Estudio de las propiedades físico mecánicas y de uniones estructurales del bambú Guadua Angustifolia para su uso en construcción

Abstract

El objetivo principal de la tesis es determinar la resistencia de especímenes y de uniones estructurales para el Bambú (Guadua Angustifolia para contribuir a ampliar los criterios de diseño de la Norma E-100 y de la información en cuanto al uso de la Guadua en el país. La guadua es un material natural de rápido crecimiento y de buenas propiedades estructurales debido a la consistencia de sus fibras longitudinales; sin embargo, la ausencia de fibras radiales en comparación con la madera resulta en esfuerzos perpendiculares y de corte muy bajos, siendo esto una limitación al conformar la estructura por medio de las uniones, motivo por el que se adicionan anclajes metálicos o incorpora material de relleno en sus entrenudos que mejoran sus propiedades mecánicas. Los resultados obtenidos de las propiedades físico mecánicas de la guadua indican que los esfuerzos últimos de resistencia para cada solicitud, se encuentran por encima de los parámetros que ofrece la norma de edificaciones, por lo que se entiende que esta adopta factores de seguridad elevados, debido a la falta de experiencia en el uso, de investigaciones y a su vez la alta variabilidad que presenta el bambú, motivo por el que se debe seguir la investigación de la guadua en diferentes valles y establecer factores de reducción de acuerdo a nuestra realidad. Los resultados obtenidos para cargas a tracción en las uniones, indican que la inclusión de refuerzos metálicos a las uniones (zunchos metálicos) incrementa hasta un 87% la resistencia última respecto a las uniones sin refuerzo propuestas en la norma, debido a que confina las fibras trabajando en conjunto, mientras por otro lado, la inclusión de pernos del tipo grado 8 en comparación con los pernos grado 2, no presentan cambios significativos al encontrarse la unión con mortero en sus canutos, pero sí en uniones sin mortero.

The main objective of the thesis is to determine the resistance of specimens and structural joints of Bamboo (Guadua Angustifolia) to contribute to expanding the design criteria of Standard E-100 and the information regarding the use of Guadua in the country. Guadua is a natural material of rapid growth and good structural properties due to the consistency of its longitudinal fibers, however, the absence of radial fibers compared to wood results in a very low perpendicular and shear stresses, being a limitation to conform the structure through the joints, reason why, metal anchors or filler materials are added into their internodes to improve their mechanical properties. The results obtained from the physical and mechanical properties of the Guadua indicate which the ultimate resistance stresses for each request, are above the parameters offered by the building standard, for what is understood, which adopts high safety factors due to the lack of experience in its use, researches and the high variability which presents the bamboo, reason why, it must follow the investigation of the Guadua in different valleys and establish factors of reduction according to our reality. The results obtained for tensile loads of the joints indicate which the inclusion of metal reinforcements to the joints (metal straps) increases the ultimate resistance up to 87% with respect to the unreinforced joints proposed in the standard, due to the fact it highly confines the fibers working together, while on the other hand, the inclusion of grade 8 bolts compared to grade 2 bolts, does not present significant changes to find its the joint with concrete but if in joints without concrete.