04-madera estructural estructuras ii 1 - 59

5/19/2018 04-Madera Estructural Estructuras II 1 - 59

1/59

C 8

MATERIALES PARA ELDISEO Y CONSTRUCCIN

A M 1


2/59

ESTRUCTURAS DE MADERA

A M 2


3/59

P M:

I E.

.

C .

.

R

E

P

D

L

M : P .

LA MADERA

A M 3


4/59

Anatoma de la madera

Figura de propiedad Dra. Teresa Torres. Facultad de Agronoma. Universidad de Chile

A M 4


5/59

Direccin axial o longitudinal: paralela a las fibras y por tanto al eje del

rbol.

Direccin radial: perpendicular al eje axial y normal a los anillos de

crecimiento.

Direccin tangencial: localizada tambin en la seccin transversal pero

tangente a los anillos de crecimiento, normal a la direccin radial.

COMPORTAMIENTO ANISOTRPICO

DE LA MADERA

Eje longitudinal

Eje radial

Eje tangencial

Direccin de la fibra

A M 5


6/59

L

A . P .

H . N

:

H : 30% . B .

A . N

. H : 40 a 250 %.

H . E C 12 y 18 %.

L . A ,

.

12%.

CORRECIN I LA HMEDAD E MAOR A 12 %,QE E LO COMN.

A M 6


7/59

LOCALIDAD HMEDAD MEDIA DEEQILIBRIO

LOCALIDAD HMEDAD MEDIA DEEQILIBRIO

I 13 C 17

C 6 16

A 13 17

C 13 O 17

L 16 P M 18

14 P A 18

13 P A 14

C 15

HMEDAD DE EQILIBRIO DE DIINALOCALIDADE DEL PAI

A M 7


8/59

DEERMINACIN DE LA HMEDAD DEEQILIBRIO

G E M, R A .

A M 8


9/59

ECUACIN CONSTITUTIVADE LA MADERA

Comentarios: Material eminentemente frgil.

La resistencia a traccin es mayor que la resistencia a compresin

Deformacin en rotura muy similar a la del hormign.

A M 9


10/59

TABLA N 1 TENSIONES MXIMAS DE ESPECIESCHILENASESTADO: SECO (H = 12%)

ESPECIE Pe-soespecifico

FLEXIN COMPRESIN TRACCIN

NORMAL DUREZA CIZALLE CLIVAJE

EXTRACCINDE CLAVO

Tensin

Lmitecroporcional

Mdu

lodeRotura

Mdulo

deelas

tici

dad

PARALELA NORMALTANGEN

CIAL

RA

DIAL

NOR

MAL

PARA

LELA

TANGEN

CIAL

RA

DIAL

TANGEN

CIAL

RA

DIAL

NOR

MAL

PARA

LELA

Tensin

LmiteProporcion.

TensinMxima

MduloDe

Elasticidad

Tensin

LmiteProporcion.

TensinMxima

TensinRotu

ra

TensinRotu

ra

CargaMxi-ma

CargaMxima

Tensin

Rotura

Ten-sinRotu

ra

Ten-sinRotu

ra

Ten-sinRotu

ra

CargaMxi-ma

CargaMxima

Kg/m3

fKg/cm2

RfKg/cm2

EfTon/cm2

cpKg/cm2

RcpKg/cm2

EcpTon/cm2

cnKg/cm2

RcnKg/cm2

RtntKg/cm2

RtnrKg/cm2

RdnKg

RdpKg

RcztKg/cm2

RczrKg/cm2

RcvtKg/cm

RcvrKg/cm

RclnKg

RclpKg

ALERCE 444 398 610 82 404 498 51,5 132 135 31 23 257 404 108 87 - 38 102 97

ARAUCARIA 518 473 772 116,7 278 424 106,7 81 150 75 41 310 412 127 90 48 70 109 90

ALAMO 381 297 536 77,7 161 306 80,2 31 67 49 36 139 224 70 62 45 34 - -

COIGUE 604 515 776 105,5 244 453 111,5 92 198 96 66 431 491 126 96 122 78 112 84

EUCALYPTUSGLOBULUS

720 775 119

8 160 575 698 170,3 120 - 70 70 700 745 130 130 - - - -

LAUREL 495 531 762 113,9 324 518 124,3 68 125 78 48 242 330 131 108 92 75 - -

LENGA 520 464 879 101,3 261 430 105 71 135 59 43 364 533 114 93 73 53 117 74

PINO RADIATA 448 373 657 85,3 185 370 93,8 71 135 41 24 207 290 76 68 44 33 40 28

PINOOREGON

408 492 788 93,6 241 380 102,3 62 115 18 12 270 424 80 85 26 25 85 34

RAULI 448 516 784 99,8 320 366 123,1 70 - 55 55 415 505 111 111 - - 107 87

ROBLE 624 634 837 123,6 338 476 130,5 70 - 62 62 465 505 120 120 - - 102 83

TEPA 494 465 791 98,0 270 417 100,8 69 141 50 30 348 553 99 81 67 50 104 79

ULMO 648 513 867 112,5 409 654 169,9 91 163 63 62 283 439 143 131 70 74 156 155

A M 10


11/59

TABLA N 2ESPECIFICACIONES PARA USO DE LA MADERA

ESPECIE DURABILIDADPROPIEDADES

MECNICASESTABILIDADDIMENSIONAL

PROPIEDADESARQUITECT.

DUREZA PESO ORGEN USOS

ALERCE 1 BAJAS MEDIA BUENA BLANDA LIVIANO CONIFERO TEJUELA, REV. EXT/INT.

ALAMO 3 (4) BAJAS BUENA MEDIA/BAJA BLANDA MUY LIVIANO LATIFOLIADO MOLDAJES

CANELO 2 (3) BAJAS BAJA BUENA BLANDA/MEDIA LIVIANO/MEDIO LATIFOLIADO REV. INTERIOR

CIPRES/C 2 (3) BAJAS BAJA BUENA MEDIA LIVIANO CONIFERO REV. INT., TEJUELA, POSTES, PISOS, MARCOS

CIPRES/H 1 MEDIAS/BUENAS MEDIA MEDIA/BAJA MEDIA LIVIANO CONIFERO REV. EXT., POSTES, PUERTAS, VENTANAS

COIGUE 2 (3) ALTAS MEDIA BUENA SEMIDURA SEMI PESADO LATIFOLIADO REV., DURMIENTES, CONST. PESADAS

EUCALIPTUS 4 ALTAS ALTA/MEDIA BUENA DURA PESADO LATIFOLIADO ESTRUC. DE TODO TIPO, PARQUET

LAUREL 3 (4) BAJAS MEDIA/BAJA MEDIA SEMIDURA SEMI PESADO LATIFOLIADO REV. INT., PUERTAS, VENTANAS, PISOS

LENGA 2 (3) MEDIAS MEDIA/BAJA BUENA SEMIDURA SEMI PESADO LATIFOLIADO REV., CONSTRUC. DE VIV., CHAPAS

LINGUE 2 (3) MEDIAS7BAJAS ALTA BUENA DURA SEMI PASADO LATIFOLIADO REV. INT., VENTANAS, PUERTAS, PISOS, PARQUET

MAIO 3 (4) BAJAS BAJA BUENA MEDIA SEMI PESADO CONIFERO REV. INTERIOR

OLIVILLO 3 (4) BAJAS ALTA/MEDIA MEDIA MEDIA SEMI PESADO LATIFOLIADO REV. INT/EXT., PISOS, MARCOS

PINO/ARAU 3 MEDIAS MEDIA MEDIA/BAJA MEDIA SEMI PESADO CONIFERO REV. EXT., OBRA GRUESA, ESTRUCT., PUENTES

PINO/INSIG 3 (4) BAJAS BAJA MEDIA/BAJA BLANDA LIVIANO CONIFERO VIV. ECON., OBRAS PROVIS, MOLDAJES, POSTES

RAULI 2 MEDIAS ALTA BUENA SEMIDURA SEMI PESADO LATIFOLIADO REV. INT/EXT., CONST. DE VIV., MARCOS, PISOS

ROBLE 1 ALTAS MEDIA BUENA DURA PESADO LATIFOLIADO ESTRUC. DE TODA CLASE, DURMIENTES

TEPA 3 (4) BAJAS ALTA BAJA SEMIDURA LIVIANO LATIFOLIADO REV. INT/EXT., PUERTAS, MOLDAJES

ULMO 3 ALTAS MEDIA MEDIA SEMIDURA SEMI PESADO LATIFOLIADO ESTRUC. PESADAS, DURMIENTES

CIRUELILLO 2 (3) MEDIAS BAJA BUENA SEMIDURA SEMI PESADO LATIFOLIADO REV. INTERIORES, CHAPAS

TINEO 3 (4) ALTAS BAJA BUENA MEDIA SEMI PESADO LATIFOLIADO DURMIENTES, CHAPAS DECORATIVAS

CLASE DURABILIDAD

1 Ms de 20 aos

2 De 15 a 20 aos

3 De 5 a 15 aos

4 Menos de 5 aos

A M 11


12/59

TABLA N 3

MADERAS CHILENAS. CARACTERSTICAS TCNICAS PARTICULARESQUE EXPLICAN SUS USOS TRADICIONALES EN LA CONSTRUCCIN

ESPECIE USOS CLSICOS CARACTERSTICAS TPICAS

Araucaria Construccin pesada, construccin liviana,

terciados, pisos, puertas y ventanas.Madera limpia de nudos , buena resistencia,peso medio, se encola, pinta y barniza bien.

Alerce

Revestimientos, puertas y ventanas,

tejuelas, chapas.

Rojiza, blanda, liviana, baja resistencia, fcil de trabajar,

durable, no se impregna.

CoihueConstruccin pesada, revestimientos,pisos, chapas, terciados, contrachapados.

Dura y pesada, de difcil secado, pero estable cuandoseca.No se impregna

Eucalipto Construccin pesada, pilotes, chapas,

revestimientos , pisos y parquet.Muy dura y pesada, resistente, estable cuando seca. No seimpregna.

Pino Insigne Estructuras, revestimientos, encofrados. Blanda, liviana, resistencia moderada, fcil de secar eimpregnar, se encola bien, pero se pinta y barniza conmalos resultados.

Pino Oregn Construccin pesada, estructuras livianas,

revestimientosMadera liviana, resistente, se seca bien, pero no seImpregna.

RaulEstructuras, revestimientos, puertas yventanas,

tejuelas, chapas, pisos, contrachapados.

Dureza y peso medio, muy fcil de trabajar y secar,muy estable, se encola y barniza bien, no se impregna.

Roble Construccin pesada, estructuras

tejuelas, pilotes, revestimientos.Dura, pesada, resistente, estable, durable.Se encola, pinta y barniza bien. No se impregna.

Tepa Revestimientos, pisos, chapas, estructuras,

livianas, encofrados, contrachapados.Blanda, liviana, muy fcil de trabajar, secar e impregnar.Muy permeable. Se encola, pinta y barniza bien.

Ulmo Construccin pesada, revestimientos,

pisos, tejuelas, contrachapados.Muy dura y pesada, difcil de trabajar cuando seca,resistente, seca y se impregna con dificultad.

A M 12


13/59

EPECIFICACIONE CNICA

L :

. E

. C

. G E

. .

. G

EPECIE

D

E

D

P

P

CONENIDO DE HMEDAD

H

C

A M 13


14/59

EPECIFICACIONE CNICA

L :

. E

. C

. G E

. .

. G

GRADOERCRAL

RAAMIENO

P

GRADO DE ELABORACIN

M , ,

M , ,.

A M 14


15/59

La norma NCh 993 (Madera Procedimiento y criterios de evaluacin para clasificacin),

describe los defectos de la madera, para la clasificacin por aspecto.

Otros:

Arqueadura, encorvadura, torcedura

Pudricin, Colapso

Bolsillos de corteza o resina

Desviacin de la fibra

A M 15


16/59

DIMENSIONAMIENTO DE PIEZAS ASERRADAS

Determinacin de las tensiones de rotura de la madera. Clasificacin de la especie.

Clasificacin visual.

Eleccin de la clase estructural.

Determinacin de las tensiones admisibles.

Determinacin de las tensiones de diseo.

Especificacin de las tensiones de diseo:

Norma Nch 1198.Of06. Madera Construccin en Madera- Clculo.

A M 16


17/59

Tabla 1

Grupos de Madera segn su Resistencia (NCh 1989)

a.- Grupos para madera en estado verde (H 20%)

Propiedad Grupo segn valor mnimo en kg/cm2 de la propiedad que se indica

E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7

rfErrc

860163.000400

730131.000340

620105.000290

52081.000240

43059.000200

36043.000170

30028.000140

A M 17


18/59

Tabla 2

Grupos de Madera segn su Resistencia (NCh 1989)

b.- Grupos para madera en estado seco (H = 12%)

Propiedad Grupo segn valor mnimo en kg/cm2 de la propiedad que se indica

ES1 ES2 ES3 ES4 ES5 ES6 ES7

rf

Errc

1.300

198.000770

1.100

161.600650

940

132.000550

780

102.500460

650

78.500380

550

60.000320

450

41.500260

A M 18


19/59


Determinacin de las tensiones de rotura de la madera. Clasificacin de la especie.







A M 19


20/59

Grupo Especie

E2 Eucaliptus Eucalyptus globulus

E3 Ulmo Eucryphia cordifolia

E4

AraucariaCoigeCoige de ChiloCoige de MagallanesRaulRoble

Roble de MauleTineo

Araucaria araucanaNothofagus dombeyiNothofagus ntidaNothofagus betuloidesNothofagus alpinaNothofagus obliqua

Nothofagus glaucaWeinmannia triscosperma

E5

AlerceCanelo de ChiloCiprs de la CordilleraCiprs de las GuaitecasLaurelLenga

LingeMao machoOlivilloPino OregnTepa

Fitzroya cupressoidesDrymis winteriAustrocedrus chilensisPilgerodendron uviferaLaurelia sempervirensNothofagus pumilio

Persea lingePodocarpus nibigenusAextoxicn punctatumPseudotsuga menziesliLaurelia philippiana

E6 AlamoPino radiata

Populus nigraPinus radiata

TABLA 3

Agrupacin de EspeciesMadereras segn su

Resistencia

(NCh 1989)

a.-Estado verde (H 30%)

A M 20


21/59

Grupo Especie

ES2 Eucaliptus Eucalyptus globulus

ES3 Lingue Persea lingue

ES4 AraucariaCoigeCoige de chiloLaurelLengaMao de hojas largasRoble

Roble de MauleTineoUlmo

Araucaria araucanaNothofagus dombeyiNothofagus ntidaLaurelia sempervirensNothofagus pumilioPodocarpus salignusNothofagus obliqua

Nothofagus glaucaWeinmannia triscospermaEucryphia cordifolia

ES5 AlerceCanelo de ChiloCiprs de la CoordilleraCoige de MagallanesMao machoOlivillo

Pino radiataPino OregnRaulTepa

Fitzroya cupressoidesDrymis winteriAustrocedrus chilensisNothofagus betuloidesPodocarpus nubigenusAextoxicon punctatum

Pinus radiataPseudotsuga menziesiiNothofagus alpinaLaurelia philippiana

ES6 lamoCiprs de la GuaitecasMao hembra

Populus nigraPilgerodendron uviferaSaxegothaea conspicua

TABLA 4

Agrupacin de EspeciesMadereras segn su

Resistencia(NCh 1989)

b.-Estado seco H = 12%.

A M 21


22/59


Determinacin de las tensiones de rotura de la madera.

Clasificacin de la especie. Clasificacin visual.


Determinacin de las tensiones admisibles. Determinacin de las tensiones de diseo.


A M 22


23/59

TABLA 6 NCh 1198

Clases Estructurales de Madera

a.- Clases estructurales para madera con humedad H 20% o piezassimples de dimensin lado menor superior a 100 mm.

Grado decalidad

estructural

Raznde

Resistencia

Grupo(segn propiedades en estado verde)

E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7

1234

0,750,600,480,38

f27f22f17f14

f22f17f14f11

f17f14f11f8

f14f11f8f7

f11f8f7f5

f8f7f5f4

f7f5f4f3

DEFECTOS

-Agujeros.

-Deformaciones.

-Grietas.

-Nudos.

-Pudricin.

-Otros

Nch 1970/1 Of1988. Especies latifoliadas. Clasificacin Visual para uso Estructural.

Nch 1970/2 Of1988. Especies Conferas. Clasificacin Visual para uso Estructural.

A M 23


24/59

TABLA 7 NCh 1198

Clases Estructurales de Madera

b.- Clases estructurales para madera con humedad H12% y dimensin

lado menor 100 mm.

Grado decalidad

estructural

Raznde

Resist.

Grupo(segn propiedades en estado seco)

ES1 ES2 ES3 ES4 ES5 ES6 ES7

12

34

0,750,60

0,480,38

f34

f27f22

f34f27

f22f17

f27f22

f17f14

f22f17

f14f11

f17f14

f11f8

f14f11

f8f7

f11f8

f7f5

A M 24


25/59

TABLA N3 NCh 1198

Grupos a Considerar para Escoger la Clase Estructural para la

Determinacin de Tensiones Admisibles y Mdulo de Elasticidad

(con dimensin menor mayor a 100 mm se considera en estado verde)

H G :

D

H

E H M

1 H 20% H 20%

2 H 20% H 12%

3 H 12% H 12%

4 H12 % H 20%

A M 25


26/59



Clasificacin de la especie.






A M 26


27/59

Clase

estructural

Tensiones admisibles de Mdulo de

Elasticidaden flexin

EfFlexin

Ff

CompresinParalela

Fcp

TraccinParalela,

Ftp

Cizalle

Fcz

F 34F 27F 22F 17F 14F 11F 8F 7

F 5F 4F 3F2

34,527,522,017,014,011,08,66,9

5,54,33,42,8

26,020,516,513,010,58,36,65,2

4,13,32,62,1

20,716,513,210,28,46,65,24,1

3,32,62,01,7

2,452,051,701,451,251,050,860,72

0,620,520,430,36

18 15015 00012 60010 6009 1007 9006 9006 100

5 5005 0004 6004 350

Tabla N 4 NCh 1198Tensiones Admisibles y Mdulos de elasticidad (MPa)

Todas las especies excepto Pino Radiata seco

A M 27


28/59

Tabla N 4 NCh 1198

Tensiones Admisibles y Mdulos de elasticidad (MPa)

Pino Radiata seco

Claseestructural

Tensiones admisibles de Mdulo deElasticidaden flexin

EfFlexinFf

CompresinParalela

Fcp

TraccinParalela,

Ftp

CompresinNormal

Fcn

CizalleFcz

GSG1

G1 y mejor

G2

11,07,59,5

5,4

8,57,57,8

6,5

6,05,05,5

4,0

2,52,52,5

2,5

1,11,11,1

1,1

10 50010 00010 100

8 900

C24

C16

9,3

5,2

8,0

7,5

4,7

3,5

2,5

2,5

1,1

1,1

10.200

7.900

Propiedades Mecnicas Norma BS EN 368

Propiedades Mecnicas NCh 1207 Of91

A M 28


29/59

Ensayo para Clasificacin Mecnica

Diseo de estructuras de madera

A M 29


30/59




Clasificacin de la especie.






A M 30


31/59


Especificacin de las tensiones de diseo

Factores de modificacin:

Contenido de humedad KH

Duracin de la carga KD

Temperatura Kt

Tratamiento qumico KQ

Otros factores, que dependern del tipo de solicitacin.

A M 31


32/59



Por humedad

Tabla N 8 NCh 1198

Factor Rpara correccin de tensiones admisibles y mdulo

elstico por contenido de humedad

Hs = humedad de equilibrio.

R

E P R

F 0,0205 0,0250

C 0,0205 0,0480

0,0205 0,0250

C 0,0267 0,0330

C 0,0160 0,0150

M 0,0148 0,0170

RsH HK = )12(1

A M 32


33/59



Por humedad

Tabla N 9 NCh 1198

Factor KHpara correccin de tensiones admisibles y mdulo elstico por

contenido de humedad, pino radiata en estado verde

KH

F 0,750

C 0,520

0,750

C 0,670

C 0,850

M 0,830

A M 33


34/59



Por duracin de la carga

t = duracin de la carga en

segundos.

Factor de modificacin de tensiones admisibles (excepto compresinnormal y mdulo de elasticidad) por duracin de la carga Kd

Tipo de carga Duracin equivalente KD

Impacto (I)Viento (W) o sismo (E)Nieve (S)Sobrecarga (L)Permanente (D)

SegundosDa

Meses10 aos50 aos

2,001,331,151,000,90

295,0747,10464,0

+=

tKD

A M 34


35/59


Combinacin de acciones. Cuando se combinan distintos tipos de carga losfactores Kdno deben promediarse, sino considerar el de menor duracin de

la carga.

Ejemplo: Q = PP KD= 0,9

Q = PP + SC KD= 1,0

Q = PP + SC + E KD= 1,33

A M 35


36/59



Por temperatura

Tabla N H.1. NCh 1198

Incremento o decremento de los valores de resistencia por cada

1 C de incremento o decremento de temperatura.

P C

H

%

I

B 20 C ( 180 C)

C

D 20 C ( 67 C)

C

M E

012

0,00070,0027

0,00070,0038

OP

0

12

0,0031

0,0058

0,0031

0,0088

tK

tT CTK +=1

)20( TT =

A M 36


37/59



Tabla N I.1. NCh 1198

Factor de modificacin por tratamiento qumico

P , 89

C

KQ P

KQP

P

0.95 0,85 M

P

M L

0,90

0,90

0,90 0,90 0,70

QK

A M 37


38/59

C 8

DISEO DE ELEMENTOS DE MADERA

SOLICITACIONES NORMALES

COMPRESIN Y TRACCIN AXIAL

A M 38


39/59

Compresin paralela

(MPa)103

=

A

Nf

cp

= tensin de trabajo por compresin paralela, MPa;

N = carga axial aplicada, KN;

A = rea de la seccin transversal mm2

La tensin de trabajo de una columna se calcula mediantela siguiente expresin:

cpf

A M 39


40/59

Compresin paralela

Clculo de la tensin de diseo. Si el elemento no presenta

problemas de inestabilidad lateral (


41/59

Compresin paralela

Clculo de la tensin de diseo. Si el elemento presenta

problemas de inestabilidad lateral, 10 y 170,la tensinde diseo se determina mediante la siguiente expresin:

KFF discpcp = ,dis,,

= tensin de diseo en compresin paralela considerando inestabilidad lateral;

= tensin de diseo calculada segn el punto anterior.

K

= factor de modificacin por esbeltez.

dis,, cpF

dis,cpF

A M 41


42/59

K factor de modificacin por esbeltez BAAK =2

Tabla N 17 NCh 1198

Valores del coeficiente de proporcionalidad

c

F

F

A discp

cE

+

+

=2

1200

1,

discp

cE

Fc

F

B,

=2

6,3

dis

cE

E

F

=

C C ( C )G

N 1 0,85

N 2, G, G1, G1 0,85

N 3 0,80

N 4, G2 0,80

A M 42


43/59

CURVA DE PANDEO DE COLUMNAS: DISEO.

kL/r

dis

Tensin de diseo

=10 =170

A M 43


44/59

Diseo de estructuras de madera

A M 44


45/59

Traccin paralela

La tensin de trabajo en traccin paralela a la fibra se calcula

considerando el rea neta, mediante la expresin:

(MPa)103

=

n

tpA

Tf

= tensin de trabajo en traccin paralela, MPa;T = solicitacin de traccin axial, kN;

An = rea neta de la seccin, mm2 (no menor que 0,75Abruta)

tpf

A M 45


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Traccin paralela

La tensin de diseo en traccin paralela a la fibra, Ftp, dis, se determinamediante la siguiente expresin:

cthfDHtpdistp KKKKFF =,

= tensin de diseo en traccin paralela, MPa;

Ftp = tensin admisible en traccin paralela.

KH,KD = Factores de correccin.

Khf = factor de modificacin por altura.

Kct = factor de modificacin por concentracin de tensiones.

distpF ,

9

1

50

=

hK

fh

5

1

90

=

hKhf

h en mm

Cualquier especie,excepto Pino Radiata.

h>50 mm

Pino Radiata.

h>90 mm

A M 46


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Traccin paralela a la fibra


Tipo de debilitamiento Madera aserrada Madera laminada

encolada

- Perforaciones pequeas y uniformemente distribuidas(clavos) 0,8 0,9

- Perforaciones individuales mayores (pernos) 0,7 0,8

- Conectores de anillo 0,5 0,6

- Ranuras longitudinales: espesor 5 mm 0,8 0,85

- Ranuras longitudinales: espesor 10 mm 0,7 0,8

Tabla N 19 NCh 1198, Valores del factor de modificacin por

concentracin de tensiones (traccin paralela a la fibra).

ctK

A M 47


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Compresin normal a la fibra

La tensin de trabajo por aplastamiento en superficies de apoyo, solicitadas

ortogonalmente a la fibra, se determina sobre la base del rea neta aplastada

segn la siguiente expresin:

n

cnA

Rf =

= tensin de trabajo por aplastamiento, MPa;

R = carga aplicada, newton;

An

= seccin neta aplastada, mm2

cnf

A M 48


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La tensin de diseo en compresin normal a la fibra se

determina segn la siguiente expresin:

cnHcn KKF =dis,cnF

= tensin de diseo en compresin normal a la fibra, MPa;

= tensin admisible en compresin normal a la fibra, MPa;

KH = Factor de correccin.

Kcn = factor de modificacin por aplastamiento.

discnF

,

Si se satisfacen:

De lo contrario Kcn= 0,8

8,1

150 41

= LK

cn

A M 49

cnF


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Tabla N 5 NCh 1198

Tensiones admisibles para compresin normal, Mpa.

Excepto Pino Radiata.

A (1) : , F

(%H30) (%H=12)

E1

E2

E3

E4

E5

E6

E7

E1E2

E3

E4

E5

E6

E7

9,07,4

6,1

5,0

4,1

3,4

2,8

2,3

1,9

1,6

(1) Agrupamiento especificado en Nch 1989. Ver anexo A.

A M 50


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Compresin paralela

Ejemplo:

Usted ha sido contratado para disear las columnas de

un cobertizo de automviles en una residencia

particular. De acuerdo a los antecedentes aportados

por el cliente se decide utilizar madera de Roble

cepillada con grado de calidad 3. No hay certeza de la

humedad que la madera adquirir, pero por tratarse de

elementos que estarn a la intemperie puede

considerarse conservadoramente Hc = Hs > 20%. Las

columnas compuestas son de 2,3 metros de altura,

empotradas en la base y unidas rgidamente a vigas de

cubierta en su extremo superior (sin desplazamiento

lateral impedido). La carga en cada columna es de

2000 kg.

A M 51


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C 13 = 2

DISEO DE ELEMENTOS DE MADERA

SOLICITACIONES NORMALES

FLEXIN SIMPLE

A M 52


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Flexin uniaxial en vigas simples

La tensin de trabajo de flexin en la fibra extrema de una viga de madera, se

debe determinar de acuerdo con la expresin:

)(MPaW

M

fn

mx

f =

= tensin de trabajo de flexin en la fibra extrema, MPa;

Mmx = momento mximo de flexin, en N mm;

Wn = mdulo de flexin de la seccin transversal neta, determinado con respecto a un ejenormal al plano de flexin (eje neutro), mm.

ff

Traccin

Compresin

Corte

A M 53


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La tensin de diseo en flexin se determina:a) en la zona flexo-traccionada de piezas flexionadas, segn la expresin:

(MPa)KKKKF hfCDHf, =disftF

Fft,dis = tensin de diseo en el borde traccionado, MPa;

Ff = tensin admisible en flexin.

KH = factor de modificacin por contenido de humedad.

KD = factor de modificacin por duracin de la carga.

KC = factor de modificacin por trabajo conjunto.

Khf = factor de modificacin por altura.

Traccin

A M 54


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POR TRABAJO CONJUNTO

CONDICIONES

Tres elementos o ms.

Paralelos.

Distancia a eje no mayor a 610 mm. Perfectamente conectados.

Exclusivamente en flexinsimple

CK

A M 55


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Correccin por altura, piezas flectadas, altura > 50 mm (pino radiata 90 mm),

borde traccionado: Khf

Traccin

Corte

A

K=(50/)

1/9P RK=(90/)

1/5

100 0,93 0,98

200 0,86 0,85

300 0,82 0,79

hfK

A M 56


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La tensin de diseo en flexin se determina:

b) En la zona flexo-comprimida de piezas flexionadas, segn la expresin:

(MPa)KKKKFvCDHf,

=

disfv

F

Ffv,dis = tensin de diseo en flexin considerado efectos de inestabilidad por volcamiento, MPa;

KH = factor de modificacin por contenido de humedad.

KD = factor de modificacin por duracin de la carga.

KC = factor de modificacin por trabajo conjunto.

Kv = factor de modificacin por volcamiento.

Ff = tensin admisible en flexin, MPa.

Traccin

Corte

A M 57


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Kv= factor de modificacin por volcamiento

G R

/

) N 2

) .

4

) ).

5

) E ) 2,40.

6

) E ) .

7

Control de volcamiento en piezas flexionadas para Kv=1

A M 58


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Ejemplos:

Determinar las dimensiones de la viga maestra para la estructuracin que se muestra en la

figura, considerando b = 3.

Pino Radiata.

Ff,dis =100 kg/cm2

Edis =106.000kg/cm2

Carga permanente:

150kg/m2

Carga eventual:100kg/m2

A M 59

04-madera estructural estructuras ii 1 - 59

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