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9.2 madera
- 1. SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN Y DE ESTIMACIÓN PROFESOR: Dr. Carolina Stevenson Arquitecta Universidad Nacional Doctorado en Arquitectura – 2006 University Of Nottingham, UK Especialización en Enseñanza CPS: 2009 University of Liverpool, UK
- 3. CONTENIDO Usos históricos Características físicas del material Tipos de madera Métodos de producción Piezas Protección FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 4. FORMA DE PRESENTACION EN OBRA Amorfo Pequeños elementos Madera Fibras Parket, pizarra Componentes Piezas de madera aserrada, Piezas de madera rolliza, Piezas de madera laminada, Lámina Mobiliario Interior, Mobiliario contrachapada (triplex, quintuplex), Urbano, herrajes, Carpintería, Lámina de partículas aglomeradas Aparatos iluminación (Tablex), Lámina MDF, Lámina de virutas orientadas (OSB), Listones macizos, Listones laminados Mobiliario Interior, herrajes, Carpintería, Aparatos Esterilla, Varas, listones laminados iluminación, Casetones, Elemento prefabricado Guadua Textiles/Papel Semi-producto Papel colgadura, Tapetes, Tubos Mobiliario Interior, Elemento cartón, Láminas celulosa prensada prefabricado Celulosa Moldeo Tendido Conformación en seco Conformación en húmedo Cortar Fijar - mecánico (fijación) Fijar - Químico (pegante) Fijar - Térmico (Termofusión) Fijar - mecánico (fijación) Fijar - Químico (pegante) Fijar - Térmico (Termofusión) Fijar - Electro/químico (Soldadura) Fijar - Electro/químico (Soldadura) Figurar mecánicamente Figurar térmicamente TECNICAS DE CONSTRUCCION FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 5. USOS HISTORICOS Tradicionalmente la madera ha sido uno de los materiales de construcción mas asequibles alrededor del mundo y ha formado parte, total o parcialmente, de las edificaciones construidas por el hombre desde el mismo neolítico. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 6. USOS HISTORICOS Native American teppe Ancient Mongolian Yurt Pagoda at Horyu-ji Buddhist temple complex, Japan, 8th century La historia de las construcciones en madera se remonta al origen de las civilizaciones nómadas en la formación de refugios. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 7. USOS HISTORICOS Clima cálido Clima templado Clima frio Las técnicas constructivas con la madera han ido variando para adaptase a los diferentes condiciones climáticas, sociales y culturales de cada lugar. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 8. USOS HISTORICOS Elizabethan house (illustrates the plaster-and-timber buildings common throughout England at that time) Las grandes ciudades de la antigüedad estuvieron formadas, sobre todo, por viviendas familiares, iglesias, templos, castillos, teatros y otras construcciones en madera. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 9. USOS HISTORICOS Savill Garden visitor centre, UK, 2006, By Glenn Howells Architects Weald & Downland Open Air Museum, UK, 2002, by Edward Cullinan Architects . Sheffield Winter Gardens , UK, 2003, by Pringle Richards Sharratt Architects Las cosntrucciones en madera evolucionaran dramaticamente durante el siglo XX gracias al desarrollo de nuevas tecnicas de fabricacion y tratamiento y avanzados sistemas constructivos. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 10. QUE ES LA MADERA? DURAMEN ó MADERA DURA: Es la madera que se encuentra en el centro del tronco. Es la madera más densa y con menos capilaridad. ALBURA ó MADERA JOVEN: Es la madera que se encuentra hacía la cara exterior del tronco. Es donde se localizan los vasos conductores que transportan sabia hacia las ramas del árbol. Es decir, es una madera porosa y de poco densidad. La madera es un material ortótropo proveniente del tronco de un árbol compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 11. PROPIEDADES: FISICAS Corteza Madera blanda Madera dura Primer ano de crecimiento Temporada lluviosa Temporada seca Cicatriz por fuego La resistencia y densidad de la madera varia de acuerdo a la especie. Maderas duras como el cedro son hasta ocho veces mas resistentes a esfuerzos de flexión y seis veces a esfuerzos de compresión que maderas blandas como el balso. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 12. Propiedades: MECANICAS Existe una marcada diferencia en las propiedades mecánicas de la madera dependiendo de la distribución de las fibras (paralelas o perpendiculares). Por ejemplo la resistencia a la tension paralela a la fibra es 30 veces mayor que perpendicular a esta, mientras que la resistencia a la compresion varia en el orden de 1/6. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 13. PROPIEDADES: MECANICAS Licence number Strength Moisture Species British Spruce abbreviation UK CoC Number Load roller Certification mark Strength grader Normalmente, la resistencia de la madera se certifica por los proveedores. Esta practica es regulada y certificada por terceros para asegurar el control de calidad. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 14. PROPIEDADES: TERMALES Calculo del ancho del carbón Perfil útil después del incendio La superficie de carbón ayuda a proteger el interior de la pieza de madera Perfil original Opciones de proteccion de un ntrepiso de madera con lamina de yeso cemento. Aunque la madera se consume fácilmente por el fuego (material combustible), lo hace a un ritmo predecible (de acuerdo su densidad) mientras retiene su capacidad portante durante el incendio. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 15. PROPIEDADES: TERMALES En las construcciones con madera es relativamente fácil incorporar aislamiento adicional en la cavidad. La madera tiene propiedades intrínsecas de aislamiento debido a su baja conductividad térmica, minimizando la probabilidad de puentes térmicos. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 16. PROPIEDADES: DURABILIDAD La madera sin tratar es susceptible al ataque de hongos, insectos y el deterioro por radiación ultravioleta. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 17. PROTECCIÓN INSECTICIDAS: Controlan plagas como gorgojo y comején. FUNGICIDAS: controla la aparición de hongos. IMPERMEABILIZANTES: evita el cambio de humedad del material y por lo tanto cambios dimensionales. SATURADORES: evita penetración humedad. PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO: espesor adicional Inmersión: Sumergir la madera en una tina de tratamiento donde se encuentra un preservador. Se deja escurrir y secar antes de utilizar. Brocha: Solo se emplea como mantenimiento o protección temporal. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 18. PROPIEDADES: HUMEDAD (peso húmedo – peso seco ) CH% = --------------------------------------- x 100 peso seco Con la ayuda de los detectores especializados se puede medir con gran precisión la humedad de laminados, madera forestal, listones, vigas, contra chapados, paneles, conglomerados, vigas maestras, marcos de ventanas. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 19. PROPIEDADES: HUMEDAD Cambios dimensionales según contenido de humedad %EMC versus %HR Las maderas pierden o ganan humedad en un intento de alcanzar un grado de equilibrio en relación a las condiciones del ambiente. La cantidad de humedad en este punto de balance es llamado contenido de humedad en equilibrio (EMC Equilibrium Moisture Content) FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 20. PROPIEDADES: HUMEDAD Plasterboard Vapour control layer Insulating quilt Condensation control Ventilated cavity Stainless steel wall tie Sheathing board Structural timber frame Waterproof breather membrane Ventilated cavity Isolating/protection Ventilated cavity Masonry cladding En general la madera que conserva un grado de humedad inferior al 22% no esta en riego de deterioro por hongos. Con un diseño apropiado (con ventilación, aislamiento, drenaje y control de la condensación) se puede controlar el grado de humedad de una construcción en madera. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 21. PROPIEDADES: ACUSTICAS Elementos aislantes Agragar masa Materiales para absorción del sonido Sellando uniones Altos niveles de ailamiento acustico se pueden lograr al agregar masa, incorporar materiales absorventes y sellando uniones. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 22. PROPIEDADES: AMBIENTALES Ventajas •Bajo consumo de energía en su producción. •Renovable. •Baja conductividad térmica. •La mayoría del tronco del árbol puede ser usado (con técnicas mejoradas de corte) Desventajas •Las variedades de madera varían en cada región. Es necesario transportar ciertas maderas atreves de continentes para suplir demanda. •Algunas maderas tienen una corta vida útil. •Algunos químicos usados para proteger la madera son dañinos para el medio ambiente. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 23. TIPOS DE MADERA Madera rolliza Madera aserrada Por capas Compuestos de madera Por partículas Por fibras Madera diseñada FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 24. TIPOS DE MADERA: ROLLIZA Madera en bruto, en estado natural, tal como se corta o se cosecha, con o sin corteza, partida, escuadrada en bruto o en otras formas. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 25. TIPOS DE MADERA La madera aserrada es un termino usado para describir madera cortada, pulida y tratada con dimensiones estándar. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 26. TIPOS DE MADERA: ASERRADA http://www.youtube.com/watch?v=HDoW-ZYT25c http://www.youtube.com/watch?v=tO7tRmOYRLs Los patrones de corte afectan la apariencia y el comportamiento estructural de la madera. Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson FIBRAS
- 27. TIPOS DE MADERA: ASERRADA La madera aserrada tangencialmente presenta anillos de crecimiento del tronco y es susceptible a cambios dimensionales causados por factores ambientales. La madera aserrada de manera longitudinal presenta vetas a lo largo del corte. Este corte es más estable porque los anillos de crecimiento son menos evidentes y más densos Tangencial Longitudinal FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 28. TIPOS DE MADERA: ASERRADA La madera aserrada se encuentra disponible en una gran variedad de tamaños tanto en sección como en longitud. Las dimensiones estándar varían entre 75-300mm x 22-300mm en sección y entre 1- 7m de largo. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 29. PIEZAS Plantaciones forestales en Colombia COMERCIAL EN COLOMBIA 3 METROS DE LONGITUD: 20 x 20: viga 20 x 5: Planchón 20 x 2,5: Tabla burra 20 x 1,25: Tabla chapa 10 x 10: Cerco 10 x 5: Repisa 10 ó 5 x 2,5 ó 1,25: Listón 5 x 5: Durmiente Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson FIBRAS
- 30. PIEZAS Flor morado Pino radiata Teca Sapan Tamarindo Algarrobo Abarco Balso FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 31. PIEZAS Usos de la madera aserrada en Colombia Distribución de la demanda anual de madera en Colombia PRODUCCION DE MADERA EN COLOMBIA • Gran biodiversidad (Contraproducente para la productividad) • Bajos rendimientos por ha. • Deficiencias en la calidad de la madera aserrada con motosierra •Ineficiencia en transporte •Excesivo desperdicio de madera (Anatomía, proceso) •Ausencia de capacitación •No existe coherencia entre la legislación y la realidad •Desconocimiento de productos finales a elaborar FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 32. PIEZAS SECADO Y DESPERFECTOS Secado artificial Secado natural - El secado al aire libre en Bogotá va de 33 días en época seca a 140 días es época lluviosa. - El secado al aire libre en Medellín va de 6 días a 25. - Proporcionalidad con la temperatura media de la ciudad analizada. Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson FIBRAS
- 33. PIEZAS SECADO Y DESPERFECTOS Abarquillado Arista faltante Arqueadura 1cm de desviación por cada 3m de longitud de la pieza FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 34. PIEZAS SECADO Y DESPERFECTOS Depósito duramen Enconvadura Rajadura FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 35. PIEZAS SECADO Y DESPERFECTOS Nudo sano Nudo hueco Grupo de nudos FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 36. MADERAS COMPUESTAS Pros •Trascienden las limitantes en dimensión de la madera aserrada •Mejoran las propiedades estructurales de las piezas (resistencia, rigidez, estabilidad, flexibilidad). •Se transforma un material natural en un material homogéneo. •Se minimiza el desperdicio de material. La madera se convierte en partículas/ tiras, laminas o fibras que se pueden combinar con otros materiales para obtener un producto con características especificas . Las maderas compuestas se clasifican de acuerdo al componente (lamina , partículas o fibra) FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 37. MADERAS COMPUESTAS: LAMINADOS CATEGORIAS DE LAMINADOS: •Tableros de laminas paralelas(Glulam and LVL) •Tableros de laminas contrachapadas- (Plywood) •Paneles tipo Sandwich La orientación de las laminas se utiliza para optimizar el comportamiento estructura del producto y para minimizar deformaciones e irregularidades como nudos y depósitos de duramen. Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson FIBRAS
- 38. MADERAS COMPUESTAS: Glued laminated timber (Gluelam o Glulam) LAMINADOS Laminated Veneer Lumber (LVL) La Madera Laminada se forma con piezas de madera, unidas con adhesivo, por sus extremos y caras, de manera tal que las fibras queden paralelas al eje del elemento. Si las láminas son paralelas al plano de flexión del elemento, se dice que la laminación es "horizontal" y cuando estas son normales al plano neutro de flexión se dice que la laminación es "vertical". FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 39. MADERAS COMPUESTAS: LAMINADOS Blockboard Ejemplos de tableros de plywood Contrachapado (Plywood) Triplex, Quintuplex, Multiplex siempre impar (3-24mm) LÁMINAS: 1.22m x 2.44m http://www.youtube.com/watch?v=Dh8kTRNJQk0&feature=related Laminboard El tablero contrachaoado mas conocido es el plywood. La calidad y durabilidad del plywood depende del tipo de madera y adhesivo utilizado en su fabricación. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 40. MADERAS COMPUESTAS: LAMINADOS CATEGORIAS DE COMPUESTOS AGLOMERADOS CON PARTICULAS: •Compuestos estructurales (Parallel Strand Lumber) •Tableros de partículas (chipboard, cement-bonded particleboard ) •Tableros de astillas orientadas Los compuestos de partículas son fabricados con pequeños fragmentos de material producidos al cortar o fracturar la madera. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 41. MADERAS COMPUESTAS: Compuestos estructurales (Parallel Strand Lumber): son fabricados con astillas de madera (approx. 2.4 m largo, 3 mm grosor) orientados con las fibras paralelas y prensados y pegados formando un elemento continuo. PARTICULAS Tableros de partículas (Chipboard): producidos con partículas secas mezcladas con resina y suradas en un proceso de prensado al calor. Tableros de tiras orientadas (OSB: Oriented strand board): fabricados con astillas de madera en todas las direcciones pegadas con resina. (6-8.5mm) Densidad según compactación en fabricación (3-30mm espesor) FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 42. MADERAS COMPUESTAS: FIBRAS MDF: Medium density Fiberboard (densidad según compactación en fabricación) Particle composite board Fibre composite board Sistema de piso laminado con HDF http://www.youtube.com/watch?v=9cQXhk7JjlA Los tableros de fibra son producidos con la pulpa de la madera usando procesos mecánicos, de presión y con calor para su extracción. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 43. MADERAS DISEÑADAS (ENGINEERED TIMBER) Complejas piezas estructurales son posibles de diseñar usando elementos de madera sólidos, maderas compuestas y otros materiales adicionales. Esto hace posible la especificación precisa de elementos. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 44. MADERAS DISEÑADAS (ENGINEERED TIMBER) Stressed-skin panels Timber beams with metal web FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 45. CONSIDERACIONES DE DISEÑO VENTAJAS : •Relativamente fácil de conseguir a un bajo costo. •Generalmente de bajo peso y densidad. •Buen aislante térmico. • Buenas credenciales ecológicas/ambientales •Se puede refinar y diseñar para mejorar sus características. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 46. CONSIDERACIONES DE DISEÑO DESVENTAJAS: •Sus propiedades varían entre las diferentes especies. •Las propiedades estructurales de cada espacie varían ya que cada árbol es diferente. •La sección de la madera aserrada esta limitada por las dimensiones del árbol. •La madera debe ser secada y tratada para evitar su pronto deterioro o deformación. FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 47. CONCLUSIONES CUALES SON LAS PROPIEDADES PRINCIPALES DE LA MADERA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION? COMO SE PUEDE CLASIFICAR LA MADERA? QUE CARACTERISTICAS TIENE LA MADERA ASERRADA? QUE CARACTERISTICAS TIENE LA MADERA COMPUESTA? FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 48. Timber Joints: Binding joint Interlocking joint BINDING & INTERLOCKING Interlocking joint Finger joint Scarf joint Interlocking joint FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 49. Timber Joints: METAL STRAPPING & ADHESIVES Steel plate joint Nail plate Metal strapping Nails Adhesive FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 50. TIPOS DE MADERA: ASERRADA FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 51. PIEZAS FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson
- 52. TIPOS DE MADERA Aserrada Rolliza MDF: Medium density Fiberboard (densidad según compactación en fabricación) Laminada Clavada Laminada Pegada OSB: Oriented strand board (6-28.5mm) Tablex: Densidad según compactación en fabricación (3-30mm espesor) Contrachapado (Plywood) Triplex, Quintuplex, Multiplex siempre impar (3-24mm) TODAS LA LÁMINAS: 1.22m x 2.44m FIBRAS Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson