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Cercha de techo de madera

Dos cerchas de postes principales unidas para sostener un techo.
Clave: 1:  viga cumbrera, 2:  correas , 3:  vigas comunes. Este es un ejemplo de un "techo doble" con vigas principales y vigas comunes.

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 flexibilidad excesiva de la cercha o construcciones que no se adaptan a pequeños movimientos laterales de los extremos de la cercha.

Historia

Ejemplo de armadura de techo de madera

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]

Cerchas cerradas

La distinción cerrado/abierto se utiliza de dos maneras para describir los techos de armadura.

Cercha cerrada:

  1. Una armadura con una viga de amarre; o
  2. Estructura del techo con techo de manera que el marco no quede visible.

Cercha abierta:

  1. Una armadura con una viga de unión interrumpida o una armadura de tijera que permite un área de techo abovedado; o
  2. Estructura del techo abierta a la vista, no oculta por un techo. [4]

Cercha de poste rey

Cercha de poste rey.
Clave: 1:  poste rey, 2:  viga de unión, 3:  vigas principales, 4:  puntales.

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.

Armazón de poste de reina

Cercha de postes de reina.
Clave: 1:  postes de reina, 2:  viga de amarre, 3:  viga de tensado, 4:  vigas principales.

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

Ilustración alemana de un techo de correas con cerchas tipo liegendem resaltadas en azul.

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]

El lado 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).

Cerchas abiertas

Cercha arqueada

Una sola armadura arqueada.
Clave: 1:  vigas principales, 2:  viga de collar, 3:  tirantes del arco.

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]

Cercha de vigas de martillo

Armadura de viga de martillo simple Chambers 1908

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]

Cercha de tijera

Una armadura de tijera

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.

Vigorizante

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]

Cerchas de madera prefabricadas

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.

Cerchas de madera históricas

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]

El interior del granero en Bartram's Garden con vista a las vigas de madera.

Uniones en cerchas de madera

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]

Véase también

Referencias

Notas

  1. ^ La palladiana se había utilizado en Italia durante muchos años antes de la época de Palladio, pero recibió su nombre debido a su uso extensivo en los edificios que diseñó. [6]

Citas

  1. ^ Curl, James Stevens (2006), "truss", Diccionario de arquitectura y arquitectura paisajística (edición en línea), Oxford University Press, ISBN 978-0-19-860678-9, consultado el 1 de diciembre de 2012 (se requiere suscripción)
  2. ^ Steane (1984), pág. 196
  3. ^ Lewandoski, Jan, Jack Sobon y Kenneth Rower. Armaduras de tejado históricas estadounidenses. Becket, MA: Timber Framers Guild, 2006. 48. ISBN 0970664346 
  4. ^ Grupo de investigación de edificios domésticos (Surrey, Inglaterra), http://www.dbrg.org.uk/GLOSSARY/Open%20truss.html
  5. ^ ab Glosario de términos de construcción australianos – Tercera edición (NCRB)
  6. ^ ab Valeriani, Simona (agosto de 2006), "Los tejados de Wren y Jones: una migración del conocimiento técnico de Italia a Inglaterra en el siglo XVII". Documentos de trabajo sobre la naturaleza de la evidencia: ¿Qué tan bien viajan los "hechos"? (PDF) , Departamento de Historia Económica, London School of Economics , consultado el 22 de diciembre de 2012
  7. ^ Actas del Tercer Congreso Anual sobre Historia de la Construcción, mayo de 2009. Figura 1. Basado en Sachero, C., 1864: Sulla stabilità delle armature dei tetti. Giornale del Genio Militare 2. 250. http://www.bma.arch.unige.it/PDF/CONSTRUCTION_HISTORY_2009/VOL3/TURRI-Zamperin_Cappelletti_1_paper-revised_layouted.pdf consultado el 24/12/2012
  8. ^ Yeomans (2003), pág. 42
  9. ^ Anderegg, Jean. Holzbaukunst: Fachwerk, Dachgerüst, Zimmermannswerkzeug : systematisches Fachwörterbuch = Arquitectura en madera : construcción en pan de madera, charpente de toit, outils du charpentier : dictionnaire spécialisé et systématique = Arquitectura en madera : construcción con entramado de madera, armazón de tejado, herramientas de carpintero : especializadas y diccionario sistemático. Múnich: KG Saur, 1997. : 65. ISBN 3598104618 
  10. ^ Herman Janse, Houten kappen en Holanda 1000-1940. Delftse Universitaire Pers, Delft / Rijksdienst voor de Monumentenzorg, Zeist 1989.
  11. ^ Harris (2003), págs. 75-77
  12. ^ ab Chappell, Steve. El taller de un carpintero de estructuras de madera: carpintería, diseño y construcción de estructuras de madera tradicionales . Brownfield, Me.: Fox Maple Press, 1998. 115. Impreso.
  13. ^ Whewell, William y F. de. Lassaulx. Notas arquitectónicas sobre iglesias alemanas; con notas escritas durante un viaje arquitectónico a Picardía y Normandía . La 3.ª ed. Cambridge: J. y JJ Deighton; [etc.], 1842. 44. Impresión.
  14. ^ Steane (1984), págs. 196-97
  15. ^ Webber, Frederick G.. Carpintería y ebanistería. Methuen and Co., Londres: 1898. 152.
  16. ^ Davies, Nikolas y Erkki Jokiniemi. Diccionario de arquitectura y construcción de edificios. Ámsterdam: Elsevier/Architectural Press, 2008. 144.
  17. ^ Alcock, NW. Registro de edificios con estructura de madera: un glosario ilustrado. Londres: Council for British Archaeology, 1989.
  18. ^ Sharpe, Geoffrey R.. Iglesias históricas inglesas: guía de su construcción, diseño y características. Londres: IB Tauris, 2011. 111. fig. 61.
  19. ^ Wood, Margaret. La casa medieval inglesa. Londres: Ferndale Editions, 1980, 1965. 319.
  20. ^ Lewandoski, Jan, Jack Sobon y Kenneth Rower. Armaduras de tejado históricas estadounidenses. Becket, MA: Timber Framers Guild, 2006. 7. ISBN 0970664346 
  21. ^ Diseño de arriostramiento permanente para vigas y cordones de cerchas de techo de madera de MPC, Forest Products Journal, 51 (7), 73-81
  22. ^ "Los beneficios de las cerchas de madera prefabricadas para techos".  Ingeniería civil (10212000)  24, núm. 7: 47-48.  Business Source Complete , host de EBSCO  (consultado el 8 de noviembre de 2017)
  23. ^ Evaluación no destructiva, pruebas de capacidad de carga a escala real e intervenciones locales en dos cerchas de madera históricas. Estructuras de ingeniería, 140.
  24. ^ "Conexiones de armaduras de madera antiguas frente a contracción de la madera: desde uniones de mortaja y espiga hasta conexiones atornilladas" APT Bulletin , vol. 27, n.º 1/2, A Tribute to Lee H. Nelson (1996), págs. 11-23.

Bibliografía

Enlaces externos