MANUAL DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS EN MADERA
Jairo Montaño
Sebastián Berwart
Hernán Santa María
Centro UC de Innovación en Madera
El Manual de Diseño de Estructuras en Madera aborda el diseño estructural ante cargas sísmicas de muros de corte y diafragmas de entrepiso del sistema constructivo marco-plataforma aplicable a edificaciones de 3 a 6 pisos. Ha sido desarrollado en colaboración por un equipo multidisciplinario compuesto por investigadores del Centro UCCorma de Innovación en Madera, la Universidad del Bío Bío, el Ministerio de Vivienda y Urbanismo.
de Chile, junto con el apoyo de CORFO. Estas instituciones se unieron dentro del marco del Proyecto Corfo 16BPE-62260 “Evaluación y propuesta de modificación de normativa de diseño estructural para la construcción de una edificación de mediana altura en chile con estructura en madera utilizando el sistema de marco y plataforma”, proyecto de investigación que buscaba fomentar el diseño y construcción de edificaciones en madera de mediana altura con el sistema estructural de marco-plataforma, determinando los parámetros de diseño sísmico más adecuados para esta materialidad en Chile.
Este manual se elabora debido a la ausencia de metodologías de diseño estructural sismoresistente en Chile para edificaciones en madera de 3 hasta 6 pisos de altura con el sistema marcoplataforma, brecha detectada en el sector de la construcción durante la ejecución del proyecto antes mencionado.
El propósito de este manual es generar una herramienta que brinde ayuda a los estudiantes e ingenieros estructurales para realizar el diseño sísmico de edificios con el sistema marcoplataforma. Para esto se muestra con ejemplos una metodología de diseño estructural para un edificio de 4 pisos y otra metodología para el diseño de un edificio de 6 pisos.
Las dos metodologías de diseño estructural propuestas en este documento cumplen las disposiciones de las normas chilenas de diseño estructural NCh 433 “Diseño Símico de Edificios” (Instituto Nacional de Normalización, 2009) y NCh 1198 “Madera - Construcciones en madera - Cálculo” (Instituto Nacional de Normalización, 2014). Las resistencias a corte de los muros en el sistema marco-plataforma se calculan según lo dispuesto en el documento “Special Design Provisions for Wind & Seismic” edición del año 2015 (American Wood Council, 2015). El diseño de los muros de corte en los ejemplos de edificios de este documento se realiza considerando tensiones admisibles.
El documento está organizado según los siguientes capítulos:
• El capítulo 2 entrega una visión general del proceso de diseño estructural de edificios con el sistema constructivo marco-plataforma. Presenta conceptos básicos para el diseño y verificación tanto de los muros de corte como de los diafragmas de entrepiso.
• El capítulo 3 describe un procedimiento de diseño aplicado a un ejemplo de un edificio de 4 pisos mediante el método de análisis estático. Se utilizan anclajes del tipo Hold-Down.
• El capítulo 4 incluye un ejemplo con una propuesta de procedimiento matricial para el diseño de un edificio de 6 pisos mediante el método de análisis modal espectral. Este edificio utiliza anclajes del tipo A.T.S. (Anchor Tie-down System).
• El capítulo 5 contiene las referencias utilizadas en este Manual.
• El capítulo 6 contiene un anexo con recursos adicionales y análisis complementarios. También contiene tablas con resultados complementarios de los ejemplos considerados de diseño estructural de los edificios de 4 y 6 pisos.
Los ejemplos de diseño de edificios presentan un contenido básico similar. Incluyen los siguientes conceptos: el proceso de diseño bajo carga vertical; la obtención de las fuerzas sísmicas; el enfoque utilizado para cálculo de la rigidez de los muros de corte; el procedimiento de cálculo de las propiedades dinámicas de la estructura; la repartición del corte horizontalmente desde el diafragma a los muros; el análisis torsional; el cálculo de desplazamientos; el cálculo de las fuerzas de diseño en los elementos estructurales; el procedimiento para la verificación de los muros de corte y sus componentes; el procedimiento para la verificación de los elementos que componen la estructura de los diafragmas de entrepiso, así como de las conexiones claves del sistema primordiales para el buen funcionamiento de la estructura.
Finalmente, se espera que este documento sea una herramienta para estudiantes de ingeniería, investigadores, ingenieros estructurales, profesores, y otros profesionales involucrados en el diseño de construcciones en madera. Se espera que así mismo fomente un mejor entendimiento de estos sistemas estructurales en madera y por consiguiente, también impulse su mayor uso.
PARA OBTENER EL MANUAL COMPLETO
Fuentes de información:
https://madera.uc.cl/publicaciones/libros
https://disenamadera.cl/guia-de-uso-soluciones-constructivas
