Flexión en madera

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL

ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLCIADAS

INGENIERA CIVIL REDISEÑO

INFORME: N-° 10

TEMA: ENSAYO DE FLEXIÓN EN MADERA

DOCENTE: Ing. Betsabé Escobar MS.c

GRUPO E

INTEGRANTES:

∙ Arteaga Arévalo Angela Doménica.

∙ Armendariz Villalva Cristopher David.

∙ Correa Macias Emmy Rosse.

∙ Yanza Guachamboza Nicol Estefanía.

NIVEL: TERCERO

PARALELO: IC3-008

2021-2021

1. INTRODUCCIÓN

Las vigas al formar parte de sistemas estructurales como son los pórticos, puentes y otros, se encuentran sometidas a cargas externas que producen en ellas esfuerzos de flexión, cortante y en algunos casos torsión. Las vigas están diseñadas para trabajar principalmente a flexión estas pueden ser sometidas por esfuerzos puros o simples. (Flores Chaluis, 2013)

Un ensayo de flexión es un ensayo destructivo y no destructivo, en el cual este se obtiene cuando se aplica una carga perpendicular al eje longitudinal, en este caso sería una probeta de madera, este ensayo se utiliza para saber si los materiales cumplen o no cumplen con los estándares internacionales.

Se puedes decir que el ensayo de flexión es una combinación entre el ensayo de comprensión y tracción ya que si se aplica una fuerza perpendicular sobre la madera que está suspendida por apoyos la probeta experimentara esfuerzos de compresión en la parte superior en cambio en la parte inferior tendrá esfuerzos de tracción, si la fuerza aplicada fuse en la parte inferior las esfuerzos de tracción estarían en la parte superior en cambio los esfuerzos de tracción estaría en la parte inferior con lo cual podemos afirmar que los esfuerzos de compresión estarán en la parte donde se aplique la carga. (Virginia Vargas, 2017)

El ensayo va ha se destructivo cuando la probeta llega a la fractura y no destructivo cuando solo buscamos conocer el módulo de elasticidad, capacidad de deformación y recuperación, tanto para el ensayo destructivo y nos destructivo se emplea la maquina universal para ensayos.

La flexión pura se refiere a la flexión de un elemento bajo la acción de un momento flexionaste constante. Cuando un elemento se encuentra sometido a flexión pura, los esfuerzos cortantes sobre él son cero.

En la flexión simple son pocos los elementos que se encuentran sometidos a flexión pura. Por lo general se encuentran en flexión no uniforme lo que indica que se presentan de forma simultánea momentos flectores y fuerzas cortantes. Por lo tanto, se hace necesario saber que sucede con los esfuerzos y las deformaciones cuando se encuentran en esta situación. (Flores Chaluis, 2013)

Con el ensayo de flexión destructivo buscamos determinar su resistencia ultimas hasta llegar a la fractura. La flexión pura se refiere a la flexión de un elemento bajo la acción de un momento flexionaste constante. Cuando un elemento se encuentra sometido a flexión pura, los esfuerzos cortantes sobre él son cero.

1. OBJETIVOS

1. Objetivo General

• Determinar las características que presenta la madera al ser sometida a ensayos de flexión.

1. Objetivo Específico

• Establecer la influencia de la inercia en la resistencia de la madera.
• Analizar la gráfica momento flexionante vs Flecha.
• Definir las características por las cuales la inercia aumenta o disminuye.

1. MARCO TEÓRICO

1. ¿Qué son los esfuerzos de flexión?

El esfuerzo de flexión puro o simple se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos.

Esfuerzo de flexión: Esfuerzo normal causado por la “flexión” del elemento. El máximo esfuerzo normal es igual a:

𝝈𝑴 = 𝑴∗𝒄/𝑰

Ecuación 1

Donde:

𝑀 = Momento máximo flector, tenemos:

𝑴 = 𝑷∗𝑳/𝟒

Ecuación 2

𝑐 = Distancia perpendicular del eje neutro al punto más alejado de este y sobre el cual actúa

Esfuerzo de flexión.

𝒄 = 𝑫/𝟐

Ecuación 3

𝐼 = momento de inercia de la sección transversal.

𝑰 = 𝝅∗𝑫𝟒/𝟔𝟒

(𝑺𝒆𝒄𝒄𝒊o𝒏 𝒄𝒊𝒓𝒄𝒖𝒍𝒂𝒓)

Ecuación 4

Por tanto, la ecuación de esfuerzo máximo resulta:

𝝈𝑴 = 𝟖∗𝑷∗𝑳/𝝅∗𝑫𝟐

Ecuación 5

El esfuerzo correspondiente puede ser de tensión o de compresión.

Deformación unitaria:

𝜺 = 𝟔∗𝑫∗∆𝑳/𝑳𝟐

Ecuación 6

Donde:

𝜀 = deformación unitaria, 𝐷 = diámetro de la barra, ∆𝐿 = stroke (deflexión de la barra) y 𝐿 = longitud de la barra.

1. ¿Qué son los materiales isotrópicos y no isotrópicos?

Isotrópicos

Un material es isotrópico si sus propiedades mecánicas y térmicas son las mismas en todas las direcciones. Los materiales isotrópicos pueden tener estructuras microscópicas homogéneas o no homogéneas. Por ejemplo, el acero muestra un comportamiento isotrópico, aunque su estructura microscópica no es homogénea.

No Isotrópicos

Los materiales anisotrópicos, también conocidos como materiales «triclínicos», son medios dependientes de la dirección que se componen de estructuras cristalinas asimétricas. En otras palabras, las propiedades mecánicas de los materiales anisotrópicos dependen de la orientación del cuerpo del material.

1. Normativa para Ensayo.

NTE INEN-ISO 3129: Esta Norma nacional establece el procedimiento a seguir para el muestreo selectivo y sistemático de la madera, para las condiciones de selección del material y para la preparación de las piezas de madera. Asimismo, especifica los requisitos generales para los ensayos físicos y mecánicos en pequeñas piezas de ensayo libres de defectos visibles. Las directrices de muestreo proporcionadas por esta norma pueden ser aplicadas para madera tomada de árboles, troncos o bien trozas o piezas de madera aserrada para aplicaciones no estructurales, tales como muebles, ventanas, puertas, etc., solamente.

NTE INEN 3110: Esta norma establece los requisitos los tableros de partículas no revestidos prensados de plano o por cilindros tal como lo define EN 309. Los valores dados en esta norma se refieren a las propiedades del producto, pero no son valores característicos para utilización en el cálculo estructural.

Normativa ASTM: El estatuto utilizado para la realización de ensayos sobre las propiedades mecánicas de la madera, es la norma ASTM D 143. Standar Test Methods of Small Clear Specimens of Timber (Métodos de prueba estándar para pequeños especímenes limpios de madera). La misma brinda las directrices necesarias para la fabricación de las probetas y los ensayos de las mismas.

ASTM D143: Esta norma define los métodos de ensayo para determinar las propiedades mecánicas, incluyéndola resistencia a la flexión, resistencia a la tracción y resistencia a la cizalla de la madera. Esto permite elegir la que mejor se adapte a las necesidades. Según la norma ASTM D143 los soportes de apoyo inferiores del accesorio de flexión a tres puntos deben disponer de rodamientos y que la carga debe será aplicado en el centro de la muestra por un bloque rígido superior.

1. Madera como elemento estructural.

La madera es el principal material sostenible estructural del cual dispone el arquitecto para la concreción de sus proyectos, ya que posee cualidades que le permiten cumplir sus funciones arquitectónicas y una vez finalizada su vida útil se degrada sin dejar huella ecológica en el medio ambiente. Esta sustentabilidad resultará verdadera si el diseño está asentado en tres BASES:

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