Informe de Ensayo de Madera

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME

ENSAYO DE MADERA  DOCENTE

: ING. JOSÉ ACERO MARTINEZ

 CURSO

: ACERO Y MADERA

 INTEGRANTES

: 28 ALMUNOS DEL CURSO DE

ACERO Y MADERA (PRIMERA MATRÍCULA)

TACNA – PERÚ

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

-

1

ÍNDICE

UPT

I.

Introducción………………………………………………………………pg.2

II.

Objetivos………………………………………………………………..pg.3

III. IV. V. VI.

Marco teórico…………………………………………………………….pg.4 Fichas técnicas de la madera………………………………………….pg.7 Procedimiento……………………………………………………………pg.9 Cálculos………………………………………………………………..pg.10

VII.

Datos tomados del ensayo en campo……………………………pg.12

VIII.

Resumen de resultados……………………………………………pg.16

IX.

Resultados de flexión de madera-copaiba………………………pg.17

X.

Resultados de flexión de madera-tornillo………………………..pg.18

XI.

Resultados de capacidad admisible………………………………pg.19

XII.

Conclusiones…………………………………………………………pg.20

XIII.

Recomendaciones……………………………………………………..pg.21

ENSAYO DE MADERA

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I.

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2

INTRODUCCIÓN

El ensayo de flexión en la madera, implica un amplio conocimiento en, la ejecución de la prueba de flexión, un correcto y adecuado conocimiento de la máquina ejecutora de las prácticas correspondientes, un agradable entendimiento de los sistemas que conforman la máquina para ensayos de flexión, una correcta interpretación y evaluación de los resultados obtenidos en la práctica, y un buen manejo del entorno implicado en el trabajo, todos estos parámetros están afines con nuestro desarrollo intelectual los cuales son alcanzados durante una completa investigación, las deducciones e interpretaciones se establecen previo a un análisis técnico logrado en los estudios correspondientes.

El siguiente informe se realizó con los alumnos de la Universidad Privada de Tacna, y con la presencia del Ing. José Acero Martínez, el día 03 de mayo del 2014 en el cual se mostraran los resultados en campo del ensayo de flexión en madera para la que se utilizó dos tipos específicos de madera como son el tornillo y copaiba para la simulación de una viga y así poder demostrar su capacidad admisible.

UPT

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II.

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3

OBJETIVOS:

-

Determinar experimentalmente la flexión de la madera.

-

Observar y analizar la deflexión de la madera y su elasticidad.

-

Obtener la carga de rotura y la flecha máxima de deformación en la madera.

-

Hallar la capacidad admisible en los dos tipos de madera usados en campo.

-

Hacer un cuadro de comparación con las curvas de esfuerzos vs deformación de los datos obtenidos.

UPT

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III.

4

MARCO TEÓRICO: ORIGEN DE LA MADERA: La madera es una sustancia fibrosa que se obtiene directamente del tronco los árboles ( ya que es generalmente la única parte de la que se obtiene productos comerciales susceptibles de ser empleados como materiales Industriales.) ESTRUCTURA DE LA MADERA

Propiedades

FÍSICAS

Densidad

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Conductividad

MECÁNICAS

Inflamabilidad

Dureza

Flexibilidad

Hendibilidad

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5

CLASIFICACION DE LA MADERA POR LA NORMA E 0.10 En el Perú se tiene dos normativas la principal es la E-010(Diseño en madera) y su origen es el código del acuerdo de Cartagena del uso de madera en América Latina. La madera es un recurso renovable en el Perú existe variedad de especies de madera aptos para la construcción. En el acuerdo de Cartagena se estudiaron 104 especies de 5 países del grupo andino (Perú, Ecuador, Bolivia, Colombia y Venezuela) los resultados dieron lugar al acuerdo: MANUAL DE DISEÑO DEL GRUPO ANDINO. La norma E-010 clasifica a la madera en: Y se clasifican en función de su densidad básica y su resistencia mecánica

MADERA TIPO A MADERA TIPO B MADERA TIPO C

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TODAS LAS MADERAS SE DISEÑAN COMO SECAS. A continuación se muestra una tabla de esfuerzos admisibles y módulo de elasticidad promedio y mínimo.

Todo el diseño en madera es por el método ASD (ALOWABLE STRERS OF DESING) y su origen es el código del acuerdo de Cartagena del uso de madera en américa latina

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IV.

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FICHAS TECNICAS DE LA MADERA: PROPIEDADES ORGANOLEPTICAS El marrón claro Medio Entrecruzado Gruesa Tres anillos por cada 2.5 cm de radio Distinto

COLOR BRILLO GRANO TEXTURA VETEADO OLOR

CARACTERISTICAS GENERALES SEGÚN LA MANIPULACION Y USO DUREZA SECADO RESISTENCIA TRABAJABILIDAD

BUENA DUREZA BUEN SECADO ARTIFICIAL Y NATURAL RESISTENCIA MEDIA DE BUENA TRABAJABILIDAD

POSEE UNA ALTA DURABILIDAD NATURAL, NO NECESITA PRESERVACION FABRICACION DE USOS MOBILIARIOS,VIVIENDA(VIGAS, COLUMNAS,ETC) PISOS Y CARPINTERIA PROPIEDAES FISICAS DENSIDAD BASICA 0.45G/CM3-0.7G/CM3 CONTRACCION VOLUMETRICA 10.65%-11% RELACION T/R 1.64-2.2 CONTRACCION TANGENCIAL 6.9%-7% CONTRACCION RADIAL 3.17% PROPIEDADES MECANICAS MODULO DE ELASTICIDAD DE FLEXION 108 T/CM2 -125T/CM2 MODULO DERUPTURA EN FLEXION 576 KG/ CM2 -722KG/CM2 COMPRESION PARALELA 222 KG/CM2 - 413 KG/CM2 COMPRESION PERPENDICULAR 57 KG)CM2 - 66 KG/CM2 CORTE PARALELO A LAS FIBRAS 81KG/ CM2 -87 KG/CM2 DUREZA DE LADOS 364 KG /CM2 - 388KG/CM2 TENACIDAD 2.88 KG-M CARACTERISTICAS DE LA TROZA DIAMETRO 1M FORMA cilíndrica DEFECTOS ninguno DURABILIDAD

FICHA TECNICA DE MADERA TORNILLO

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FICHA TECNICA DE MADERA COPAIBA PROPIEDADES ORGANOLEPTICAS castaño rojizo con vetas oscuras

COLOR BRILLO GRANO TEXTURA VETEADO OLOR

recto media a fina arcos superpuestos y bandas CARACTERISTICAS GENERALES SEGÚN LA MANIPULACION Y USO

DUREZA SECADO RESISTENCIA TRABAJABILIDAD

BUENA DUREZA BUEN SECADO ARTIFICIAL Y NATURAL RESISTENCIA MEDIA DE BUENA TRABAJABILIDAD

DURABILIDAD

de baja a media resistente al ataque biológico, con madera húmeda tiene resistencia al ataque biológico

Se puede utilizar para vigas, columnas, machihembrados, muebles y objetos torneados. Se USOS utiliza en carpintería, pisos, revestimientos interiores, parquet, contrachapado, entarimado, elaboración de cajas, molduras, encofrados y laminados. PROPIEDAES FISICAS DENSIDAD BASICA 0.61 g/cm3 CONTRACCION VOLUMETRICA 10.70% RELACION T/R 2.3 CONTRACCION TANGENCIAL 7.00% CONTRACCION RADIAL 3.40% PROPIEDADES MECANICAS MODULO DE ELASTICIDAD DE FLEXION 108 T/CM2 -125T/CM2 MODULO DERUPTURA EN FLEXION 576 KG/ CM2 -722KG/CM2 COMPRESION PARALELA 222 KG/CM2 - 413 KG/CM2 COMPRESION PERPENDICULAR 57 KG)CM2 - 66 KG/CM2 CORTE PARALELO A LAS FIBRAS 81KG/ CM2 -87 KG/CM2 DUREZA DE LADOS 364 KG /CM2 - 388KG/CM2 TENACIDAD 2.88 KG-M CARACTERISTICAS DE LA TROZA DIAMETRO 1M FORMA cilíndrica DEFECTOS ninguno

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V.

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PROCEDIMIENTO: MATERIALES:      

Wincha Gata hidráulica Manómetro Base de metal Apoyos de metal Cadena El ensayo consiste en colocar la madera de 6m de longitud en la base metálica apoyada en los extremos a una altura de 35 cm inicial, luego ubicar la gata hidráulica en el medio de la madera, seguidamente asegurar en los extremos con las cadenas, para luego aplicar fuerza vertical tomando lectura de presión a cada 0.5cm de desplazamiento en cada ensayo se observó una deflexión de 7cm en el último ensayo se llegó a 10cm en donde fallo la madera.

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VI.

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CÁLCULOS: TORNILLO

S=

b∗h2 12

=

2∗112 12

=

40.33∈¿2=660.89 cm3 ¿

11”

fm= 2”

M=

M S

660.89∗100 10 5

M =0.66 tn . m M =66089 kg . cm

M=

PL 4

66089 kg . cm=

P∗600 4

P=440.59 kg Se multiplicara el peso por un F.S=2 P=440.59 kg∗2=881.18 kg El peso que tiene que soportar la madera tornillo sin fallar es de 881.18kg.

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-

11

COPAIBA

S=

b∗h2 6

=

2∗112 6

=

2

33.33∈¿ =546.18 cm ¿

3

10”

fm= 2”

M=

M S

546.18∗100 10 5

M =0.55 tn . m

M =54618 kg . cm

M=

PL 4

54618 kg . cm=

P∗600 4

P=364.12 kg

Se multiplicara el peso por un F.S=2 P=364.12 kg∗2=728.24 kg El peso que tiene que soportar la madera tornillo sin fallar es de 728.24kg.

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VII.

UPT

-

12

DATOS TOMADOS DEL ENSAYO EN CAMPO

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13

ENSAYO DE FLEXION DE MADERA - COPAIBA

PRIMER ENSAYO

Presion (kg/cm2)

SEGUNDO ENSAYO

1 0

3 2

5 4

7 6

9 8

11 10 12

Deformacion (cm)

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ENSAYO DE FLEXION DE MADERA - TORNILLO 15.00

10.00 TERCER ENSAYO Presion (kg/cm2)

CUARTO ENSAYO 5.00

0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 Deformacion (cm)

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VIII.

UPT

-

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RESUMEN DE RESULTADOS

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IX.

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RESULTADOS DE FLEXION DE MADERA-COPAIBA:

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ENSAYO DE FLEXION DE MADERA - COPAIBA 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 Esfuerzo (kg/cm2)

50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 Deformación Unitaria

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X.

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RESULTADOS DE FLEXION DE MADERA-TORNILLO:

ENSAYO DE FLEXION DE MADERA - TORNILLO

Esfuerzo (kg/cm2)

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

Deformacion Unitaria

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XI.

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RESULTADOS DE CAPACIDAD ADMISIBLE:

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XII.

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CONCLUSIONES: -

El presente informe determino la flexión en madera del tornillo y la copaiba.

-

Los alumnos lograron observar y analizar la deflexión de la madera y su elasticidad.

-

Al aplicarle una carga máxima se logró obtener la carga de rotura y la flecha máxima de deformación en la madera.

-

Con el ensayo en campo se logró hallar la capacidad admisible en los dos tipos de madera usados en campo.

-

Con los datos obtenidos del ensayo se realizó al fina un cuadro de comparación con las curvas de esfuerzos vs deformación de los datos obtenidos.

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XIII.

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RECOMENDACIONES: -

Se recomienda usar los implementos de seguridad adecuados para este tipo de ensayos con el fin de evitar cualquier tipo de accidente.

-

Verificar los equipos antes para evitar fallas durante el ensayo.

-

A los alumnos de la facultad de ingeniería se les recomienda realizar este tipo de ensayos didácticos en campo para tener un mejor conocimiento en la formación académica.

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XIV.

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PANEL FOTOGRÁFICO:

FOTO 1: Colocando las

cadenas

que

simulan un tipo de empotramiento.

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FOTO 2: Midiendo la deflexión

de

la

madera, con la ayuda de la wincha.

FOTO 3: Con de la gata

hidraúlica

se

aplicará una carga la cual ira aumentando gradualmente

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FOTO 4: Midiendo la deflexión

de

la

madera, con la ayuda de

la

wincha

y

tomando nnota de la fuerza aplicada.

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27

FOTO

5:

Se

puede

observar la deformación de la madera (TORNILLO).

FOTO 6: En esta imagen también se puede ver más claramente el pandeo que sufrió la madera.

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28

FOTO 7: En esta imagen

se

aprecia la gata hidráulica que se empleó

en

el

ensayo.

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FOTO

8:

midiendo

Se

-

29

va la

deformación de la madera

así

como

también la presión ejercida por la gata hidráulica

FOTO imagen

9:

En se

apreciar

esta puede

como

la

madera llego a su falla, debido a que la fuerza

aplicada

fue

mayor

a

su

resistencia (MADERA COPAIBA)

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FOTO 10: Fin del ensayo

falla

la

madera

pero

aun

así cumplió con el factor de seguridad de 2, antes de que fallara.

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