sistema tiene simi-litudes con el de construccin de muros de mampostera. Alquedar la madera vista exteriormente, su presencia condi-

ciona el aspecto final de la fachada.

Es importante mencionar que pese a la clasificacin ante-riormente mencionada, no siempre las viviendas incorporantodos los elementos estructurales de madera, motivo por locual es usual la presencia de edificaciones mixtas de fbricau hormign y madera.

En el presente documento se dan indicaciones acerca delcomportamiento de estos sistemas constructivos, y se pro-porcionan mtodos simplificados para el diseo y predimen-sionado de edificios sencillos construidos con sistemas deentramado.

Revestimiento interiorMontante (opcional,sin capacidad estructural)Aislamiento

Rollizos o bloquesde madera


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Concep

tosbsicos

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3.1. INTRODUCCIN

En el presente apartado se aporta informacin bsica sobrelas particularidades de la madera y sus productos derivados.Adems, se exponen las caractersticas que deben poseer losdiferentes sistemas constructivos con madera para cumplir lanormativa vigente y se analizan, en base a esta, los casos msusuales en construccin con madera. Fruto de este anlisis se

presentan tablas simplificadas que permiten realizar una pri-mera aproximacin al diseo y clculo.

3.2. NOCIONES BSICAS DEL MATERIAL

Divisin de la parte maderable del tronco. La parte madera-ble del tronco se divide en albura, duramen y mdula.

- La albura. Es la madera proveniente de la zona exterior deltronco, de coloracin generalmente ms clara que el resto.La albura suele ser menos densa y menos durable al ataquede los xilfagos, pero ms fcilmente impregnable que elduramen. Por lo tanto, la proteccin frente insectos y hon-gos suele ser ms sencilla.

- El duramen. Es la madera procedente de la parte interiordel tronco. Suele exhibir una coloracin generalmente msoscura que la albura, as como una mayor durabilidad. Lasdiferencias con la albura, son ms o menos acusadas, segnla especie. El duramen suele ser menos impregnable a losproductos de acabado y proteccin.

- La mdula. Es los restos del tejido vascular primario, que se

sitan en el centro del tronco, representando tan slo unpequeo porcentaje del mismo. Suele estar formada por untejido ms blando y poroso, normalmente sin capacidadmecnica. Usualmente, la aparicin de la misma en unapieza est considerada como indeseable estticamente,motivo por lo cual suele estar excluida su presencia en lasclases de calidad ms elevadas.

Anisotropa de la madera. Como consecuencia de la forma,estructura interna y orientacin marcadamente longitudinalde las clulas, la madera es un material acusadamente anis-tropo, con propiedades distintas segn se considere la direc-cin longitudinal o transversal. (Figura 0.5.)

3. CARACTERSTICAS Y PRESTACIONES DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOSCON MADERA.

Figura 0.5. Vista tridimensional de un corte anatmico de la madera de confera

1.- Radios leosos

2.- Traqueidas longitudinales

3.- Punteaduras aeroladas en traqueidaslongitudinales

4.- Traqueidas radiales

SECCIN RADIAL

SECCIN TANGENCIAL

SECCIN TRANSVERSAL


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Este comportamiento anistropo del material se manifiestaen sus propiedades fsico-mecnicas, que sern distintassegn cual sea la direccin considerada. A modo de ejemplo,una madera clasificada como C24 tendr una resistencia a latraccin paralela a las fibras de 14 N/mm2 mientras que su re-sistencia a la traccin perpendicular ser de tan solo 0,4

N/mm2. La anisotropa de la madera ya ha sido tenida encuenta por la normativa a la hora de establecer las clases deresistencia.

Respecto del efecto de la anisotropa en el comportamiento f-sico del material, es importante sealar que ante cambios dehumedad significativos en el material (superiores en todo casoal 2%) se producen cambios volumtricos (hinchazn ymerma) que pueden generar deformaciones ms o menos acu-sadas en funcin del tipo de producto (mnimo en los pro-ductos laminados) y de la especie. En publicacionesespecializadas pueden verse recogidas clasificaciones de lasespecies de madera en funcin de su mayor o menor tenden-

cia a la deformacin, aspecto ste de gran trascendenciacuando la madera es empleada para fines decorativos (espe-cialmente en suelos).

Higroscopicidad de la madera. La madera es un material hi-groscpico y por lo tanto tiende a absorber o ceder agua segnel ambiente al que est sometida (humedad relativa y tempe-ratura ambiente). Para una humedad y una temperatura deter-minada, la madera se estabiliza a un valor de porcentaje dehumedad que recibe el nombre de humedad de equilibrio hi-groscpico1. A modo de ejemplo, en un ambiente con una hu-medad igual o menor al 85%, la madera de coniferasgeneralmente se estabiliza por debajo del 20% de humedad.

Por debajo de un determinado valor (denominado Punto deSaturacin de las Fibras -valor que como media para todaslas especies se fija en el 30% de humedad-), la resistencia yrigidez de la madera son inversamente proporcionales al por-centaje de agua que posea. Para determinar la prdida o ga-nancia de resistencia que tiene un elemento de madera conrespecto a la humedad de referencia (12%) habr que consi-derar la humedad de trabajo del elemento, la cual ser, a suvez, funcin de la humedad relativa y temperatura del am-biente en donde vaya a ser colocado. Para conseguir que elproceso de ajuste de la resistencia y elasticidad de la maderapor la humedad de trabajo sea sencillo, el Cdigo Tcnico de

la Edificacin (CTE) diferencia tres tipos de exposicin del ele-mento:

- Ambiente interior protegido (clase de servicio 1). La hume-dad de equilibrio higroscpico media de la madera en lamayora de las conferas no excede el 12%.

- Ambiente exterior protegido o interior muy hmedo (clase deservicio 2). La humedad de equilibrio higroscpico media dela madera en la mayora de las conferas no excede el 20%.

- Ambiente exterior no protegido (clase de servicio 3). Edifi-cios o estructuras expuestas al agua de la lluvia como

puentes, pasarelas, terrazas, etc. La humedad de equilibrio

higroscpico media de la madera en la mayora de las co-nferas excede el 20%.

En el Documento de Seguridad estructural: Madera (DB SE-M)simplifica enormemente la consideracin del factor humedaden el clculo estructural. Para ello y una vez clasificadas las

condiciones de trabajo del elemento de madera (Clases de ser-vicio) aporta los valores a considerar (kmod y kdef) para mo-dificar los valores de resistencia y elasticidad obtenidos de lasclases de resistencia (usualmente dados para un contenido dehumedad estndar del 12%).

3.3. COMPORTAMIENTO MECNICO

El clculo de estructuras de madera est profusamente reco-gido en el documento bsico DB SE-M. Para una mejor com-prensin de este material, es importante conocer cules son,comparativamente respecto de otros materiales, sus particu-laridades:

- Duracin de la carga y ambiente al que va a estar some-

tido el elemento estructural. La resistencia y la deforma-cin de la madera son sensibles a la duracin de la carga yal ambiente al que esta sometido el elemento estructural.Para considerar estas particularidades, en el clculo es-tructural con madera se emplean coeficientes que minoranla resistencia o incrementan la deformacin por fluenciadel material. A modo de ejemplo, la resistencia de clculode un elemento estructural sometido a una carga perma-nente se considera aproximadamente un 55% menor que siesta fuera instantnea y la resistencia de clculo, en ele-mentos lineales, en ambientes protegidos (tanto interiorcomo exterior) se considera aproximadamente 20% mayorque en ambientes exteriores no protegidos.

- Flexin como factor limitante del clculo. Esto es debidoa que se suelen utilizar mayoritariamente secciones rec-tangulares con una proporcin del canto y el espesor nomuy elevada y a que la madera presenta un mdulo de elas-ticidad bajo (aproximadamente entre 10 y 20 veces menorque el acero).

- Traccin y compresin perpendicular a las fibras. La ma-dera es poco resistente si la carga se aplica perpendicular-

mente a las fibras. La resistencia a la traccin perpendicularsuele ser de un 5,0% a un 1,4 % de la resistencia a la trac-cin paralela a las fibras. La solicitacin en direccin per-pendicular a las fibras suele ser el factor limitante en elclculo de uniones, encuentros y elementos estructuralesde seccin variable y/o de directriz curva. En la construccincon madera es importante evitar cambios imprevistos enlos proyectos que puedan ocasionar que un elemento es-tructural quede sometido a los efectos de una traccin ocompresin perpendicular a las fibras no considerada en elclculo. Igualmente en el diseo de las uniones y encuen-tros ser importante considerar el natural movimiento de lamadera (por ejemplo por accin de condiciones climticas

del medio muy variables a lo largo del ao) para evitar laaparicin de tensiones perpendiculares a las fibras.

1 Humedad de equilibrio higroscpico: Contenido de humedad que tiende a alcanzar la madera para cada estado higromtrico del aire (combi-nacin de humedad relativa y temperatura).


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Concep

tosbsicos

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3.3.1. Elementos estructurales de grandes

escuadras

Los elementos de grandes escuadras se emplean mayorita-riamente en la construccin de cubiertas. stas estn gene-ralmente formadas por los rdenes siguientes:

1- Estructura principal. Formada por las vigas, prticos, arcos(Tabla 0.2. y Tabla 0.4.) o cerchas (Tabla 0.3. y Tabla 0.5.) quecubren la luz principal. La luz mxima que pueden alcanzarest en relacin con el tipo estructural. El canto de la sec-cin de las piezas principales, h, puede estimarse en una pri-mera aproximacin en funcin de la luz, l, segn el tipoestructural.

De manera aproximada la anchura de la seccin, b, en vigasrectangulares oscila entre h/2 y h/8, con un lmite inferiory superior de 80 y 220 mm, respectivamente.

2- Estructura secundaria. Formada por las correas o panelessndwich portantes (ver captulo de productos) que salvanla distancia entre piezas principales. En el caso de correas,su luz puede oscilar entre 2 y 12 m. El canto de correas rec-tangulares, h, puede estimarse de forma aproximada enfuncin de la luz empleando la Tabla 0.2. La anchura b os-cila, de forma aproximada, entre h/2 y h/3,5 con el lmiteinferior y superior de 80 y mximo de 160mm. En el casode paneles sndwich portantes generalmente se puedensalvar luces mximas de 5 metros. El canto requerido de-pender de las propiedades de cada producto, declaradaspor cada fabricante.

3- Arriostramiento lateral. Formado por un sistema de barrasen el plano de la cubierta y en las paredes, que forman unaviga de celosa y que tienen el objeto de resistir la accin delviento en la direccin perpendicular a la estructura principaly aportar estabilidad lateral a las piezas principales redu-ciendo el posible efecto de vuelco lateral (o pandeo lateral)

Por lo general, estas vigas contraviento se sitan en losvanos extremos del edificio y si este tiene una longitud su-perior a 60 m ser necesario disponer de otro intermedio.

La Tabla 0.2presenta una primera aproximacin del canto re-querido al elemento lineal, de madera laminada o maciza, en

condiciones normales y de incendio para elementos que seencuentren sometidos a un ambiente interior protegido. Elclculo de los elementos se deber realizar segn DB SE-M yDB SI. El Anejo A presenta tablas de diseo para vigas biapo-yadas en diferentes condiciones de carga.

Las celosas de madera aserrada o laminada de grandes es-cuadras, generalmente se denominan cerchas tradicionales yse construyen con secciones de mediana o gran escuadra(100-200 mm de espesor y 150-280 mm de altura). El espe-sor actualmente est muy condicionado por los mximos ad-mitidos en las mquinas de control numrico.

La separacin entre este tipo de celosas vara entre 3 y 4 me-tros, necesitando por tanto una estructura secundaria (co-

rreas o tableros sndwich portantes). En algunos casos, apa-recen, adems de las correas, los cabios o parecillos formandouna estructura de tercer orden.

La Tabla 0.3. recoge los tipos ms habituales de cerchas degrandes escuadras indicando las luces recomendadas.

La madera microlaminada (LVL) se emplea en la construccinde estructuras de luces de 12 a 45 m mediante la fabricacinde sistemas de celosa o de prticos.

Los prticos construidos con madera microlaminada permi-ten salvar luces desde 12 a 35 m. Los pilares son de seccinen cajn, formados por dos piezas de seccin variable cerra-dos por unos forros continuos del mismo material. Los dinte-les pueden estar formados por una o dos piezas. Los enlacesen nudos de esquina y en otros nudos rgidos se realizan me-diante corona de pasadores y pernos. Las celosas consisten enbarras formadas con dos piezas adosadas. La unin se puede

realizar por placas metlicas internas que se unen con la ma-dera mediante pasadores. Entre las dos piezas se coloca untablero contrachapado con separador continuo con el mismogrueso que la chapa metlica. En grandes luces o cargas sepuede recurrir a disponer piezas triples insertando dos placasde acero en el interior para las uniones. Las Tablas 0.4. y 0.5.recogen los tipos estructurales que los fabricantes recomien-dan en su literatura tcnica.


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Docum

entodeaplicacin

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(1) Los clculos se han realizado para madera laminada encolada de clase resistente GL24h.

(2) Se considera tres caras expuestas a la accin del incendio.

(3) Las acciones consideradas son las siguientes: 1) Cubierta: carga permanente 1 kN/m2+ peso propio de la viga, un carga de nieve de 0,7 kN/m2,de viento de 0,4 kN/m2, y una sobrecarga de mantenimiento de 0,4 kN/m 2. 2) Forjado: carga permanente 0,8 kN/m2 + peso propio de la viga, un

peso del tabiques de 0,8 kN/m2

y sobrecarga de uso de 2 kN/m2

. 3) una presin de viento sobre los pilares de 0,7kN/m2

.Las flechas relativas con-sideradas son: a) integridad de los elementos constructivos 1/400 en el caso de forjados. b) Confort de los usuarios 1/350 y c) Apariencia enobra 1/300.

(4) De forma aproximada se puede considerar que el espesor requerido para asegurar la capacidad portante de un elemento es: R30 b100mm, R60b160mm y R90, b200mm.

(5) Longitud real de la viga.

BORRADOR 11: CONSTRUCCIN CON MADERA P ina A-2 de 4

Sistema estructural Descripcin Pendiente delelemento Separacin(m)

Luceshabituales

(m) Predimensionado de la luz

(m) Forjado (0) 1-5 4-30 h=L/(16,5-0,15L)Viga recta de canto

constante(2) 0-30 1-5 4-30 h=L/(21,5-0,15L)

Viga a un agua 0-10 1-5 10-30 h=L/(26,5-0,15L)H=L/(16,5-0,15L) Viga a dos aguas 0-10 1-5 10-30 h=L/(23-0,1L) y H=L/(19-0,1L) o

h=L/(31-0,1L) y H=L/(16-0,1L)Viga peraltada.Intrados curvo-recto(extremo de cantoconstante).10t=7/20 L

0-10 1-5 10-30 h=L/(22-0,2L)H=L/(16-0,1L)

Viga peraltada.Intrados curvo-recto(extremo de canto nocontrante)10

10t=7/20 L

5-20 1-7 10-30 h=L/(32,5-0,25L)H=L/(17,5-0,25L)

Viga en vientre de pez 0 1-7 10-30 h=L/(23-0,1L) y H=L/(19-0,1L) oh=L/(31-0,1L) y H=L/(16-0,1L)

Viga con tirante 0 1-7 10-30 h=L/40F=L/12

Forjado 1-5 4-30 h=L/(19-0,2L) Viga continua dosvanos(2) Cubierta 1-5 4-30 h=L/(23-0,25L)

Forjado 1-5 4-30 h=L/(19-0,25L) Viga continua tresvanos (2) Cubierta 1-5 4-30 h=L/(23,5-0,20L) Viga en voladizo 2-12 1-7 K=10-20 L/K=1/3H=K/45

h=K/10

Prtico en V invertida,triarticulado 45-60 5-8 15-50 h=L/30-L/50fL/3

Arco biarticulado otriarticulado 5-10 25-120 h=L/20-L/40fL/5-L/8

Arco triangulartriarticulado o contirante >12 5-8 15-50

h=L/30-L/50fL/6

Arco triangulartriarticulado o contirante 4-6 30-100

L/30-L/50fL/7

Prticos triarticulados 5-30 5-10 10-50 h=L/40H=L/20

Prtico triarticulado 10-40 5-10 10-50 h=L/40H=L/17R5m

(

Tabla 0.2. Tablas de predimensionado de elementos estructurales en madera laminada o maciza de grandes escuadras

(5)

(5)

(5)


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Conceptosbsicos

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Sistema estructural Altura mxima ngulos Separacin(m)

Luceshabituales

(m)HL/10-L/8 4-10 7,5-30

HL/10-L/8 4-10 7,5-30

HL/10-L/8 12-30 4-10 7,5-30

HL/10-L/8 12-30 4-10 7,5-30

HL/10 12-30 4-10 7,5-35

HL/10-L/12 0 2,5-6 5-25

HL/10-L/12 0 2,5-6 5-25

Tipo estructural Luces (m)Altura pilares (m)

Pendiente (%) Separacin (m) Modelo

12 a 353 a 7 > 25 4 a 8

18 a 303 a 7 3 a 20 4 a 8

10 a 203 a 7 3 a 20 4 a 8

10 a 203 a 7 3 a 20 4 a 8

Luz de vuelo:

2 a 5 > 25 4 a 8

Tabla 0.3. Tablas de predimensionado de elementos estructurales de celosa con madera maciza y madera laminada encolada de grandes escuadras

Tabla 0.4. Tablas de predimensionado de elementos estructurales con madera microlaminada


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3.3.2. Elementos estructurales de pequeas es-

cuadras: Sistema de entramado ligero

En este tipo de edificacin se emplea, generalmente, una dis-tincin de elementos y funciones ms diferenciada que losque emplean la construccin tradicional. Se puede diferen-ciar bsicamente:

- Estructura principal. Que normalmente recibe el nombre deentramado, est compuesta por los montantes, viguetas y

cerchas.

- Estructura secundaria. Compuesta por tableros de fachada,entrevigado, tableros soporte de la cubierta, etc.

- Revestimiento. constituido por: revestimiento de fachada,pavimentos y cubricin de cubierta. No suele presentar fun-cin estructural sino de proteccin y acabados.

Estructura principal:Entramado de muros.

En el entramado ligero el muro est constituido por un con-junto de elementos, cada uno realizando con una funcin de

transmisin de cargas y de servir de soporte del revestimientoexterior e interior. En la Figura 0.6. se presenta el entramadode muro del sistema de plataforma (platform system). Esteentramado est compuesto por un conjunto de piezas verti-cales, horizontales e inclinadas, estas ltimas normalmentesustituidas por el tablero estructural.

Los montantes son los elementos verticales. En las Tablas 0.6.y 0.7. se presentan cuadros simplificados para la obtencin dela altura libre mxima que puede presentar un muro exterioro interior, respectivamente, de entramado ligero segn las es-cuadras de la madera, el nmero de plantas y la clase resis-tente de la madera. Para asegurar el correcto funcionamiento

del conjunto (Figura 0.6.)se hace necesario completar el en-tramado con piezas horizontales: carrera y travesaos y por

elementos que arriostren al conjunto (tableros estructurales oriostras). En el caso de muros interiores, normalmente se em-plea yeso laminado como revestimiento en ambas caras.

Tipo estructural Luces (m) Pendiente (%) Separacin (m) Geometra12 a 25 > 25 4 a 812 a 25 > 25 5 a 1020 a 30 > 25 5 a 10

15 a 30 - 5 a 10

25 a 45 > 15 5 a 10

18 a 40 - 5 a 10 H = L / 10

10 a 18 - 5 a 10 H = L / 10

Tabla 0.5. Tablas de predimensionado de de elementos estructurales de celosa con madera microlaminada

Figura 0.6. Ejemplo de entramado de muro en elsistema de plataformas

DintelCarrera o testero superior

Montante

Riostra Jamba


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Concep

tosbsicos

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(1) Se ha realizado el clculo considerando: 1) una presin de viento de 0,7kN/m2. 2) El peso de la cubierta es considerando una carga perma-nente

1 kN/m2+ peso propio de la viga, una carga de nieve de 0,7 kN/m2y de viento de 0,4 kN/m2. 3) El peso del forjado es considerando una carga

permanente de 0,8 kN/m2+ peso propio de la viga, un peso del tabiques de 0,8 kN/m2y sobrecarga de uso de 2 kN/m2. La cruja tipo conside-

rada es de 4,5 m, la luz de la cubierta de 9 m.

Peso que soporta a dems del propioCubierta Cubierta + 1

planta Cubierta + 2planta Cubierta + 3planta Cubierta + 4plantaSeccin

montante

(mm)Intereje

(m)C18 C24 C18 C24 C18 C24 C18 C24 C18 C24

0,42 3,0 3,4 - 2,6 - - - - - -38x89

0,63 - 2,8 - - - - - - - -0,42 4,9 >5 4,1 4,6 3,6 4,0 3,2 3,6 2,9 3,3

38x1400,63 4,0 4,5 3,3 3,8 2,8 3,2 2,5 2,9 - 2,60,42 3,6 4,1 2,9 3,3 - 2,8 - - - -

45x980,63 2,9 3,4 - 2,6 - - - - - -0,42 4,6 >5 3,8 4,3 3,3 3,7 2,9 3,3 2,6 3,0

45x1230,63 3,8 4,3 3,1 3,5 2,6 3,0 - 2,6 - -0,42 4,2 4,8 3,3 3,8 2,8 3,2 2,5 2,8 2,5

60x980,63 3,4 3,9 2,7 3,1 - 2,6 - - - -0,42 >5 >5 4,4 >5 3,8 4,3 3,4 3,9 3,1 3,5

cubierta tipo 1:

60x1230,63 4,4 >5 3,6 4,1 3,1 3,5 2,7 3,1 2,5 2,80,42 2,5 2,9 - - - - - - - -

38x890,63 - - - - - - - - - -0,42 4,4 >5 3,8 4,3 3,3 3,8 3,0 3,4 2,7 3,1

38x1400,63 3,5 4,0 3,0 3,4 2,6 3,0 - 2,7 - -0,42 3,1 3,6 2,6 2,9 - 2,5 - - - -

45x980,63 2,5 2,8 - - - - - - - -0,42 4,1 4,7 3,5 4,0 3,1 3,5 2,8 3,1 2,5 2,8

45x1230,63 3,3 3,8 2,8 3,2 - 2,8 - 2,5 - -0,42 3,6 4,1 3,0 3,4 2,6 3,0 - 2,7 - -

60x98 0,63 2,9 3,3 - 2,8 - - - - - -0,42 4,8 >5 4,1 4,6 3,6 4,0 3,2 3,6 3,0 3,3

cubierta tipo 2 :

60x1230,63 3,9 4,4 3,3 3,7 2,9 3,3 2,6 2,9 - 2,7

Tabla 0.6. Aproximacin de la altura libre mxima (m) de los entramados de muros exteriores segn escuadras, clase resistentey nmero de plantas del edificio (1)

Peso que soporta el entramado adems del propio

ubiertaCubierta + 1

plantaCubierta + 2

plantaCubierta + 3

plantaCubierta + 4

planta

Seccin montante(mm)

Intereje

(m)C18 C24 C18 C24 C18 C24 C18 C24 C18 C24

0,42 >5 >5 3,1 3,4 - 2,6 - - - -38x89

0,63 4,5 4,8 2,5 2,8 - - - - - -

0,42 >5 >5 >5 >5 4,8 >5 4,0 4,5 3,5 3,938x140

0,63 >5 >5 >5 >5 3,8 4,3 3,2 3,6 2,7 3,1

0,42 >5 >5 3,9 4,4 3,0 3,4 2,5 2,8 - -45x98

0,63 >5 >5 3,2 3,5 - 2,7 - - - -

0,42 >5 >5 >5 >5 4,3 4,8 3,6 4,0 3,1 3,545x123

0,63 >5 >5 4,5 >5 3,4 3,8 - 3,2 2,5 2,8

0,42 >5 >5 4,6 >5 3,5 3,9 2,9 3,3 2,6 2,960x98

0,63 >5 >5 3,7 4,2 2,8 3,1 - 2,6 - -

0,42 >5 >5 >5 >5 >5 >5 4,2 4,7 3,7 4,160x1230,63 >5 >5 >5 >5 4,0 4,5 3,4 3,7 2,9 3,3

C

Tabla 0.7. Aproximacin de la altura libre mxima (m) de los entramados de muros interiores con capacidad estructural segn escuadras, clase

resistente y nmero de plantas del edificio (1)

(1) Se ha realizado el clculo considerando: 1) El peso de la cubierta es considerando una carga permanente 1 kN/m2+ peso propio de la viga, un

carga de nieve de 0,8 kN/m2y de viento de 0,8 kN/m2. 2) El peso del forjado es considerando una carga permanente 0,6 kN/m2+ peso propio de

la viga, un peso del tabiques de 1 kN/m2y sobrecarga de uso de 2 kN/m2. La cruja tipo considerada es de 4,5 m

C24

PESO QUE SOPORTA ADEMS DEL PROPIO

Cubierta Tipo 2Sin apoyo intermedio

Cubierta Tipo 1Con apoyo intermedio


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22

Estructura principal:Entramado de forjados.

En el entramado ligero el forjado est formado por una seriede viguetas que tienen por objeto transmitir a los elementosverticales el peso propio de la estructura, el peso de los tabi-ques y la sobrecarga de uso. Adems, el forjado colabora en la

estabilidad del conjunto de la estructura. Con este fin, se re-quiere, tambin, viguetas de cabeza 2 y zoquetes 3 o tensoresmetlicos para evitar el vuelco o deformaciones laterales (Fi-gura 0.7.), tanto en el proceso de montaje como durante lavida til del edificio. Las viguetas de cabeza y los zoquetes,adems del cometido comentado, permiten una mayor rigidezde la estructura en el eje perpendicular a las vigas principa-les, asegurando una mejor resistencia del forjado a las vibra-ciones. Un adecuado diseo de la colocacin de los zoquetespuede disminuir la transmisin acstica indirecta de un re-cinto a otro.

El mtodo ms corriente para mejorar la resistencia de un for-

jado a las vibraciones es aumentar la rigidez en el eje princi-pal. Esto puede realizarse aumentando la dimensin de lasvigas o adheriendo el tablero a las vigas. La solucin ms efi-caz consiste en aumentar la rigidez en la flexin perpendicu-lar al eje principal. Esto puede ser realizado colocandoviguetas de cabeza y zoquetes (Figura 0.7.).

En la Tabla 0.8. se indican, de forma aproximada, los cantosmnimos requeridos de las viguetas rectangulares de maderamaciza para una luz determinada. Para la obtencin de estatabla se han considerado vigas biapoyadas.

Para la comprobacin y dimensionado de las viguetas prefa-

bricadas en doble T (ver captulo de productos) se suelen em-plear las tablas de clculo que aporta el fabricante delproducto que normalmente estn adaptadas a la normativaeuropea.

Estructura principal:Entramado de cubiertas.

El entramado de cubierta con madera de pequeas escuadrases frecuentemente utilizado en edificaciones en donde murosy forjados estn construidos con otros materiales. Se puedediferenciar las cubiertas segn presenten elementos simples o

compuestos. Para ms informacin consultar la publicacinSoluciones constructivas para cubiertas.

1. Elementos simples. En cubiertas de madera de entramadoligero se emplea mayoritariamente un conjunto de vigue-tas o pares colocados a pequea distancia unos de otros.Segn la funcin estructural de las correas se pueden des-tacar principalmente dos tipos de cubiertas muy utilizadasen sistemas de entramados ligeros:

- Par e hilera. (Figura 0.8. (a)). En el clculo del comporta-miento mecnico del conjunto se debe poner especial aten-cin en la carga horizontal que transmiten los pares sobre

el muro en donde apoyan (Corresponden a las cubiertas detipo 1 de las descritas en la Tabla 0.6.).

- Par y picadero (Figura 0.8. (b)): En el clculo del compor-tamiento mecnico del conjunto se debe poner especialatencin en las dimensiones de la viga de cumbrera, queacta como elemento estructural primario (Corresponden alas cubiertas de tipo 2 de las descritas en la Tabla 0.6.).

C18 C24Interejes (m) Interejes (m)

Espesor de la vigueta (mm) 0,42 0,63 0,83 0,42 0,63 0,8338 Lhx14,2 Lhx12,4 Lhx11,2 Lhx15,2 Lhx13,2 Lhx12,045 Lhx15,1 Lhx13,1 Lhx11,9 Lhx16,1 Lhx14,1 Lhx12,760 Lhx16,6 Lhx14,5 Lhx13,1 Lhx17,7 Lhx15,5 Lhx14,0

Figura 0.7. Ejemplos de entramado de forjado en el sistemade plataformas

Zoquete Tensor metlicoVigueta decabeza

Vigueta decabeza

Tabla 0.8. Aproximacin de la luz mxima permitida de pares del entramado de forjado para un canto determinado (1) (2)

(1) Cantos considerados de 150-350 mm

(2) Clculos realizados para una viga biapoyada de clase resistente C18 y C24 sometida a una carga permanente de 0,8 KN/m2+ peso propio de la

viga, un peso del tabiques de 0,8 KN/m2 y una sobrecarga de uso de 2 kN/m2. Las f lechas relativas consideradas son: 1) integridad de los ele-

mentos constructivos 1/400. 2) Confort de los usuarios 1/350 y 3) Apariencia en obra 1/300.

2 Vigueta de cabeza: Vigueta que remata perpendicularmente las cabezas de las viguetas de forjado en su apoyo sobre muro. Suele tener la

misma escuadra que estas.

3 Zoquete: Elemento recto de igual o similar seccin que las viguetas y que se coloca entre ellas para disminuir deformaciones laterales, vuelcoo eventual alabeo. Adems contribuye mejor a la reparticin de la sobrecarga del forjado.


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Concep

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Tabla 0.9. Aproximacin de la luz mxima permitida (desarrollo real) de pares de entramado de cubierta para un canto determinado (1).

Pendiente mxima 30(2)

En la Tabla 0.9. se indica, de forma aproximada, la luz mximapermitida en funcin del canto de pares rectangulares de cu-bierta de madera maciza para una luz determinada. Para laobtencin de esta tabla se ha considerado el par como unaviga biapoyadas. El sistema de entramado de cubierta re-quiere, adems de los pares, viguetas de cabeza y zoquetes otensores metlicos para evitar el vuelco o deformaciones la-terales.

Para la comprobacin y dimensionado de las viguetas prefa-

bricadas en doble T se suelen emplear las tablas de clculoque aporta el fabricante del producto, que normalmente estnadaptadas a la normativa europea.

(1) Cantos considerados de 150-350 mm.

(2) Clculos realizados para una viga biapoyada de madera maciza (C18 y C24) sometida a una carga permanente de1 kN/m2+ peso propio de la

viga, una carga de nieve de 0,7 kN/m2, de viento de 0,4 kN/m2y sobrecarga de mantenimiento de 0,4 kN/m2. Las flechas relativas consideradas

son: 1) Confort de los usuarios 1/350 y 2) Apariencia en obra 1/300.

Figura 0.8. Entramado de cubierta, elementos simples.

(a) (b)

C18 C24Interejes (m) Interejes (m)

Espesor de la vigueta (mm) 0,4238 Lhx20,3 Lhx18,0 Lhx16,3 Lhx21,7 Lhx19,2 Lhx17,645 Lhx21,3 Lhx18,9 Lhx17,3 Lhx22,8 Lhx20,3 Lhx18,660 Lhx23,0 Lhx20,6 Lhx18,9 Lhx24,6 Lhx22,0 Lhx20,3

0,80,63 3 0,42 0,80,63 3

2. Elementos compuestos. Est constituida por piezas de pe-quea escuadra (36-70mm de espesor y de 70-200 mm dealtura) y uniones mediante placas de clavos o dentadas quenormalmente se arman en fbrica.

Estas cerchas apoyan sobre muros o vigas y quedan separadasentre s una distancia de 40 a 120 cm. De esta forma no espreciso un segundo orden de piezas (correas) y pueden sal-varse estas luces directamente con el tablero de la cubierta.

En la Tabla 0.10. se recogen los tipos ms frecuentes deestas celosas ligeras, indicndose las luces y separacionesrecomendadas para cada tipo de cercha.


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Tabla 0.10. Predimensionado de la luz mxima de elementos estructurales de entramado ligero con madera macizade pequeas escuadras (1) (2).

Luces mximas m Espesor de los elementos estructurales

(mm)Sistema estructural Pendiente() Separacin

38 45 600,4 - 0,6

14

15

19

0,6 - 0,8 11 12 1810-450,8 - 1,2 9 10 140,4 - 0,6 14 15 200,6 - 0,8 11 12 1810-450,8 - 1,2 9 10 140,4 - 0,6 14 15 220,6 - 0,8 11 12 1810-450,8 - 1,2 10 10 140,4 - 0,6 15 15 260,6 - 0,8 12 14 1910-450,8 - 1,2 10 11 150,4 - 0,6 14 15 220,6 - 0,8 12 13 1910-450,8 - 1,2 10 11 150,4 - 0,6 11 12 150,6 - 0,8 10 10 1410-450,8 - 1,2 8 9 110,4 - 0,6 15 15 280,6 - 0,8 15 15 2510-450,8 - 1,2 12 13 210,4 - 0,6 15 15 350,6 - 0,8 15 15 3410-450,8 - 1,2 15 15 310,4 - 0,6 15 15 160,6 - 0,8 12 13 1510-600,8 - 1,2 12 13 140,4 - 0,6 8 8 80,6 - 0,8 8 8 810-600,8 - 1,2 7 7 7

(m)

0,4 - 0,6 5,5 5,5 60,6 - 0,8 5 5 5,510-600,8 - 1,2 5 5 5

(1) Barras de las cerchas compuestas por elementos de madera simple unidos mediante placas metlicas dentadas.

(2) Clculos realizados para una cercha compuesta por madera maciza C24 sometida a una carga permanente de1 kN/m2

+ peso propio de la viga,una carga de nieve de 0,7 kN/m2, de viento de 0,4 kN/m2y sobrecarga de mantenimiento de 0,4 kN/m2. Las flechas relativas consideradas son:

1) Confort de los usuarios 1/350 y 2) Apariencia en obra 1/300.


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Estructura secundaria:Tableros estructurales.

Los tableros estructurales forman el forro exterior que se clavasobre el entramado del muro, forjado o cubierta. ste propor-ciona soporte para el revestimiento, protege al material ais-lante y contribuye al arriostramiento del entramado.

En la Tabla 0.11. se presenta la separacin mxima entre vi-guetas en funcin del tipo de tablero estructural empleado(ver captulo de productos), espesor de mismo y nmero de vi-guetas de apoyo.

Para que el tablero realice las funciones de arriostramientoes imprescindible que ste se encuentre adecuadamente fi-

jado al entramado. Por ello, el DB SE-M recomienda la uti-lizacin de clavos anillados, clavos corrugados o tirafondoscon una separacin mxima de 150 mm, colocados a lo largode los bordes del tablero. En las lneas internas de clavaznel espaciamiento mximo no debe superar los 300 mm. (Fi-

gura 0.9.)

(1) Se ha realizado el clculo del forjado considerando: a) carga permanente de 0,8 kN/m2+ un peso del tabique de 0,8 kN/m2b) sobrecarga de uso

de 2 kN/m2. Las flechas relativas consideradas son: 1) integridad de los elementos constructivos 1/300. 2) Confort de los usuarios 1/350 y 3) Apa-

riencia en obra 1/300.

(2) Se ha realizado el clculo de la cubierta considerando una pendiente media de 25 y: a) carga permanente de 1 kN/m2, b) carga de nieve de 0,7

kN/m2c) carga de viento de 0,4 kN/m2, d) carga de mantenimiento de 0,4 kN/m2. Las flechas relativas consideradas son: 1) Confort de los usua-

rios 1/350 y 2) Apariencia en obra 1/300.

(3) OSB 2 3

(4) Propiedades resistentes obtenidas de la Fuente: Finnish Forest Industries Federation, 2002 (Peraza et al, 2004)

(5) LVL con todas las chapas en el mismo sentido.

Forjado(1) Cubierta(2)N de viguetas sobre las que apoyan N de viguetas sobre las que apoyan

Tipo de tablero Espesor (mm) 2 3 2 312 270 370 400 54015 340 460 500 67018 420 550 600 800OSB

(3)

22

500

680

720 970

9 310 410 450 60012 380 510 550 74015 480 640 690 93018 550 740 790 1.06021 640 860 920 1.24024 720 960 1.020 1.37027 740 990 1.050 1.410

Contrachapado(4)

30 820 1.100 1.160 1.56021 740 990 1.060 1.42033 1.160 1.550 1.630 2.19051 1.780 2.390 2.460 3.300LVL

(5)69 2.400 3.220 3.240 4.350

Tabla 0.11. Separacin mxima aproximada entre viguetas (mm)

Figura 0.9. Fijacin de tableros en panel de muro-diafragma

(1) Separacin mxima entre clavos, 300 mm, en los montantes

centrales.

(2) Montantes perimetrales.

(3) Separacin mxima entre clavos, 150mm, en los montantes

perimetrales.


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3.4. COMPORTAMIENTO AL FUEGO

En el comportamiento de los materiales frente al fuego hay quediferenciar dos conceptos bsicos: la reaccin y la resistencia.Se entiende por reaccin al fuego la respuesta de un materialmedida en trminos de su contribucin al desarrollo del mismo

con su propia combustin. Resistencia al fuego es la capacidadde un elemento de construccin para mantener durante un pe-riodo de tiempo determinado la funcin portante que le seaexigida (R), su integridad (E) y/o su aislamiento trmico (I).

La siniestralidad de incendios en edificios suele estar relacio-nada con las instalaciones o almacenamiento de materiales dealta inflamabilidad y en una medida muy inferior con el mate-rial del que est construido (por ejemplo madera o fbrica).

La magnitud que puede alcanzar un incendio depende, engran medida, de una compartimentacin eficaz. En la cons-truccin actual con madera, la combinacin de productos de

diferente naturaleza permite llevar a cabo eficazmente dichacompartimentacin de forma que el incendio pueda confi-narse en el interior del sector durante el tiempo requerido.

3.4.1. Reaccin de la madera sometida a un incendio

Las clases de reaccin al fuego para los materiales de cons-truccin, con excepcin de los suelos, para los productos li-neales para aislamiento trmico de tuberas y para los cables

elctricos, son: A1, A2, B, C, D, E y F, de mejor a peor compor-tamiento al fuego. Estas clases representan un ndice de la in-flamabilidad del material y su contribucin al fuego. En algunoscasos, van acompaadas de otros dos subparmetros que daninformacin sobre la produccin de humo, de mayor a menorvelocidad de propagacin y produccin total: s1, s2 y s3, y sobre

la cada de partculas o gotas inflamadas: d0, d1 y d2.

El DB SI exige que los elementos constructivos deban cumplir,al menos, las condiciones de reaccin al fuego establecidasen la Tabla 0.12.

Segn el RD 110/2008 los tableros de madera o derivadostiene una clasificacin de reaccin al fuego D-s1 d0 a D-s2d2, excepto el tablero de partculas aglomerado con cemento.En la Tabla 0.13. se presentan los casos ms habituales paralos espesores, las densidades y las condiciones finales de usoindicado el Real Decreto. Para informacin ms detallada verel captulo 3 de Seguridad frente al fuego y el 1 de Pro-

ductos de madera para la construccin de esta Gua.

El tratamiento de proteccin de la madera, reduce la com-bustibilidad de la misma, permitiendo obtener reacciones alfuego de B y C dependiendo del tipo de especie y de la formade tratamiento (en profundidad o superficial). Si el fabricantedefine una clase de reaccin al fuego diferente a la conside-rada en el RD 110/2008, tendr que aportar el correspondienteinforme de ensayo y de clasificacin.

Tabla 0.12. Clases de reaccin al fuego de los elementos constructivos

Revestimiento(1)Situacin del elemento De techo y paredes (2) (3) De suelo(2)Zonas ocupables (4) C-s2,d0 EFLPasillos y escaleras protegidas B-s1,d0 CFL-s1Aparcamientos y recintos de riesgo especial (5) B-s1,d0 BFL-s1Propagacin interiorEspacios ocultos no estancos: patinillos, falsos techos (excepto losexistentes dentro de las viviendas), suelos elevados, etc. B-s3,d0 BFL-s2 (6)Revestimientos de fachada (7) B-s3,d0Superficies interiores de las cmaras ventiladas de fachadas (6) (7) B-s3,d0Propagacin exteriorRevestimientos o acabados exteriores de cubierta (8) BROOF (t1)

(1) Siempre que superen, en propagacin interior el 5% de las superficies totales del conjunto de las paredes, de los techos o de los suelos del re-

cinto considerado.

(2) Incluye las tuberas y conductos que transcurren por las zonas que se indican sin recubrimientos resistentes al fuego. Cuando se trate de tube-

ras con aislamiento trmico lineal, la clase de reaccin al fuego ser la que se indica, pero incorporando el subndice L.

(3) Incluye a aquellos materiales que constituyan una capa contenida en el interior del techo o paredes y que no est protegida por una capa que

sea EI 30 como mnimo.

(4) Incluyen, tanto las de permanencia de personas, como las de circulacin que no sean protegidas. Excluyen el interior de viviendas. En el uso hos-

pitalario se aplicarn las mismas condiciones que en pasillos y escaleras protegidas.

(5) Ver clasificacin de locales de riesgo especial segn indica el DB SI-1 en su apartado 2.

(6) Se refiere a la parte inferior de la cavidad. Por ejemplo, en las cmaras de falso techo se refiere al material situado en la cara superior de la mem-

brana. En espacios con clara configuracin vertical (por ejemplo, patinillos) as como cuando el falso techo est constituido por una celosa, re-

tcula o entramado abierto, con una funcin acstica, decorativa, etc; esta condicin no es aplicable.

(7) Aplicable a materiales de acabado exterior de fachada o de interiores de cmaras ventiladas cuando ocupe ms del 10% de la superficie de la

fachada. La clase de reaccin requerida debe colocarse hasta una altura de 3,5 m como mnimo, en aquellas fachadas cuyo arranque inferior sea

accesible al pblico desde la rasante exterior o desde una cubierta, y en toda la altura de la fachada cuando esta exceda de 18 m, con indepen-

dencia de donde se encuentre su arranque.

(8) Aplicable a materiales que ocupen ms del 10% del revestimiento o acabado exterior de las cubiertas, incluida la cara superior de los voladizoscuyo saliente exceda de 1 m, as como los lucernarios, claraboyas o cualquier otro elemento de iluminacin, ventilacin o extraccin de humos.


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3.4.2. Resistencia de la madera sometida a un

incendio

Los parmetros de clasificacin de resistencia al fuego estnrelacionados con la funcin de los elementos constructivosen el conjunto de la edificacin. Los tres parmetros princi-

pales son: R que representa la capacidad portante de un ele-mento estructural, E la integridad e I el aislamiento, de unelemento constructivo con funcin separadora.

La resistencia de los elementos constructivos que delimitan unsector de incendios 4 se establece considerando la accin de in-cendio en el interior de un sector, excepto en el caso de un sector

de riesgo mnimo 5, en el que nicamente es necesaria conside-rarla desde el exterior del mismo. Un elemento vertical delimita-dor de un sector de incendios puede precisar una resistencia alfuego diferente, segn se considere la accin del fuego por unacara o la opuesta (compartimentar una zona de riesgo especial,una escalera protegida, etc.). En el caso de forjados y cubiertas, seconsidera la accin de incendio situada en su cara inferior.

3.4.2.1. Capacidad portante

En la Tabla 0.14. se presenta la exigencia, en minutos de curvanormalizada tiempo-temperatura 6, de capacidad portante alos elementos estructurales de un edificio.

Tabla 0.13. Reaccin al fuego de los distintos productos

Elementos Reaccin fuego (excluido suelo)(1) Reaccin fuego de suelo (1)Tablero de madera maciza (SWP) D-s2,d0, D-s2,d2 DFL-s1Contrachapado D-s2,d0- D-s2,d2 DFL-s1Tableros microlaminados (LVL) D-s1,d0 DFL-s1Tableros contralaminados D-s2,d0 DFL-s1OSB D-s2,d0, D-s2,d2 DFL-s1Tablero de fibras D-s2,d0, D-s2,d2,E, pasa DFL-s1Tablero de partculas D-s2,d0, S-s2, d2 DFL-s1Tablero de partculas aglomerado con cemento (2) B-s1, d0 BFL-s13

(1) Segn condiciones finales de uso, espesor y densidad de los tableros.(2) Instalado sin espacio de aire y directamente sobre productos de clase A1 o A2-s1,d0 con una densidad mnima de 10 kg/m 3 o al menos sobre

productos de clase D-s2,d2 con una densidad mnima de 400 kg/m 3

Tabla 0.14. Resistencia al fuego suficiente de los elementos estructurales

Elementos principales Planta de stano Planta sobre rasante Altura deevacuacin


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El clculo de la capacidad portante de un elemento estructu-ral se puede realizar mediante las cuatro formas siguientes, sibien sern las dos ltimas las que se empleen en el presentedocumento.

a) Ensayos segn las normas que se indican en el RD312/2005. Modificado en RD 110/2008.

b) Mtodo general. Consistente en determinar de manera fia-

ble tanto la zona carbonizada de madera, como la distri-bucin de temperaturas en la seccin sin carbonizar. Parala obtencin de ests temperaturas se deben tener encuenta las propiedades fsicas (trmicas y mecnicas) delmaterial y su cambio con la temperatura. En la aplicacinde este mtodo se utilizan modelos de incendio simplifi-cados, como curvas paramtricas, o avanzados como mo-delos de zona o modelos de campo.

c) Mtodo simplificado de la seccin reducida. En este m-todo la capacidad de carga de la pieza se calcula para laseccin eficaz (Figura 0.10.)suponiendo que las propieda-des resistentes y rigidez, en esta seccin, no quedan afec-

tas por la temperatura.

d) Mtodo simplificado de la resistencia y rigidez reducida. Eneste mtodo la capacidad de carga de la pieza se calculapara la seccin residual (Figura 0.10.)considerando que enesta seccin la madera presenta una disminucin, con res-pecto a las condiciones normales, de resistencia y rigidez.

Como paso previo a la determinacin de la capacidad por-tante hay que establecer si el elemento estructural de maderaest protegido o no.

1) Elemento estructural no protegido

Para establecer la capacidad portante frente a la accin delfuego de un elemento estructural de madera hay que deter-

minar qu nmero de caras estn expuestas a la accin del in-cendio y la profundidad efectiva de madera que se ha vistoafectada por el incendio. En el mtodo simplificado de la sec-cin reducida se calcula esta profundidad como la suma de lazona carbonizada (dchar) ms el valor que resulte de k0d0(normalmente 7 mm) (Figura 0.10.).

La Tabla 0.2. presenta un predimensionado de elementos li-neales considerando la situacin de incendio y los espesoresmnimos requeridos para capacidades portantes determina-das. El Anejo A presenta tablas de diseo para vigas biapoya-das para diferentes condiciones de carga.

2) Elemento estructural protegido

Para establecer el comportamiento portante de una estruc-tura protegida sometida a la accin de incendio se utilizanlos siguientes trminos:

- Tiempo de carbonizacin (tchar). Instante de tiempo en el

que en el elemento protegido comienza la carbonizacin.Hasta ese instante solo el elemento protector se estaba car-bonizando.

- Tiempo de fallo (tf). Instante de tiempo en el que desapareceel elemento protector y el elemento protegido queda ex-puesto al fuego.

Debido a que la madera es un buen aislante trmico, cuandose emplean como elementos de proteccin tableros derivadosde este material se considera que el tiempo de carbonizaciny tiempo de fallo coinciden, es decir, que el elemento estruc-tural no comienza a carbonizarse hasta que no ha desapare-

cido completamente la proteccin. Cuando los elementosprotectores son las placas de yeso laminado tipo A (normal) oH (higroscpica) su comportamiento se puede simplificar con-siderando que el tiempo de fallo y el de carbonizacin es elmismo, no as en el caso de yeso laminado tipo F (fuego).

El Eurocdigo 5 en su parte 1-2 (EN1995-1-2) considera trestipos de situaciones en donde intervienen tableros protectores:

1) Tableros de proteccin en contacto con la superficie de lapieza a proteger (Figura 0.11.(a y b)),2) Tableros de proteccin en contacto con entramados de ma-dera de muros o forjados con cavidades huecas (Figura

0.11.(c)),3) Tableros de proteccin en contacto con entramados de ma-dera de muros o forjados completamente rellenos de materialaislante (Figura 0.11.(d)).

En la Tabla 0.15. se presenta una aproximacin de los tiem-pos de carbonizacin de los elementos de proteccin para lassituaciones contempladas en la Figura 0.11.

Figura 0.10. Definicin de la seccin reducida y eficaz

1- Superficie inicial del elemento2- Lmite de la seccin residual

3- Lmite de la seccin eficaz

1

2

3


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Figura 0.11. Situaciones en donde el tablero o placa es utilizado como revestimiento de proteccin contra el fuego

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A continuacin se presenta un mtodo para determinar eltiempo aproximado durante el cual se mantiene la capacidadportante de entramados de madera protegidos con tableros(Figura 0.11. (c y d)). En este mtodo simplificado, se consi-dera que la capacidad portante del sistema (entramado-ta-blero) se puede determinar sumando el tiempo decarbonizacin del elemento de proteccin (tchar) (Tabla 0.15.)ms el tiempo que resiste el entramado de madera una vezque se ha perdido la proteccin (Tablas 0.16. o 0.17.), obte-nido con la velocidad de carbonizacin requerida para estoscasos. Se considera que el sistema estructural mantiene sucapacidad portante al fuego si la suma del tiempo de carbo-

nizacin ms el tiempo de resistencia estructural del entra-mado es superior a la capacidad portante requerida (Tabla

0.14.). Este mtodo slo es aplicable para requerimientos decapacidad portante menor o igual a 60 minutos.

La Tabla 0.16. y 0.17., presentan los tiempos (min.) aproxima-dos que resisten los entramados de madera de muro o forjadoy cubierta respectivamente una vez se haya iniciado la car-bonizacin del mismo, es decir, que el elemento de protec-cin haya fallado. En el caso de muros se desprecia el tiempoque es capaz de resistir el entramado si las cavidades estnvacas de aislante trmico.

1 viga, 2 pilar, 3 forjado, 4 montante o vigueta, 5 revestimiento o cerramiento, 6 cavidad hueca,7 cavidad llena de aislante trmico.

Tabla 0.15. Aproximacin a los tiempos de carbonizacin (min.) de los elementos de proteccin segn espesores

Espesor (mm)(1)(2)8,0 9,5 12,0 12,5 15,0 18,0 20,0 25,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0

(3) 8,4 12,6 19,6 21,0 28 36,4 42,0 56,0(4)(5)(6) 1,1 2,5 5,3 5,9 9,0 13,1 16,0 21,0

Otro tablero en base madera (4) (5) (6) 1,6 3,3 6,3 7,0 10,4 15,0 18,2 23,8Lana de roca (7) 15,3 23,0 30,7 38,3 46,0

Placas de yeso laminado Tipo A, H y F

Tableros Contrachapados

(1) Para espesores diferentes, los tiempos de carbonizacin pueden ser interpolados.

(2) Slo aplica a resistencias al fuego menor o igual a 60 min.

(3) En elementos de proteccin de vigas y columnas compuestos por una doble placa, se considera el tiempo de carbonizacin de la placa exterior

igual al de la tabla y la placa interior igual a un 50% y un 80% del obtenido en la tabla, para yeso laminado tipo A y H o tipo F respectivamente.

Se considera siempre que las juntas estn rellenas o con una dimensin menor a 2 mm. En el caso de entramado, se puede realizar una simpli-

ficacin considerando que el tiempo de carbonizacin de la placa interior es igual al 50% del obtenido en la tabla para las placas de tipo AyH.

(4) Se considera la densidad caracterstica de 450 kg/m3.

(5) Si el elemento de proteccin protege vigas o columnas (Figura 11(a y b)) a los tiempos de carbonizacin obtenidos para tableros en base ma-

dera de la tabla se les puede sumar 4 min.

(6) En elementos de proteccin compuestos por un doble tablero, el tiempo de carbonizacin total se obtiene como la suma de los tiempos de car-

bonizacin de cada tablero.

(7) Se considera la densidad de 30 kg/m3.


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(1) Se ha realizado el clculo de los muros exteriores empleando el mtodo simplificado de la resistencia y rigidez reducido. Las acciones conside-

radas son: 1) una presin de viento de 0,7kN/m2. 2) El peso de la cubierta es considerando una carga permanente de 1 kN/m 2+ peso propio de

la viga, un carga de nieve de 0,7 kN/m2y de viento de 0,4 kN/m2. 3) El peso del forjado es considerando una carga permanente de 0,8 kN/m2+

peso propio de la viga, un peso del tabiques de 0,8 kN/m 2y sobrecarga de uso de 2 kN/m2. La cruja tipo considerada es de 4,5 m, la luz de la

cubierta de 9 m.

(2) El clculo de los muros interiores se ha realizado considerado las mismas cargas que para muros exteriores, excepto la presin del viento sobre

el elemento estructural. La cruja tipo considerada es de 4,5m.

(3) Los datos entre parntesis solo afectan a los entramados de muro interior.

(4) Para determinar el comportamiento al fuego de los entramados de muro interior emplese los datos del apartado Tipologa de cubierta tipo 1.

(5) El tiempo de resistencia de la estructura de la presente tabla est sujeto a que no haya fallos de sujecin del aislamiento trmico en este

perodo de tiempo.

Tabla 0.16. Tiempo (min.) aproximado que es capaz de resistir el entramado de madera de un sistema de muro exterior(1) (3)e interior(2)(3)(4)de

entramado ligero protegido por placa de yeso laminado y con las cavidades entre montantes completamente llenas de lana

de roca o fibra de vidrio (5).

cubierta cubierta+1planta cubierta+ 2plantas cubierta+ 3plantas cubierta+ 4plantas

C18 C24 C18 C24 C18 C24 C18 C24 C18 C24

Tipologa de cubierta. Dimensin

(mm)

altura

libre 42 63 42 63 42 63 42 63 42 63 42 63 42 63 42 63 42 63 42 63

2,5 m 4 2 5 3 - - - - - - - - - - - - - - - -38x89

3,0 m 2 - 3 (1) - - - - - - - - - - - - - - - -

2,5 m 18 16 19 17 12 10 14 11 9 6 10 7 6 1 8 4 3 - 6 -38x140

3,0 m 16 14 17 15 10 7 11 8 6 (2) 8 4 3 - 5 (1) (1) - 3 -

2,5 m 7 5 8 6 1 - 2 - - - - - - - - - - - - -45x98

3,0 m 5 (3) 6 4 - - - - - - - - - - - - - - - -

2,5 m 16 14 17 15 10 7 12 9 7 5 8 5 4 - 6 2 2 - 4 -45x123

3,0 m 14 12 15 13 8 5 9 6 3 - 6 2 (1) - 3 - - - 1 -

2,5 m 10 8 11 9 3 - 5 1 - - 1 - - - - - - - - -60x98

3,0 m 8 5 9 7 - - 2 - - - - - - - - - - - - -

2,5 m 20 18 21 20 14 11 16 13 11 7 12 9 8 4 9 6 5 1 7 360x123

3,0 m 19 16 20 18 12 8 13 10 7 3 9 6 4 - 6 2 2 - 4 -

2,5 m - - 1 - - - - - - - - - - - - - - - - -38x89

3,0 m - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

2,5 m 15 12 16 13 10 7 10 9 7 3 9 6 5 - 7 2 2 - 5 -38x140

3,0 m 12 10 14 11 8 4 9 6 4 - 6 2 2 - 4 - - - 2 -

2,5 m 3 - 4 2 - - - - - - - - - - - - - - - -45x98

3,0 m 1 - 3 - - - - - - - - - - - - - - - - -

2,5 m 13 10 14 11 8 5 10 7 5 2 7 4 3 - 5 1 1 - 3 -45x123

3,0 m 10 6 12 9 6 2 7 4 2 - 4 - - - 2 - - - - -

2,5 m 6 3 7 4 1 - 2 - - - - - - - - - - - - -60x98

3,0 m 3 - 5 2 - - - - - - - - - - - - - - - -2,5 m 17 14 18 16 12 9 14 11 9 5 11 7 6 2 8 4 4 - 6 2

60x1233,0 m 14 11 16 13 9 6 11 8 6 (1) 8 4 3 - 5 (1) - - 2 -

Los elementos de unin requieren especial atencin en situa-ciones de incendio. Un elemento de unin tipo clavija debetener una longitud de penetracin de al menos el espesor deltablero ms la profundidad de carbonizacin del elemento es-tructural ms 10 mm.

En el caso de que la unin sea encolada, se debe garantizarmediante certificado de ensayo la resistencia de la unin du-rante el tiempo requerido para que el elemento estructural

mantenga su capacidad portante.

3.4.2.2. Integridad y aislamiento

En la Tabla 0.18. se presenta la exigencia de resistencia alfuego que deben cumplir los elementos constructivos confuncin compartimentadora segn la reglamentacin vigente(DB SI). Se han incluido slo aquellas que afectan a los siste-mas constructivos con madera.

Cubierta Tipo 1Con apoyo intermedio

Cubierta Tipo 2Sin apoyo intermedio


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Concep

tosbsicos

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a) Elemento estructural de entramado pesado

En este caso, se debe comprobar la integridad y aislamientodel cerramiento.

b) Elemento estructural de entramado ligero

En el caso de que separe sectores de incendio es necesarioasegurar la Integridad (E) y el aislamiento (I) del sistema.

La Tabla 0.19. presenta, de forma aproximada, los tiempos deresistencia frente a la accin de incendio contemplados en laNorma EN 1995 -1-2. Esta Tabla considera solamente las si-tuaciones en las que se exijan resistencia a la integridad y ais-

lamiento inferiores a 60 minutos. Para resistencias mayores,se hace necesaria la realizacin de ensayos.

C18 C24Interejes Interejes

Espesor de las

viguetas o pares(mm)

cantos (h)(mm) 42 63 83 42 63 83

145-195 5 5 4 5 2 2

195-220 5 5 5 5 3 238

>220 5 5 5 6 3 3

capitulo0_conceptosbasicos

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