Informa Madera Balsa

INDICE:

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Introducción …………………………… ……………………………………………………… ……………………………………. …………. Resumen……………………………………………… Resumen…………………… ………………………………………………….. ……………………….. Objetivos………………………………………………… Objetivos……………………… ……………………………………………….. …………………….. Marco Teórico……………………………………………………………….. − Puente − Compresión −  Tracción  Tracción − Propiedades − Mercadeo − Protección − Defectos de la madera →  Tipos de de puente → Eciencia → Fallas de un puente Materiales…………………………………………………………………… … Procedimiento……………………………………………………………… .. Datos Experimentales……………………………………………………. (Información manual) Conclusiones ……………………………………………………… …………………………………………………………………. …………. nexos…………………………………………………………………………… nexos……………………………………………………………………………

I!TROD"CCIO!# En !eneral el tema de puentes es de inter"s para todos los alumnos de la carre carrera ra de #r$ui #r$uitec tectura tura e In!eni In!enier% er%a a Ci&il Ci&il 'e trata trata de la aplica aplicació ción n de los conocimientos ad$uiridos en los cursos de resistencias de materiales concreto armad armado o  espec% espec%ca camen mente te en el an*lis an*lisis is de estruc estructura turas s 'e estudi estudian an en "l conocimientos $ue no solo se aplican en la construcción de puentes sino en muc+as otras estructuras ,a idea del puente es tan primiti&a como el +om-re. al lle!ar a un curso de a!ua a!ua o una $ue$ue-ra rada da nace nace inme inmedi diat atam ament ente e la idea idea de &ale &alers rse e de al!/ al!/n n elemen elemento to $ue permita permita cru0ar cru0arlo lo el puente puente m*s primiti&o primiti&o $ue e1iste e1iste es el conocido e2emplo del puente de monos en el cual unas cadenas de estos animales se -alancean +asta alcan0ar una rama de la &arilla opuesta pasando el resto de los animales por el puente as% formado ,a idea del +om-re de colocar troncos de *r-oles o !randes piedras de los sitios estrec+os de las $ue-radas es lo m*s primiti&o $ue se conoce En estas "pocas se intensican el desarrollo de la t"cnica de dos aspectos: el dise3o  la construcción #parecen adem*s nue&os materiales de incalcula-le &alor para la con$uista de maores luces: El acero  el +ormi!ón armado estos dos materi materiale ales s +an despl despla0a a0ado do casi casi por comple completo to a las constr construcc uccion iones es de al-a3iler%a  de manera a-soluta a las de erro fundido 4o en d%a el an*lisis de una estructura se +a tornado mu anal%tico  e1acto de-ido a la ri!urosidad $ue e1i!e dise3ar un puente. es por eso $ue el estudio del an*lisis de estructuras se -asa en conocimientos de la f%sica matem*tica  espec%camente est*tica aplicando &arias lees de e$uili-rio para as% poder determinar un -alance entre la car!a  la resistencia de la estructura formada /nicamente por armaduras ,a misma aplicación del an*lisis estructural en estructuras $ue audan a la con&i&encia +umana +acen posi-le su pro!reso  desarrollo #plicando a la &e0 un sinf%n de m"todos de in!enier%a como tensión compresión +asta los mismo materiales madera acero concreto  un montón de &aria-les $ue +acen la com-inación entre am-os

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Resumen. En el si!uiente informe se tratar* de la construcción de un puente a escala de made ma dera ra -a -als lsa a #p #pli lica cand ndo o el an* an*li lisi sis s es estr truc uctur tural al en la ca car! r!a a m* m*1i 1ima ma $u $ue e resis re sistir tir* * un pr proto ototip tipo o de pue puente nte com compue puesto sto por pal palos os de +el +elado ado est esto o se lo!r lo !rar ar* * ut util ili0 i0an ando do -* -*si sica came ment nte e lo ap aprren endi dido do en el cu curs rso o de Es Est* t*ti tica ca  Construcción $ue reere al an*lisis de armaduras con el m"todo de los nudos utili0ando la tercera le de ne7ton

'e determinar* cual es el miem-ro $ue fallara al e1poner el puente a una so-rec eca ar!a maor al $ue se determinó mas no se lo demostra rara ra e1perimentalmente de-ido a la insuciencia de +erramientas  e$uipos $ue permitan demostrar las +ipótesis planteadas de forma e1perimental 'i tal fuese lo contrario se desarrollar* el ensao aplicando una car!a &ertical en el puente o someti"ndola a pesos encima de dic+o puente

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O$%ETI&O'# •

9eneral:

eali0ar los c*lculos respecti&os en todos los elementos  esta-lecer si est*n en compresión o tensión •

Espec%co:

'eleccionar un dise3o de armadura

MARCO TEORICO: Conocimientos previos. Puente:

5n puente  es una construcción $ue permite sal&ar un accidente !eo!r*co como como un r%o r%o un ca3ón ca3ón un &alle &alle un camino camino una una &%a f"r f"rre rea a un cue cuerpo rpo de a!ua o cual cual$u $uie ierr otro otro o-st o-st*c *cul ulo o f%si f%sico co El dise dise3o 3o de cada cada puen puente te &ar% &ar%a a depe depend ndie iend ndo o de su func funció ión n  la natu natura rale le0a 0a del del terr terren eno o so-r so-re e el $ue $ue se construe 'u pro proec ecto to  su c*lc c*lcul ulo o pert perten enec ecen en a la in!e in!enier%a nier%a estruc estructural tural sien siendo do numerosos los tipos de dise3os $ue se +an aplicado a lo lar!o de la +istoria in;u in;uid idos os por por los los mate materi rial ales es disp dispon onii-le les s las las t"cn t"cnic icas as desa desarr rrol olla lada das s  las las consideraciones económicas entre otros factores #l momento de anali0ar el dise3o de un puente la calidad del suelo o roca donde +a-r* de apoarse  el r"!i r"!ime men n del del r%o r%o por por enci encima ma del del $ue $ue cru0 cru0a a son son de suma suma impo import rtan anci cia a para para !aranti0ar la &ida del mismo

Compresión:

,as deformaciones pro&ocadas por la compresión compresión son de sentido contrario a las producidas por tracción +a un acortamiento en la dirección de la aplicación 5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina <

de la car!a  un ensanc+amiento perpendicular a esta dirección esto de-ido a $ue la cantidad de masa del cuerpo no &ar%a ,as solicitaciones normales son a$uellas fuer0as $ue act/an de forma perpendicular a la sección. por lo tanto la compresión es una solicitación normal a la sección a $ue en las estructuras de compresión dominante la forma de la estructura coincide con el camino de las car!as +acia los apoos de esta forma las solicitaciones act/an de forma perpendicular pro&ocando $ue las secciones tienden a acercarse  apretarse

Tracc Tracción ión o tensió tensión: n:

.

'e dene la tensión como el cociente entre la fuer0a aplicada  la supercie so-re la cual se aplica ,as tensiones en los puntos interiores de un cuerpo son de-idas a las fuer0as internas $ue aparecen para compensar las fuer0as e1ternas  mantener la co+esión del sólido En el an*lisis !eneral de una pie0a deforma-le se dene la tensión en un punto P asociada a un plano p determinado $ue pasa por dic+o punto como el &ector: siendo DF la resultante de las fuer0as internas so-re una pe$ue3a *rea D# denida en los alrededores de P  contenida en el plano p

Propiedades :

,as propiedades de la madera dependen del crecimiento edad contenido de +umedad clases de terreno  de las distintas partes del tronco

(. )u )ume meda dad d ,a madera madera contie contiene ne a!ua a!ua de consti constituc tución ión inerte inerte a su natura naturale0 le0a a or!*n or!*nica ica a!ua de saturación $ue impre!na las paredes de los elementos le3osos  a!ua li-re a-sor-ida por capilaridad por los &asos  tra$ueidas Como la madera es +i!roscópica a-sor-e o desprende +umedad se!/n el medio am-iente El a!ua li-re desaparece totalmente al ca-o de un cierto tiempo $uedando adem*s del a!ua de constitución el a!ua de saturación correspondiente a la +umedad de la atmósfera $ue rodee a la madera +asta conse!uir un e$uili-rio dici"ndose $ue la madera esta secada al aire 5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina =

,a +umedad de la madera &ar%a entre l%mites mu amplios En la madera reci"n cortada oscila entre el =>  ?> por ciento  por im-i-ición puede lle!ar +asta el 6=>  8>> por ciento ,a madera secada al aire contiene del @> al @= por ciento ciento de su peso peso de a!ua a!ua  como como las distintas distintas medicion mediciones es f%sica f%sicas s est*n est*n afectadas por el tanto por ciento de +umedad se +a con&enido en referir los di&ersos ensaos a una +umedad + umedad media internacional de @= por ciento ,a +umedad de las maderas se aprecia adem*s del procedimiento de pesadas de pro-etas +/medas  desecadas  el calorim"trico por la conducti&idad el"ctrica el"ctrica empleando empleando !irómetros !irómetros el"ctrico el"ctricos s Estas &ariacione &ariaciones s de +umedad +umedad +ace +acen n $ue $ue la made madera ra se +inc +inc+e +e o cont contra rai! i!a a &ari &arian ando do su &olu &olume men n  por por consi!uiente su densidad

El porcenta2e de +umedad (4):

Donde:

En la const construc rucci ción ón las las made madera ras s de-e de-en n util utili0 i0ar arse se siem siempr pre e descortez descortezadas adas y  secas secas #nte #ntes s de la cons constr trucc ucció ión n la made madera ra de-e de-er* r* seca secarse rse a un cont conten enid ido o de +umed +umedad ad apro apropi piad ado o  tan tan pare pareci cido do como como sea sea pr*c pr*cti tico co al cont conteni enido do de +umedad en e$uili-rio promedio de la re!ión en la cual estar* la estructura 'i el contenido de +umedad de la madera e1cede el l%mite indicado para la madera seca (@= por ciento) el material solamente podr* usarse si el ries!o de pudrición en el tiempo $ue dure el secado es eliminado

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina ?

,a made madera ra de-e de-er* r* ser ser alma almace cena nada da  prot prote! e!id ida a apro apropi piad adam amen ente te cont contra ra cam-ios en su contenido de +umedad  da3o mec*nico de tal manera $ue siempre satisfa!a los re$uerimientos de la clase estructural especicada

*. Densidad Densi dad + Peso espec,-c espe c,-co o ,a relación $ue e1iste entre la masa  el &olumen de un cuerpo se llama densidad densidad Por Por costum-re costum-re cuando se usa el sistema m"trico m"trico se toma la masa como el peso peso del cuerpo cuerpo El peso de la madera madera es la suma del peso peso de parte sólida m*s el peso del a!ua El &olumen de la madera es constante cuando est* est*n n en el esta estado do &erd &erde e el &olu &olume men n dism dismin inu ue e cuand cuando o el conte conteni nido do de +umedad es menor $ue el punto de saturación de las -ras  &uel&e a ser consta constante nte cuand cuando o se +a alcan0 alcan0ado ado el el estado estado an+i an+idr dro o o seco al al +orno +orno

'e

pueden distin!uir en consecuencia cuatro densidades para una misma muestra de madera: Densidad &erde seca al aire an+idra  -*sica El peso espec%co es la relación entre el peso de la madera a un determinado contenido de +umedad  el peso del &olumen de a!ua despla0ado por el &olumen de la madera Considerando $ue el a!ua tiene densidad i!ual a @ puede decidirse $ue las relaciones entre la densidad de la madera di&idida entre la densidad densidad del a!ua i!ualan i!ualan a su peso espec%co espec%co En el sistema m"trico la densidad  el peso espec%co tienen el mismo &alor &alor 'e!/n el Manual de Diseño en Maderas del Grupo Andino, las maderas se clasican en los si!uientes !rupos: 

95PA #



95PA G



95PA C

→ γ  ≅ (B=>

→ γ  ≅ (B>>

 =>) m 8

 B=>) m 8

→ γ  ≅ (?>>

 B=>) m 8

. Contracció Co ntracción n e )inc/amiento )inc/amie nto ,a madera cam-ia de &olumen se!/n la +umedad $ue contiene Cuando pierde a!ua se contrae o merma siendo m%nima en la dirección a1ial o de las -ras no pasa del > por ciento. de @ a B por ciento en dirección radial  de = a @@= por ciento en la tan!encial

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina B

,a contracción contracción es maor en la al-ura $ue en el cora0ón cora0ón ori!inando ori!inando tensiones tensiones por desecación $ue a!rietan  ala-ean la madera El +inc+amiento se produce cuando a-sor-e +umedad ,a madera sumer!ida aumenta poco de &olumen en sentido a1ial o de las -ras  de un 6= al ? por ciento en sentido perpendicular. pero en peso el aumento oscila del => al @=> por ciento ,a madera aumenta de &olumen +asta el punto de saturación (6> a 6= por ciento de a!ua)  a partir de "l no aumenta m*s de &olumen aun$ue si!a si!a a-sora-sor-ien iendo do a!ua a!ua 4a $ue tener tener mu prese presente nte estas estas &ariac &ariacion iones es de &olu &olume men n en las las pie0 pie0as as $ue $ue +aa +aan n de esta estarr some someti tida das s a osci oscila laci cion ones es de se$uedad  +umedad de2ando espacios necesarios para $ue los empu2es $ue se produ0can no comprometan la esta-ilidad de la o-ra

0. Dure Dure1a 1a ,a dure0a dure0a de la madera madera es la resis resisten tencia cia $ue opone opone al des!as des!aste te raado raado cla&ado etc Depende de su densidad edad estructura  si se tra-a2a en sentido de sus -ras o en el perpendicular Cuanto m*s &ie2a  dura es maor la resistencia $ue opone ,a madera de cora0ón tiene maor resistencia $ue la de al-ura: la crecida lentamente o-tiene una maor resistencia $ue la madera $ue crece de prisa En nuestr nuestro o medio medio la comerc comercial iali0a i0ació ción n de la madera madera estruct estructura urall se reali reali0a 0a se!/n su dure0a  se clasican en: H

Duras: almendrillo $ue-rac+o &erdola!o &erdola!o

H

'emiduras. palo mar%a es$uero 2oror% palo rom*n

H

Glandas: oc+oó

2. )endibi )end ibilid lidad ad 'e llama tam-i"n facilidad a la ra2a  es la aptitud de las maderas a di&idirse en el sentido lon!itudinal -a2o la acción de una cu3a El ra2ado es m*s f*cil en sentido de los radios Como madera mu +endi-le se acostum-ra citar el casta3o como madera +endi-le el ro-le  como madera poco +endi-le el carpe

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina 

3. Conducti Cond uctivid vidad ad ,a madera seca es mala conductora del calor  electricidad no as% cuando est* +/meda ,a cond conduc ucti ti&i &ida dad d es mao maorr en el sent sentid ido o lon! lon!it itud udin inal al $ue $ue en radi radial al o trans&ersal  m*s en las maderas pesadas $ue en las li!eras o porosas por lo cual se emplean como aisladores t"rmicos en las paredes

4. Dilatació Dilata ción n t5rmica t5rm ica El coeciente de dilatación lineal de la madera es mu pe$ue3o pudiendo ser despreciado El mercado maderero: En el mercado las maderas se presentan de la si!uiente manera:  

Rollizo Rollizo (sección circular) con di*metro ≅ (@=  ) cm  Aserradas  Aserradas esta forma se o-tiene aserrando el rolli0o en sus cuatro caras o-teniendo una sección rectan!ular:

• 

Listones :

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina 

• 

Viguetas :

• 

Vigas :

• 

Basas(grandes vigas) :

Es mu dif%c dif%cil il encont encontrar rar en los los aserra aserrader deros os pie0as pie0as de lon!it lon!itud ud maor maor a  metros  di*metro superior a => cent%metros 

lanc!as lanc!as estas se construen de la si!uiente manera: •

'e cortan ta-las  se unen un en con pe!amento

•

,a parte superior e inferior con ta-las  el centro con &irutas  desperdicios

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina @>

,a util utili0 i0ac ació ión n de las las plan planc+a c+as s perm permit ite e un uso ópti óptimo mo de las las made madera ras. s. lamenta-lemente en este ramo la industria -oli&iana es po-re Protección de la madera:

,as maderas se prote!en fundamentalmente contra el ata$ue de los +on!os e insectos  adem*s contra la +umedad •



rotecci"n contra !ongos e insectos:

•

)O!7O' ↔ FUNGICIDAS (Deri&ados del co-re) I!'ECTO' ↔ I!'ECTICID' (Depende del atacante)

Los Los fungi fungici cidas das e inse insect ctic icid idas as a usar usarse se debe deben n ser ser cons consul ulta tado doss con un biól biólogo ogo y adquiridos en las tiendas especializadas.

plic plicac ació ión n. 6

Para ara apli aplica carr fun! fun!ic icid idas as e inse insect ctic icid idas as (&en (&eneno eno)) de-e de-e

ase!urarse la protección del personal !eneralmente mediante la utili0ación de mascarillas Para la aplicación e1isten tres procedimi p rocedimientos: entos: •

Broc!ado

'e prepara las me0clas de &eneno  a!ua en la

dosicación especicada  con unas -roc+as se pinta las pie0as de madera ca-e se3alar $ue el -roc+ado es #$# %&%$'V# %&%$'V# •

 Ato*izado

Preparadas las me0clas se fumi!an las pie0as de

madera utili0ando fumi!adores manuales o mec*nicos (con motor) este procedimiento tiene una %&%$'VDAD M%DA •

n*ersi"n

,a inmersión se utili0a especialmente en las

factor%as (f*-ricas) se construen !randes piscinas  se llenan con las me0clas se sumer!en en ellas las pie0as por un tiempo m%nimo de de esta forma armaremos una parte de nuestra armadura

Designaci/n de apo)os en nuestra estructura

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina @

Definimos las propiedades del material +ue vamos a usar

Se puede o*servar varias cosas tipo de material entre madera$ acero$ concreto entre otros m/dulo de elasticidad $fluencia$ m/dulo de pis/n$ etc.

Seleccionamos el tipo de secci/n puede ser ngulo do*le$ c$ t$ etc.

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina 6>

 signamos a cada elemento de la armadura arma dura la prop propieda iedad d ) cara caracter cter'sti 'stica ca +ue este tendr, de acuerdo a los par,metros )a creados

Definimos nuestras cargas ) la sometemos a nuestra estructura

En el pro!rama se anali0ó ? puentes cada uno con el mismo procedimiento tomando nosotros los puntos de in;e1ión o sitios de falla  as% me2orar o refor0ar nuestro prototipo al construirlo

Primer Puente

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina 6@

'e8undo Puente

TERCER P"E!TE

C"RTO P"E!TE

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9"I!TO P"E!TE

'E:TO P"E!TE

5ni&ersidad Nacional de 'an #!ust%n P*!ina 68

6esultados del puente si lo ensa)an en casa o en la universidad CO!CL#CIO!E: ?eneral: •

Se log logra ra de deter termin minar ar las fue fuer0a r0as s de los mie miem* m*ros ros$$ ide ident ntifi ifica cando ndo si est est,n ,n en compresi/n o tracci/n ) los miem*ros de carga cero.

&spec'ficos: •

•

omamos la decisi/n de ela*orar un prototipo de puente  puntalado  puntalado con formas triangulares$ para aplicar nudos. Se aplic/ el factor de 8.@ para aumentar la seguridad al someter la carga.

$I$LIO%RAFIA:

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A!E"O:

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