Madera 2014

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADMICO DE CONSTRUCCIN

DECIMA SESIN

Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M. 2

La madera es un material muy utilizado en la construccin, por tener un peso ligero, es trabajable y

tiene buenas propiedades fsicas y mecnicas.

MADERA MATERIAL DE CONSTRUCCIN


Es utilizado principalmente como encofrado para la elaboracin de elementos de concreto armado.


Es utilizado en la construccin de edificaciones de madera.

MADERA

La madera es un material natural, de poco peso y de buena

resistencia, y propiedades

mecnicas muy variables.

Es muy susceptible a los cambios de humedad y al ataque de

insectos; sin embargo esta

desventaja puede eliminarse con

tratamientos qumicos adecuados.


PRESERVACIN

TE

RM

ITE

S D

E

MA

DE

RA

SE

CA

TE

RM

ITE

S

SU

BT

ER

RA

NE

AS

TE

RM

ITE

S

NID

O A

ER

EO


SUSTANCIAS PRESERVANTES

HIDROSOLUBLES

OLEOSOLUBLES

LIVIXIABLES

NO LIVIXIABLES

CRESOTA

PENTACLOROFENOL

Arseniato de Potasio

cido brico

Fluoruro de sodio

Sales de cobre

Cromo

Boro


PRESERVACIN A PRESIN NORMAL

BROCHA O ASPERCIN

INMERSIN

DIFUSIN

MOMENTANEA

SOLUCIONES

ACUOSAS

SOLUCIONES

OLEOSAS FRIAS

BAO CALIENTE Y

FRIO


PRESERVACIN EN CMARA DE VACO

CELULA LLENA

CELULA VACIA


CLASIFICACIN

El grupo A corresponde a las maderas de mayor resistencia, con densidades en el rango de 710 a 900 kg/m3.

El grupo B corresponde al intermedio, con densidades entre 560 y 700 kg/m3.

El grupo C es el de menor resistencia, con densidades entre 400 y 550 kg/m3.


TIPOS DE MADERA

Maderas macizas

Se pueden comprar en tablas sueltas o ya acopladas formando tableros, se pueden clasificar bsicamente en maderas blandas y duras.



Tableros de fibra: Formados por fibras reconstituidas para conseguir un material barato, estable y homogneo.

Chapas: son lminas de madera muy finas (entre 0,2 y 3 mm) que pueden servir para revestir otras maderas de menor calidad de aglomerados.


Contrachapado: Estn hechos con capas de lminas de madera encoladas entre s de alta presin para formar un tablero estable y resistente.

Aglomerados: Estn formados por virutas de madera encoladas a altas presiones.

MADERAS

CEDRO: Semejante a la caoba, pero su textura es ms gruesa, pesa menos y algunas veces es resinosa.

FRESNO: De color blanco acremado ligeramente rosado o agrisado.



NOGAL: Madera dura, homognea y poco porosa. Se seca muy lentamente, pero una vez seca es bastantes estable.

ROBLE: Muy utilizada en la fabricacin de muebles, es empleada en la ebanistera, en revestimientos y otros.


I .- PARMETROS BSICOS EN EL DISEO EN MADERA

El diseo de los elementos en madera debe hacerse para cargas de servicio o mtodo de esfuerzos admisibles.

REQUISITOS DE RESISTENCIA

Los elementos estructurales deben disearse para que los esfuerzos aplicados, producidos por las cargas de servicio, sean iguales o menores que los esfuerzos admisibles.


REQUISITOS DE RIGIDEZ

Las deformaciones deben evaluarse para las cargas de servicio.

Las deformaciones de los elementos y sistemas estructurales deben ser menores o iguales que las admisibles.


CARGAS

Las estructuras deben disearse para soportar las; cargas provenientes del peso propio (cargas muertas) incluyendo las cargas provenientes del peso de otros componentes de la edificacin, estructurales o no.

Las sobrecargas de sismo, viento y otros.


GRUPO ESTRUCTURAL Las especies de madera adecuadas para el diseo

se han agrupado en tres grupos estructurales.


ESFUERZOS ADMISIBLES


MDULO DE ELASTICIDAD

Se considera para elementos en flexin, compresin y traccin.


DIMENSIONES COMERCIALES Y REALES Las dimensiones reales (las efectivas en la pieza de madera que

funcionan como elemento estructural) son las que usan en todos los clculos de diseo.


II. PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS DE LA MADERA:


PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS:

Determinar las propiedades fsicas y mecnicas de las maderas, mediante en ensayos de laboratorio, realizados de acuerdo a las N.T.P. INDECOPI y las normas AFNOR (Asociacin Francesa de la Normalizacin).


2.- DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES FSICAS


2.1. CONTENIDO DE HUMEDAD (CH), N.T.P. 251.010

Cantidad de agua atrapada en el interior de la madera, el cual ser

expresada como el valor promedio obtenido en una pieza de

madera.

PROBETAS DE ENSAYO:

2 cm. x 2 cm. de seccin y 6 cm. de largo.

2 6

2 CH = (G G1) * 100 / G1 , en (%)

G : Peso en estado natural (gr.).

G1: Peso seco, en (gr.)


PROCEDIMIENTO A SEGUIR

1 Se obtiene el peso en estado natural (G). Se coloca las probetas al horno a una T de 103C +-2C de manera gradual (tiempo = 20 horas).

2 Retirar la muestra del horno (se deja enfriar).

3 Pesar la muestra en estado seco (G1), se repite las pesadas hasta obtener un peso constante.


2.2. DENSIDAD (D), N.T.P. 251.011

Es la razn de dividir el peso entre el volumen de la muestra, espcimen con un determinado contenido de humedad.

PROBETAS DE ENSAYO:

3 cm. x 3 cm. de seccin y 10 cm. de largo.

3

3

10


MADERA SECA AL AIRE EN AMBIENTE NORMALIZADO

Aquella que ha adquirido un equilibrio de humedad en un ambiente de

65%+- 2% de humedad relativa y 20C+- 1C de temperatura, en un

tiempo de 15 das.

D = Gsaire / V

V = Volumen ( b * h * l) , en (cm.)

D : Densidad en (gr./cm.).

G saire: Peso de la muestra secada en el aire (gr.)



1 Colocar la muestra en un ambiente de 65% 2% de humedad relativa, a una T = 20C 1C ( tiempo = 15 das )

2 Se toma el peso de la probeta, el gramos (Gaire).

3 Finalmente se toman las medidas de la probeta de manera directa, para obtener el volumen, V = ( b * h * l) en (cm.), obtenindose as la densidad (D).


III.- DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES MECNICAS


3.1. COMPRESION AXIAL O PARALELA A LA FIBRA, N.T.P.

251.014

PROBETA DE ENSAYO:

5 cm. x 5 cm. de seccin y 20.00 cm. de largo.

20

5 5



1 Colocar la muestra en la maquina, aplicar la carga axial sobre la seccin transversal a una velocidad de 0.60 mm./ minuto.

2 Las deformaciones vs. Carga, se tomaran inclusive despus de la rotura, el deflectmetro se montara sobre la probeta.

NOTA: La rotura debe producirse en el cuerpo de la muestra con la seccin transversal uniforme (se realizar un croquis de la forma de falla, en caso de ensayar varias probetas).


EXPRESIN DE LOS RESULTADOS:

MODULO DE ROTURA (MOR):

MOR = P / A , en ( kg./cm. )

P: Carga de rotura en (kg.)

A: Seccin de la probeta en (cm.)

MODULO DE ELASTICIDAD (MOE): MOE = PL * L / [ A* DL ]

MOE: Es el mdulo de elasticidad, en (kg./cm.)

PL: Es la carga al lmite de proporcional en (kg.).

L: Longitud o altura de la probeta en cm. (representa la separacin entre las abrazaderas del deflectmetro).

DL: Deformacin experimentada en el lmite proporcional (cm.).


3.2. COMPRESIN PERPENDICULAR AL GRANO, N.T.P. 251.016

PROBETA DE ENSAYO: 5 x 5 de seccin y 15 cm. de largo

PROCEDIMIENTO A SEGUIR:

1 Colocar la muestra en la maquina de compresin, aplicar la carga axial sobre la seccin transversal a una velocidad de 0.30 mm./ minuto.

2 Las lecturas de las deformaciones para cada carga se tomarn inclusive hasta despus de la rotura de la probeta.

15

5 5



Con los valores obtenidos de carga vs. Deformacin se deber de elaborar la respectiva grfica, sobre el cual se determina el punto que termina la parte recta y comienza la parte curva del mismo.

Este punto corresponde a la carga lmite proporcional ( PL )

MODULO AL LIMITE PROPORCIONAL (MLP):

Se obtiene de la dividir la carga de falla entre la seccin transversal

de la probeta.

MLP = PL / A

MLP: Es el mdulo al lmite proporcional, en ( kg./cm. )

PL : Carga al lmite proporcional en ( kg. ).

A : Area impresa sobre la probeta en (cm.)


3.3. ENSAYO DE FLEXIN ESTATICA, N.T.P. 251.017

PROBETA DE ENSAYO:

De; 2.50 cm. x 2.50 cm. de seccin y 41 cm. de largo,

ubicndose sobre una longitud entre apoyos de 35 cm. (viga

simplemente apoyada).

De; 5 cm. x 5 cm. de seccin y de 75 cm. de largo, ubicndose

sobre una longitud entre apoyos de 70 cm. (viga simplemente

apoyada).


2.5(5)

L= 41(75)

2.5(5)

Lea = 35(70)



1 Colocar la muestra en la maquina Universal (viga simplemente apoyada) sobre dos apoyos metlicos. Aplicar una carga central a una velocidad de 1.30 mm./ minuto, para las probetas de ( 2.5 x 2.5 x 41.00 cm.) y de 2.50 mm./ minuto para probetas de ( 5 x 5 x 75 cm.).

2 Graficar la curva (Carga vs. Deformacin). Las cargas se obtendr a una progresin aritmtica creciente, de 100 200 kg., con la finalidad de determinar el lmite de proporcional ( PL ).



DETERMINACIN DE LA CARGA (P1) AL LIMITE PROPORCIONAL:

Se determina sobre la curva carga-deformacin, trazando una tangente desde cero y corresponde al punto donde la tangente se separa de la curva.

ESFUERZO DE LA FIBRA AL LMITE PROPORCIONAL (MLP):

Se calcula segn la siguiente expresin;

MLP = (3/2) * P1 * L / [ a * e ]

MLP: Es el mdulo al lmite proporcional, en (kg./cm.)

P1: Carga al lmite proporcional en (kg.)

L : Distancia entre los soportes, luz libre en (cm.)

a : Ancho de la probeta en (cm.)

e : Espesor de la probeta en (cm.)


MDULO DE RUPTURA (MOR):

MOR = (3/2) * P * L / [ a * e ]

MOR : Es el mdulo de ruptura, en ( kg./cm.2 )

P: Carga mxima en (kg.)

L: Distancia entre los soportes, luz libre entre apoyos, (cm.)

a: Ancho de la probeta (cm.)

e: Espesor de la probeta (cm.)

MODULO DE ELASTICIDAD (MOE):

MOE = P1 * L / [ 4* a * e * Y ]

MOE : Es el mdulo de elasticidad, en (kg./cm.)

P1: Es la carga al lmite de proporcional en (kg.)

Y: Deflexin en el centro de luz al lmite proporcional en (cm.)


PROBETA DE ENSAYO:

5 cm. x 5 cm. de seccin y 6.50 cm. de altura, el cual debe de

presentar un recorte sobre la seccin transversal de la muestra,

de 2 cm. x 5 cm. y de 1.50 cm. de altura. 5

3

2

6.5

5

5 5

5

1.5


1 Colocar la muestra en la mquina Universal y preparar el sistema de carga con el accesorio metlico denominado cizalla, para luego aplicar la carga axial sobre la seccin recortada, a una velocidad de 0.60 mm. por minuto.

2 Se registrar solo la fuerza mxima.

3.4. CORTE CIZALLAMIENTO PARALELO AL

GRANO, N.T.P. 251.013


EXPRESION DE LOS RESULTADOS:

MODULO DE ROTURA POR CIZALLAMIENTO (MOR):

MOR = P / A

MOR : Mdulo de rotura por cizallamiento en (kg./cm.)

P : E s la carga mxima soportada por la probeta en (kg.)

A: Area del plano en que se produce el cizallamiento en (cm.)


3.5. IMPACTO TENACIDAD, N.T.P. 251.018:

PROBETA DE ENSAYO:

2 cm. x 2 cm. de seccin y 28 cm. de longitud.


1 Colocar la probeta (como una viga simplemente apoyada) a una longitud entre apoyos de 24 cm. Alrededor de su parte media se coloca un aro que la conecta con la cadena que transmite la energa generada por la cada de la pesa.

2 La probeta a ensayar se orientara de tal forma que el impacto se produzca en el centro de la probeta alternativamente sobre las caras radial y tangencial.


3 La posicin del peso en el pndulo y el ngulo inicial (30, 45 60) del mismo, depende de la madera a ensayar.

4 Los resultados ms satisfactorios se obtienen cuando la diferencia entre el ngulo inicial y final es por lo menos 10.



Estar expresado en (kg.- m.)

L= 28 cm.

Lea = 24 cm.

2 cm.

2 cm.


3.6. TRCCION PERPENDICULAR A LA FIBRA (ET), N.T.P. 251.086 AFNOR NF B51-010:

PROBETA DE ENSAYO:

2 cm. x 2 cm. de seccin y de 7 cm. de longitud, estas probetas tienen unas ranuras centrales en forma de gancho que hacen posible adaptarse a la mquina de ensayo.

La direccin de las fibras estarn dispuestas perpendiculares al eje de carga de la probeta.



1 Se miden las dimensiones de las probetas en los ejes de la misma, luego se ubicar la probeta en la mordaza y se centrar correctamente.

2 Luego se aplica la carga progresivamente hasta la falla. La velocidad de carga ser de 2.50 mm./ minuto.



El esfuerzo unitario de traccin o tensin

se debe de expresar en (kg./cm.) y se

calcular de la siguiente manera;

ET = P / A

P: Carga de rotura, en (kg.)

A: Area de la seccin mnima, en (cm.)


ENSAYO DE TRACCIN ASTM D143:

El esfuerzo unitario de traccin se expresar en (kg./cm.).

Se calcular con la siguiente frmula;

ET = P / A

P: Carga de rotura, en (kg.)

A: Area de la seccin, en (cm.)


La madera se vende por (pies )

Los pies , se obtiene de multiplicar las dimensiones de la seccin transversal (ancho () por el alto () ) y por el largo

expresado en (pies), todo dividido entre 12

IV.- COMPRA DE MADERA:


EJEMPLO:

Se tiene un cuartn de 2 x 4 x 9 , calcular cuanto me costara 10 unidades similares, si el (pie ) cuesta S./ 8.00 nuevos

soles.

METRADO = 2 x 4 x 9 = 6 pies

12

Me costara: 6 pies x (S./ 8.00 / pie ) x 10 = S./ 480 soles.


METRADO DE MADERA

OBRA :

PROPIETARIO:

FECHA :

NUMERO NUMERO SECCION LONGITUD METRADO METRADO

DESCRIPCION UNIDAD ELEMENTOS DE PIEZAS b " H " ( m.) ( pies ) ( pies. 2 ) TOTAL

IGUALES POR ELEMENTO ( pies. 2 )

REALIZADO POR: LONGITUD TOTAL:

REVISADO POR:


GRACIAS POR

SU ATENCIN

Madera 2014

Documents

Transcript of Madera 2014