Upload
josue-villanueva-quiroz
View
291
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
estudio tecnológico de la madera
Citation preview
ESTDIO TECNOLGICO DE LA MADERA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
1. INTRODUCCIN:
La madera cumple un papel muy importante dentro de los avances del ser humano, ya que desde tiempos remotos ha sido empleada para satisfacer sus necesidades; pero son las personas las que tienen el conocimiento real de sus propiedades, estructura y sus diversos usos potenciales.Para usar correctamente la madera, como material estructural, es necesario conocer sus propiedades fsicas y mecnicas las cuales nos dan seguridad en su uso dentro de la construccin.
La madera puede considerarse como uno de los materiales ms usados en la construccin civil. En pases que poseen grandes recursos madereros, ste fue siempre el principal material de construccin, por su poco peso, su existencia en forma y tamaos diversos, su gran resistencia con relacin a su peso, su facilidad de trabajo, escasa conductividad acstica; Hoy en da, a pesar del uso intensivo de otros materiales de construccin, dependen de la madera la mayora de obras ingenieriles.
2. OBJETIVOS
a) OBJETIVO GENERAL
Determinar las propiedades fsicas y mecnicas de la madera.
b) OBJETIVOS ESPECFICOS
Realizar los ensayos fsicos de las probetas de madera. Realizar los ensayos mecnicos de probetas de madera. Determinacin de los esfuerzos de trabajo para cada probeta. Familiarizarnos con los equipos y instrumentos del laboratorio. Implementar el trabajo en equipo.
3. ALCANCES
El presente trabajo es una investigacin primaria para la buena formacin acadmico-profesional de los estudiantes de esta materia.
Servir como fuente bibliogrfica para los estudiantes y profesionales relacionados con el hacer de la ingeniera civil.
4. JUSTIFICACIN
Validamos el siguiente trabajo debido a su trascendencia en la formacin del ingeniero, as como la metodologa por determinar las propiedades ingenieriles de la madera como material de construccin y sus adecuados usos en este campo.
5. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS:
PROPIEDADES RESISTENTES
RESISTENCIA A LA COMPRESIN COMPRESIN PARALELA AL GRANO
La resistencia a la compresin es el esfuerzo mximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento.
Este ensayo determina la resistencia a la compresin de cada probeta estndar, mediante la aplicacin de una carga axial con control de deformacin, el ensayo se ejecuta sobre probetas inalteradas y secas.
Para este ensayo se tiene en cuenta que se han realizado todas las pruebas mecnicas por lo cual la muestra est correctamente medida, pesada y en condiciones favorables.
EQUIPO
Aparato de compresin (Mquina Universal): una mquina con la que es posible someter materiales a ensayos de traccin y compresin para medir sus propiedades. Deformmetro: es un aparato que sirve para medir la deformacin de la probeta ensayada en mm., esta medida va creciendo de acuerdo a las cargas que se le aplican a la probeta ensayada. Cronmetro: un instrumento de medicin de tiempo que indique el tiempo transcurrido con una precisin de1s para contralar la velocidad de compresin.
PROCEDIMIENTO
1. Las probetas estndar se colocaron en el horno por 24 horas a una temperatura de 50 5 C.2. Una vez de cerciorarnos que la mquina universal est calibrada se procede a colocar la muestra en la traviesa correctamente alineada.3. Se coloca en ceros el deformmetro y se alinea tambin en ceros las agujas del limbo de carga.4. Luego se echa a andar la mquina tomando en cuenta que se tomara el tiempo desde que se empieza el ensayo hasta que finaliza.5. Se leer el deformmetro para cada nivel de carga. 6. Esta prueba finaliza cuando la muestra falla y la aguja negra del limbo de carga regresa a su posicin inicial, sabemos tambin que la aguja roja del limbo de carga indica la ltima carga del ensayo. 7. Luego procedemos a los clculos segn la tabla correspondiente y se dibuja un grfico que muestra la relacin entre esfuerzos de compresin (en las ordenadas) y la deformacin axial (en las abscisas).
RESULTADOS:ENSAYO A LA COMPRESIN:
PROBETA 3:MEDIDAS:MADERAPROBETA 3
MEDIDASabh
4.95.115.4
55.1315.4
55.1515.3
55.0515.15
55.0315.15
55.0515.3
PROMEDIO4.985.0915.28
CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
1000.383.952.487
2000.747.894.843
3001.111.847.199
4001.5615.7910.209
5002.1619.7314.136
6002.9123.6819.045
7003.8127.6224.935
8004.9231.5732.199
9006.2435.5240.838
10007.7539.4650.720
110010.0943.4166.034
120019.1847.36125.524
47.85Kg/cm2
44Kg/cm2
60*10-3 mm
7547.86Kg/cm2
PROBETA 1: MEDIDAS:
CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
1000.313.992.028
2000.717.974.646
3001.0211.966.674
4001.3815.959.029
5001.8419.9412.039
6002.4123.9215.769
7003.7327.9124.406
8004.7231.9030.883
9005.8535.8938.277
10007.8239.8751.167
110010.8743.8671.123
120011.6447.8576.161
47.85Kg/cm2
25Kg/cm2
23*10-3 mm
10018.12Kg/cm2
PROBETA 2:MEDIDAS:MADERAPROBETA 2
MEDIDASabh
4.95.115.3
4.955.115.3
4.95.115.3
4.95.1515.1
4.855.1515.1
4.815.115.1
PROMEDIO4.895.1215.20
CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
1000.84.005.26
2001.488.009.74
3001.8712.0012.30
4002.216.0014.47
5002.6420.0017.37
6003.1324.0020.59
7003.7728.0124.80
8004.632.0130.26
9005.4536.0135.86
10006.540.0142.76
1100844.0152.63
12009.948.0165.13
130013.752.0190.13
52.01Kg/cm2
40 Kg/cm2
42.76*10-3 mm
23040Kg/cm2
ENSAYO DE TRACCIN
El ensayo de traccin en ingeniera es ampliamente utilizado, pues suministra informacin sobre la resistencia de los materiales utilizados en el diseo y tambin para verificacin de especificaciones de aceptacin.
Estos ensayos son simulativos pues tratan de reproducir las condiciones reales de trabajo.
El dispersorgrama se obtiene a partir de las medidas de carga y deformacin. El valor del esfuerzo que soporta el material se define como = p / rea. La deformacin es la variacin de la longitud la deformacin unitaria se define como
Todos los materiales tienen una combinacin de comportamiento elstico y plstico en mayor o menor proporcin.
Para empezar con el ensayo se consigui las probetas talladas en madera con un corte paralelo a la fibra de las siguientes dimensiones:
Una vez conseguida la probeta se procedi a ensayarla en la mquina universal obtenindose los siguientes datos:
RESULTADOSMEDIDASPROBETA123
DIMETRO (cm)1.51.191.35
1.21.11.25
1.251.191.39
PROMEDIO1.321.161.33
ALTURA10.110.110.1
101010.1
10.110.110.1
PROMEDIO10.0710.0710.10
PROBETA 1:CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
501.0836.7210.73
1001.9673.4419.47
1502.4110.1723.84
2003.24146.8932.19
2503.61183.6135.86
3003.88220.3338.54
3504.12257.0540.93
4004.37293.7843.41
4504.57330.5045.40
5004.78367.2247.48
5504.92403.9448.87
6005.15440.6751.16
6505.27477.3952.35
7005.39514.1153.54
7505.53550.8354.93
8005.66587.5556.23
8505.78624.2857.42
9005.91661.0058.71
9506.05697.7260.10
10006.19734.4461.49
10506.28771.1662.38
11006.4807.8963.58
11506.49844.6164.47
12006.61881.3365.66
12506.72918.0566.75
13006.82954.7767.75
13506.94991.5068.94
14007.051028.2270.03
14507.181064.9471.32
15007.291101.6672.42
15507.41138.3873.51
16007.521175.1174.70
16507.641211.8375.89
17007.81248.5577.48
17507.931285.2778.77
18008.071322.0080.17
18508.211358.7281.56
19008.381395.4483.25
19508.561432.1685.03
20008.761468.8887.02
20208.981483.5789.21
PROBETA 2: CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
2003.53189.2435.07
4004.95378.4949.17
6006.16567.7361.19
8007.69756.9876.39
10008.31946.2282.55
12009.011135.4789.50
14009.621324.7195.56
PROBETA 3:
CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
1000.7371.987.23
2001.64143.9616.24
3002.42215.9423.96
4003.3287.9232.67
5004.13359.9040.89
6004.8431.8747.52
7005.29503.8552.38
8005.65575.8355.94
9005.96647.8159.01
10006.26719.7961.98
11006.52791.7764.55
12006.8863.7567.33
RESISTENCIA AL CORTE O CIZALLAMIENTO
Es la resistencia ofrecida frente a la accin de una fuerza que tiende a desgajar o cortar la madera en dos partes cuando la direccin del esfuerzo es perpendicular a la direccin de las fibras.Si la fuerza es mxima en sentido perpendicular a las fibras ser cortadura y si es mnima en sentido paralelo a las mismas ser desgarramiento o hendibilidad.MADERAab
PROBETA 14.94.9
4.94.9
4.94.9
PROMEDIO4.94.9
PROBETA 254.9
54.9
54.95
PROMEDIO54.92
PROBETA 35.14.9
5.14.9
5.14.9
PROMEDIO5.14.9
NCARGA DE ROTURA (Kg)ESFUERZO(kg/cm2)TIEMPO
1115047.9001'04''
2167067.9301'27''
399939.9801'08''
Medidas de probeta estandar para ensayo de cizallamientoCLCULO DE LA RESISTENCIA A LA FUERZA CORTANTE EN DIRECCIN PARALELA A LA FIBRA:
Para dicho clculo aplicaremos las siguientes frmulas aclarando que no es posible determinar con los instrumentos y equipos que cuenta el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la UNC, el esfuerzo al lmite proporcional, ni el mdulo de elasticidad.Hemos realizado cinco ensayos con probetas cuyas dimensiones son las mismas del grfico anterior, las cuales son todas de pino.
Los resultados obtenidos son los siguientes:
MEDIDAS:PROBETA 1PROMEDIO
a5555555.00
b4.854.854.94.94.94.94.88
h20202020.120.120.120.05
PROBETA 2PROMEDIO
a4.94.94.94.854.94.954.90
b55.055.054.954.954.94.98
h20.120.1202020.1520.0520.07
PROBETA 3PROMEDIO
a4.94.94.84.84.84.84.83
b55.15.15.15.15.15.08
h20.320.320.220.220.220.220.23
PROBETA 1:CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
500020.480.00
1000040.960.00
1500061.430.00
20000.1681.910.80
25000.22102.391.10
30000.28122.871.40
35000.36143.341.80
40000.41163.822.04
45000.42184.302.09
50000.57204.782.84
55000.67225.263.34
60000.78245.733.89
65000.87266.214.34
70001.01286.695.04
75001.18307.175.89
80001.35327.656.73
85001.87348.129.33
86002.24352.2211.17
PROBETA 2:CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
500020.480.00
1000040.950.00
1500061.430.00
20000.0381.910.15
25000.06102.380.30
30000.14122.860.70
35000.19143.330.95
40000.24163.811.20
45000.3184.291.50
50000.4204.761.99
55000.46225.242.29
60000.51245.722.54
65000.57266.192.84
70000.65286.673.24
75000.72307.153.59
80000.81327.624.04
85000.93348.104.63
PROBETA 3:
CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
500020.35048050
10000.1240.700960990.593080725
15000.2961.051441491.433278418
20000.4581.401921992.224052718
25000.58101.75240252.866556837
30000.73122.1028833.607907743
35000.92142.45336354.546952224
40001.04162.8038445.140032949
45001.13183.15432455.584843493
50001.23203.5048056.07907743
55001.31223.85528556.47446458
60001.42244.2057667.018121911
65001.52264.55624657.512355848
70001.63284.9067278.05601318
75001.9305.25720759.390444811
80002.57325.60768812.70181219
85003.51345.958168517.3476112
86003.86350.028264619.07742998
RESISTENCIA A LA FLEXIN:
PROBETA 1PROMEDIO
a5.15.155.15.15.15.08
b5.15.155.15.15.15.08
h75.175.1757575.175.175.07
PROBETA 2PROMEDIO
a555.15.25.25.15.10
b5.25.15.15.25.25.15.15
h7575757575.17575.02
PROBETA 3PROMEDIO
a55.15.155.15.15.07
b555.14.94.94.94.97
h74.975757575.175.175.02
CARGA (Kg)DEFORMACIN (mm)ESFUERZO (Kg/cm2)DEFORMACIN TOTAL(10-3mm)
250.280.970.37
500.541.930.72
750.852.901.13
1001.153.871.53
1251.464.841.94
1501.745.802.32
1752.096.772.78
2002.387.743.17
2252.698.713.58
2503.059.674.06
2753.3610.644.48
3003.711.614.93
3254.112.585.46
3504.4213.545.89
3754.814.516.39
4005.4615.487.27
4255.9316.457.90
4506.3417.418.45
4756.7718.389.02
5007.2519.359.66
5258.1720.3210.88
5508.4421.2811.24
5758.8122.2511.74
6009.3323.2212.43
6259.8624.1913.13
65010.6125.1514.13
67511.2426.1214.97
7001227.0915.99
72512.7328.0616.96
75013.6829.0218.22
7751529.9919.98
80015.8830.9621.15
82516.7331.9322.29
85018.9232.8925.20
DENSIDAD: N PROBETA (5X5X10)PESO VERDE (gr)
1117.0
2127.5
3126.8
4116.7
5117.7
6116.9
PROMEDIO120.43
VOLUMEN: 5x5x10 = 250 cc DENSIDAD VERDE: 120.43 g/ 250 cc = 0.48 g/cc6. CONCLUSIONES
1. Se logr determinar las propiedades fsicas y mecnicas de la madera mediante probetas estndar. 2. Los resultados obtenidos de las propiedades fsicas y mecnicas se muestran en el siguiente cuadro:
COMPRESIN PARALELA AL GRANO
350.12 Kg/cm2
ENSAYO DE TRACCIN
CARGA LTIMA1540 Kg
ESFUERZO LTIMO1047.74 Kg/cm2
RESISTENCIA AL CORTE O CIZALLAMIENTO
ESFUERZO DE ROTURA51.94 Kg/cm2
7. FUENTE BIBLIOGRFICA
Resistencia de Materiales, Beer and Johnson. http://www.corma.cl/documentos/ctt/construccion_viviendas_maderas/Unidad_1_Madera.pdf