Una armadura de techo de madera es un marco estructural de vigas diseñado para unir el espacio sobre una habitación y brindar soporte a un techo. Las cerchas suelen aparecer a intervalos regulares, unidas por vigas longitudinales como correas . El espacio entre cada armadura se conoce como bahía . [1]
Las vigas tienden a aplanarse bajo la gravedad, empujando hacia afuera en las paredes. Para luces más grandes y paredes más delgadas, esto puede derribar las paredes. Por lo tanto, inicialmente se unieron pares de vigas opuestas mediante una viga de amarre horizontal, para formar vigas acopladas. Pero tales techos eran estructuralmente débiles y, al carecer de soporte longitudinal, eran propensos a desplomarse, un colapso resultante del movimiento horizontal. Las vigas de madera para techos fueron un desarrollo medieval posterior. [2] Una armadura de techo está reforzada transversalmente para formar una unidad rígida y estable. Idealmente, equilibra todas las fuerzas laterales entre sí y empuja sólo directamente hacia abajo sobre las paredes de soporte. En la práctica, pueden desarrollarse fuerzas laterales; por ejemplo, debido al viento, flexibilidad excesiva de la armadura o construcciones que no se adaptan a pequeños movimientos laterales de los extremos de la armadura.
Los miembros superiores de una armadura se conocen genéricamente como cuerda superior , los miembros inferiores como cuerda inferior y los miembros interiores como almas. En carpintería histórica, los cordones superiores a menudo se denominan vigas y el cordón inferior a menudo se denomina viga de amarre . Hay dos tipos principales de cerchas de techo de madera: cerradas, en las que la cuerda inferior es horizontal y al pie de la cercha, y abiertas, en las que las cuerdas inferiores se elevan para proporcionar más espacio abierto, también conocidas como cerchas de cuerda inferior elevada. . [3]
La distinción cerrado/abierto se utiliza de dos maneras para describir los techos con armadura.
Armazón cerrado:
Armazón abierto:
Una armadura de poste rey tiene dos vigas principales, una viga de unión y un poste rey vertical central . [5] Es la armadura más simple y se usa comúnmente junto con dos puntales en ángulo.
El poste rey normalmente está bajo tensión y requiere uniones bastante sofisticadas con la viga de atado y las vigas principales. En una variación conocida como armadura de perno rey (varilla), el poste rey se reemplaza por un perno (varilla) de metal, generalmente de hierro forjado.
Una armadura de poste reina tiene dos vigas principales y dos postes reina verticales . [5] La armadura de poste reina extiende la luz y, combinada con uniones empalmadas en los miembros más largos, extiende la luz útil para armaduras de este tipo. Al igual que con un poste rey, los postes reina pueden reemplazarse con varillas de hierro y, por lo tanto, denominarse armadura de varilla reina. Esta armadura se conoce a menudo como palladiana (truss paladiana) en Italia, ya que fue utilizada con frecuencia por el arquitecto renacentista Andrea Palladio . [6] [a] A veces, una armadura de Palladio se define como una armadura compuesta con una armadura de poste reina y poste rey en el mismo conjunto. [7]
La armadura de poste reina y la armadura de poste rey se pueden combinar usando la viga tensora de la armadura de poste reina como viga de unión para una armadura de poste rey arriba. [8] Estas combinaciones se conocen como armaduras compuestas.
Liegender Stuhl es un truss de origen alemán; el nombre alemán se utiliza en América . Esta armadura se encuentra en algunos edificios de los siglos XVIII y XIX donde los alemanes se establecieron en los EE. UU. La traducción literal es "silla reclinada", reclinada significa que las cuerdas superiores están en ángulo o inclinadas (y silla en el sentido de un soporte, en este caso un poste o una armadura). [9] Los carpinteros de los Países Bajos también utilizaron esta armadura donde se escribe liggende stoel. [10]
Lo opuesto es un "Stehender Stuhl", que es el tipo de armadura de techo común donde simples postes verticales reemplazan la estructura de soporte más elaborada en la imagen (resaltada en azul).
Al carecer de una viga de amarre, [11] la armadura con arco (tirante arqueado) [12] le da una apariencia más abierta al interior del techo. Las vigas principales están unidas por una viga de collar sostenida por un par de tirantes de arco, que refuerzan la estructura y ayudan a transmitir el peso del techo a través de las vigas principales hasta el muro de soporte. Una armadura arriostrada de doble arco [12] tiene un segundo par de tirantes arqueados en la parte inferior, desde la viga hasta un bloque o alféizar interior: esta forma se llama techo de vagón, cuna, barril o túnel debido a su apariencia cilíndrica. [13]
El techo con vigas de martillo fue la culminación del desarrollo de la armadura con arcos, permitiendo abarcar mayores espacios. El techo con vigas de martillo del Westminster Hall en Londres, diseñado por Hugh Herland e instalado entre 1395 y 1399, era el espacio con techo de madera más grande de la Europa medieval, abarcando una distancia de poco más de 20 metros (66 pies). [14] Se considera el mejor ejemplo de armadura de vigas de martillo en Inglaterra. [15]
Las cerchas de vigas de martillo pueden tener una sola viga de martillo o varias vigas de martillo. Un techo con vigas de martillo falsas (armazón) tiene dos definiciones: 1) No hay un poste de martillo en la viga de martillo [16] [17] como a veces se encuentra en un tipo de armadura de arco [18] o; 2) La viga del martillo se une al poste del martillo en lugar de que el poste del martillo apoye la viga del martillo. [19]
La armadura de tijera recibe su nombre por tener la forma de un par de tijeras (tijeras). Dos características que definen una armadura de tijera son: 1) la unión por donde pasan las cuerdas inferiores (la bisagra de un par de tijeras) debe estar firmemente conectada y 2) las patas de la viga (cuerda superior) deben descansar sobre las cuerdas inferiores. Si los cordones inferiores se unen a la parte inferior de los cordones superiores, se dice que el conjunto está "arriostrado en tijera" [20] en lugar de una armadura de tijera.
Se ha demostrado que los diseños de arriostramiento permanente pueden mejorar la estabilidad lateral de las armaduras de techo , específicamente con cuerdas en J. Los arriostramientos laterales continuos pueden prevenir los efectos negativos de las fuerzas laterales al colocarse diagonalmente para apuntalar la cuerda . Sin embargo, existen efectos variables de los arriostramientos permanentes en el alma de la armadura, dado que la longitud de la cuerda determinaría el número de ubicaciones de los arriostramientos. [21]
Las cerchas de madera prefabricadas ofrecen ventajas en la construcción de edificios gracias a la precisión de su fabricación a máquina y tienden a utilizar menos madera. [22] Sin embargo, esto no tiene en cuenta las modificaciones de diseño específicas del sitio que requieren un diseño de armadura personalizado.
Los desafíos de mantener las armaduras de madera no se limitan a los proyectos de construcción más nuevos. La nivelación visual se puede utilizar para realizar evaluaciones del estado de cerchas históricas. Esto, junto con las pruebas de carga, se puede utilizar para determinar las mejores soluciones posibles para reparar sistemas de vigas más antiguos. Para la reparación se pueden utilizar placas de metal y material correcto de época, aunque la recuperación del 100% del material puede ser difícil si la armadura de madera se ha deteriorado. Las armaduras de madera MPC (Metal Plate Connected) generalmente están hechas de madera labrada (madera), en lugar de madera (postes de madera en rollo). [23]
Las primeras conexiones de vigas de madera consistían en uniones de mortaja y espiga y probablemente se elaboraron en el sitio de construcción con los postes. Dado que la mayoría de las primeras cerchas se hicieron con postes sin curar , la contracción posterior crearía grietas en las uniones de mortaja y espiga . Además, las uniones de mortaja y espiga en las armaduras más antiguas estaban ubicadas en el punto más débil del poste, lo que aceleraba la falla. Gran parte de los primeros diseños de conexiones de armaduras anticiparon el comportamiento estructural bajo cargas. Esta es la razón por la que se perforaron agujeros ligeramente descentrados, lo que permitió que la clavija uniera los postes de forma natural mediante la gravedad. [24]
Notas
Citas
Bibliografía