Una armadura de techo de madera es un armazón estructural de vigas diseñado para unir el espacio por encima de una habitación y brindar soporte a un techo. Las armaduras suelen estar dispuestas a intervalos regulares, unidas por vigas longitudinales como correas . El espacio entre cada armadura se conoce como tramo . [1]
Las vigas tienden a aplanarse por la gravedad, empujando hacia afuera sobre las paredes. En tramos más grandes y paredes más delgadas, esto puede hacer que las paredes se derrumben. Por lo tanto, inicialmente se unían pares de vigas opuestas mediante una viga de unión horizontal, para formar vigas acopladas. Pero estos techos eran estructuralmente débiles y, al carecer de cualquier soporte longitudinal, eran propensos a desplomarse, un colapso resultante del movimiento horizontal. Las cerchas de madera para techos fueron un desarrollo posterior, medieval. [2] Una cercha de techo está arriostrada transversalmente para formar una unidad estable y rígida. Idealmente, equilibra todas las fuerzas laterales entre sí y empuja solo directamente hacia abajo sobre las paredes de soporte. En la práctica, pueden desarrollarse fuerzas laterales; por ejemplo, debido al viento, la excesiva flexibilidad de la cercha o construcciones que no se adaptan a pequeños movimientos laterales de los extremos de la cercha.
Los elementos superiores de una cercha se conocen genéricamente como cordón superior , los elementos inferiores como cordón inferior y los elementos interiores como almas. En la carpintería histórica, los cordones superiores a menudo se denominan vigas y el cordón inferior se conoce a menudo como viga de unión . Hay dos tipos principales de cerchas de techo de madera: cerradas, en las que el cordón inferior es horizontal y se encuentra al pie de la cercha, y abiertas, en las que los cordones inferiores se elevan para proporcionar más espacio abierto, también conocidas como cerchas de cordón inferior elevado. [3]
La distinción cerrado/abierto se utiliza de dos maneras para describir los techos de armadura.
Cercha cerrada:
Cercha abierta:
Una armadura de poste rey tiene dos vigas principales, una viga de amarre y un poste rey vertical central . [5] Es la armadura más simple y se utiliza comúnmente junto con dos puntales en ángulo.
El poste central normalmente está bajo tensión y requiere uniones bastante sofisticadas con la viga de unión y las vigas principales. En una variante conocida como cercha con pernos (varilla) centrales, el poste central se reemplaza por un perno (varilla) de metal, generalmente de hierro forjado.
Una cercha de postes de reina tiene dos vigas principales y dos postes de reina verticales . [5] La cercha de postes de reina extiende el tramo y, combinada con juntas empalmadas en los miembros más largos, extiende el tramo útil para cerchas de este tipo. Al igual que con un poste rey, los postes de reina pueden reemplazarse con varillas de hierro y, por lo tanto, se denomina cercha de varillas de reina. Esta cercha a menudo se conoce como palladiana (cercha palladiana) en Italia, ya que fue utilizada con frecuencia por el arquitecto renacentista Andrea Palladio . [6] [a] A veces, una cercha palladiana se define como una cercha compuesta con un poste de reina y una cercha de poste rey en el mismo conjunto. [7]
La armadura de poste reina y la armadura de poste rey se pueden combinar, utilizando la viga de tensión de la armadura de poste reina como viga de amarre para una armadura de poste rey superior. [8] Estas combinaciones se conocen como armaduras compuestas.
Liegender Stuhl es una armadura de origen alemán; el nombre alemán se utiliza en Estados Unidos . 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", reclinado significa que los cordones superiores están en ángulo o inclinados (y silla en el sentido de un soporte, en este caso un poste o armadura). [9] Los carpinteros de los Países Bajos también usaban 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 unión, [11] la armadura arqueada (arqueada) [12] da un aspecto más abierto al interior del techo. Las vigas principales están unidas por una viga de collar sostenida por un par de tirantes arqueados, que endurecen la estructura y ayudan a transmitir el peso del techo hacia abajo a través de las vigas principales hasta la pared de soporte. Una armadura arqueada doble [12] tiene un segundo par de tirantes arqueados más abajo, desde la viga hasta un bloque o umbral interior: Esta forma se llama techo de vagón, cuna, barril o túnel debido a su apariencia cilíndrica. [13]
El tejado con vigas de martillo fue la culminación del desarrollo de la armadura arqueada, que permitió abarcar espacios mayores. El tejado con vigas de martillo del Westminster Hall de Londres, diseñado por Hugh Herland e instalado entre 1395 y 1399, fue el espacio con techo de madera más grande de la Europa medieval, con una longitud de poco más de 20 metros (66 pies). [14] Se considera el mejor ejemplo de armadura con vigas de martillo en Inglaterra. [15]
Las cerchas con vigas de martillo pueden tener una sola viga de martillo o varias vigas de martillo. Un falso techo con vigas de martillo (cercha) tiene dos definiciones: 1) No hay poste de martillo en la viga de martillo [16] [17] como a veces se encuentra en un tipo de cercha con tirantes de arco [18] o; 2) La viga de martillo se une al poste de martillo en lugar de que el poste de martillo descanse sobre la viga de martillo. [19]
La armadura de tijera recibe su nombre por su forma de tijera. Dos características que definen a una armadura de tijera son: 1) la unión por donde pasan los cordones inferiores (la bisagra de un par de tijeras) debe estar firmemente conectada y 2) los pies de la viga (cordón superior) deben descansar sobre los cordones inferiores. Si los cordones inferiores se unen a la parte inferior de los cordones superiores, se dice que el conjunto está "arriostrado con tijera" [20] en lugar de ser una armadura de tijera.
Se ha demostrado que los diseños de arriostramiento permanente pueden mejorar la estabilidad lateral de las cerchas de techo , específicamente con cordones en forma de j. Los arriostramientos laterales continuos pueden prevenir los efectos negativos de las fuerzas laterales al colocarse en diagonal para arriostrar el cordón . Sin embargo, existen efectos variables de los arriostramientos permanentes en el alma de la cercha, dado que la longitud del cordón determinaría la cantidad de ubicaciones de los arriostramientos. [21]
Las cerchas de madera prefabricadas ofrecen ventajas en la construcción de edificios gracias a la precisión de las máquinas y tienden a utilizar menos madera. [22] Sin embargo, esto no tiene en cuenta las alteraciones de diseño específicas del sitio que requieren un diseño de cerchas personalizado.
Los desafíos que presenta el mantenimiento de las cerchas de madera no se limitan a los proyectos de construcción más nuevos. La clasificación visual se puede utilizar para realizar evaluaciones del estado de las cerchas históricas. Esto, junto con las pruebas de carga, se puede utilizar para determinar las mejores soluciones posibles para reparar los sistemas de cerchas más antiguos. Se pueden utilizar placas de metal y material de época adecuado para la reparación, aunque la recuperación del 100 % del material puede ser difícil si la cercha de madera se ha deteriorado. Las cerchas de madera conectadas con placas de metal ( MPC ) suelen estar hechas de madera aserrada (madera aserrada), en lugar de madera de construcción (postes de madera en rollo). [23]
Las primeras uniones de cerchas de madera consistían en uniones de mortaja y espiga y probablemente se fabricaban en el lugar de construcción con los postes. Dado que la mayoría de las cerchas antiguas se fabricaban con postes sin curar , la contracción posterior creaba grietas en las uniones de mortaja y espiga . Además, las uniones de mortaja y espiga en las cerchas más antiguas estaban ubicadas en el punto más débil del poste, lo que aceleraba el fallo. Gran parte de los primeros diseños de uniones de cerchas preveían un comportamiento estructural bajo cargas. Por eso, los agujeros se perforaban ligeramente descentrados, lo que permitía que la clavija uniera los postes de forma natural gracias a la gravedad. [24]
Notas
Citas
Bibliografía