Determinación de valores admisibles para el diseño estructural especies Shihuahuaco y Huayruro con madera seca

Abstract

Teniendo en consideración que el diseño estructural y construcción con madera está establecido en la norma E.010, la cual indica, valores de esfuerzos admisibles y módulos de elasticidad, basados en estudios con madera verde, y señala que se pueden usar en diseños con madera seca, subestimándose así su resistencia. Por lo anterior en la presente investigación se estudiaron las propiedades mecánicas en probetas de madera en estado seco de las especies Shihuahuaco y Huayruro. Los ensayos realizados fueron a compresión axial y flexión estática, siguiendo los procedimientos establecidos en la norma técnica peruana NTP 251.014 y NTP 251.017 respectivamente. Dichos ensayos se llevaron a cabo en el laboratorio de ensayo de materiales (LEM), ubicado en la FIC-UNI. La obtención de la madera para los ensayos se realizó de 4 proveedores distintos en la ciudad de Lima, de esa forma garantizar que la procedencia de las muestras fuera de diferentes árboles, llevándose a cabo la identificación botánica y su posterior secado al aire libre. El contenido de humedad al momento del ensayo de cada probeta estuvo comprendido entre un mínimo de 10.7% y un máximo de 16.5%, por lo que se decidió ajustar los resultados a un contenido de humedad estándar del 12% que es un valor que representa a la madera seca según JUNAC (1984). El procedimiento de ajuste y las consideraciones tomadas están basadas en la norma ASTM D1990. Con los resultados obtenidos del ajuste se determinó los esfuerzos admisibles a compresión axial y flexión estática, así también el módulo de elasticidad. Estos valores fueron comparados con los indicados en la norma E.010 que resultaron de ensayos de madera en condiciones húmedas. Dando como conclusión que los valores de madera en estado seco son superiores a los del estado verde. Al realizar la aplicación al diseño de vigas se demostró que el diseño con madera seca demanda menos material que el diseño con madera verde, por consiguiente representa un menor costo en los materiales.

Bearing in mind that the structural design and construction with wood is established in the E.010 standard, which indicates values of allowable stresses and modulus of elasticity based on studies with green wood, and indicates that they can be used in designs with dry wood, thus underestimating its resistance. Therefore, in this research the mechanical properties of dry wood samples of the Shihuahuaco and Huayruro species were studied. The tests performed were axial compression and static flexure, following the procedures established in the Peruvian technical standards NTP 251.014 and NTP 251.017 respectively. These tests were carried out in the materials testing laboratory (LEM), located in the FIC-UNI. The wood specimens were obtained from 4 different suppliers in the city of Lima, in order to have samples from different trees, then proceeding with the botanical identification and the subsequent drying of the specimens in the open air. The moisture content at the time of the test of each test piece was between a minimum of 10.7% and a maximum of 16.5%, so it was decided to adjust the results to a standard moisture content of 12% which is a value representing dry wood according to JUNAC (1984). The adjustment procedure and the considerations taken are based on the ASTM D1990 standard. With the results obtained from the adjustment the allowable stresses in axial compression and static flexure were determined, as well as the modulus of elasticity. These values were compared with those indicated in the E.010 standard that resulted from wood tests in wet conditions. Giving as conclusion that the values of wood in dry state are greater than those of the green state. When applying these results to the design of beams it was demonstrated that the design with dry wood demands less material than the design with green wood, therefore it represents a lower cost in the materials.