5/24/2018 Propiedades Mecnicas de La Madera Estructural

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PROPIEDADES MECNICAS DE LA MADERA ESTRUCTURALLa orientacin de las fibras que componen la madera dan lugar a la anisotropa de suestructura, por lo que a la hora de definir sus propiedades mecnicas hay que distinguirsiempre entre la direccin perpendicular y la direccin paralela a la fibra. En este hechoradica la principal diferencia de comportamiento frente a otros materiales utilizados enestructuras como el acero y el hormign. Las resistencias y mdulos de elasticidad en la

direccin paralela a la fibra son mucho ms elevados que en la direccin perpendicular.A modo de introduccin podemos ver que los rboles estn diseados por la naturalezapara resistir con eficacia los esfuerzos a los que va a estar sometido en su vida;principalmente los esfuerzos de flexin producidos por la accin del viento y los decompresin producidos por las acciones gravitatorias.Sobre la madera como material se han realizado muchos estudios e investigacionesmediante ensayos realizados sobre probetas pequeas libres de defectos o madera limpia,pero la madera estructural comprende piezas de grandes escuadras en las que aparecennumerosos defectos o particularidades como nudos, gemas, etc. Por eso, la tendenciaactual es la de estudiar e investigar piezas de madera comerciales o reales que permitenevaluar mejor la presencia e influencia de dichas particularidades. En los productosestructurales de la madera es importante tener en cuenta que se trata de productos que

han sido clasificados para su uso estructural, y por lo tanto no se pueden utilizar o buscarcorrelaciones con otro tipo de clasificaciones; por ejemplo en la madera aserrada no sepueden utilizar o correlacionar las clasificaciones decorativas con las estructurales outilizar los valores obtenidos con probetas pequeas..Para referirse a las propiedades mecnicas en madera estructural se suelen dar losvalores caractersticos, que se definen como aquellos que son seguros con un 95 % deprobabilidad, y son los que se emplean, por ejemplo, para comprobar la resistencia. Losvalores medios son seguros con una probabilidad del 50 %.A continuacin se recogen las caractersticas ms significativas de las propiedadesmecnicas de la madera estructural.Traccin paralela a la fibraLa resistencia a traccin paralela a la fibra es elevada. En la madera clasificada, los

valores caractersticos oscilan entre 8 y 18 N/mm2

.Como ejemplo de piezas solicitadas a este esfuerzo se encuentran, principalmente, lostirantes y los pendolones de las cerchas.Compresin paralela a la fibraSu resistencia a compresin paralela a la fibra es elevada, alcanzando valorescaractersticos en la madera clasificada de 16 a 23 N/mm2.En el clculo de los elementos comprimidos se ha de realizar la comprobacin de lainestabilidad de la pieza (pandeo), en el que influye decisivamente el mdulo deelasticidad. El valor relativamente bajo de este mdulo reduce en la prctica la resistenciaa la compresin en piezas esbeltas.Esta propiedad resulta importante en una gran cantidad de tipos de piezas, como pilares,montantes de muros entramados, pares de cubierta, etc. FlexinSu resistencia a flexines muy elevada, sobre todo comparada con su densidad. Sus valores caractersticos paralas conferas, que se utilizan habitualmente en estructuras, varan entre 14 y 30 N/mm2.En madera es preciso hablar de una resistencia a la flexin, aunque est formada por lacombinacin de una traccin y una compresin, ya que el comportamiento mecnico deestas dos propiedades es diferente, y por tanto resulta ms prctico referirse al efectoconjunto de ambas en el caso de flexin.Esta propiedad es importante en piezas tales como vigas, viguetas de forjado, pares decubierta, etc.Traccin perpendicular a la fibraSu resistencia a la traccin perpendicular a la fibra es muy baja (del orden de 30 a 70veces menos que en la direccin paralela). Su valor caracterstico es de 0,3 a 0,4 N/mm2.En la prctica y aplicado a las estructuras, esta solicitacin resulta crtica en piezasespeciales de directriz curva (arcos, vigas curvas, etc) o en zonas de cambio brusco de

directriz (zonas de vrtice). Estas tensiones de traccin, tambin se pueden producir comoconsecuencia de la coaccin del libre movimiento transversal de la madera en solucionesconstructivas incorrectas, que pueden ser evitadas fcilmente con el conocimiento del

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material.Compresin perpendicular a la fibraSu resistencia a compresin perpendicular a la fibra es muy inferior a la de la direccinparalela. Sus valores caractersticos varan entre 4,3 y 5,7 N/mm2, lo que representa lacuarta parte de la resistencia en direccin paralela a la fibra.Este tipo de esfuerzo es caracterstico de las zonas de apoyo de las vigas, donde se

concentra toda la carga en pequeas superficies que deben ser capaces de transmitir lareaccin sin sufrir deformaciones importantes o aplastamiento.CortanteEl esfuerzo cortante origina tensiones tangenciales que actan sobre las fibras de lamadera segn diversos modos.- tensiones tangenciales de cortadura: las fibras son cortadas transversalmente por elesfuerzo. El fallo se produce por aplastamiento.- tensiones tangenciales de deslizamiento: el fallo se produce por el deslizamiento deunas fibras con respecto a otras en la direccin longitudinal.- tensiones tangenciales de rodadura: el fallo se produce por rodadura de unas fibrassobre las otras.En las piezas sometidas a flexin y a cortante, las tensiones que intervienen son

conjuntamente las de cortadura y deslizamiento. Sus valores caractersticos (pordeslizamiento) varan entre 1,7 y 3,0 N/mm2 en las especies y calidades utilizadashabitualmente en la construccin.Las tensiones tangenciales por rodadura de fibras slo se producen en casos muyconcretos, como son las uniones encoladas entre el alma y el ala de una vigueta conseccin en doble T. El valor de la resistencia por rodadura es del orden del 20 al 30% de laresistencia por deslizamiento.Mdulo de elasticidadEn la madera, debido a su anisotropa, el mdulo de elasticidad en direccin paralela a lafibra adopta valores diferentes segn se trate de solicitaciones de compresin o detraccin. En la prctica se utiliza un nico valor del mdulo de elasticidad para la direccinparalela a la fibra. Su valor vara entre 7.000 y 12.000 N/mm2 dependiendo de la calidad de

la madera. En la direccin perpendicular a la fibra se toma, anlogamente, un nicomdulo de elasticidad, cuyo valor es 30 veces inferior al paralelo a la fibra.Mdulo de cortanteEn la madera tambin existe un mdulo de cortante ligado a los esfuerzos cortantes. Suvalor es 16 veces inferior al mdulo de elasticidad paralelo a la fibra.

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