Muros de corte en las estructuras de entramado ligero en madera

Edificios de madera: Diseño de muros de corte en entramado ligero.

Dentro de los posibles sistemas constructivos en madera, el entramado ligero es uno de los más empleados, principalmente en construcciones residenciales de hasta seis pisos. El creciente interés de los arquitectos en este tipo de construcción hace que sea importante conocer las claves del cálculo de estructuras de entramado ligero en madera.

Las principales ventajas de este sistema constructivo son la sencillez de sus componentes que permite trabajar con herramientas manuales, el bajo peso de la estructura que se traduce en una fundación de menor tamaño, y la posibilidad de prefabricar los paneles para reducir el tiempo de ejecución en obra. Por otro lado, la posibilidad de aprovechar el espacio interior de los paneles para introducir aislamiento térmico y conseguir envolventes de máxima eficiencia energética hace del entramado ligero una muy buena opción en el campo de las construcciones de consumo energético casi nulo.

Entramado ligero y muros de corte
Entramado ligero y muros de corte

Componentes del sistema

En este sistema constructivo los muros de corte estructurales están formados por los siguientes elementos:

    • Pie derecho: generalmente madera aserrada o cepillada clasificada estructuralmente.
    • Soleras: generalmente madera aserrada o cepillada clasificada estructuralmente.
    • Placas estructurales de madera: habitualmente se emplea tablero de virutas orientadas (OSB) o tablero contrachapado (plywood).
    • Conectores metálicos: se emplean clavos, tirafondos o grapas para unir los dos elementos anteriores. Además de conectores tipo “holdown” y pernos para el amarre de los diferentes componentes de la estructura.
Componentes de un entramado vertical

Principios estructurales de los muros de corte

En el cálculo de estructuras de entramado ligero en madera, los muros son los encargados de aportar la estabilidad lateral al conjunto. Cuando aparecen fuerzas horizontales producidas por el viento o por un sismo, los tableros trabajan como elementos arriostrantes que impiden el descuadre del entramado. Los esfuerzos entre las piezas de madera y el tablero se transmiten a través de los conectores metálicos que trabajan al corte. Además de intentar descuadrar el entramado, las fuerzas horizontales tratarán de desplazarlo (produciendo esfuerzos basales entre la solera inferior y la cimentación) y volcarlo (produciendo esfuerzos de tracción y de compresión en los extremos del entramado).

Esquema de cargas para un muro de corte
Descuadre
Desplazamiento
Volcamiento

Si la magnitud de las acciones horizontales sobre la estructura es elevada, o si se cuenta con pocos muros que actúen como diafragma, se deberá aumentar la resistencia al descuadre de los mismos. Para ello se cuenta con las siguientes variables:

    • Calidad estructural de la madera del entramado
    • Tipo de tablero estructural y espesor del mismo
    • Uso de un único tablero o uso de tablero estructural por ambas caras del entramado
    • Tipo de conector metálico entre el tablero y las piezas de madera
    • Diámetro de los conectores
    • Separación entre los conectores en el perímetro del tablero

En la mayoría de los casos se itera con la separación entre conectores para verificar que éstos resistan el esfuerzo cortante al que están sometidos. Si, a pesar de reducir mucho esta separación, no se consigue suficiente resistencia, suele ser de ayuda el empleo de tablero estructural por ambas caras del entramado, lo cual puede llegar a duplicar la resistencia del mismo.

Son muchos los factores que intervienen en el diseño y cálculo de estructuras de entramado ligero en madera. Los diseños arquitectónicos con grandes ventanales y espacios muy diáfanos hacen que, en ocasiones, haya pocos muros trabajando de forma efectiva frente a las acciones horizontales. Por este motivo es muy importante realizar una minuciosa comprobación de la estabilidad lateral del conjunto.

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