Extracto Material Unidad 3
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Flexión estática
Compresión paralela a las fibras
Tracción paralela a las fibras
Corte paralelo a las fibras
ING. VICTOR ANTON
IO CHULIM TEC
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C o r t a d u
r a • Tensiones
tangenciales decortadura: Lasfibras soncortadas
transversalmentepor el esfuerzo.
La falla seproduce por
aplastamiento D
e s l i z a m i e n
t o• Tensiones
tangenciales dedeslizamiento:
• La falla seproduce por
deslizamiento deunas fibras conrespecto a otras
endirecciónlongitudinal.
R o d a d u
r a • Tensiones
tangenciales derodadura: La fallase produce por
rodadura de unasfibras con
respecto a otras
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Valores característicos de diseño RESISTENCIA AL CORTEPOR DESLIZAMIENTO son de 6 -25 Kg/cm2
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NOMBRE DEL ENSAYO NORMA TECNICA DEL ENSAYO
Densidad ASTM – D 2395 – 93 NTC – 290
Contenido de humedad ASTM – D 143 – 94 NTC – 206 – 1
Corte en línea de adhesivoASTM – D 905
ASTM – D 1037NTC – 2279
Tracción paralela a las fibras ASTM –
D 3500 –
90
NMX-C-446-ONNCCE-
2006
Tracción perpendicular a las fibras ASTM – D 143 – 94NTC – 961
NTC – 3377
NMX-C-446-ONNCCE-
2006
Compresión paralela a las fibras ASTM – D 143 – 94NTC – 784
NTC – 3377
NMX-C-446-ONNCCE-
2006
Compresión perpendicular a las fibras ASTM – D 143 – 94 NTC – 785NTC – 3377
NMX-C-446-ONNCCE-2006
Corte paralelo a las fibras ASTM – D 143 – 94NTC – 775
NTC – 3377
NMX-C-446-ONNCCE-
2006
FlexiónASTM – D 198
ASTM – D 143 – 94NTC – 663
NMX-C-446-ONNCCE-
2006
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MÉTODO DE ENSAYO PARA CORTANTE PARALELO A LA FIBRA
Materiales Equipo
Máquina de ensayo
Celda de carga
Procedimiento
Montaje del ensayo
Velocidad de carga
Registro
Cálculo y expresión deresultados
Exactitud Informe
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•
PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS
Tomar 2 probetas de 5 cm x 5 cm x6,25 cm, con una de sus caras
recortadas, cuidar que las superficiesA, B y C resultantes, sean
perpendiculares al Grano. Una de lasprobetas se debe cortar de tal forma
que el plano de la falla sea tangente alos anillos de crecimiento y en la otra
el plano de la falla sea perpendicular alos anillos de crecimiento.
Comprobarlas medidas de la probetaen el momento del ensayo
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Máquinade ensayo Dispositivo de
cizallamiento
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• Prensa capaz de aplicar una presión superior a2 000 kgf, con la precisión requerida según lafinalidad del ensayo. Debe estar provista dedos crucetas, una fija y otra móvil y unaválvula o un mecanismo que permita variar a
velocidad lineal de la cruceta móvil.
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FIGURA 2.Esquema de la máquina paraensayos de cortante paralelo a la fibra
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• Consta de una pieza central móvil unida a lacruceta superior de la prensa, la cual lleva en
su interior una cizalla libre que se mueve ensemicírculo.
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Montajedel
ensayo
Velocidadde carga
Registro
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Montaje Colocar la probeta en el dispositivo de modo que lacara de 5 cm x 5 cm quede en posición paralela a lapieza móvil y que la superficie B reciba la presión de lacizalla
La probeta debe quedar fuertemente ajustada alaccesorio por medio de dos tornillos que hagan presiónsobre la cara A y ligeramente apretada entre otros dostornillos colocados próximos al asiento de la probeta.
Entre el plano de falla de la probeta y cizalla se debedejar un espacio de 3 mm.
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• La carga debe aplicarse en forma contínua
durante todo el ensayo, de modo que la cizallase desplace a razón de 0,6 mm/min. Sólo seregistra la carga máxima.
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• En la planilla correspondiente debe dibujarse enla gráfica la forma de la grieta de cizallamiento.
• Al finalizar el ensayo debe determinase elcontenido de humedad de la probeta. Para estose utiliza la porción de la probeta que ha sido
separada por el cizallamiento y se procede segúnlo indicado en la NTC 206 (Primera actualización)
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• La resistencia máxima de rotura por cizallamientose determina mediante la siguiente ecuación
Esfuerzocortantemáximo
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• Donde:
– es el esfuerzo resistente en cortante(rotura) paralelo a lafibra del espécimen, kg-f por cm2
– es la carga máxima que resiste el espécimen, kg-f
– A Superficie del plano en que se produce el cizallamiento, encentímetros cuadrados.
=
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• Los resultados de ensayos se deben presentaren cantidades de tres cifras significativas.
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El Informede ensayosdebe
incluir losiguiente
Identificación completa del espécimen.
Historia completa del secado y acondicionamiento.
Equipo de aplicación de carga.
Longitud y dimensiones de la sección transversal
Velocidad de aplicación de la carga.
Las propiedades físicas y mecánicas calculadas, incluyendo densidad relativa básica, elcontenido de humedad
Esfuerzo máxima en cortante y una medida estadística de la variabilidad de estos valores
Descripción de la falla
Información detallada sobre cualquier desviación de los métodos recomendados en estanorma
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Propiedades mecánicas de vigas laminadas de madera demelina utilizando
adhesivo MUF (González eT al, 2302)
Estos son los parámetros de diseño que hasta el momento laempresa a puesto a disposición de los clientes que requieren un
dueño estructural de tos elementos
CORTANTEEsfuerzo máximo (kgfcm2)
107
FLEXIÓN ESTÁTICA
Módulo de elasticidad (kg/cm2)
Modulo de ruptura (kg/cm2
)
55 800
341
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• El ensayo de cortante se realizó siguiendo loslineamientos descritos en la norma
• ASTM D 905 “Método estándar de ensayo para
determinar las propiedades de juntas deadhesivo al cortante por carga de compresión” • D-143 “Método estándar de ensayo para
especimenes pequeños de madera”
• Haciendo las modificaciones pertinentes alequipo y recursos del LPF (Laboratorio deProductos Forestales de la Universidad de CostaRica)
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EQUIPOS Y MATERIALES
PROCEDIMIENTO
TABLA DE DATOS Y RESULTADOS
GRAFICOS
CALCULOS
ANALISIS DE RESULTADOS
VIDEO
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Equipo para el ensayo de compresión paralela al grano
* Deformimetro
* Platos de carga
* Maquinas de ensayos
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Probeta
de madera
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Probeta de ensayo propuestapor la norma ASTM D-905. Ala derecha:
Probeta de ensayo utilizadapara la prueba de cortante enla línea de cola
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Preparar maquina universal
Se utilizó la máquina deensayos universalescon los aditamentos
necesarios para larealización de la pruebade cortante.
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Medición y pesaje de cada uno de los 20especímenes de prueba y posteriormente se
colocaron uno a uno en la máquina, aplicando lacarga de compresión en la dirección paralela a la
fibra de la madera, de manera tal que se evalúe la
resistencia al cortante en la línea de cola.
La velocidad con la que se aplicó la carga fue de0.6 mm/min, que está en el rango establecido por
la norma ASTM D-143.
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TABULACION DE LOS DATOS
Área de la longitud = 5 x 4 = 20 cm2
Muestra P(kg) Esfuerzo máximo Contenido de humedad (kg/cm2) (%)
TS-COR-1001 580.34 28.64 9,93 TS-COR-1002 521.58 25.74 9,83 TS-COR-1003 669.71 33.05 8,54 TS-COR-1004 499.09 24.63 9,77 TS-COR-1005 499.70 24.66 10,06 TS-COR-1006 528.27 26.07 9,89 TS-COR-1007 514.89 25.41 9,77 TS-COR-1008 524.82 25.9 9,76 TS-COR-1009 633.64 31.27 10,09 TS-COR-1010 552.58 27.27 10,03 TS-COR-1011 490.78 24.22 9,76
TS-COR-1012* 426.95 21.07 10,09 TS-COR-1013 629.18 31.05 10,33 TS-COR-1014 489.97 24.18 9,92 TS-COR-1015 468.90 23.14 9,80 TS-COR-1016 593.11 29.27 10,23 TS-COR-1017 780.55 38.52 10,11 TS-COR-1018 876.80 43.27 10,36 TS-COR-1019 614.99 30.35 10,24 TS-COR-1020 544.68 26.88 10,06
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0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1000.00
T S - C O R - 1 0 0 2
T S - C O R - 1 0 0 4
T S - C O R - 1 0 0 6
T S - C O R - 1 0 0 8
T S - C O R - 1 0 1 0
T S - C O R - 1 0 1 2
T S - C O R - 1 0 1 4
T S - C O R - 1 0 1 6
T S - C O R - 1 0 1 8
T S - C O R - 1 0 2 0
Carga Kg
Probetas
P(kg)
P(kg)
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05
1015202530
35404550
Esfuerzokg/cm2
Probetas
Esfuerzo máximo kg/cm2
Esfuerzo máximokg/cm2
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0
2
4
68
10
12
T S - C O R - 1 0 0
2
T S - C O R - 1 0 0
4
T S - C O R - 1 0 0
6
T S - C O R - 1 0 0
8
T S - C O R - 1 0 1
0
T S - C O R - 1 0 1
2
T S - C O R - 1 0 1
4
T S - C O R - 1 0 1
6
T S - C O R - 1 0 1
8
T S - C O R - 1 0 2
0
Cont. Humedad%
Probetas
Contenido de humedad (%)
Contenido de humedad(%)
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ENSAYO DECORTANTE
Esfuerzo máximo(kg/cm2)
Contenido dehumedad (%)
Promedio 28.23 9.93DesviaciónEstándar 5.20 0.37
Coeficiente devariación
18% 4%
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Factorcorrección 0.987
b= 5 cmh= 4 cmA= 20 cm2
Donde:
– es el esfuerzo resistente encortante(rotura) paralelo a la fibra del
espécimen, kg-f por cm2 – F Factor de correccion 0.987
– es la carga máxima que resisteel espécimen, kg-f
– A Superficie del plano en que se
produce el cizallamiento, encentímetros cuadrados.
= ∗
Se obtuvo el contenido de humedadCH [%] de las probetas al momentode realizar las pruebas.
ℎ = −
Wh [kg] es el peso de la muestracuando se realizó la prueba yWs [kg] es el peso de la muestraluego de alcanzar la condición seca
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• Comparando el coeficiente de dispersión obtenido con el recomendado por la FPL, seobserva que los resultados presentan mayor dispersión (18%) que la recomendada(14%) recomendado . Sin embargo, se debe recordar que este valor recomendado estábasado en un estudio realizado a madera sólida, por lo que se explica una menor dispersiónentre los datos, debido a que los estudios de propiedades mecánicas de madera sólida serealizan en muestras que no presentan defectos como nudos, médula o torceduras y quegeneralmente provienen de una misma zona y han tenido un tratamiento silvicultural similar.
Con respecto al contenido dehumedad, se esperaba un valormás alto de equilibrio de acuerdoal gráfico de la figura 1.1
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