G3-MADERA

Estructuras II

INGENIERO: José Sandoval

 Vilma Bobadilla  Héctor Cueva  Jesús Mejía  Andrea García 18 – Septiembre - 2013

[INVIESTIGACION DE LA MADERA] Página 0

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INTRODUCCION A continuación se presentara una investigación detallada acerca de la madera, lo que son sus propiedades, características, defectos y algunas tablas de apoyo para conocer deferentes tipos de madera.

INVIESTIGACION DE LA MADERA | GRUPO 3

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INDICE

INTRODUCCION………………………………………………………………. 1 DEFINICIÓN DE MADERA …………………………………………………………. 3 PROPIEDADES MECANICAS DE LA MADERA ……………………………………..4 DEFECTOS…………………………………………………………………………..5 ASERRADO: SECCION NOMINAL Y EFECTIVA…………………………………………………………………….9 TABLAS………………………………………………..11 ESFUERZOS…………………………………………………………….17 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………20


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DEFINICIÓN DE LA MADERA

MADERA:

Es uno de los elementos constructivos más antiguos que el hombre ha utilizado para alcanzar los altos niveles de adelanto y bienestar que tiene actualmente, como la construcción de sus viviendas y otras edificaciones.

USOS:

En la construcción sus principales usos son: Encofrado, Andamios, Estructuras de Techo, marcos y contramarcos, entrepisos vigas y viguetas, mobiliario para construcción, molduras.

PROPIEDADES:

Las propiedades mecánicas dependen de la especie botánica del árbol y de las condiciones de crecimiento de éste, puesto que estos factores determinan la velocidad de crecimiento y la presencia de defectos. Al igual que en las propiedades físicas, el grado de humedad influye notablemente sobre las propiedades mecánicas. o La resistencia a la compresión es la facilidad a ser comprimida al aplicarle un esfuerzo, el cual puede darse en dos direcciones: paralela y perpendicular al grano, siendo máxima la resistencia para la dirección paralela y mínima para la perpendicular. Por otro lado, a partir de un contenido de humedad del 30%, la resistencia a la compresión permanece constante, pero hasta el 30% la resistencia aumenta al decrecer la humedad.


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o La resistencia a la tracción se trata de medir la resistencia de la madera cuando se aplican dos esfuerzos, en igual dirección y sentido opuesto, dirigidos hacia fuera de la pieza en estudio. Al igual que para la compresión, esta resistencia será muy pequeña si los esfuerzos son perpendiculares a las fibras, pero si se aplican paralelos a éstas se observa una gran resistencia, siendo éste un comportamiento general a la mayoría de las maderas. En cuanto a la influencia de la humedad, se observa que al aumentar ésta, disminuye la resistencia. o Resistencia a la flexión y elasticidad Es la resistencia que opone la madera a flexionarse sin romperse ante un esfuerzo. Si el esfuerzo se aplica perpendicular a las fibras la resistencia será máxima, mientras que si es en paralelo será mínima. No obstante, defectos estructurales en la madera pueden hacer perder resistencia, al igual que una disminución de humedad y la antigüedad de la madera, es decir, las maderas húmedas son más flexibles que las secas, y las maderas jóvenes lo son más que las viejas. o La resistencia al corte es la capacidad de la madera de resistir una carga que tiende a seccionarla por un plano normal al eje longitudinal. En general, si el esfuerzo se aplica en la dirección normal a las fibras, la resistencia será alta, mientras que en la dirección

ORIGEN : La madera es un material orto trópico encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas. Como la madera la produce y utilizan las plantas con fines estructurales es un material muy resistente y gracias a esta característica y a su abundancia natural es utilizada ampliamente por los humanos, ya desde tiempos muy remotos. Una vez cortada y seca, la madera se utiliza para muy diferentes aplicaciones. Una de ellas es la fabricación de pulpa o pasta, materia prima para hacer papel. Artistas y carpinteros tallan y unen trozos de madera con herramientas especiales, para fines prácticos o artísticos. La madera es también un material de construcción muy importante desde los comienzos de las construcciones humanas y continúa siéndolo hoy. En la actualidad y desde principios de la revolución industrial muchos de INVIESTIGACION DE LA MADERA | GRUPO 3

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los usos de la madera han sido cubiertos por metales o plásticos, sin embargo es un material apreciado por su belleza y por qué puede reunir características que difícilmente se conjuntan en materiales artificiales. La madera que se utiliza para alimentar el fuego se denomina leña y es una de las formas más simples de biomasa.

DEFECTOS DE LA MADERA Se llaman defectos, los cambios del aspecto exterior de la madera, las alteraciones en la integridad de los tejidos y membranas celulares, en la irregularidad de su estructura y los deterioros de la madera que reducen su calidad y limitan las posibilidades de su empleo. Los defectos de la madera de procedencia mecánica que surgen en ella durante la tala, el transporte, la clasificación y el maquinado a esto se le llaman defectos de la madera.

COLAINAS O ACEBOLLADURAS Son los huecos producidos por la separación los tejidos leñosos, se produce por las heladas, más frecuentemente en los árboles ricos en tanino como el castaño y la encina. Estando el árbol en pie no se aprecia esta afección en la madera. Acebollado en un tronco y su efecto al cortar las tablas Las tablas de una madera con acebolladuras rajan durante el secado y sus fibras se separan en los anillos afectados.

GRIETAS Son rajaduras que se producen en el sentido de los radios medulares. Generalmente por una desecación excesiva con perdida muy rápida de humedad. INVIESTIGACION DE LA MADERA | GRUPO 3

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FENDAS A diferencia de las grietas se producen desde el exterior hacia el centro del árbol. Son causadas por la contracción o secado demasiado rápido del árbol, la pueden producir la sequía, la acción excesiva de sol o intensas heladas.

PATA DE GALLO Similares a las grietas, pero con mayores proporciones, que se ramifican desde el corazón hacia la corteza. En el castaño y roble pueden producirse durante el desarrollo del árbol, y en haya, abeto blanco y pino después del apeo.

LANULADOS Se produce cuando el frío riguroso detiene por completo el desarrollo del árbol, y al continuar creciendo quedan anillos o capas de madera muerta entre los últimos anillos y los nuevos tejidos. Éstos tejidos leñosos muertos son fácilmente afectados por la putrefacción.


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NUDOS

El desarrollo de las ramas produce la desviación de las fibras que rodean a las formaciones de las ramas que crecen en diferente dirección que el tronco. Cuando éstas se rompen, secan o son cortadas quedan atrapadas entre las nuevas capas de la albura, y sobre ellas se van formando nuevos tejidos que los cubren, dando lugar a lo que llamamos nudos.

Estos nudos por tener la fibra en diferente dirección que el resto de la madera, tienen mayor dureza y si permanecen fuertemente adheridos a los tejidos que los circundan se los llama nudos vivos, por el contrario si sus tejidos están compuestos tejidos muertos, se los llama nudos muertos y se desprenden con facilidad por la contracción de las fibras durante el el secado.

DOBLE ALBURA Cuando los fríos son muy prolongados y la zona afectada abarca varios anillos, la albura queda desvitalizada y sin lignificar, formando una capa de madera propensa a la descomposición y de escasa resistencia, se la diferencia por la decoloración de las fibras y tonos rojizos cuando está en proceso de descomposición.


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LAGRIMALES Se producen por la filtración del agua de lluvia cuando se desgaja, pudre o rompe una rama, que interrumpe el paso normal de la sabia y corrompe las zonas leñosas circundantes.

TUMORES Son formaciones defectuosas por una mala cicatrización de los nudos cuando se rompen las ramas.

CORAZÓN EXCÉNTRICO Es frecuente por la acción de los fuertes vientos y el sol, que en los árboles que están en las zonas desprotegidas del bosque crezcan con cierta excentricidad del corazón lo que produce distintas calidades de madera en las diferentes zonas del tronco. Una tabla que contenga el corazón descentrado responderá de manera diferente a la humedad y esfuerzos, ocasionando Deformaciones desiguales, ya que la zona de anillos expandidos absorberá más humedad y serán más hendibles que los anillos con mayor compresión en sus fibras.

CORAZÓN HUECO Se origina por la pudrición roja, Cuando el árbol se pone viejo si sus anillos centrales se desecan y desintegran, siendo afectado el árbol por el virus que descompone el corazón, quedando el hueco. Cuando la madera presenta éste defecto dificulta su aprovechamiento.


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ASERRADO DE LA MADERA

El aserrado consiste en practicar cortes sobre piezas de madera. Para esta operación se emplean los serruchos y otros útiles auxiliares como los gatos o topes de bancos. Aserrado de madera para construcción (sección nominal)

El aserrado de madera para construcción deberá hacerse preferencialmente con sierras de cinta sin fin o sierras circulares que aseguren una escuadría regular a lo largo del bloque o pieza aserrada obtenida. a) En maderas difíciles de aserrar con sistemas tradicionales se podrán dar mejores resultados si se introducen variables en la velocidad de las sierras o en la inclinación de los dientes y ángulos de corte. b) La madera deberá aserrarse en corte radial, cuando se quieran piezas de uso estructural exigentes en  estabilidad dimensional. c) Los aserraderos deberán producir la madera aserrada en largos que correspondan a la dimensión real  comercializada más 1% de la longitud. De la misma manera la escuadría o sección transversal de los bloques y vigas deberá corresponder en la práctica a la dimensión comercial más una tolerancia de 0.5 cm en cada uno de los lados de la escuadría. Para secciones inferiores la medida real deberá coincidir con la medida nominal. Para controlar distorsiones de concentración de esfuerzos se debe producir el aserrado alternando los cortes entre ambos lados del tronco, lo que permite liberar progresivamente las tensiones. d) Los aserraderos deberán producir la madera aserrada en largos que correspondan a la dimensión real comercializada. De la misma manera la escuadría o sección transversal deberá corresponder en la práctica a la dimensión comercial. Para madera de aserrío (bloques o tablones) la dimensión comercial deberá corresponder a la dimensión real. e) Las dimensiones de la madera aserrada deberán darse en el sistema INVIESTIGACION DE LA MADERA | GRUPO 3

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métrico decimal, en metros para la longitud y centímetros para la sección transversal. Secciones preferenciales: Para normalizar la producción de piezas aserradas destinadas a la construcción, la escuadría inicial de las piezas o bloques grandes deberá ser tal que permita la posterior producción de secciones preferenciales con usos más frecuentes en la construcción. a) Se deberá tener en cuenta que durante el re-aserrado y producción definitiva de secciones reales habrá pérdidas por corte, cepillado y por contracciones debidas al secado de la pieza de madera. b) La figura 1 muestra las posibles combinaciones de escuadrías a partir de una base que es la de la mayor dimensión práctica con calidad exigida para madera estructural. c) La madera aserrada deberá comercializarse por volumen, siendo el metro cúbico la unidad comercial.


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PESO ESPECIFICO = Peso Volumen TIPO DE

PESO

ESPECIFICO

MADERA

SISTEMA METRICO kg/m3

SISTEMA INGLES Lb/pie3

Bubinga

800-900

49.9-56.2

Embero

450-600

28.1-37.5

Mokali

550-600

34.3-37.5

Okume

400-500

25-31.2

Sapeli

600-650

37.5-40.6

Wenge

850-950

53.1-59.3

Avodire

520-550

32.5-34.3

Iroko

650-700

40.6-43.7

Limba

500-530

31.2-33.1

Sipo

650-700

40.6-43.7

Makore

650-700

40.6-43.7

Manzonia

600-700

37.5-43.7

Arce

500-600

31.2-37.5

Red-Gum

560

35

Pitch-Pine

700-750

43.7-46.8

Black-Walnut

600

37.5

Abedul

600-700

37.5-43.7

Western Red Cedar

320-400

20-25

Sequoia

400

25

Hickory

700-850

43.7-53.1

Douglas

600

37.5

Tepa

440

27.5

Vacapua

940

58.7

Jagua Pau Marfim Imbuia Louro Preto

850 800 750 750-880

53.1 49.9 46.8 46.8-54.9


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Bois de Rose Pau Ferro Palisandro Rio Cedrela Caoba Sucupira Amaranto Abarco Courbaril Ramin Teka Palisandro India Paldao Ebano Citronier Sen Amboina Rewa Meranti Tamo Laurel Cerezo Fresno Haya Nogal Roble Pino Castaño Olmo Peral Plátano Abeto Olivo

900 1200-1300 850-1000 380-720 700-850 850-1100 800-900 600 850 650 550-750 850-1000 650 1200-1250 920 600-650 650-800 770-800 500-700 570 900-950 580 600-700 650 600 600-800 600 600-720 550-850 700-750 680 440 900

56.2 74.9-81.2 53.1-62.4 23.7-44.9 43.7-53.1 53.1-68.7 49.9-56.2 37.5 53.1 40.6 34.3-46.8 53.1-62.4 40.6 74.9-78 57.4 37.5-40.6 40.6-49.9 48.1-49.9 31.2-43.7 35.6 56.2-59.3 36.2 37.5-43.7 40.6 37.5 37.5-49.9 37.5 37.5-44.9 34.3-53.1 43.7-46.8 42.5 27.5 56.2


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MODULO DE ELASTICIDAD Es un parámetro que nos indica la capacidad de la madera para resistir deformaciones, entre más alto sea su valor, más rígida será la madera. El módulo de elasticidad es empleado en el diseño para predecir y controlar las deformaciones de los elementos fabricados con este material.


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ESFUERZOS QUE RESISTE LA MADERA La acción de las cargas somete a las maderas a los siguientes esfuerzos: COMPRESIÓN: Este esfuerzo se produce cuando una fuerza tiende a comprimir o aplastar un miembro. Este esfuerzo se presenta en las columnas de edificaciones, así como en algunas barras que conforman distintos tipos de armaduras. 

Paralelas a las fibras(veta)  ad CII



Perpendicular a las fibras  ad C 



Inclinadas a las fibras  ad C

TRACCIÓN: Es un esfuerzo que se produce cuando una fuerza tiende a estirar o alargar un miembro. La cuerda inferior y ciertas almas de miembros de armaduras y cabios atirantados trabajan a tracción. Si se conoce la fuerza total de tracción axial (denotado por P) en un miembro, así como el área de su sección transversal (denotado por A), el esfuerzo unitario de tracción se encuentra a partir de la fórmula básica del esfuerzo directo:  T 

P A 

Paralelas a las fibras  ad TII


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FLEXIÓN: Este tipo de esfuerzo por lo común se genera por la aplicación de momentos llamados momentos flexionan tés (sobre todo en vigas), produciendo esfuerzos flexionan tés (tanto de compresión como de tracción). 



ad f

CORTE: Se produce un esfuerzo cortante cuando dos fuerzas iguales, paralelas y de sentido contrario tienden a hacer resbalar, una sobre otra, las superficies contiguas del miembro. Este esfuerzo que es muy común se presenta en la mayoría de los elementos estructurales, y por ejemplo en vigas cabe señalar que existen 2 tipos de esfuerzo cortante, el vertical y el horizontal; y por lo general las fallas por cortante en vigas de madera se deben al esfuerzo cortante horizontal, y no al vertical. 

 adτ

DEFORMACIÓN: La deformación es el cambio de tamaño o forma que siempre sufre un cuerpo que está sometido a una fuerza. Cuando las fuerzas son de compresión y de tracción axial, las deformaciones son acortamientos o alargamientos, respectivamente. Cuando una fuerza actúa en un miembro flexionándolo (como lo hacen las cargas en las vigas), la deformación se llama flecha.  Flechas; este fenómeno en las maderas es extremadamente peligroso, las flechas admisibles dependen del grupo de las maderas: L (cm)  Grupo A  adf  250 - 300


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

Grupo B 

adf



L (cm) 225 - 275

 Grupo C  No debe utilizarse para Resistir cargas (sólo para estructuras provisionales).


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BIBLIOGRAFÍA 

Defectos de la madera (s.f.) Recuperado el 12 de Enero del 2012, de https://sites. google.com/site/tecnologiadelamadera/enfermedades-ydefectos/defectos



Océano. Biblioteca Atrium de la Madera. Barcelona, España: Grupo Editorial Océano



Origen de la madera (s.f.) Recuperado el 11 de Enero del 2012, de http:// todoenmadera.fullblog.com.ar/origen-de-la-madera1307967328.html



Usos de la madera (s.f.) Recuperado el 12 de Enero del 2012, de http://es.scribd. Com/doc/51300566/6/VI-PRINCIPALES-USOS-DE-LAMADERA-EN-LA-CONSTRUCCION


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