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Universidad Austral de Chile 
Facultad de Ciencias de la Ingeniería 
Escuela de Ingeniería Civil en Obras Civiles 
 
 
 
 
 
 
“DISEÑO Y ENSAYO DE UNIONES PARA 
CERCHAS DE MADERA” 
 
 
 
 
MEMORIA DE TITULO PARA OPTAR AL 
TITULO DE INGENIERO CIVIL EN OBRAS 
CIVILES 
 
 
 
PROFESOR GUIA: 
HERNAN ARNES VALENCIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
RAUL ANDRES VARGAS ARANGUA 
VALDIVIA, JULIO DE 2003 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Para Mis Padres: Jaime y Graciela, quienes son un pilar muy importante, ya 
que con su amor y preocupación han conseguido que obtenga uno de los logros mas 
importante de mi vida, y se que con su apoyo seguiré dando frutos tanto o mas 
importante que este. 
 
 
 Con Mucho Amor para Mis Padres. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mis profesores y en especial a mi profesor guía, ya que sin sus 
conocimientos y ayuda no habría podido realizar esta Tesis. Además, agradezco a 
mis amigos, que sin su preocupación y ayuda incondicional, no se habría 
materializado este sueño. 
 
 
 Gracias. 
 
 
 
 
 
 
RESUMEN 
 
 
 Se realizo esta investigación mediante el ensayo de varios tipos de uniones utilizadas en la 
fabricación de cerchas de madera aserrada (uniones clavadas, apernadas, con conectores 
circulares, adheridas y Hormigón–PVC), esto permitió observar las características y 
comportamiento, de estos elementos estructurales. 
 
 Primero, se diseño una cercha en madera aserrada, utilizándose el máximo esfuerzo a 
compresión paralela, con esta referencia se diseñaron las 25 uniones a ensayar (5 por cada tipo de 
unión). 
 
 Los ensayos se ejecutaron en el Laboratorio de Ensaye de Materiales de Construcción 
(LEMCO), utilizándose el “Marco de Carga” o “Prensa”. El método utilizado para ensayar las 
uniones fue a la rotura, de esta forma, se pudo obtener esfuerzos, deformaciones y se observo el 
comportamiento de la uniones, frente a la solicitación de carga (compresión paralela). 
 
 Se realizo una evaluación de los datos obtenidos en los ensayos de cada tipo de unión, 
esto permitió escoger la unión o la combinación de uniones, que se utilizo en la fabricación de la 
cercha diseñada. 
 
El ensayo de la cercha, se realizo en el LEMCO, utilizándose el Marco de Carga. El 
método utilizado para ensayar la cercha fue a la rotura, de esta forma, se pudo obtener esfuerzos, 
deformaciones y observar el comportamiento en conjunto de la uniones o combinación de 
uniones escogida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMMARY 
 
 It made an investigation by jeans of test of different types of unions available in the 
construction of truss in sawed wood (nailed unions, join – pined unions, with circulars connector, 
glued and concrete – PVC), this permitted observe the characteristics and comportment of this 
structures elements. 
 
 First, it designed a truss of sawed wood, utilization the strain maximum to parallel 
compression, with this reference; it designed the 25 unions put to test (5 for each type of union). 
 
 The test was made in the “Laboratorio de ensaye de materiales de construcción” 
(LEMCO), using the “Marco de Carga” or “Prensa” machine. The technique utilized for test the 
unions was to the fissure, of this way, it obtained the strain and deformation and was observed the 
unions comportment, put on parallel compression. 
 
 Was made an evaluation of the obtained facts in the tests of each type of unions, this 
permitted select the union or unions ensemble that utilized in the designed truss construction. 
 
 The truss was put on test in LEMCO, using Marco de Carga machine. The technique 
utilized for test the truss was to the fissure, in this way, was obtained the strain, deformation and 
examine the comportment of union’s ensemble chosen. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUCCION 
 
 
En nuestro país, la madera aserrada es uno de los materiales de construcción más 
utilizados a nivel estructural, en la edificación de viviendas y estructuras menores. Por esta razón, 
es creciente el interés, por tener mayor información sobre el comportamiento de la madera, como 
elemento estructural. Esto lleva, a investigar y analizar, cada uno de los principales elementos 
estructurales utilizados, en el diseño y construcción de edificaciones en madera. 
 
Existen, múltiples estructuras en madera aserrada utilizadas en edificación, una de ellas es 
la cercha, siendo esta, una de las estructuras más importantes y menos estudiada, en nuestro país. 
Aquí, surgieron una serie de pregunta, ¿Cuál es el comportamiento de la cercha frente a 
solicitaciones de carga?, ¿Cuál es el comportamiento de las uniones en la cercha?, ¿Qué 
comportamiento tienen los distintos tipos de uniones?,¿El modelo matemático expuesto en la 
Norma Chilena NCh 1198 Of 91- “Madera – Construcciones en Madera – Calculo”, se acerca a la 
realidad?. 
 
 Todas estas preguntas, trataron de ser resueltas, en esta investigación, llamada “Diseño y 
Ensayo de Uniones para Cerchas de Madera”, la cual tiene el siguiente esquema: 
 
Primero, se diseñaron y ensayaron, cinco tipos de uniones (uniones clavadas, apernadas, 
con conectores circulares, adherida y Hormigón-PVC) con cinco muestras de cada una, las 
cuales, fueron sometidas a esfuerzos de compresión paralela. Para poder diseñar estas uniones, se 
tomo como base el diseño de una cercha tipo. 
 
Segundo, se realizo una evaluación de cada tipo de unión, siendo factores preponderantes 
en esta evaluación la resistencia de carga y su comportamiento. De esta, manera se eligió, la 
unión o combinación de uniones, que será utilizada para la fabricación de la cercha tipo. 
 
 Por ultimo, se ensayó la cercha, utilizando la unión escogida, obteniéndose una serie de 
datos los cuales fueron analizados, para luego obtener respuestas a las incógnitas planteadas. 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
 
 
 Los objetivos de esta tesis son: 
 
• Diseñar, ensayar y analizar distintos tipos de uniones utilizadas para la fabricación de 
cerchas de madera aserrada, con la finalidad de tener una mayor claridad sobre sus 
características y comportamiento. Además, tener una base de investigación sobre la 
utilización de estas uniones. 
 
• Diseñar, ensayar y analizar una cercha en madera aserrada, teniendo como base la unión 
que tenga las características más favorables, para que la cercha diseñada tenga mayor 
capacidad de carga y un mejor comportamiento. Con esto podremos tener una relación 
con el diseño y los valores reales que se van a presentar en el ensayo. 
 
• Obtener experimentalmente, una visión práctica y real del comportamiento de las uniones 
mas utilizadas en la cercha de madera aserrada. 
 
• Obtener experimentalmente, formas de fallas en las uniones, las deformaciones 
producidas en la cercha, etc. 
 
• Obtener un archivo fotográfico, donde se muestre los distintos comportamientos de las 
uniones y la cercha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INDICE 
 
 Pagina 
CAPITULO I : PROPIEDADES FISICAS, MECANICAS Y 
GEOMETRICAS DE LA MADERA. 
 
……… 
 
1 
 
1.1- Propiedades Físicas 
 
……… 1 
1.1.1- Estructura de la Madera ……… 1 
1.1.2- Contenido de Humedad ……… 2 
1.1.3- Peso Especifico ……… 4 
1.1.4- Estabilidad Dimensional ……… 5 
1.1.5- Propiedades Térmicas ……… 6 
1.1.5.1- Conductividad ……… 6 
1.1.5.2- Calor Especifico ……… 7 
1.1.5.3- Dilatación ……… 7 
1.1.6- Propiedades Acústicas 
 
……… 7 
1.2- Propiedades Mecánicas 
 
……… 8 
1.2.1- Tensiones Máximas ……… 8 
1.2.2- Tensiones Básicas ……… 8 
1.2.3- Tensiones Admisibles ……… 9 
1.2.3.1- Tensiones Admisibles para Madera Estructural ……… 9 
1.2.4- Factores de Modificación y Tensiones de Diseño ……… 12 
1.2.4.1- Factores de Modificación de Aplicación ……… 12 
1.2.4.1.1- Factores de Modificación por Duración de la Carga ……… 12 
1.2.4.1.2- Factoresde Modificación por Peligro de Pudrición ……… 13 
1.2.4.1.3- Factores de Modificación por Tratamiento de la Madera ……… 14 
1.2.4.1.4- Factores de Modificación por Temperatura ……… 14 
1.2.4.1.5- Factores de Modificación por Contenido de Humedad ……… 14 
1.2.4.2- Factores de Modificación de Aplicación Particular 
 
……… 15 
1.3- Propiedades Geométricas de las Secciones 
 
……… 15 
1.3.1- Generalidades ……… 15 
1.3.2- Secciones Rectangulares Aserradas ……… 16 
1.3.2.1- Dimensiones ……… 16 
1.3.2.2- Volumen ……… 16 
1.3.2.3- Propiedades Geométricas ……… 17 
1.3.3- Secciones Rectangulares Elaboradas ……… 20 
1.3.3.1- Dimensiones ……… 20 
1.3.3.2- Propiedades Geométricas ……… 20 
 
CAPITULO II: CARGAS ……… 22 
 
2.1- Cargas Permanentes y Sobrecargas de Uso ……… 22 
 
2.1.1- Cargas Permanentes ……… 22 
2.1.1.1- Peso de los Elementos Incorporados ……… 22 
2.1.1.2- Tabiques Móviles ……… 22 
2.1.1.3- Pesos y Empujes de Tierras y Líquidos ……… 22 
2.1.2- Sobrecargas de Uso ……… 23 
2.1.2.1- Barandas de Escaleras y Balcones ……… 23 
2.1.2.2- Sobrecargas de Uso Concentradas ……… 23 
2.1.2.3- Reducción de Sobrecarga de Uso ……… 24 
2.1.2.3.1- Reducción de Sobrecarga de Uso para Techos ……… 24 
2.1.2.3.2- Reducción de Sobrecargas de Uso para Pisos ……… 25 
 
2.2- Cargas Eventuales ……… 27 
 
2.2.1- Cargas Debido a la Acción del Viento ……… 27 
2.2.1.1- Presión Básica del Viento ……… 28 
2.2.1.2- Acción Simultánea del Viento y Otras Cargas ……… 28 
2.2.1.3- Factor de Forma ……… 28 
2.2.1.4- Presión del Viento ……… 28 
2.2.1.5- Comprobaciones ……… 29 
2.2.2- Cargas a la Acción de la Nieve ……… 29 
2.2.2.1- Sobrecarga Básica de Nieve ……… 29 
2.2.2.2- Sobrecarga de Nieve Uniformemente Repartida ……… 30 
2.2.2.3- Sobrecarga de Nieve Desuniformemente Repartida ……… 31 
2.2.2.4- Sobrecarga Básica de Nieve para Zonas sin Antecedentes ……… 32 
 
2.3- Combinación de Cargas ……… 32 
 
CAPITULO III: CERCHAS ……… 34 
 
3.1- Clasificación de las Cerchas ……… 34 
 
3.2- Selección del Tipo de Cercha ……… 34 
 
3.3- Geometría de la Cercha ……… 35 
 
3.4- Reglas Generales para el Diseño de Cerchas ……… 36 
 
3.5- Cerchas Estándares ……… 37 
 
CAPITULO IV: DISEÑO ……… 38 
 
4.1- Factores de Modificación ……… 38 
 
4.1.1- Factor de Modificación por Contenido de Humedad ……… 38 
4.1.2- Factor de Modificación por Duración de la Carga ……… 39 
4.1.3- Factor de Modificación por Trabajo Conjunto ……… 39 
4.1.4- Factor de Modificación por Temperatura ……… 40 
4.1.5- Factor de Modificación por Tratamiento Químico ……… 41 
4.1.6- Factor de Modificación por Esbeltez ……… 41 
4.1.7- Factor de Modificación por Concentración de Tensiones ……… 42 
4.1.8- Factor de Modificación por Altura ……… 43 
 
4.2- Elementos en Compresión Paralela ……… 43 
 
4.2.1- Longitud Efectiva de Pandeo ……… 43 
4.2.2- Restricciones de Esbeltez ……… 44 
4.2.3- Piezas Simples ……… 44 
4.2.3.1- Tensión de Trabajo ……… 44 
4.2.3.2- Tensión de Diseño ……… 45 
 
4.3- Elementos en Tracción Paralela ……… 46 
 
4.3.1- Tensión de Trabajo ……… 46 
4.3.2- Tensión de Diseño ……… 46 
 
CAPITULO V: UNIONES EN LA MADERA ESTRUCTURAL ……… 47 
 
5.1- Elementos Mecánicos de Unión ……… 47 
 
5.2- Uniones Clavadas ……… 47 
 
5.2.1- Solicitaciones de Extracción Lateral ……… 47 
5.2.2- Uniones de Cizalle Simple ……… 49 
5.2.3- Uniones de Cizalle Múltiple ……… 50 
5.2.4- Hileras de Clavos en Elementos Traccionados ……… 51 
5.2.5- Perforaciones Guías ……… 51 
5.2.6- Espaciamientos ……… 51 
 
5.3- Uniones Apernadas ……… 52 
 
5.3.1- Uniones de Cizalle Doble ……… 54 
5.3.2- Uniones de Cizalle Simple ……… 55 
5.3.3- Uniones de Cizalle Múltiple ……… 56 
5.3.4- Espaciamientos ……… 56 
5.3.5- Especificaciones Adicionales ……… 56 
 
5.4- Uniones con Conectores ……… 58 
 
5.4.1- Cargas Admisibles ……… 61 
5.4.2- Cargas de Diseño ……… 62 
5.4.3- Espaciamientos ……… 64 
 
5.5- Uniones Adheridas ……… 67 
 
5.5.1- Teoría de la Adhesión ……… 68 
5.5.2- Factores que Influyen en la Adhesión ……… 69 
5.5.2.1- De la Madera ……… 69 
5.5.2.1.1- Densidad ……… 69 
5.5.2.1.2- Humedad ……… 70 
5.5.2.1.3- pH ……… 70 
5.5.2.2- Del Adhesivo ……… 71 
5.5.2.2.1- Tiempo de Reunión ……… 71 
5.5.2.2.2- Presión ……… 71 
5.5.2.2.3- Temperatura ……… 72 
5.5.2.2.4- Catalizadores, Endurecedores y Retardantes ……… 72 
5.5.2.2.5- Entendedores y Cargas ……… 73 
5.5.3- Clasificación de los Adhesivos ……… 73 
5.5.3.1- Clasificación según Composición Química ……… 74 
5.5.3.2- Clasificación según Durabilidad ……… 75 
5.5.4- Tensiones Admisibles ……… 75 
5.5.5- Tensión de Diseño ……… 76 
5.5.6- Área de Contacto ……… 77 
 
5.6- Uniones PVC - Hormigón ……… 77 
 
5.6.1- Hormigón ……… 78 
5.6.2- Policloruro de Vinilo (PVC) ……… 78 
 
CAPITULO VI: MEMORIA DE CALCULO ……… 80 
 
6.1- Generalidades ……… 80 
 
6.2- Calculo de Cercha ……… 80 
 
6.2.1- Obtención de Cargas ……… 80 
6.2.2- Geometría ……… 83 
6.2.3- Diseño ……… 85 
6.2.3.1- Propiedades Geométricas ……… 85 
6.2.3.2- Propiedades Mecánicas ……… 85 
6.2.3.3- Verificación de Resistencia a Compresión Paralela ……… 86 
6.2.3.4- Verificación de Resistencia a Tracción Paralela ……… 89 
 
6.3- Calculo de Uniones ……… 91 
 
6.3.1- Unión Clavada ……… 91 
6.3.2- Unión Apernada ……… 95 
6.3.3- Uniones con Conectores ……… 99 
6.3.4- Unión Adherida ……… 103 
6.3.5- Unión PVC - Hormigón ……… 106 
 
6.4- Calculo de Uniones en la Cercha ……… 110 
 
6.4.1- Unión Tipo N° 1 ……… 112 
6.4.2- Unión Tipo N° 2 ……… 115 
6.4.3- Unión Tipo N° 3 ……… 119 
6.4.3- Unión Tipo N° 4 ……… 124 
 
CAPITULO VII: ENSAYOS DE UNIONES ……… 127 
 
7.1- Ensayo N° 1 ……… 127 
 
7.1.1- Objetivos ……… 127 
7.1.2- Hipótesis ……… 127 
7.1.3- Equipo y Descripción del Ensayo. ……… 128 
7.1.4- Unión Clavada ……… 131 
7.1.4.1- Muestra N° 1 ……… 131 
7.1.4.2- Muestra N° 2 ……… 135 
7.1.4.3- Muestra N° 3 ……… 138 
7.1.4.4- Muestra N° 4 ……… 141 
7.1.4.5- Muestra N° 5 ……… 145 
7.1.5- Unión Apernada ……… 148 
7.1.5.1- Muestra N° 1 ……… 151 
7.1.5.2- Muestra N° 2 ……… 154 
7.1.5.3- Muestra N° 3 ……… 155 
7.1.5.4- Muestra N° 4 ……… 158 
7.1.5.5 Muestra N° 5 ……… 161 
7.1.6- Unión con Conector de Anillo ……… 164 
7.1.6.1- Muestra N° 1 ……… 164 
7.1.6.2- Muestra N° 2 ……… 168 
7.1.6.3- Muestra N° 3 ……… 172 
7.1.6.4- Muestra N° 4 ……… 175 
7.1.6.5- Muestra N° 5 ……… 179 
7.1.7- Unión Adherida ……… 183 
7.1.7.1- Muestra N° 1 ……… 183 
7.1.7.2- Muestra N° 2 ……… 185 
7.1.7.3- Muestra N° 3 ……… 186 
7.1.7.4- Muestra N° 4 ……… 188 
7.1.7.5- Muestra N° 5 ……… 190 
7.1.8- Unión PVC - Hormigón ……… 191 
7.1.8.1- Muestra N° 1 ……… 191 
7.1.8.2- Muestra N° 2 ……… 195 
7.1.8.3- Muestra N° 3 ……… 198 
7.1.8.4- Muestra N° 4 ……… 201 
7.1.8.5- Muestra N° 5 ……… 204 
7.1.9- Conclusión ……… 207 
7.1.9.1- Unión Clavada ……… 207 
7.1.9.2- Unión Apernada ……… 208 
7.1.9.3- Unión con Conector de Anillo ……… 210 
7.1.9.4- Unión Adherida ……… 211 
7.1.9.5- Unión PVC - Hormigón ……… 213 
 
7.2- Ensayo N° 2 ……… 214 
 ……… 
7.2.1- Objetivos ……… 214 
7.2.2- Hipótesis ……… 215 
7.2.3- Equipo y Descripción del Ensayo ……… 215 
7.2.4- Ensayo de Cercha ……… 219 
7.2.5- Conclusión ……… 225 
 ……… 
 CONCLUSION ……… 228 
 ……… 
 ANEXOS ……… 229 
 
A.1- Anexo I ……… 229 
A.2- Anexo II ……… 236 
 
 BIBLIOGRAFIA ……… 243 
 
 
1 
CAPITULO I 
“PROPIEDADES FISICAS, MECANICAS Y GEOMETRICAS DE LA MADERA” 
 
1.1- Propiedades Físicas. 
 
1.1.1- Estructura de la Madera. 
 
En si, la madera es un material orgánico, no homogéneo, compuesto por celulosa, que 
constituye la estructura de las paredes celulares y lignina, que es el material ligante de las células 
entre si. Es esta la que afecta mas a la apariencia y las propiedades de las diferentes especies. 
 
Las células de la madera, llamadas también fibra o grano, son huecas, de longitud variable 
desde 1 mm a 8 mm aproximadamente y se encuentra distribuidas tanto vertical como 
horizontalmente. Esta estructuracelular es, en gran medida, la responsable de las diferentes 
respuestas estructurales de la madera según sea las características y el sentido de la solicitación. 
 
Si se analiza la sección transversal de un árbol, se obtendrán las siguientes zonas: 
 
a) Corteza exterior, que cumple una función de protección. 
b) Corteza interior, cuya labor fundamental es el transporte de savia elaborada desde el 
follaje a las raíces. 
c) Cambium, que es la zona en la cual se efectúa el crecimiento del árbol, aquí se generan 
nuevas células. 
d) Albura, zona de tejido vivo cuya función principal es el transportar savia hacia las hojas y 
el almacenamiento de substancias y sales minerales. 
e) Duramen, tejido inactivo, de pigmentación mas oscura que la albura, esta proporciona la 
resistencia al árbol. 
f) Medula, tejido inactivo en el árbol adulto. 
 
Las propiedades mecánicas de la albura y el duramen son aproximadamente similares, sin 
embargo, el duramen tiene mayor resistencia a los hongos. 
 
Las especies forestales se clasifican de la siguiente forma: 
 
a) Latifoliadas 
b) Coníferas. 
 
2 
Las diferencias de ambos grupos son de origen botánico, pero se cree erróneamente que 
estas clasificaciones se pueden llevar al campo de las propiedades físicas y mecánicas. Este error 
deriva, de la denominación inglesa de ambos grupos: HARDWOOD (maderas duras) para 
latifoliadas y SOFTWOOD (maderas blandas) para las confieras. Este concepto no es aplicable 
en chile, ya que existen confieras con mejores propiedades mecánicas y físicas que muchas 
latifoliadas y viceversa. 
 
 
 
 
1.1.2- Contenido de Humedad. 
 
Se entiende por contenido de humedad la masa de agua contenida en una pieza de madera, 
expresada como porcentaje de la masa de la pieza anhidra. 
 
 La madera es un material que absorbe agua según sean las condiciones de temperatura y 
humedad relativa del ambiente que la rodea. Al comienzo la madera se encuentra con sus 
cavidades y paredes celulares llenas de agua (savia). Al iniciarse un proceso de perdida de 
humedad, la madera entrega al ambiente el agua libre contenidas en sus cavidades, hasta alcanzar 
un punto conocido como “punto de saturación de la fibra”, que corresponde a un estado en el cual 
se ha eliminado toda el agua libre y las paredes permanecen saturadas. El contenido de humedad 
en el punto de saturación de la fibra, depende de diversos factores y varía entre las diversas 
especies; sin embargo, se acepta un 28% como promedio para la madera en general. Por debajo 
del punto de saturación de la fibra y al continuar el proceso de evaporación, la madera cede el 
3 
agua contenida en sus paredes celulares hasta alcanzar un punto en el cual el proceso se detiene. 
Este punto se llama “humedad de equilibrio” de la madera y depende, fundamentalmente, de la 
especie, la temperatura y la humedad relativa del ambiente. La perdida de humedad por debajo de 
este estado de equilibrio solo podrá conseguir por medio de tratamientos especiales de secado en 
hornos o estufas. De esta manera es posible obtener la sequedad completa o madera anhidra. 
 
 La norma chilena de cálculo de construcciones de madera (Nch 1198) define como 
madera en estado verde a aquella cuyo contenido de humedad es superior al 30% y como madera 
seca aquella cuyo contenido de humedad es menor a 20%. En general, no se recomienda el uso 
con fines estructurales de maderas cuyo contenido de humedad este comprendida entre 20 y 30 
%. 
 
 Es deseable que las piezas estructurales sean de madera cuyo contenido de humedad esa 
similar a la humedad de equilibrio del lugar en que ellas presten servicios. 
 
 El valor que se da usualmente como humedad de equilibrio de un lugar se puede 
determinar con las medias anuales de la temperatura y de la humedad relativa ambiental. 
 
 Dado que las condiciones atmosféricas varían continuamente, la aplicación de los valores 
teóricos conduce a notables diferencias con los valores encontrados en la práctica. Además, la 
humedad de equilibrio en la madera depende, en gran parte, de las características propias de cada 
especie y de la escudaría de la madera en cuestión. 
 
 Por estas razones, es más interesante la determinación empírica de su valor, lo cual se 
consigue solamente a través de ensayos. 
 
Tabla N° 1 
 Humedad de Equilibrio de las Zonas Climáticas definidas en NCh 1079 
 
Zona climático - habitacional Humedad de equilibrio promedio anual 
 Norte litoral 14 % 
 Norte desértica 7 % 
 Norte valle transversal 15 % 
 Centro litoral 15 % 
 Centro valle longitudinal 13 % 
 Sur litoral 18 % 
 Sur valle longitudinal 18 % 
 Sur extremo 18 % 
4 
 
 
1.1.3- Peso Específico. 
 
El peso específico de la madera es directamente proporcional al contenido de la humedad 
de ella. Sin embargo, para los propósitos de un diseño estructural se considera satisfactorio 
asignar a las distintas especies madereras los valores indicados en la Tabla N° 2. 
 
 
Tabla N° 2 
 Peso Específico de Maderas Chilenas. 
 
Peso Especifico (Kg/m³) Especies 
Estado Verde Estado Seco 
Álamo 750 530 
Alerce 920 600 
Avellano 900 580 
Canelo 870 560 
Ciprés 750 530 
Coihue 930 640 
Eucalipto 1150 800 
Laurel 930 610 
Lenga 780 600 
Lingue 900 640 
Olivillo 930 640 
Pino Araucaria 1100 830 
Pino Insigne 750 530 
Raulí 910 620 
Roble 1060 870 
Tepa 910 600 
Tineo 1080 870 
Ulmo 1040 800 
 
* Determinación en base al peso y volumen al estado que se indica (peso específico aparente) * 
 
 
 
5 
1.1.4- Estabilidad Dimensional. 
 
La madera, al igual que otros materiales de construcción, se dilata o contrae al aumentar o 
disminuir la temperatura; sin embargo, en la mayoría de los elementos estructurales este efecto es 
de muy pequeña magnitud y las tensiones secundarias generadas por dilatación o contracción 
resultan despreciables. El efecto de dilatación o contracción debe ser debidamente analizado en 
aquellos elementos de gran longitud o que se encuentra sometido a grandes cambios de 
temperatura. 
 
 La madera es un material que absorbe o entrega agua, según sean las condiciones de 
humedad relativa y temperatura del ambiente que la rodea. Mientras el aumento o disminución 
del contenido de humedad se realiza dentro de los rangos correspondientes al estado verde, la 
madera es dimensionalmente estable. Pero en algunas especies se observa una reducción 
dimensional antes de alcanzar el punto de saturación de la fibra. Este fenómeno se conoce como 
“colapso” y se debe al aplastamiento de las paredes celulares. Cuando la variación del contenido 
de humedad se produce bajo el punto de saturación de la fibra (28%), el fenómeno origina un 
aumento disminución de las dimensiones iniciales de la madera. 
 
 Se define la contracción como la reducción de dimensiones de una pieza de madera, 
causada por la disminución del contenido de humedad, a partir del punto de saturación de las 
fibras. Esta contracción se debe a la disminución de tamaño experimentada por las paredes 
celulares y se conoce como “contracción normal”. Cuando la contracción se determina para una 
dirección particular, se denomina contracción lineal y cuando se determina la reducción de un 
volumen dado, se denomina contracción volumétrica. 
 
 El problema de la determinación de la contracción normal con fines estructurales se 
resuelve con suficiente aproximación suponiendo que la contracción normal es directamente 
proporcional a la variación del contenido de humedad. 
 
 La contracción longitudinal provocada por una variación en el contenido de humedad de 
la madera alcanza valores muy reducidos y es perfectamente despreciable en términos prácticos. 
 
 Con respecto al fenómeno de dilatación (Hinchamiento), es decir, el incrementodimensional producido en una madera seca al aumentar su contenido de humedad, se puede 
suponer, sin gran margen de error, que su comportamiento es regulado por las mismas relaciones 
que rigen la contracción, por consiguiente se puede aplicar los valores dados en la Tabla N° 3. 
 
6 
Tabla N° 3 
 Contracción Normal Máxima de Especies Chilenas y Exóticas Aclimatadas 
Cuando la humedad varía desde verde a anhidra. 
 
Contracción Normal Máxima 
Porcentaje de la Dimensión Verde (18%) Especie 
Tangencial Radial Volumétrica 
Álamo 8,0 3,4 11,4 
Alerce 6,3 3,8 10,1 
Araucaria 8,3 4,6 12,9 
Avellano 8,6 3,6 12,2 
Ciprés 6,4 3,8 10,2 
Coihue 9,3 4,8 14,1 
Eucalipto 11,7 6,5 18,2 
Laurel 8,0 3,8 11,8 
Lenga 7,2 3,3 10,5 
Lingue 9,0 4,5 13,5 
Luma 9,0 5,5 15,5 
Mañio Macho 6,8 3,5 10,3 
Olivillo 8,2 4,3 12,5 
Pino Insigne 7,0 4,2 11,2 
Pino Oregón 9,2 5,7 14,9 
Raulí 7,8 4,3 12,1 
Roble 8,3 4,6 12,9 
Tepa 8,3 3,7 12,0 
Tineo 11,4 4,4 15,8 
Ulmo 11,2 6,4 17,6 
 
 
1.1.5- Propiedades Térmicas. 
 
1.1.5.1- Conductividad. 
 
Es la transmisión del calor y está dada por el coeficiente de conductividad interna, el cual 
se define como aquella cantidad de calor que atraviesa por hora, en estado de equilibrio, un cubo 
de 1 metro de arista, desde una de sus caras a la opuesta, cuando entre estas existe una diferencia 
de temperatura de 1°C. 
7 
 
 En la práctica, la madera, contiene en sus células agua fija y/o libre, que contribuye 
notablemente a la transmisión del calor. Por consiguiente, la conductividad calórica del agua 
ejerce su influencia correspondiente, complicando este fenómeno, dado que eso hay que añadir la 
anisotropía de la madera. 
 
 En general, debido a la constitución de la madera por células y lignina, así como a su 
estructura porosa, la madera es considerada como un material de baja conductividad térmica. 
 
1.1.5.2- Calor Específico. 
 
Es la cantidad de calor necesario para aumentar en 1°C la temperatura de 1 Kilogramo de 
madera. 
 
 La madera tiene un calor específico muy elevado, es decir, requiere que se le suministre 
una mayor cantidad de calor que a otros cuerpos para alcanzar una temperatura determinada. El 
calor específico es, en parte, función de la humedad y en la madera varía entre 0,4 y 0,7 Kcal/Kg 
°C. 
 
1.1.5.3- Dilatación. 
 
Es el incremento de volumen de la madera por cada grado que se eleve la temperatura. 
 
 La dilatación de la madera es ínfima en comparación a los trastornos que provoca la 
humedad, motivo por el cual ella es despreciada en la madera. 
 
1.1.6- Propiedades Acústicas. 
 
La propagación del sonido a través de la madera es un fenómeno muy complejo, difícil de 
determinar. Por su constitución y características anisotrópicas la madera es un buen conductor del 
sonido, a pesar de su porosidad. La velocidad de propagación a lo largo de la fibra es casi igual a 
la de los metales. La absorción del sonido, es decir, la relación entre la energía sonora absorbida 
y la incidente es pequeña, a pesar de ser un material poroso. 
 
 Los diferentes valores de velocidad de propagación del sonido para los materiales que a 
continuación se señalan son: 
 
8 
 
 
1.2- Propiedades Mecánicas. 
 
1.2.1- Tensiones Máximas. 
 
Las tensiones máximas se determinan a través del ensayo de probetas libres de defectos. 
Estos ensayos se realizan en estado verde y seco (H = 12%) de acuerdo a las prescripciones de las 
Normas Chilenas correspondientes. 
 
1.2.2- Tensiones Básicas. 
 
Las tensiones básicas, ya sea en estado verde como en estado seco (H = 12%), se 
establecen tomando como base la tensión de rotura mínima probable, modificada por un 
coeficiente o factor de seguridad que simultáneamente con llevar dicho valor a la zona elástica 
del material considera, entre otras, reducciones por acción prolongada de la carga. 
 
 Para el caso de las tensiones básicas correspondientes a la flexión, cizalle y compresión 
paralela, la tensión de rotura mínima probable se determina con un intervalo de confianza de un 
99 %, es decir, se acepta como probabilidad razonable la de obtener 1 vez en 100 una resistencia 
menor que la resistencia mínima probable. Para el caso de compresión normal a la fibra, se acepta 
una confiabilidad de un 60 %. Con respecto al factor de seguridad, éste es variable de acuerdo 
con la solicitación en estudio, adoptándose los siguientes valores: 
 
 Flexión, Cizalle y Compresión normal……………..n = 2,25 
 Compresión Axial ………………n = 1,40 
 
 El “Módulo de elasticidad básico a la flexión” es igual al promedio de los valores 
resultantes de los ensayos de probetas libres de defectos, en el estado respectivo. Sin embargo 
para el diseño de los elementos en los cuales sea esencial limitar su deformación, se recomienda 
el uso del “Módulo de elasticidad a la flexión mínimo probable”. 
 
 
 
Aire (t = 20° C)…………… ……………………343 m/seg 
Agua………………………. …………………..1450 m/seg 
Madera……………………. …………………..4180 m/seg 
Acero……………………… …………………..5050 m/seg 
9 
1.2.3- Tensiones Admisibles. 
 
La madera tiene una serie de defectos (nudos, grietas, etc.) que reducen su capacidad 
resistente y por lo tanto es necesario modificar el valor de la tensión básica a través de un 
coeficiente que de alguna manera tome en consideración este hecho. Dicho coeficiente recibe el 
nombre de “razón de resistencia” y es igual al cuociente entre la resistencia de la madera con 
defectos y la tensión básica (madera libre de defectos). Así, por ejemplo, una razón de resistencia 
de 40 % significa madera con defectos tales que disminuyen su resistencia básica en 60 %, 
permaneciendo disponible, en consecuencia, el 40 % de la misma. 
 
 La clasificación por resistencia establece distintos grados o niveles de resistencia y 
especifica las dimensiones máximas admisibles de los defectos correspondientes a cada grado. El 
desarrollo de un sistema de clasificación por resistencia, para uso general, se basa en la hipótesis: 
“características reductoras de resistencia similares producen el mismo efecto en las diferentes 
especies madereras”. 
 
 La norma chilena NCh 993 establece especificaciones para diferentes razones de 
resistencia, de las cuales la norma de cálculo NCh 1198 recomienda las razones: 75%, 65% y 
55%. Para el pino Insigne se ha establecido una clase o grado único, con razón de resistencia 50% 
(NCh 1207 c.76). 
 
1.2.3.1- Tensiones Admisibles para Madera Estructural. 
 
Se establece doce clases estructurales para la madera, cada una de las cuales contiene 
valores para tensiones admisibles de flexión, compresión paralela, tracción paralela, cizalle y para 
el módulo de elasticidad en flexión. 
 Cada clase estructural puede ser asignada a piezas pertenecientes a una determinada 
especie maderera, clasificadas visual o mecánicamente de acuerdo a su resistencia. Estas 
tensiones admisibles solo pueden ser aplicadas a maderas destinadas a uso estructural. 
 
 Las tensiones admisibles anteriormente nombradas se incluyen en la Tabla N° 3.1 para las 
doce clases estructurales. 
 
 La tensión Admisible para compresión normal de una determinada madera depende del 
grupo al cual ella pertenece, establecido según norma NCh 1989, y su valor se incluye en Tabla 
N° 3.2. 
 
10 
Tabla N° 3.1 
Tensiones Admisibles y Módulo de Elasticidad a la Flexión para Madera Estructural 
 
Tensiones Admisibles (Kg/cm²) 
Clase 
Estructural Flexión 
Compresión 
Paralela 
Tracción 
Paralela 
Cizalle 
Módulo de 
Elasticidad 
(Kg/cm²) 
F34 345 260 207 24,5 181500 
F27 275 205 165 20,5 150000 
F22 220 165 132 17,0 126000 
F17 170 130 102 14,5 106000 
F14 140 105 84 12,5 91000 
F11 110 83 66 10,5 79000 
F8 86 66 52 8,6 69000 
F7 69 52 41 7,2 61000 
F5 55 41 33 6,2 55000 
F4 43 33 26 5,2 50000 
F3 34 26 20 4,3 46000 
F2 28 21 17 3,6 43500 
 
 La Asignación de las tensiones admisibles se separa en madera en estado verde y madera 
en estado seca.Tabla N° 3.2. 
Tensiones Admisibles para Compresión Normal a las Fibras. 
 
Agrupación para madera en estado 
Verde Seco 
Tensión Admisible para 
Compresión Normal (Kg/cm²) 
 ES1 104 
 ES2 90 
 ES3 78 
E1 ES4 66 
E2 ES5 52 
E3 ES6 41 
E4 ES7 33 
E5 26 
E6 21 
E7 17 
 
11 
 La asignación de las tensiones admisibles a madera en estado verde se realiza mediante la 
relación entre: el agrupamiento de las especies madereras, la clase estructural con sus 
correspondientes tensiones admisibles y el grado estructural proveniente de la clasificación 
visual. Esta relación se incluye en la Tabla N° 3.3. 
 
Tabla N° 3.3. 
Relación entre el Agrupamiento de Especies, la Clase Estructural y 
La Clasificación Visual de Madera en Estado Verde. 
 
Clasificación Visual Agrupamiento de Especies 
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 Identificación del 
Grado 
Razón de 
Resistencia Clase Estructural 
Grado Estructural N° 1 0,75 F27 F22 F17 F14 F11 F8 F7 
Grado Estructural N° 2 0,60 F22 F17 F14 F11 F8 F7 F5 
Grado Estructural N° 3 0,48 F17 F14 F11 F8 F7 F5 F4 
Grado Estructural N° 4 0,38 F14 F11 F8 F7 F5 F4 F3 
 
 
 La asignación de las tensiones admisibles a madera en estado seco (H = 12%) se realiza 
mediante la relación entre: el agrupamiento de las especies madereras, la clase estructural con sus 
correspondientes tensiones admisibles y el grado estructural proveniente de la clasificación 
visual. Esta relación se incluye en la Tabla N° 3.4. 
 
Tabla N° 3.4. 
Relación entre el Agrupamiento de Especies, la Clase Estructural y 
La Clasificación Visual de Madera en Estado Seco (H = 12%). 
 
Clasificación Visual Agrupamiento de Especies 
ES1 ES2 ES3 ES4 ES5 ES6 ES7 Identificación del 
Grado 
Razón de 
Resistencia Clase Estructural 
Grado Estructural N° 1 0,75 F34 F27 F22 F17 F14 F11 
Grado Estructural N° 2 0,60 F34 F27 F22 F17 F14 F11 F8 
Grado Estructural N° 3 0,48 F27 F22 F17 F14 F11 F8 F7 
Grado Estructural N° 4 0,38 F22 F17 F14 F11 F8 F7 F5 
 
 
 
12 
1.2.4- Factores de Modificación y Tensiones de Diseño. 
 
En el proceso de obtención de las tensiones admisibles a partir de la tensión de rotura, se 
han hecho suposiciones de carácter muy general con respecto a las condiciones de carga y 
servicio a que se verá sometido el elemento, lo que se traduce en valores de la tensión admisible 
que a menudo resultan muy conservadores y que dan origen a diseñar un elemento determinado 
conoce de antemano las condiciones en que se desempeñara dicho elemento y por consiguiente es 
posible modificar el valor de la tensión admisible para conseguir una mejor aproximación a la 
realidad, impuesta por condiciones de carga y servicio bien determinadas y especificas. El factor 
o factores que expresan esta modificación se conocen con el nombre de “Factores de 
Modificación” y el valor así modificado de la tensión recibe el nombre de “Tensión de Diseño”. 
 
 Se distinguen dos clases de factores de modificación: Factores de modificación de 
aplicación General y Factores de modificación de aplicación particular. 
 
1.2.4.1- Factores de Modificación de Aplicación General. 
 
Son aquellos que afectan por igual a todas las tensiones admisibles, cualquiera que sea el 
tipo de solicitación. 
 
1.2.4.1.1- Factores de Modificación por Duración de la Carga. 
 
 La resistencia de la madera varía en forma inversamente proporcional a la duración de la 
carga. Las tensiones admisibles han sido establecidas considerando cargas cuya duración es del 
orden de 10 a 15 años. Al diseñar elementos que soportan cargas de duración distinta a la 
indicada, tendrá que adoptarse una tensión de diseño igual al producto de la tensión admisible por 
el factor de modificación correspondiente a la duración real. 
 En aquellos casos en que se apliquen simultáneamente cargas de duración distinta, en 
general será suficiente diseñar con el total de las cargas y utilizar el factor de modificación 
correspondiente a la carga de menor duración. Sin embargo, al utilizar este procedimiento es 
posible que el elemento resulte mal diseñado al ser sometido a la acción de las cargas de mayor 
duración. Para prevenir la situación anterior se recomienda proceder de la siguiente manera: 
 
a) Computar la magnitud de todas las combinaciones posibles de cargas. 
b) Dividir el total de cada combinación por el factor de modificación correspondiente a la 
carga de menor duración en dicha combinación. 
c) El mayor cuociente así obtenido indica cuál es la combinación critica. 
13 
d) Diseñar el elemento para resistir el total de las cargas de la combinación critica, 
utilizando el factor de modificación correspondiente a la carga de menor duración de 
ella. 
Tabla N° 4 
Factores de Modificación por Duración de la Carga. 
 
Duración de la carga F.M Duración de la carga F.M 
1 segundo 2,05 1 hora 1,47 
5 2,02 5 1,44 
10 1,99 10 1,40 
15 1,97 15 1,37 
20 1,94 20 1,34 
25 1,90 1 día 1,31 
30 1,88 5 1,28 
35 1,86 10 1,26 
40 1,83 15 1,24 
45 1,81 20 1,21 
50 1,78 25 1,19 
55 1,76 1 mes 1,17 
1 minuto 1,73 3 1,14 
5 1,71 6 1,12 
10 1,69 9 1,09 
15 1,67 1 año 1,07 
20 1,65 5 1,04 
25 1,62 10 1,00 
30 1,60 20 0,98 
35 1,58 30 0,97 
40 1,56 40 0,96 
45 1,54 50 0,94 
50 1,52 
55 1,50 
 
 
1.2.4.1.2- Factor de Modificación por Peligro de Pudrición. 
 
Cuando se usa madera sin impregnar las condiciones son favorables a la putrefacción y el 
elemento puede perder parte de su resistencia antes que el defecto sea detectado. En este caso, 
14 
conviene reducir las tensiones admisibles con el único fin de proveer a la pieza de una protección 
temporal hasta que el defecto sea ubicado y proceder a tomar las providencias del caso. Es 
necesario insistir en que no existe una tensión admisible que de resistencia a una madera podrida. 
 
Se recomiendan los siguientes valores para este factor de modificación: 
 
a) Si existe peligro de pudrición moderada, por ejemplo, madera que ocasionalmente se 
humedece y seca, el Factor de Modificación es 0,85. 
b) Si el peligro es de una putrefacción severa, como es el caso de madera que permanecerá 
siempre húmeda, el Factor de Modificación es 0,70. 
 
1.2.4.1.3- Factor de Modificación por Tratamiento de la Madera. 
 
Aun cuando se ha demostrado que la Impregnación bien realizada no afecta la resistencia 
de la madera, es conveniente adoptar un factor de modificación a fin de prevenir reducciones de 
la resistencia debido a las elevadas presiones y temperaturas de un proceso de impregnación. 
 
 Por lo anterior es recomienda que cuando se use madera Impregnada mediante un proceso 
que involucre altas temperaturas y/o presiones se tome un factor de modificación igual a 0,75. 
 
1.2.4.1.4- Factor de Modificación por Temperatura. 
 
Las tensiones admisibles son aplicables a maderas que van a utilizarse a temperaturas 
ordinarias. La resistencia de la madera no sufre variaciones cuando se la expone temporalmente a 
temperaturas ligeramente superiores a 65° C. Cuando el periodo de exposición es prolongado y, 
especialmente, cuando las temperaturas son mayores a la indicada, deberán hacerse reducciones 
especiales. Los valores a adoptar deberán ser elegidos por el calculista. 
 
1.2.4.1.5- Factor de Modificación por Contenido de Humedad. 
 
Las tensiones básicas en estado seco corresponden a un contenido de humedad de 12 %. 
Si la humedad de equilibrio del lugar donde se usará la estructura es menor que 20 %, pero 
distinto a 12 %, se deberán corregir las tensiones básicas por humedad de acuerdo a los valores 
indicados en la Tabla N° 5. 
 
 
 
15 
1.2.4.2- Factores de Modificación de Aplicación Particular. 
 
Depende del tipo de solicitación y afectan solamente a la tensión admisible 
correspondiente. Existen factores de modificación aplicables a la flexión, a la compresión, etc. 
 
Estos factores serán vistos puntualmente cuando se realice el diseño de la estructura a 
analizar, que este casoes la cercha y las uniones. 
 
Tabla N° 5 
Porcentaje de Variación de las Distintas Tensiones Básicas 
por cada 1 % de Variación de Contenido de Humedad 
 
Tensión Básica Afectada Porcentaje de Variación 
Flexión Estática 
 - Tensión Básicas 
 - Módulo de Elasticidad 
 
5,0 
2,0 
Compresión Paralela 
 - Tensión Básicas 
 
5,0 
Compresión Normal 
 - Tensión Básicas 
 
5,5 
Cizalle 
 - Tensión Básicas 
 
3,0 
 
 
1.3- Propiedades Geométricas de las Secciones. 
 
1.3.1- Generalidades. 
 
Las escuadrías y dimensiones de madera aserrada y elaborada serán, preferentemente, las 
establecidas en la norma oficial de la República de Chile NCh 174, la cual establece: 
 
a) Las dimensiones de una pieza de madera aserrada se representarán en el siguiente 
orden: Espesor, Ancho y Longitud. 
b) Toda pieza de madera deberá designarse por las siguientes características: Especie, 
Clase, Dimensiones, Estado de preparación, Grado de secamiento en % de humedad e 
Impregnación, que se divide en retención y penetración. 
 
16 
 
 
1.3.2- Secciones Rectangulares Aserradas. 
 
La norma NCh 174 establece para las piezas de madera aserrada de sección rectangular 
las siguientes especificaciones: 
 
1.3.2.1- Dimensiones. 
 
Las dimensiones de la escuadría de una pieza de madera aserrada se representarán en 
pulgadas. Las escuadrías serán las indicadas en la Tabla N° 6. 
 
 
Tabla N° 6 
Escuadrías de Piezas de Madera Aserrada. 
 
Espesor (pulg.) Ancho (pulg.) 
Especies 
¾ 1 1½ 2 3 4 6 4 5 6 7 8 10 12 
Aromo, Coihue, Eucaliptos, 
Laurel, Lingue, mañío, Olivillo, 
Raulí, Tepa y otras. 
 X X X X X X X X X X 
Roble, Tineo y Ulmo X X X X X X X X X 
Álamo, Ciprés y Pino Insigne X X X X X X X X X X X X 
Alerce y Araucaria X X X X X X X X X X X X 
 
 
 La Longitud de una pieza de madera aserrada se presentará en pies. Además, las maderas 
aserradas con un 30 % o más de humedad deberán tener las sobredimensiones que se indican en 
la Tabla N° 7. 
 
 
1.3.2.2- Volumen 
 
El volumen de una pieza de madera aserrada se expresará en pies madereros. Por ejemplo 
1” x 12” x 12”. 
 
 
17 
 
 
 
Tabla N° 7 
Sobredimensiones Exigidas para Madera Aserrada con 30 % o más de Humedad. 
 
Sobre dimensión (pulg.) 
Espesor Ancho 
Dimisión 
Nominal (pulg.) 
1/8 3/8 1/2 1/2 1/4 3/8 1/2 
¾ (*) X X 
1 X X 
1 ½ X X 
2 X X 
3 X X 
4 X X 
5 X X 
6 X X 
7 X 
8 X 
9 X 
10 X 
12 X 
14 X 
(*) Solo para Pino Insigne. 
 
 
1.3.2.3- Propiedades Geométricas. 
 
Las propiedades de las secciones de madera aserrada, utilizadas en la determinación de 
esfuerzos internos, serán las indicadas en la Tabla N° 8.1. para madera en estado seco y en la 
Tabla N° 8.2. para madera en verde. Las tablas solamente mostraran como ejemplo, para un 
espesor 2 pulgadas. 
 
 
 
 
 
18 
Tabla N° 8.1. 
Propiedades Geométricas de las Secciones de Madera Aserrada Seca 
 
Dimensión Propiedades Geométricas 
Nominal Neta * Eje X-X Eje Y - Y 
Espesor 
 
b 
pulg. 
Ancho 
 
h 
pulg. 
Espesor 
 
b 
cm 
Ancho 
 
h 
cm 
Sección 
Transversal 
Neta 
St 
cm² 
Momento 
Inercia 
Ix 
cm4 
Modulo 
Flexión 
Wx 
cm³ 
Radio 
Giro 
rx 
cm 
Momento 
Inercia 
Iy 
cm4 
Modulo 
Flexión 
Wy 
cm³ 
Radio 
Giro 
ry 
cm 
2 49,3 24,3 49 20 1,42 49 20 1,42 
2 ½ 61,6 30,4 96 31 1,78 61 25 1,42 
3 74,7 36,8 171 46 2,16 74 30 1,42 
3 ½ 87,1 42,9 272 62 2,51 87 35 1,42 
4 99,6 49,1 405 81 2,87 99 40 1,42 
5 124,5 61,3 792 127 3,59 124 50 1,42 
6 149,4 73,6 1368 183 4,31 149 60 1,42 
7 174,2 85,9 2172 249 5,03 174 71 1,42 
8 199,1 98,1 3243 326 5,75 199 81 1,42 
9 224,0 110,4 4617 412 6,47 223 91 1,42 
10 248,9 122,7 6333 509 7,19 248 101 1,42 
11 273,8 134,9 8430 616 7,90 273 111 1,42 
12 298,7 147,2 10944 733 8,62 298 121 1,42 
13 323,6 159,5 13914 860 9,34 323 131 1,42 
2 
14 
49,3 
348,5 171,7 17379 997 10,06 347 141 1,42 
 
 
 
19 
Tabla N° 8.2. 
Propiedades Geométricas de las Secciones de Madera Aserrada Verde 
 
Dimensión Propiedades Geométricas 
Nominal Neta * Eje X-X Eje Y - Y 
Espesor 
 
b 
pulg. 
Ancho 
 
h 
pulg. 
Espesor 
 
b 
cm 
Ancho 
 
h 
cm 
Sección 
Transversal 
Neta 
St 
cm² 
Momento 
Inercia 
Ix 
cm4 
Modulo 
Flexión 
Wx 
cm³ 
Radio 
Giro 
rx 
cm 
Momento 
Inercia 
Iy 
cm4 
Modulo 
Flexión 
Wy 
cm³ 
Radio 
Giro 
ry 
cm 
2 50,8 25,8 55 22 1,47 55 22 1,47 
2 ½ 63,5 32,3 108 34 1,83 69 27 1,47 
3 76,2 38,7 187 49 2,20 83 33 1,47 
3 ½ 88,9 45,2 297 67 2,57 97 38 1,47 
4 101,6 51,6 444 87 2,93 111 44 1,47 
5 127,0 64,5 867 137 3,67 139 55 1,47 
6 152,4 77,4 1498 197 4,40 166 66 1,47 
7 177,8 90,3 2379 268 5,13 194 76 1,47 
8 203,2 103,2 3552 350 5,87 222 87 1,47 
9 228,6 116,1 5057 442 6,60 250 98 1,47 
10 254,0 129,0 6937 546 7,33 277 109 1,47 
11 279,4 141,9 9233 661 8,07 305 120 1,47 
12 304,8 154,8 11987 787 8,80 333 131 1,47 
13 330,2 167,7 15241 923 9,53 361 142 1,47 
2 
14 
50,8 
355,6 180,6 19036 1071 10,27 388 153 1,47 
 
 
 
20 
1.3.3- Secciones Rectangulares Elaboradas. 
 
1.3.3.1- Dimensiones. 
 
 Las dimensiones de la escuadría de una pieza de madera elaborada se representarán en 
pulgadas nominales con su correspondencia en milímetros. 
 
 La correspondencia entre las dimensiones efectivas de las piezas de madera elaborada y 
las medidas de las piezas de madera aserrada se indican en la Tabla N° 9. 
 
 
Tabla N° 9 
Escuadrías de Piezas de Madera Elaborada. 
 
pulg ¾ 1 1 ½ 2 3 4 5 6 8 10 Ancho 
Espesor mm 16 22 34 45 70 95 120 145 195 245 
pulg mm 
¾ 16 X X X X X X X X 
1 22 X X X X X X X X X 
1 ½ 34 X X X X X X X X 
2 45 X X X X X X X 
3 70 X X 
4 95 X 
 
 
 Las diferentes tolerancias serán las siguientes; para el espesor 0,3 mm y para el ancho 1%. 
Además, la longitud de una pieza de madera elaborada se representará en metros con una sol cifra 
decimal. 
 
 La madera elaborada solo debe provenir de madera en estado seco por lo tanto, las 
tolerancias señaladas anteriormente deben ser aplicadas solo en piezas en dicho estado. 
 
1.3.3.2- Propiedades Geométricas 
 
 Las propiedades de las secciones de madera elaborada, utilizadas en la determinación de 
esfuerzos internos, serán las indicadas en la Tabla N° 10. 
 
21 
Tabla N° 10 
Propiedades Geométricas de las Secciones de Madera Elaborada. 
 
Dimensión Propiedades Geométricas 
Nominal Neta * Eje X-X Eje Y - Y 
Espesor 
 
b 
pulg. 
Ancho 
 
h 
pulg. 
Espesor 
 
b 
cm 
Ancho 
 
h 
cm 
Sección 
Transversal 
Neta 
St 
cm² 
Momento 
Inercia 
Ix 
cm4 
Modulo 
Flexión 
Wx 
cm³ 
Radio 
Giro 
rx 
cm 
Momento 
Inercia 
Iy 
cm4 
Modulo 
Flexión 
Wy 
cm³ 
Radio 
Giro 
ry 
cm 
2 5 45 120 54 648 108 3,46 91 40,5 1,29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
CAPITULO II 
“CARGAS” 
 
2.1- Cargas Permanentes y Sobrecarga de Uso. 
 
2.1.1- Cargas Permanentes. 
 
 La carga permanente es la acción cuya variación en el tiempo es despreciable en relación 
a sus valores medios o aquella para la cual la variación tiende a un valor constante. 
 
2.1.1.1- Peso de los Elementos Incorporados. 
 
La masa de un material se calcula de acuerdo con los valores indicados en los Anexos A y 
B de la norma NCh 1537, entre las paginas 10 y 21. Además, se debe tener en cuenta que la carga 
permanente esta expresada en newton lo cual es igual a la masa en Kilogramos multiplicada por 
9,81; para los efectos prácticos puede adoptarse el factor 10. 
 
 Se debe tomar en cuenta el peso de los tabiques fijos indicados en los planos de 
estructuras debe incluirse en las carga permanente. 
 
2.1.1.2- Tabiques móviles. 
 
Los tabiques móviles y a futuro se tomaran en cuenta como carga equivalente 
uniformemente repartida por metro cuadradoigual al 33 % de peso por metro lineal de tabique 
terminado, con un mínimo de 1 kPa, salvo que la sobrecarga de uso correspondiente sea igual o 
superior a 4 kPa, en cuyo caso no se requiere considerar el peso de estos tabiques. 
 
2.1.1.3- Pesos y Empujes de Tierras y Líquidos. 
 
Las cargas causadas por las tierras y los líquidos retenidos, y por la presión y subpresión 
(empuje vertical) de las aguas subterráneas, deben ser consideradas en el diseño de las estructuras 
como cargas permanentes. 
 
 
 
 
 
23 
2.1.2- Sobrecargas de Uso. 
 
La sobrecarga de uso, puede definirse como la acción variable en el tiempo que se 
determina por la función y uso del edificio. Presenta variaciones frecuentes o continuas, no 
despreciables en relación a su valor medio. 
 
 Los pisos y techos utilizables como terraza deben diseñarse considerando el efecto más 
desfavorable originado por una de las sobrecargas siguientes: 
 
a) sobrecarga mínima uniformemente distribuida, qk, igual al valor característico 
indicado en la Tabla N° 13 para las diferentes clases de edificios y afectada por las 
reducciones que establecen en 2.1.2.3.2. 
b) Sobrecarga mínima concentrada, Qk, según lo indicado en 2.1.2.2. 
 
Los techos deben diseñarse considerando una sobrecarga mínima de, qk = 1 kPa, 
uniformemente distribuida sobre la proyección horizontal de la superficie y afectada por las 
reducciones que se establecen en 2.1.2.3.1, en lo que no contradiga lo dispuesto para las 
sobrecargas de nieve (NCh 431). 
 
Los envigados de cielo con acceso sólo para mantención y las costaneras de techos deben 
diseñarse para resistir una carga de 1 kN en la posición más desfavorable. Está carga no debe 
considerarse actuando simultáneamente con las sobrecargas de uso de techos. 
 
2.1.2.1- Barandas de Escaleras y Balcones. 
 
Las barandas de escaleras y balcones deben ser diseñadas para resistir, en general, una 
fuerza de 500 N por metro lineal aplicada en sentido perpendicular a la baranda y a la altura del 
pasamano. En el caso de barandas de teatro, salas de reunión, edificios deportivos y tribunas esta 
fuerza debe ser de 1000 N metro lineal. 
 
2.1.2.2- Sobrecargas de Uso Concentradas (Qk). 
 
 Además de calcular los elementos de los pisos bajo la acción de sobrecargas de uso 
uniformemente repartidas debe efectuarse un calculo separado para una carga concentrada 
impuesta al elemento en la posición mas desfavorable. A falta de datos particulares referentes a 
esta carga concentrada debe considerarse que ella está aplicada sobre una superficie cuadrada de 
0,1 m de lado y que tiene un valor igual al de la sobrecarga de uso uniformemente repartida por 
24 
m². Esta carga puntual es mutuamente excluyente con la sobrecarga de uso o cualquier otra carga 
variable. 
 
2.1.2.3- Reducción de Sobrecargas de Uso. 
 
Para el diseño de elementos estructurales tales como costaneras, cerchas, losas planas, 
vigas, columnas, muros y fundaciones, se permite reducir las sobrecargas de uso mínimas para 
techos y para pisos. 
 
2.1.2.3.1- Reducción de Sobrecarga de Uso para Techos. 
 
La sobrecarga mínima de uso para techos, qk = 1 kPa, puede reducirse de acuerdo con la 
siguiente expresión: 
 
qk,red = C * CA * qk > 0,3 kPa. 
 
En que: 
 
 C = coeficiente de reducción por pendiente de techo dado por la expresión: 
 
C = 1 – 2,33 tg , aplicable tg < 0,3. 
 
CA = coeficiente de reducción por área tributaria soportada por el elemento estructural 
considerado; su valor se determina por las expresiones siguientes: 
 
CA = 1 , para A < 20 m2 
 
CA = 1 – 0,008 A , para 20 m2 < A < 50 m2 
 
CA = 0,6 , para A > 50 m2 
 
 
 En la Tabla N° 11, se entregan valores reducidos de la sobrecarga de uso para techos en 
función de su pendiente y del área tributaria del elemento considerado. 
 
 
 
25 
Tabla N° 11 
Sobrecargas de Uso Reducidas Uniformemente Distribuidas para Techos, qk,red, kPa. 
 
Área Tributaria A, m² Pendiente del Techo, 
tg, % < 20 25 30 35 40 45 > 50 
0 1,00 0,80 0,76 0,72 0,68 0,64 0,60 
5 0,88 0,71 0,67 0,64 0,60 0,57 0,53 
10 0,77 0,61 0,58 0,55 0,52 0,49 0,46 
15 0,65 0,52 0,49 0,47 0,44 0,42 0,39 
20 0,53 0,43 0,41 0,38 0,36 0,34 0,32 
25 0,42 0,33 0,32 0,30 0,30 0,30 0,30 
> 30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 
 
 
2.1.2.3.2- Reducción de Sobrecargas de Uso para Pisos. 
 
Las sobrecargas mínimas de uso para pisos indicadas en la Tabla N° 12 se pueden reducir 
en función del área tributaria total A que incide sobre el elemento estructural. Los coeficientes de 
reducción no se aplican a áreas publicas ni a áreas con sobrecargas de uso qk mayor que 5 kPa. 
 
 La sobrecarga de uso de cualquier elemento que soporta un area tributaria igual a mayor 
que 15 m² puede reducirse de acuerdo a la expresión: 
 
qk,red = CA * qk 
 
En que: 
 
CA = 1 – 0,008 A 
 
Sin embargo, el valor de CA no debe ser inferior a 0,60 para elementos horizontales y para 
elementos verticales que reciben carga de un piso solamente, ni a 0,40 para otros elementos 
verticales, y en ningún caso inferior al valor determinado por: 
 
 
 
 
 
 
gk 
1 – 0,23 (1 + 
qk 
) 
26 
Tabla N° 12. 
Sobrecargas de Uso Uniformemente Distribuidas para Pisos. 
 
Tipo de Edificio Descripción de Uso 
Sobrecarga de Uso 
qk , kPa 
Áreas de lectura 3,00 
Áreas de archivo: 
a) apilamiento de hasta 1,8 m de altura. 4,00 
Bibliotecas 
b) por cada 0,30 m adicionales sobre 1,8 m. 0,50 
Áreas para mercadería liviana 6,00 
Áreas para mercadería pesada 12,0 Bodegas 
Áreas para frigoríficos. 15,0 
Cárceles Áreas de celda 2,50 
Salas de clases con asientos fijos 2,50 
Escuelas 
Salas de clases con asientos móviles 3,00 
Estacionamientos 
Áreas para estacionamientos y reparación de 
vehículos, incluyendo las vías de circulación. 
 
5,00 
Áreas con maquinaria liviana 4,00 
Fábricas 
Áreas con maquinaria pesada 6,00 
Áreas para internados 2,00 
Hospitales 
Áreas para quirófanos, laboratorios, etc. 3,00 
Áreas para piezas 2,00 
Áreas para cocinas, lavanderías 4,00 Hoteles 
Áreas para salones, comedores y lugares de reunión. 5,00 
Áreas de culto con asientos fijos 3,00 
Iglesias 
Áreas de culto con asientos móviles 5,00 
Áreas privadas sin equipos 2,50 
Oficinas 
Áreas publicas y áreas privadas con equipos 5,00 
Áreas con asientos 3,00 
Áreas para escenarios 4,50 Teatros 
Áreas de uso general 5,00 
Áreas para ventas al por menor 4,00 
Tiendas 
Áreas para ventas al por mayor 5,00 
Buhardillas no habitables 1,00 
Áreas de uso general 2,00 Viviendas 
Balcones, terrazas y escaleras 2,50 
 
27 
 
En que : 
 
 gk = carga permanente uniformemente distribuida para el elemento. 
 
 qk = sobrecarga mínima uniformemente distribuida para el elemento. 
 
 Los valores de CA para algunos valores de A se indican en la Tabla N° 13. 
 
Tabla N° 13. 
Valores del Coeficiente de Reducción de Sobrecargas de Uso para Pisos. 
 
A, m² CA = 1 – 0,008 A (A > 15 m²) 
< 15 1,00 
15 0,88 
20 0,84 
25 0,80 
30 0,76 
35 0,72 
40 0,68 
 
 
2.2- Cargas Eventuales. 
 
 Las cargas eventuales son todas aquellas cuya duración es inferior a tres meses 
consecutivos. Para el calculo de estructuras en Chile se consideran, bajo condiciones normales, 
las siguientes cargas eventuales: cargas de nieve, viento y sísmicas. 
 
2.2.1- Cargas Debido a la Acción del Viento. 
 
 El efecto del viento se considerará, en general, en lo dos ejes principales de una 
construcción. En casos especiales se podrá exigir que se considere el efecto del viento según otras 
direcciones, diferentes a las de los ejes principales. 
 
 Se considerará que la acción del viento, no perturbada, se ejerce horizontalmente. 
 
 La dirección de la acción del viento que actúa sobre cualquier superficie se considerará 
actuando perpendicularmente a ella, en la forma de succiones o presiones. Las succiones se 
tomaran con signo negativo y ambas se expresaran en Kg/m².28 
 
 Las presiones y succiones que actúan sobre las superficies envolventes de una 
construcción dependen de: presiones básicas del viento y la forma total del cuerpo de la 
construcción y no solo de la forma del costado que enfrenta directamente el viento. 
 
2.2.1.1- Presión Básica del Viento. 
 
 Los valores de las presiones y succiones considerados proporcionales a la “presión básica 
del viento” (pb), la cual queda determinada por la fórmula: 
 
v² 
pb = 
16 
 
En que: 
 
 pb = presión básica, en Kg/m². 
 v = velocidad máxima instantánea del viento, en m/seg 
 
 La norma chilena NCh 432 señala textualmente: “La velocidad máxima instantánea del 
viento, que es considerara para el calculo de la presión básica, deberá obtenerse de una estadística 
directa o indirectamente que abarque un periodo no inferior a 20 años y aceptada por la autoridad 
revisora” 
 
 
2.2.1.2- Acción Simultánea del Viento y Otras Cargas. 
 
 Se debe considerar en el calculo la acción simultanea del viento y la nieve. Para techos 
inaccesibles, de inclinación superior a 1:10, será suficiente considerar como sobrecargas el efecto 
del viento, la nieve y una fuerza eventual de 100 Kg en el lugar mas desfavorable. 
 
 Si se considera el viento en combinación con la carga estática más desfavorable, se 
acepará un factor de modificación igual a 1,33 aplicable a las tensiones admisibles. 
 
2.2.1.3- Factor de Forma. 
 
 Experimentalmente se ha demostrado que la presión y/o succión ejercida por el viento 
sobre las distintas superficies de una estructura depende, también, de la forma total de la 
29 
construcción. Es por esto que se hace necesaria la adopción de un coeficiente o factor de forma 
que modifique el valor de la presión básica tomando en consideración este nuevo aspecto del 
problema. 
 
 La fuerza del viento, por unidad de superficie, se obtendrá multiplicando la presión básica 
(pb) por el factor de forma (c). 
 
 Los valores del factor de forma (c) que se utilizarán para el calculo de las construcciones 
son los que se indican en la norma chilena NCh 432 y llevaran signo positivo cuando se trate de 
presión y signo negativo cuando se trate de succión. 
 
2.2.1.4- Presión del Viento. 
 
 La presión del viento sobre la construcción total se determinara por la acción conjunta de 
presiones y succiones. 
 
2.2.1.5- Comprobaciones. 
 
 La estructura soportante de construcción y las fundaciones se comprobaran para resistir 
las presiones y succiones del viento sobre las áreas verticales, en conjunto con las que actúan 
sobre la techumbre y sobre cualquier superficie que se eleve por encima de esta. 
 
 En las aristas de unión entre paredes y techumbres la fuerza de succión puede llegar a 
tener valores superiores a los indicados. En tales lugares deberán asegurarse especialmente los 
elementos constructivos. 
 
2.2.2- Cargas a la Acción de la Nieve. 
 
 La norma establece los valores mínimos de las sobrecargas de nieve que deben utilizarse 
en los cálculos estructurales de todas las construcciones que puedan quedar expuestas a cargas de 
nieve y que estén ubicadas en territorio nacional, a excepción del territorio antártico chileno. 
 
2.2.2.1- Sobrecarga Básica de Nieve. 
 
 Se entenderá por sobrecarga básica de nieve la que se determina por medición directa del 
espesor de nieve caída sobre una superficie horizontal y del peso especifico de ella con aplicación 
de métodos estadísticos. 
30 
 
 Sin embargo, se deberá verificar las condiciones reales de nieve caída en el lugar donde se 
ubicara la estructura, en base a estadísticas u otras informaciones fidedignas correspondientes a 
un periodo de observación no menor a 10 años. 
 
 En zonas donde nieva todos o casi todos los años (cordillera y extremo sur) y en todos los 
lugares para los cuales la sobrecarga básica de nieve es mayor que 25 Kg/m² ( ver Tabla N° 14), 
la sobrecarga de nieve se considera normal. 
 
Tabla N° 14 
Sobrecargas Básicas de Nieve, en Kg/m² 
 
Latitud Geográfica (sur) del Lugar Altitud, m 
17-26 26-32 32-34 34-38 38-42 42-48 48-55 
0 a 300 0 0 25* 25* 25* 25 50 
300 a 600 0 0 25 25 25 25 125 
600 a 800 0 25 50 75 75 50 125 
800 a 1000 0 25 75 100 100 100 125 
1000 a 1250 0 25 100 150 150 150 - 
1250 a 1500 0 25 200 300 300 200 - 
1500 a 1750 0 25 300 450 450 300 - 
1750 a 2000 0 50 400 600 600 - - 
2000 a 2500 X 100 500 700 - - - 
2500 a 3000 X 200 600 - - - - 
Sobre 3000 X 300 700 - - - - 
 
*: En el litoral no se considerará carga de nieve. 
X: No hay información. 
-: Esas altitudes no se presentan esas latitudes. 
 
2.2.2.2- Sobrecarga de Nieve Uniformemente Repartida. 
 
 En techos con una inclinación menor o igual a 30° con respecto a la horizontal, la 
sobrecarga de nieve será igual a la sobrecarga básica de nieve y deberá considerarse 
uniformemente repartida sobre la proyección horizontal de la superficie. 
 
31 
 La superficie con una inclinación (α) mayor que 30° respecto de la horizontal en que no 
existen obstáculos que impiden el deslizamiento de la nieve la sobrecarga se determinara por la 
formula: 
 
 
α° - 30° 
n = K* n o= ( 1 - 
40° 
) * n o 
 
En que: 
 
 n = sobrecarga de nieve, en Kg/m². 
 K = coeficiente. 
 n o = sobrecarga básica de nieve, en Kg/m². 
 α° = inclinación de la techumbre, en grados. 
 
 La sobrecarga de nieve (n) se considera uniformemente repartida sobre la proyección 
horizontal de la superficie. 
 
 Los valores del coeficiente K se señalan en la Tabla N° 15. 
 
Tabla N° 15. 
Valores del Coeficiente K (Sobrecarga de Nieve) 
 
α° 0° 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 9° 
30° 1,00 0,98 0,95 0,93 0,90 0,88 0,85 0,83 0,80 0,78 
40° 0,75 0,73 0,70 0,68 0,65 0,63 0,60 0,58 0,55 0,53 
50° 0,50 0,48 0,45 0,43 0,40 0,38 0,35 0,33 0,30 0,28 
60° 0,25 0,23 0,20 0,18 0,15 0,13 0,10 0,08 0,05 0,03 
70°-90° 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
 
 
2.2.2.3- Sobrecarga de Nieve Desuniformemente Repartida. 
 
 Deberá considerarse en los cálculos la posibilidad de cargas de nieve desuniformemente 
repartida. En tal caso las estructuras deben verificarse considerando que una parte de la superficie 
soporta una sobrecarga de nieve igual a la mitad de la establecida para toda la estructura y la 
restante, una sobrecarga igual a cero. 
32 
2.2.2.4- Sobrecarga Básica de Nieve para Zonas sin Antecedentes. 
 
 Para las zonas y altitudes para las cuales la Tabla N° 14 no incluye valores, la sobrecarga 
básica de nieve se podrá obtener por el siguiente procedimiento: 
 
a) Si no existe ninguna información sobre alturas y masa especifica de la nieve caída en el 
lugar, deberán determinarse los valores en la primera ocasión propicia para ello. La 
sobrecarga básica se determinara por la relación: 
 
n o = h * d 
 
 En que: 
 
 n o = sobrecarga básica de nieve, en Kg/m². 
 h = altura de nieve caída, m. 
 d = masa especifica de la misma, en Kg/m³. 
 
b) En el caso que existan informaciones de varios años o se realicen mediciones en varios 
años, la sobrecarga básica de nieve se obtienen como media aritmética. 
 
 
2.3- Combinación de Cargas. 
 
 La mayoría de las estructuras o construcciones de madera se diseñan suponiendo que 
actúan varios tipos de cargas, simultáneamente, sobre ellas. 
 
 Al analizar el tiempo de duración de cada una estas cargas componentes se puede 
establecer que en una combinación pueden existir cargas permanentes y cargas eventuales. 
 
 Para el calculo interesa saber cual será la duración de la combinación de las cargas 
consideradas. 
 Si sobre una construcción de madera actúan dos cargas simultáneamente, una de ellas de 
duración indefinida y la otra de duración igual a un día, es evidente que las dos actuarán, en 
forma conjunta, durante un día. Es decir, durante un lapso de tiempo igual a la duración de la 
carga de menor actuación. 
 
33 
 De la misma forma, la duración de la combinación de las cargas consideradas en elejemplo anterior tendrá un valor igual a la duración de la carga de viento, suponiendo que tal 
duración sea menor que la correspondiente a la probable carga eventual que actua como 
sobrecarga. 
 
 Es importante establecer la duración de las combinaciones de carga, pues se ha 
demostrado que existe una relación entre la resistencia de la madera y el tiempo de aplicación de 
esfuerzos sobre ella. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
CAPITULO III 
“CERCHAS” 
 
 
3.1- Clasificación de las Cerchas. 
 
Las cerchas de madera se pueden clasificar de acuerdo a los siguientes criterios: 
 
a) Según su forma: con cordón superior triangular, rectangular, curvo o combinaciones 
de ellos. 
 
b) Según distribución de diagonales: Howe, Pratt, Warren, etc. 
 
c) Según tipo de madera: aserrada, elaborada o cepillada, laminada encolada o mezclas 
de estas. 
 
d) Según tipo de cordones: ya sean de uno, dos o varios elementos. En el caso de 
cordones superiores e inferiores con dos elementos, las diagonales se ubicarán entre 
ellos. 
 
La introducción de los conectores metálicos ha hecho posible el aprovechamiento más 
eficiente de la madera en el diseño de cerchas. Antes eran necesarias grandes secciones 
transversales a fin de tener uniones seguras y sólo se utilizaba entre el 40 y el 60 % de capacidad 
de resistencia de la madera. Ahora, al utilizar conectores metálicos, es posible obtener el 80 y 
hasta el 100 % de la resistencia de los diferentes elementos de madera que conforman una cercha. 
 
 
3.2- Selección del Tipo de Cercha. 
 
 El tipo de techumbre, los requerimientos arquitectónicos y la economía son los factores 
que, por lo general, gobiernan la selección del tipo de cercha. 
 
 Se ha demostrado que la cercha del tipo cordón superior curvo es la más económica 
cuando las cargas solicitantes son uniformemente repartidas, ya que en ella estas cargas inducen 
esfuerzos pequeños en las diferentes barras, sean estas internas o externas. Esto es 
particularmente importante, debido a que resultan elementos de unión simples y compactos. 
 
35 
 La cercha del tipo triangular se recomienda cuando las cargas se transmiten a la cercha en 
puntos específicos (cargas concentradas y/o puntuales). Para las barras traccionadas es 
aconsejable utilizar tensores de acero. 
 
 En cuanto a cerchas de madera laminada encolada, éstas son recomendables para salvar 
grandes luces y además permiten obtener mayores tensiones de diseño, pueden curvarse con 
facilidad y variar su sección transversal a lo largo de su longitud. 
 
 Las cerchas fabricadas con elementos constituidos por una pieza soportaran cargas a lo 
menos iguales que aquellas fabricadas con elementos conformados por dos o más piezas que 
proporcionen igual sección transversal, pero estarán propensas a pandearse con mayor facilidad. 
 
 
3.3- Geometría de la Cercha. 
 
 Como ya se mencionó, las cerchas, según la forma de su cordón superior, se clasifican en 
triangulares, rectangulares y curvas. 
 
 Para las triangulares se recomienda una pendiente 1:3 como mínimo; en las rectangulares, 
alturas comprendidas entre 1/8 y 1/10 de la luz de la cercha y en las de cordón superior curvo, 
radios de curvatura de magnitud igual a la luz de la cercha y altura total igual al 0,134 de la luz; 
sin embargo, en este último caso, si las cerchas deben tener una altura menor a 0,134 de la luz se 
pueden tomar radios de curvatura mayores y viceversa. 
 
 La distancia entre nudos estará determinada por la ubicación deseada de las costaneras, 
por las cargas concentradas o por el arriostramiento entre cerchas. 
 
 Para cerchas de cordón superior curvo, sometidas a cargas uniformemente distribuidas, 
conviene elegir una distancia entre nudos comprendida entre 2,4 y 3,6 m, dependiendo de la luz 
de la cercha. 
 
 La distancia entre cerchas estará controlada por la disposición más economica que sea 
capaz de soportar las cargas que actúan sobre la techumbre. Para costaneras de madera aserrada, 
la distancia más económica y práctica es 4,8 m. Cuando es utilicen costaneras de madera 
laminada, esta distancia sólo será limitada por aspectos económicos, pues dichos elementos 
laminados se pueden fabricar de cualquier longitud, considerándose económicas distancias de 9 
m. 
36 
 
 En cuanto a los arriostramientos, será conveniente colocar entre cerchas aquéllos del tipo 
X en un plano vertical o semejante, perpendicular al plano de éstas, usando para ello madera 
aserrada. 
 
 Otro tipo de arriostramiento es el requerido para soportar la acción del viento lateral, el 
cual se dispone a nivel del cordón inferior de las cerchas, entre éstas; está constituido por 
elementos de madera aserrada o barras de acero redondo provistas de pernos de ajuste y se 
calcula como cercha horizontal con cargas de viento lateral para determinar sus secciones 
transversales y elementos de unión. 
 
 
3.4- Reglas Generales para el Diseño de Cerchas. 
 
El procedimiento a seguir en el diseño de cerchas es el siguiente: 
 
a) Determinación de las cargas solicitantes, las cuales se pueden determinar con los 
antecedentes que se entregan en el Capitulo II, con las prescripciones de las normas para 
el diseño. 
 
b) Calculo de las solicitaciones en los diferentes elementos de la cercha. 
 
c) Selección de la especie y grado de calidad a usar. En la selección de la especie dependerá 
del sitio en donde se ubicara la estructura y de las maderas más comunes de la zona. El 
grado de calidad debe seleccionarse en función de la resistencia que de la madera se 
desea; sin embrago, algunos grados son más fáciles de obtener y, por lo tanto, se usan con 
mayor frecuencia. Como regla general, deben preferirse los grados con las tensiones más 
bajas, porque proveen el diseño más eficiente y económico. 
 
d) Determinación de las escuadrías requeridas en los distintos elementos de la cercha. 
 
e) Diseño de las uniones, considerando primero aquellas que soportan las solicitaciones 
mayores. Se debe establecer el espaciamiento entre elemetos de unión y la distancia de 
ellos al borde y a los extremos de la pieza que se une. Además, se debe tomar en cuenta 
que en las uniones se debe evitar la distribución excéntrica de los elementos de unión. Si 
ello ocurre, se debe considerar el efecto de los momentos que esto induce. 
 
37 
 
3.5- Cerchas Estándares. 
 
 Algunos fabricantes proveen de cerchas para las solicitaciones más comunes que actúan 
en una techumbre. Estas suelen ser más económicas que aquellas que se diseñan y calculan en 
particular para un edificio especifico, debido a las ventajas de la producción en serie. Por lo tanto, 
este tipo de cercha debe tenerse siempre en consideración cuando existan proyectos alternativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
CAPITULO IV 
“DISEÑO” 
 
 
4.1- Factores de Modificación. 
 
 Estos son los factores de modificación que se utilizarán en las distintas etapas del calculo 
estructural, por esta razón es muy importante tener claro, cual es su utilización. Se dará una 
pequeña reseña de algunos factores de seguridad, los cuales son los siguientes: 
 
 
4.1.1- Factor de Modificación por Contenido de Humedad ( KH ). 
 
 La asignación de las tensiones admisibles y del módulo elástico a piezas de madera 
aserrada con espesores menores o iguales a 100 mm, y que se construye con un contenido de 
humedad (HC) comprendido entre 12 % y 20 %, se puede obtener por interpolación lineal entre 
los valores de tensión admisibles para madera en estado verde y madera en estado seco, aplicando 
sobre la tensión admisible en condición seca el factor de modificación siguiente: 
 
 
KH = ( 1 – ∆H * ∆R ) 
 
 
En que: 
 
 KH = factor de modificación por humedad, aplicable a las tensiones admisibles y 
módulo elástico, definidos parauna humedad de 12 %. 
 
 ∆H = diferencia entre el valor de contenido de humedad de servicio (HS) y 12 %. 
 
 ∆R = variación de la resistencia por cada 1 % de variación de contenido de 
humedad. ( ver Tabla N° 16). 
 
 
 
 
 
39 
Tabla N° 16. 
Variación de las Propiedades Resistentes para una Variación del Contenido de 
Humedad Igual a 1 %. 
 
 
4.1.2- Factor de Modificación por Duración de la Carga ( KD ). 
 
 Según sea la duración de la carga que afecta la estructura, se aplicará el factor de 
modificación siguiente: 
 
1,747 
KD = 
t0,0464 
+ 0,295 
 
 
En que: 
 
 t = duración de la carga, en segundos. 
 
 
 En aquellos casos en que se combinen cargas de diferente duración se utilizará el factor de 
modificación correspondiente a la carga de menor duración. 
 
 El factor de modificación por duración de carga no afecta al módulo de elasticidad en 
flexión ni a la tensión admisible de compresión normal a la fibra. 
 
4.1.3- Factor de Modificación por Trabajo Conjunto ( KC ). 
 
 Las tensiones admisibles para elementos estructurales que conforman un sistema que 
comparte la carga, consistente en tres o más elementos paralelos distanciados en no más de 610 
Solicitación Variación de la Resistencia para ∆H = 1% (∆R) 
Flexión 0,0205 
Compresión paralela a las fibras 0,0205 
Tracción paralela a las fibras 0,0205 
Cizalle 0,0160 
Compresión normal a las fibras 0,0267 
Módulo de elasticidad en flexión 0,0148 
40 
mm y dispuestos de tal forma que en conjunto pueden soportar la carga aplicada, deben ser 
multiplicadas por el factor de modificación por trabajo en conjunto, de acuerdo con la Tabla N° 
17. 
 
Tabla N° 17 
Factor de Modificación por Trabajo en Conjunto 
 
Madera aserrada cuya menor dimensión, en mm, ES 
Tensión admisible afectada 
Menor que 114 mm 114 mm o más 
Flexión 1,15 1,15 
Cizalle 1,15 1,10 
Compresión paralela a las fibras 1,10 1,10 
Compresión normal a las fibras 1,10 1,10 
Tracción paralela a las fibras 1,00 1,00 
Módulo de elasticidad en flexión 1,00 1,00 
 
 
4.1.4- Factor de Modificación por Temperatura. 
 
 Cuando por razones excepcionales las condiciones de servicio de una estructura de 
madera determinen temperaturas ambientales marcadamente superiores a las normales, se deberá 
modificar el valor de las propiedades mecánicas admisibles, pudiendo adoptarse para estos 
efectos, los factores de corrección establecidos en la Tabla N° 18. Para mayor información se 
puede consultar la norma NCh 1198, en su Anexo H.t 
 
Tabla N° 18 
Incremento o decremento de los Valores de Resistencia por cada 1°C de 
Incremento o Decremento de temperatura. 
 
Propiedad 
Contenido de 
Humedad 
% 
Incremento por enfriamiento 
Bajo 20° C (no inferior 
a -180° C) 
C t 
Decremento por calentamiento 
sobre 20° C (no superior 
a 67° C) 
C t 
0 + 0,0007 - 0,0007 Módulo de 
elasticidad 12 + 0,0027 - 0,0038 
0 + 0,0031 - 0,0031 Otras 
propiedades 12 + 0,0058 - 0,0088 
41 
 
4.1.5- Factor de Modificación por Tratamiento Químico. 
 
 Cuando las condiciones ambientales son favorables para el desarrollo de pudrición u otro 
tipo de deterioro en estructuras permanentes, la madera de tales estructuras debe ser sometida, 
antes de ser construida a un proceso de preservación con método y tipos de preservantes 
especificados en las normas chilenas NCh 630, NCh 755 y NCh 1439. 
 
 Todo tipo de perforación, rebaje o corte debe ejecutarse en lo posible antes del proceso de 
preservación. En caso contrario se efectuarán después de éste, sometiendo los cortes a un nuevo 
proceso de preservación. 
 
 La madera no preservada de estructuras permanentes no debe estar en contacto directo 
con hormigón, albañilería o suelo si estos materiales pueden transferir humedad a la madera. Se 
considera como una protección adecuada cualquier método que logre eliminar tal transferencia de 
humedad. 
 
 Cuando la madera debe ser sometida a procesos de ignifugación que incrementen su 
higroscopicidad, debiliten su integridad física o alteren sus propiedades mecánicas, se deberá 
modificar el valor de las tensiones admisibles, pudiendo adoptarse para estos efectos, los valores 
de corrección establecidos en la norma NCh 1198, Anexo I. 
 
4.1.6- Factor de Modificación por Esbeltez ( Kλ ). 
 
El factor de modificación por esbeltez se evalúa con la expresión: 
 
 Kλ = A - √ ( A² - B) 
 
Con: 
B * c * ( 1 + λ/200) + 1 
A = 
2 * c 
 
4 * E dis 
B = 
c * λ² * F cp, dis 
 
 
 
42 
En que: 
 
 c = coeficiente de proporcionalidad y cuyos valores se obtienen de la Tabla N° 
19. 
 
 Edis = módulo elástico de diseño. 
 
 F cp, dis = tensión de diseño en compresión paralela (excluyendo KC). 
 
 
Tabla N° 19 
Valores del Coeficiente de Proporcionalidad, c. 
 
Clasificación Visual 
Grado Estructural 
Coeficiente de Proporcionalidad 
N° 1 0,85 
N° 2, GS, G1 0,85 
N° 3 0,80 
N° 4, G2 0,80 
 
4.1.7- Factor por Concentración de Tensiones ( Kct ). 
 
 El factor de modificación que considera el efecto de las concentraciones de tensiones en 
regiones traccionadas de la madera con perforaciones, vaciados, entalladuras, etc. , se puede 
obtener de la Tabla N° 20. 
Tabla N° 20 
Valores del Factor de Modificación por Concentración de Tensiones, Kct 
 
Tipo de Debilitamiento Madera Aserrada 
Madera Laminada 
Encolada 
Perforaciones pequeñas y uniformemente distribuidas 
(clavos) 
0,80 0,90 
Perforaciones individuales mayores (pernos) 0,70 0,80 
Conectores de anillo 0,50 0,60 
Ranuras longitudinales: espesor < 5 mm 0,80 0,85 
Ranuras longitudinales: espesor < 10 mm 0,70 0,80 
 
43 
4.1.8- Factor de Modificación por Altura ( Khf ). 
 
 Para todas las especies forestales, con la sola excepción del Pino radiata, en piezas 
traccionadas o vigas rectangulares de ancho o altura superior a 50 mm, este factor se evalúa de 
acuerdo con la expresión: 
 
Khf = (50/h)1/9 
 
En que: 
 
 Khf = factor de modificación por altura. 
 
 h = ancho de la pieza traccionada o altura de la viga. 
 
 Para piezas de Pino radiata de altura superior a 90 mm, la expresión que se debe 
considerar es: 
 
Khf = (90/h)1/5 < 1 
 
 
4.2- Elementos en Compresión Paralela. 
 
 Las especificaciones de esta sección son aplicables a piezas estructurales solicitadas en 
forma centrada (con respecto a su eje) por fuerzas de compresión orientadas según la dirección de 
la fibra. 
 
4.2.1- Longitud Efectiva de Pandeo ( lp ). 
 
 La longitud efectiva de pandeo, lp, debe considerarse como la distancia entre dos puntos 
de inflexión adyacentes, entre los que el elemento comprimido se deforma adoptando una 
curvatura simple. 
 
 Para piezas comprimidas rectas, sujetas en sus extremos por medio de elementos de unión 
mecánicos (clavos, conectores, pernos, etc.) los valores de “lp” pueden adoptarse ya sea de Tabla 
N° 21, en la que la longitud real de la pieza se ha designado como “l”, o bien de las 
recomendaciones establecidas en la NCh 1198, Anexo K. 
 
44 
 
Tabla N° 21 
Longitudes Efectivas de Pandeo, lp, de Piezas Comprimidas. 
 
Configuración de Pandeo Valores para: lp/l 
Empotramiento en ambos extremos 0,70 
Empotramiento en un extremo y articulación en el otro 0,85 
Empotramiento en un extremo y, en el otro, empotramiento deslizante (no 
hay giro, pero sí deslizamiento) 
1,50 
Articulación en ambos extremos 1,00 
Empotramiento en un extremo y libre el otro. 2,50 
Articulación en un extremo y, en el otro, empotramiento deslizante (no hay 
giro, pero sí deslizamiento) 
2,50 
 
4.2.2- Restricciones de Esbeltez. 
 
 La esbeltez λ = lp/i no debe exceder de 170 para piezas principales o de 200 para 
elementos constituyentes de sistemas arriostrantes que quedan comprimidos únicamente bajo los 
efectos de estados de carga eventuales, que incorporan las solicitaciones de viento y sismo. En la 
expresión de la esbeltez, i correspondiente al radio de giro que condiciona