¡Descarga Informe Mecanica Solidos y más Exámenes selectividad en PDF de Mecánica solo en Docsity!
Universidad Militar Nueva Granada Compresión en maderas Informe No. 3.
Juan Sebastián Cuenca Pérez
Cod. 1103741
Marcia Alejandra Bermúdez Hernández
Cod. 1103748
Miguel Ángel Mosquera Novoa
Cod.
Juan Guillermo Lozano Prieto
Cod. 1103754
Manuel Alejandro Merchán Cortes Cod
Julián Carrillo León
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería
Civil
Laboratorio Mecánica de Solidos
Bogotá D.C. Colombia
14 de septiembre del 2021
Índice
Deformabilidad: La Madera cambia de volumen al variar su contenido de humedad, hinchamiento y contracción Densidad : La densidad real de las Maderas es sensiblemente igual para todas las especies: Flexibilidad: La madera se puede curvar o doblar por medio de presión o humedad...
- Introducción
- Objetivos
- Objetivo General
- Objetivos Específicos
- Marco Teórico
- ¿Qué es la madera?
- Estructura de la madera:
- Propiedades de la madera
- Principales propiedades de la madera......................................................................................
- Dureza: Esta se relaciona directamente con la densidad.
- Norma técnica colombiana (NTC) – 785 :
- Norma Técnica Colombiana (NTC) – 874 :........................................................................
- Resistencia en el límite proporcional a la compresión axial.:...........................................
- Norma Técnica Colombiana (NTC) –
- Metodología
- Resultados
- Ensayo 1: “Determinar propiedades mecánicas de la madera en fibras paralelas”
- Ensayo 2: “Determinar propiedades mecánicas de la madera en fibras perpendiculares”
- Ensayo 3: “Hallar módulo de elasticidad de los dos casos propuestos”
- Análisis de Resultados
- Conclusiones
- Bibliografía...................................................................................................................................
- Anexos
Marco Teórico ¿Qué es la madera?:
La madera es un recurso natural renovable el cual cuenta con algunas características que la hacen muy
buena para usos de construcción y combustible. Es un material anisotrópico (elasticidad, temperatura,
conductividad) que cuenta con diferentes comportamientos físicos y mecánicos incorporados en las
direcciones axial, radial y tangencial.
La madera se le dice al material esencial del carpintero/a que sale del árbol, por lo generalse emplea el tronco
y en ocasiones especiales, también las ramas y raíces, su utilidad es más por el lado de lámina, de chapa fina y
macizo en carpintería. Colombia es el segundo país con más especies de árboles en el mundo; pues contiene
alrededor de 5.776 especies que corresponden al 9.6% del total en la tierra. (Guzmán, 2018)
La madera ha sido usada permanentemente en la construcción a lo largo de la historia de la humanidad, ya sea
como materia prima principal en la edificación o como material para acabados, para encofrados de pilares,
dentro de utilería para construcción.
Estructura de la madera
La madera se constituye por una gran aglomeración de células tabulares que hacen que se formen y
crezcan con gran variabilidad, en conclusión, hay variación en su forma y longitud. La estructura de la
madera se conforma por la médula y radios medulares, duramen, albura, cambium y su corteza.
Fuente: https://sites.google.com/site/benarabitecnologias1eso/unidad- 5
Propiedades de la Madera.
Sus propiedades dependen de la edad, contenido de humedad, crecimiento de las fibras, clases de terreno y
casos externos desarrollados biológicamente. Para analizar las propiedades físicas y mecánicas es importante
resaltar las direcciones principales en que se definen y se pueden medir sus propiedades, estas son la radial,
axial y tangencial. La dirección radial es perpendicular a la dirección axial, donde genera un corte en el eje del
tronco y la dirección tangencial es normal a las direcciones radial y axial.
Humedad:
Como la Madera es higroscópica, absorbe o desprende humedad, según el medio ambiente. El agua libre
desaparece totalmente al cabo de cierto tiempo, quedando, además del agua de constitución, el agua de
saturación correspondiente a la humedad de la atmósfera que rodee a la Madera, hasta conseguir un equilibrio,
diciéndose que la Madera está secada al aire. La humedad de la Madera varía entre límites muy amplios. En la
Madera recién cortada oscila entre el 50 y 60%. Las variaciones de humedad hacen que la Madera se hinche o
contraiga, variando su volumen, y, por consiguiente, su densidad.
Deformabilidad:
La Madera cambia de volumen al variar su contenido de humedad, hinchamiento y contracción. Como la
madera es un material anisótropo, la variación en sentido de las fibras es casi inapreciable, siendo notable en
sentido transversal. El fundamento de estos cambios dimensionales reside en la absorción de agua de las
paredes de las fibras leñosas, el agua se aloja entre las células separándolas o acercándolas, el punto de
saturación de las fibras corresponde al contenido de humedad, para el cual las paredes de estas han absorbido
toda el agua que pueden absorber: es el momento de máxima separación de células, y por tanto la Madera ha
alcanzado el mayor volumen (30% de humedad).
Densidad:
La densidad real de las Maderas es sensiblemente igual para todas las especies: 1,56 g/cm³. La densidad
aparente varía de una especie a otra, y aun en la misma, según el grado de humedad y zona del árbol. mientras
más compacta es la madera, es decir mientras menos espacio hay dentro de y entre los vasos o fibras que
forman la madera, más tejido leñoso y menos aire tendrá la muestra seca. Las Maderas se clasifican según su
densidad aparente, en pesadas, ligeras y muy ligeras.
Flexibilidad:
La madera se puede curvar o doblar por medio de presión o humedad, esto depende de su composición y otro
tipo de factores que pueden alterar o facilitar su trabajo, esto depende si la madera es dura o blanda, si es muy
dura es menos flexible que la blanda.
Dureza:
Esta se relaciona directamente con la densidad, en cuanto haya mayor densidad va a haber una mayor dureza
de la madera. En la parte central del tronco es la que posee una mayor dureza. En otro caso el contenido de
humedad también influye en la dureza del material, entre más contenido de humedad haya en la madera, la
dureza disminuye enormemente, aunque se debe tener en cuenta que, si hay poco contenido de humedad y se
reseca la madera, esta se vuelve frágil y prácticamente sin utilidad.
Norma Técnica Colombiana (NTC) – 785.
Establece el método para la determinación de la resistencia de la madera al ensayo de compresión
perpendicular de las fibras o grano.
Las probetas de madera utilizadas en la prueba consisten en prismas rectos de (5 x 5) cm en su sección
transversal y contando con una longitud de 15 cm, se debe tener en cuenta que su corte longitudinal sea
paralelo al grano.
Cálculos:
Resistencia en el límite proporcional.
Norma Técnica Colombiana (NTC) – 2500.
La norma nos muestra la óptima utilización de la madera o derivados de la misma en diferentes tipos de
construcción y su mantenimiento. Los diseños estructurales por lógica razón tienen que contar con requisitos
que se vinculan con las construcciones sismorresistentes. La norma nos indica que aplica para todo tipo de obra
civil hecha totalmente de madera, donde también abarca construcciones hechas en bambú, guadua, puentes y
demás.
Las construcciones que empleen el uso de la madera deberán contar siempre con un responsable y adecuado
control técnico durante su fabricación, transporte, almacenamiento y en el momento de emplearlo. Se requiere
asegurar un mantenimiento frecuente y apropiado con el fin de dar garantía a una vida útil.
Suministro de maderas para Construcción:
A nivel nacional las autoridades son las encargadas de poder identificar el tipo de madera con un nombre
comercial para que el trabajo de elección de material sea más fácil y no genere confusiones. También se
encargan de la producción, extracción, transporte, transformación y comercialización de los tipos de madera
que son empleados en la construcción.
Propiedades físicas de la madera.
Contenido de humedad.
Tabla 1. Clasificación de la madera según su contenido de humedad
Fuente: NTC_2500-97_Uso_madera_construcción.pdf
Densidad aparente.
Es la relación entre la masa y el volumen de una madera con un determinado contenido de
humedad en el espécimen.
Fuente: Lab_Mec_Sol_03_Compresión_madera_Ensayo.pdf
Clasificación por densidad
Fuente: Lab_Mec_Sol_03_Compresión_madera_Ensayo.pdf
𝑆= Resistencia máxima a la rotura 𝑃= Carga máxima soportada por la probeta 𝑠= Superficie de la sección transversal de la probeta
Metodología
Diagrama de flujo 1. Metodología
Resultados Compresión maderas fibras paralelas Área inicial 𝑏 ∗ ℎ 50.02 mm --- 5.02 cm 48.83 mm --- 4.88 cm
- 02 ∗ 4. 88 = 24. 49 𝑐𝑚^2 Volumen inicial 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣 ∗ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 200 mm --- 20 cm 24 .49cm^2 ∗ 20 cm^2 = 489. 8 cm^3 Densidad básica
Área final
49.6 mm --- 4.96 mm
48.55 mm --- 4.85 cm
4. 96 ∗ 4. 85 = 24. 056 𝑐𝑚^2
Volumen final
196 mm --- 19.6 cm
24 .056cm^2 ∗ 19. 6 cm^2 = 476. 30 cm^3
Contenido de humedad
CH%=
𝑝ℎ−𝑝𝑜 𝑝𝑜
Coeficiente de contracción volumétrica CV%= 𝑽𝑶−𝑽𝑭 𝑽𝑭
Área final
4 8.90 mm --- 4. 89 mm
4 9.15 mm --- 4. 915 cm
4. 89 ∗ 4. 915 = 24. 034 𝑐𝑚^2
Volumen final
150.05 mm --- 15.005 cm
24 .034cm^2 ∗ 15. 005 cm^2 = 360. 63 cm^3
Contenido de humedad
CH%=
𝑝ℎ−𝑝𝑜 𝑝𝑜
Coeficiente de contracción volumétrica CV%= 𝑽𝑶−𝑽𝑭 𝑽𝑭
Módulo de elasticidad
Grafica esfuerzo vs deformación fibras perpendiculares Análisis de resultados
Se obtuvo los esfuerzos máximos en cada probeta, y se pudo evidenciar que las
probetas rectangulares pueden resistir una mayor fuerza sin deformarse.
se obtuvo el contenido de humedad para las dos probetas y se puede evidenciar que
para la probeta paralela se obtuvo un contenido de humedad del 11.74 más que para
la probeta perpendicular se obtuvo 12.76 el cual indica que tenemos que ajustar el
contenido de humedad a un 12%.
Se logra evidenciar que el módulo de elasticidad de las fibras paralelas es
muchísimo mas superior que el modulo de las fibras perpendiculares.
Conclusiones
Se evidencia que las resistencias a la compresión más alta se presentan en las probetas
de madera de forma rectangular debido a que por su dureza resiste más presión al momento de ponerlas a prueba en la maquina universal.
Se puede evidenciar que al aplicar la fuerza a compresión en sentido paralelo a las
fibras de la
madera los esfuerzos son mayores y tiene mayor resistencia a la ruptura. En la resistencia en maderas hay un factor que influye mucho, y es la manera en que
estén ubicadas las fibras, si están de manera paralela a la forma de la probeta su
capacidad de resistir es menor que cuando están ubicadas de forma perpendicular. Se puede observar que el tipo de falla que tuvo las probetas son tipo aplastamiento debido a su tamaño se pudo evidenciar que el tipo de ruptura es horizontal. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.
esfuerzo vs deformacion
