DISEÑO ESTRUCTURAL EN MADERA

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES CARRERA DE: Ingeniero Forestal Industrial PROGRAMA DE LA ASIGNATURA DE DISEÑO ESTRUCTURAL EN MADERA CICLO ESCOLAR

2 DATOS GENERALES Departamento (División): División de Ciencias Forestales Nombre del Programa Educativo: Ingeniero Forestal Industrial Nivel Educativo: Licenciatura Asignatura: DISEÑO ESTRUCTURAL EN MADERA Caracter: Obligatoria Tipo: Teórico-Práctico Área del conocimiento: Integradora Clave de la materia: 1163 Ubicación curricular: 2do. Semestre de 7º Año. Prerrequisitos: MECÁNICA ANALÍTICA CÓMPUTO APLICADO AL DISEÑO MATEMÁTICAS Ciclo Escolar: Nombre del profesor: HONORATO SALAZAR JOSÉ AMADOR Horas Teoría / semana 3 Horas Totales del curso: 64 Horas Práctica / semana 1 INTRODUCCIÓN: A nivel horizontal, la materia se relaciona con: nivel vertical se relaciona con: NO MADERABLES FORMACIÓN EMPRESARIAL NINGUNA El curso es: Teórico-Práctico. De tipo: Metodológica La formación general es de tipo: Diferenciales PRESENTACIÓN Una estructura se refiere a la forma total, el arreglo y función de los elementos que la conforman. Existen diversos materiales y muchas maneras en que los elementos estructurales pueden ser arreglados. Como todos los materiales de construcción, la madera tiene propiedades únicas que en algunos casos son favorables y en otros casos son desfavorables en su uso estructural. Sin embargo, la compresión de la naturaleza de la madera y sus propiedades mecánicas, hace que en el diseño se maximicen los atributos positivos y las propiedades negativas se hagan ineficientes.

3 OBJETIVOS Proporcionar a los estudiantes de los elementos teórico-practico, indispensables que les permitan la aplicación del diseño estructural en madera. Darles a conocer las diferentes posibilidades de los sistemas constructivos con madera, así como el diseño adecuado de estructuras que requieran posibilidades de uso de la madera en la construcción y fabricación de componentes para uso estructural. CONTENIDO. 1. Uso de la madera en la construcción 1.1. Introducción 1.2. Instituciones y organismos relacionados con el uso de la madera en estructuras para la construcción 1.3. Comités de normas y especificaciones 1.4. Estructuras de madera Tipos de estructuras. 2. Clasificación de madera 2.1. Madera aserrada y madera estructural Diferentes tipos de clasificaciones Normas Mexicanas Madera laminada Uso y aplicación de los tableros en la construcción. 3. Esfuerzos y resistencia mecánica de la madera Deformación y esfuerzo Deformación elástica, plástica, visco - elástica Tipos y valores de esfuerzos (flexión, compresión, tensión y cortante) Determinación de esfuerzos básicos. Ensayos experimentales Factores que afectan los valores de esfuerzo Factores de ajuste. 4. Diseño estructural Diseño de vigas Tipos de viga. Descripción Esfuerzos en vigas Formula de escuadría Formula de esfuerzo cortante Esfuerzo de compresión perpendicular.

4 Momento flexionante y fuerza cortante Calculo de deflexiones Soporte lateral Solución de una techumbre con vigas Columnas de madera Diseño de columnas de madera Columnas de madera compuestas Solución de ejemplos. 5. Uniones en madera Clavos, teoría y ejemplos Tornillos. Teoría y ejemplos Pernos Placa de clavo múltiple. Teoría y ejemplos. 6. Muros, entrepisos y techos de madera Muros de carga y divisorios Fabricación de muros y techos Capacidad de carga en muros de madera. Apoyos laterales, arriostramientos y separación de postes Entrepisos y techos de madera Tipos de entrepisos y techos Fabricación y montaje Capacidad de entrepisos y techos de madera. 7. Miembros bajo flexo - compresión paralela a las fibras. Ejemplos. 8. Componentes estructurales compuestos Armaduras. Tipos Viga "I" Viga cajón Tableros tipo stressed - skin Análisis de cargas en las armaduras. Ejemplos Determinación de esfuerzos en las armaduras Diseño de armaduras. Ejemplos. 9. Sistemas constructivos y supervisión. 10. Normas y especificaciones para construir con madera. 11. La vivienda de madera Panorama de la vivienda de interés social Características de la vivienda de madera.

5 11.3. Experiencias sobre construcción con madera Perspectivas de la vivienda en México. METODOLOGÍA. Al igual que con otros materiales, el diseño con madera se basa en las propiedades mecánicas de la madera basados en códigos de diseño, los cuales garantizan cierta confiabilidad del diseño de estructuras diversas, por lo cual se deben tomar en cuenta la variabilidad de las propiedades de la madera y de las cargas o fuerzas que inciden en los elementos estructurales. Por lo tanto el diseño de una estructura es un problema estadístico, dado que la resistencia de la madera y las cargas no son completamente predecibles y la mejor forma de describirlas es por medio de distribuciones estadísticas. Derivado de lo anterior en el curso se hace énfasis en la madera como material de construcción renovable, ya sea en forma sólida o en productos derivados de ésta, como son tableros, madera laminada y combinación de madera sólida con tableros para formar diversas estructuras. En el diseño de estructuras con madera se utiliza el método por estados limites, en el cual se basa en procesos estadísticos y probabilísticos. Finalmente se abordan los requerimientos de construcción y seguridad que se deben de tomar en cuenta para la construcción con madera. EVALUACIÓN Se realizarán dos exámenes parciales: Primer examen parcial Capítulos 1-5 Proyecto de casa-habitación Diseñar una casa habitación con las siguientes especificaciones mínimas: 2 recamaras, baño, cocina, comedor y sala. Planos (2oExamen) 5 puntos 15 puntos 25 puntos Segundo examen parcial, comprenderá las unidades: 5, 6, 7, 8, 9, 10 y 11. Practicas complementarias Derivación de esfuerzos permisibles de maderas mexicanas Tareas Visita al Departamento de Productos Forestales y Conservación de Bosques, Xalapa, Veracruz Visita a Muros Mapol, S. L. P. y McMillan, Durango. 15 puntos 10 puntos 05 puntos 05 puntos

6 BIBLIOGRAFÍA COMISION FORESTAL DE AMERICA DEL NORTE Manual de construcción de estructuras ligeras de madera. COFAN. 20 Edición. DAVALOS-SOTELO, R Diseño probabilístico de estructuras de madera en Norte América. Madera y Bosques 2(1): Instituto de Ecología, A. C., Xalapa, Ver. Méx. DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL. 1987a. Reglamento de construcciones para el Distrito Federal. Gaceta oficial del Departamento del Distrito Federal. Quinta época, No. 9. México, D. F., 100 p. DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL. 1987a. Normas técnicas complementarias para diseño y construcción de estructuras de madera. Gaceta oficial del Departamento del Distrito Federal. Quinta época, No. 48. México, D. F., 43 p. DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS NOM-C Dimensiones de la madera aserrada para su uso en la construcción. México, D. F., 7 pp. DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS NOM-C Calificación visual para la madera de pino de usos estructurales. México, D. F., 13 p. ESCALANTE, T. E. y M. CERON C Calificación y obtención de valores de diseño de maderas tropicales mexicanas. Informe técnico final. Universidad Autónoma de Yucatán, Facultad de Ingeniería. Mérida, México. FAHERTY, K. F. and T. G. WILLIAMSON Wood engineering and construction handbook. McGraw Hill, New York, 830 p. METTEM, C. J Structural timber design and technology. Timber Research & Development Association. Longman Scientific and Technical. Great Britain, 343 p. ORDOÑEZ, C. V. R Manual de diseño de estructuras de madera. Sección 5 Dimensionamiento de elementos de madera. LACITEMA. Xalapa, Ver. Méx. 51 p. ORDOÑEZ, C. V. R. y R. DAVALOS S Manual de clasificación visual para madera de pino. Nota técnica No. 12. INIREB-LACITEMA. Xalapa, Méx., 22 p. ORDOÑEZ, C. V. R. y F. ROBLES F-V Manual para diseño de estructuras de madera. Sección 1.5. La madera como material de construcción. LACITEMA. Xalapa, Méx. 38 p.

7 RICALDE, C. M Manual para diseño de estructuras de madera. Sección 2. Descripción de los sistemas estructurales. LACITEMA. Xalapa, Méx. 52 p. RICALDE, C. M Manual para diseño de estructuras de madera. Sección 4. Acciones. LACITEMA. Xalapa, Méx. 52 p. ROBLES, F. F-V Manual para diseño de estructuras de madera. Sección 3. Métodos de diseño. LACITEMA. Xalapa, Méx. 21p. ROBLES F-V., F., DAVALOS, S. R. y M. RICALDE C Comentarios a las normas técnicas complementarias para diseño y construcción de estructuras de madera, versión La madera y su uso. No. 15. INEREB, LACITEMA- UAM. México, 125 pp.