madera civil

7/21/2019 Madera Civil

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Caractersticas De La Madera

Fcil de trabajar.Es sencillo darle forma si se emplean los tiles adecuados. Baja densidad.Flota en el agua, por lo que se ha usado para la fabricacin de

embarcaciones.

Dureza.Propiedad que le confiere resistencia, aunque vara mucho de unos tiposa otros de madera.

Flexibilidad.Facilidad que presentan muchas madera para ser doblada ensentido de sus vetas.

Esttica agradable. Presentando una amplia variedad de colores, texturas yveteados

Mala conductora del calor y la electricidad.Por lo que se puede utilizar comomaterial aislante.

Disponible. La madera es una recurso natural que tenemos a nuestra disposicinen todo el mundo, pero debemos de cuidar su explotacin y repoblarnuestros bosques para que nos sigan proporcionando madera en el futuro.


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Clasificacin de la madera.

Madera Estructural: Requiere un proceso de anlisis ydiseo estructural; se clasifica atendiendo a sus

propiedades mecnicas y uso de las piezas aserradas.

Madera Comercial: Se clasifica en diferentes gruposteniendo en cuenta solamente su apariencia ycaractersticas fsicas, sin importar sus propiedades

mecnicas; se utilizan en trabajos generales de

construccin. Madera De Elaboracin: Se usa en la carpintera y

ebanistera para hacer puertas, marcos y otras piezas.


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Propiedades resistentes de la madera

Se pueden distinguir tres direcciones en la maderaortogonales entre si

Longitudinal

Tangencial

Radial


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RESISTENCIA A LA COMPRESIN: En la cual influyen varios factores: La humedad: En general, por

debajo del punto de saturacin de las fibras (30%), la resistencia a

compresin aumenta al disminuir el grado de humedad, no obstante,a partir de ese % la resistencia es prcticamente constante.

Tambin la direccin del esfuerzo tiene una gran repercusin en laresistencia a compresin de la madera, el cual puede darse en dosdirecciones: paralela y perpendicular al grano, siendo mxima la

resistencia para la direccin paralela y mnima para la perpendicular. Cuanto mayor es el peso especfico, mayor es su resistencia

Compresin perpendicular a las fibrasEnsayo de Compresin paralela a las fibras


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RESISTENCIA A LA TRACCIN:

La madera es un material muy indicado para el trabajo a traccin,su uso en elementos sometidos a este esfuerzo slo se ve limitadopor la dificultad de transmitir a dichos elementos los esfuerzos detraccin.

Tambin influye el carcter anistropo de la madera, siendo muchomayor la resistencia en direccin paralela que en perpendicular a

las mismas. La rotura en traccin se produce de forma sbita,comportndose la maderacomo un material frgil.

La resistencia no estar en funcin del peso especfico.


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RESISTENCIA AL CORTE:

Es la capacidad de resistir fuerzas que tienden a que una parte del

material se deslice sobre la parte adyacente a ella. Este

deslizamiento, puede tener lugar paralelamente a las fibras;

perpendicularmente a ellas no puede producirse la rotura, porque

la resistencia en esta direccin es alta y la madera se rompe antes

por otro efecto que por ste.


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RESISTENCIA A LA FLEXIN: Puede decirse que la maderano resiste nada al esfuerzo de flexin

en direccin radial o tangencial. No ocurre lo mismo si est

aplicado en la direccin perpendicular a las fibras.

La madera solo resiste esfuerzos a flexin si estos son aplicados endireccin perpendicular a la fibra.


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ELASTICIDAD y DEFORMABILIDAD Cuando se sobrepasa el lmite de proporcionalidad la madera se

comporta como un cuerpo plstico y se produce una deformacin

permanente. Al seguir aumentando la carga, se produce la rotura.

La manera de medir deformaciones es a travs de su mdulo deelasticidad, segn la frmula:

Este mdulo depender de la clase de madera, del contenido dehumedad, del tipo y naturaleza de las acciones, de la direccin de

aplicacin de los esfuerzos y de la duracin de los mismos.

E


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FLEXIBILIDAD

Es la propiedad que tienen algunas

maderas de poderser dobladas o

ser curvadas en su sentido

longitudinal, sin romperse. Si son

elsticas recuperan su forma

primitiva cuando cesa la fuerza que

las ha deformado.

La madera verde, joven, hmeda ocalentada, es ms flexible que la

seca o vieja y tiene mayor lmite de

deformacin.

Maderas flexibles: Fresno, olmo,

abeto, pino.Maderas no flexibles: Encina, arce,

maderas duras en general.

DUREZA:es la resistencia que oponeal desgaste, rayado, clavado,

etc. Cuanto ms vieja y dura

es, mayor resistencia opone.

La dureza depende de la especie,

de la zona del tronco, de la edad.

En general suele coincidir que las

ms duras son las ms pesadas

y se pulen mejor.

- Muy duras: Ebano, boj, encina.

- Duras: Cerezo, arce, roble,

tejo...

- Semiduras: Haya, nogal,

castao, peral, pltano, acacia,

caoba, cedro, fresno, teka.- Blandas: Abeto, abedul, aliso,

pino, okume.

- Muy blandas: Chopo, tilo,

sauce, balsa.


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MADERA ESTRUCTURAL Son aplicables a la madera aserrada que cumple con los requisitos

establecidos en la norma ITINTEC 251. 104 maderas conferas de

procedencia extranjera podrn agruparse siempre que cumplan

con normas de calidad internacionalmete conocidas y que resulten

en caractersticas similares a las de los grupos establecidos en la

norma.

Los valores establecidos en esta seccin son aplicables a maderaaserrada en condiciones normales. Para condiciones especiales los

requisitos sern establecidos en las normas correspondientes.

Densidad bsica. Es la relacin entre la masa anhidra de una piezade madera y su volumen verde se expresa en g/cm3

Esfuerzobsico. Esfuerzo mnimo obtenido de ensayo depropiedades mecnicas que sirve de base para la determinacin

del esfuerzo admisible este mnimo corresponde a un lmite de

exclusin de 5%


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Esfuerzos admisibles.Son los esfuerzos de diseo del materialpara cargas de servicio definidos para los grupos estructurales

Madera estructural o madera para estructuras.es aquella quecumple con la norma ITINTEC 251. 104 con caractersticas

mecnicas aptas para resistir cargas.

Madera hmeda.Es aquella cuyo contenido de humedad essuperior al equilibrio higroscpico

Madera seca.Es aquella cuyo contenido de humedad es menoro igual que el correspondiente al equilibrio higroscpico

Mdulo de elasticidad mnimo. (E min) es el obtenido comomenor valor para las especies del grupo correspondiente a un

lmite de exclusin de 5% de los ensayos de flexin

Mdulo de elasticidad promedio (E promedio)es el obtenidocomo el menor de los valores promedio de la especies del

grupo. Este valor corresponde al promedio de los resultados de

los ensayos de flexin.


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5. AGRUPAMIENTO

El agrupamiento est basado en los valores de la densidadbsica y de la resistencia mecnica.

Los valores de la densidad bsica, mdulos de elasticidad yesfuerzos admisibles para los grupos A, B y C sern los

siguientes:

Densidad Bsica

Grupo Densidad Bsica g/cm3

Resistencia de esfuerzode rotura en flexin

A 0,71 Mayor

B 0,56 a 0,70 Intermedio

C 0,40 a 0,55 Menor


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Mdulo de Elasticidad*

Nota: el mdulo de elasticidad (E) es aplicable para elementos enflexin, traccin o compresin en la direccin paralela a las fibras.(*) Estos valores son para madera hmeda, y pueden ser usados

para madera seca.

GrupoMdulo de Elasticidad (E) MPa (kg/cm2)

Emnimo Epromedio

A 9 316 (95 000) 12 748 (130 000)

B 7 355 (75 000) 9 806 (100 000)

C 5 394 (55 000) 8 826 (90 000)


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Esfuerzos Admisibles **

Grupo

Esfuerzos Admisibles MPa (kg/cm2

)

Flexion

fm

Traccin

Paralela ft

Compresin

Paralela fc//

Compresin

Perpendicular

fc

Corte

Paralelo fv

A 20,6 (210) 14,2 (145) 14,2 (145) 3,9 (40) 1,5 (15)

B 14,7 (150) 10,3 (105) 10,8 (110) 2,7 (28) 1,2 (12)

C 9,8 (100) 7,3 (75) 7,8 (80) 1,5 (15) 0,8 (8)

Nota: Para los esfuerzos admisibles en compresin debern

considerarse adicionalmente los efectos de pandeo

(**) Estos valores son para madera hmeda, y pueden ser usados

para madera seca.

Los mdulos de elasticidad y esfuerzos admisibles establecidos

solo son aplicables para madera aserrada que cumple con lo

establecido en NTP.


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Defectos en la madera que afectan sus propiedadesmecnicas nudos en el centro de la cara y aristas

Rajaduras Nudos


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Ensayo a la compresin de la madera

(NTP 251.014- NTP 251.016) Muestra.

Tres probetas de madera de copaiba de 5x5x20 cm.

Tres probetas de madera de copaiba de 5x 5 x15 cm.

Herramientas.

Regla metlica

Mquina de ensayo a compresin1.- CONTENIDO DE HUMEDAD:

En este ensayo se determino la humedad que contiene la

madera; deacuerdo a la norma NTP 251.010

*Para las probetas con fibras paralelas a la carga:

muestra

Peso

nat.(g)

Peso seco

(g) CH (%)

A-1 28.7 21.0 36.67

A-2 25.4 20.7 22.71

A-3 28.1 19.8 41.92

Donde el CH Promedio = 33.77 %


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*Para las probetas con las fibras perpendiculares a la carga:

a) COMPRESION AXIAL O PARALELA AL GRANO:

muestra Peso nat.(g) Peso sec. (g) CH (%)

D-1

200,00

146,50

36,52

D-2 50,00 30,50 63,93

D-3 22,50 13,00 73,08

Donde el CH Promedio = 57.84 %


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Se ensayaran tres probetas de madera con las fibras paralelas ala carga, la norma para este ensayo es NTP 251.014

Las dimensiones de las probetas son 5*5*20 cm. Se va a determinar el esfuerzo a compresin del copaiba con el

contenido de humedad ya mencionado anteriormente.

= P/A Dnde: : Es el esfuerzo a compresin en (kgf/cm) P : Es la carga aplicada. A: Es el area donde es aplicada la carga. Se tomaron medidas de las dimensiones de ambas bases de las

probetas para luego tomar un rea promedio.

Con las reas promedio y la carga aplicada se determinael esfuerzo ().

Area (cm) Fuerza(kN)

(kg/cm)

A-1 25.38 70.0 281.14

A-2 24.97 68.5 279.64

A-3 25.65 80.3 319.12

Donde el promedio = 293.3 (kg/cm)


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B)COMPRESION PERPENDICULAR AL GRANO: Se ensayaran tres probetas con las fibras perpendiculares a la carga, la norma

utilizada es NTP 251.016

Como el ensayo anterior se va a determinar el esfuerzo; de las probetas con lassiguientes dimensiones 5*5*15 cm.

Area (cm) Fuerza (kN) (kg/cm)

D-1

24.28

17.00

71.37

D-2 24.65 18.00 74.44

D-3 24.50 14.90 61.99

Donde el promedio = 69.26 (kg/cm)


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CONCLUSIONES: La resistencia a compresin es inversamente proporcional al

contenido de humedad; esto quiere decir a mayor contenido de

humedad menor resistencia.

La madera presenta mayor resistencia a compresin cuando lasfibras son paralelas a la carga que cuando son perpendiculares.

La presencia de ojos en las muestras as como tambinfisuras perjudican a la resistencia de compresin, para lo cual

se debe desechar esa muestra como en el ensayo anterior.

Se observ q a una determinada carga la madera fallo en unngulo de 45 aproximadamente.


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SECADO DE LA MADERA

El proceso ms importante para que la madera sea de calidad yeste en buen estado aunque sin fallan los anteriores tambin

fallara este. La madera recin cortada contiene gran cantidad de

agua de 1/3 a la mitad de su peso total. El proceso para eliminar elagua antes de procesar la madera se llama secado y se realiza por

muchos motivos.

Mejora sus propiedades mecnicas: la madera seca es msresistente que la madera verde.

Mejora su estabilidad dimensional.

Aumenta la resistencia al ataque de agentes destructores (hongos).

Aumenta la retencin de clavos y tornillos.

Disminuye considerablemente su peso propio, abarata eltransporte y facilita la manipulacin de herramientas.

Mejora la resistencia de adhesivos, pinturas y barnices.

Mejora su ductilidad, facilidad para cortar y pulir.

Mejora la absorcin de preservantes lquidos aplicados con presin


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TIPOS DE SECADO

SECADO NATURAL: Se colocan los maderos en pilas separadasdel suelo y con huecos para que corra el aire entre ellos y

protegidos del agua y el sol para que as se vayan se-cando lo

que le pasa a este sistema es que tarda mucho tiempo y eso noes rentable al del aserradero que quiere que eso vaya deprisa.

SECADO ARTIFICIAL:Dentro de este hay varios mtodosdistintos:

Secado por inmersin: En este proceso se mete al tronco oel madero en una piscina, y por el empuje del agua por uno

de los lados del madero la savia sale empujada por el lado

opuesto as se consigue que al eliminar la savia la madera

no se pudra y aunque le prive a la madera de algo de

dureza y consistencia ganara en duracin. Este procesodura varios meses, tras los cuales la madera secara ms

deprisa porque no hay savia.


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Secado al vaco:en este proceso la madera es introducidaen unas mquinas de vaco. Es l ms seguro y permite

conciliar tiempos extremadamente breves de secado con:

Bajas temperaturas de la madera en secado. Limitados gradientes de humedad entre el exterior y la superficie.

La eliminacin del riesgo de fisuras, hundimiento o alteracin delcolor.

Fcil utilizacin.

Mantenimiento reducido de la instalacin1-Panel de control computarizado

(Vacutronic).

2-Batera de agua caliente.

3-Madera en secado.

4-Ventilador de flujo alterno.

5-Turbulencia.

6-Sonda.7-Carro motorizado de carga.

8-Condensador.


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Secado por vaporizacin: Este proceso es muy costoso perobueno.

Se meten los maderos en una nave cerrada a cierta altura del suelo

por la que corre una nube de vapor de 80 a 100C Con este procesose consigue que la madera pierda un 25% de su peso en agua y ms

tarde para completar el proceso se le hace circular una corriente de

vapor de aceite de alquitrn que la impermeabilizar y favorecer

su conservacin.

CRITERIOS DE PROTECCIN

Debe evitarse que la madera est en contacto con el suelo o con

otras fuentes de humedad. En caso que as ocurra, debe ser

preservada segn lo establecido.

Toda la madera estructural o no, expuesta a la accin directa de lalluvia debe protegerse con sustancias hidrfugas, recubrimientos

impermeables o por medio de aleros y vierteaguas.


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Todo elemento estructural expuesto a la intemperie y en contacto

con el suelo o la cimentacin debe apoyarse en anclajes metlicos

con tratamientos anticorrosivos o sobre cimientos, de tal forma

que se evite el humedecimiento de los elementos de madera por la

propia humedad del suelo, por agua empozada, por aniegos o porlimpieza de pisos.

Para prevenir la condensacin, especialmente en climas hmedos,

es necesario evitar espacios sin ventilacin. En aquellos ambientes

que por su uso estn expuestos al vapor, como baos y cocinas,

adems de suficiente ventilacin, los elementos y componentes demadera deben protegerse, con recubrimientos impermeables.

Los clavos, pernos y pletinas, debern tener tratamientos

anticorrosivo como el zincado o galvanizado, especialmente en

reas exteriores y ambientes hmedos.

La madera por ser higroscpica est sujeta a fluctuaciones en sucontenido de humedad lo que provoca la variacin dimensional de

los elementos constructivos. Este aspecto debe ser tomado en

cuenta en el diseo y fabricacin de los elementos y componentes

de madera.


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LA MADERA COMO MATERIAL DECONSTRUCCIN


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CLASIFICACION DE MADERAS PERUANAS PARA LA CONSTRUCCIN

Clasificacin de madera de tipo estructural de acuerdo a su densidad yresistencia en tres grupos y sus aplicaciones en construccin. En el Per y

en general en toda Latino Amrica, la madera ms abundante es la

latifoliada; maderas que presentan una densidad bsica que vara de 0.13

g/cm a 1.20 g /cm o ms, que se clasificaron en tres grupos, as:

El Grupo A, que comprenden las maderas de mayores resistencias, cuyasdensidades estn en general por el rango de 0.90 a 0.71 gr /cm .

El Grupo B, que comprende las maderas de mediana resistencia y susdensidades se sitan entre el rango de 0.70 a 0.56 gr /cm.

El Grupo C, comprenden las maderas de menores resistencias, susdensidades se sitan en el rango de 0.55 a 0.40 gr / cm.


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De acuerdo al uso:

Las maderas del Grupo A, se recomienda para uso en construccin pesada,trabajos portuarios y marinos donde el factor ms importante es la

resistencia y durabilidad y no es tan importante la trabajabilidad de la

madera.

Las maderas del Grupo B, se recomiendan para usarlas en piezas o partesestructurales de cierta envergadura, denominadas estructuras

semipesadas

Las maderas del Grupo C, se pueden usar como madera utilitaria deconstruccin, donde se combine resistencia y facilidad de trabajo,

conjuntamente con otras facilidades tcnicas de manufactura (facilidad de

clavado, corte, ensamblaje, montaje, etc.). La utilizacin de estas maderas

en construcciones se debe hacer de acuerdo a las recomendaciones para

cada uso, as como tambin que se clasifiquen o califiquen como de

calidad estructural.


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PIE TABLAR(pt)

Unidad de medida representada por el volumen de una tabla de un pie delargo, un pie de ancho y una pulgada de espesor. Equivalente a un doceavo

de pie cbico.

La madera se comercializa por volumen, siendo expresada en m3

y envarios pases andinos se comercializa en pies tablares o en pies

cuadrados.

El pie tablar equivale a una pieza cuadrada de 1 pie de lado (12=30.48cm) y 1(2.54cm) de espesor


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Equivalencias:

1pt=30.48 cm x 30.48cm x 2.54cm=2360cm3

1pt=12 x 12x 1=144pulg3

1pt=2.36litros

METODO PRACTICO PERUANO


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Ejemplo.Encontrar el total de pies cuadrados de una pieza demadera de dimensiones 2x3 y 3m para el uso de pies derecho o

puntales.

Ejemplo.

Se tiene una tabla de 6 de ancho, 2 de espesor y 8 piesobtener Cuntos pies tablares de madera hay?


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ESCUDRIAS O DIMENSIONES COMERCIALES

|Escuadra. sonlas dos dimensiones de la seccin transversal deuna pieza de madera que est o ha de ser labrada a escuadra, lasescuadras estn definidos por normatividad hay escuadrasgrandes, medianas y pequeas


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Escuadras pequeas. Aqu se encuentran el grupo de listones y lastablillas.

Escuadras medianas.Aqu se encuentran las tablas madera

alistonada (tablas o tableros realizados con una multitud pequeoslistoncillos encolados entre s)

Escudaras Grandes. Aqu se encuentran los tablones que seutilizan habitualmente para grandes superficies como paneles de

pared.


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DIMENSIONES COMERCIALES Y DIMENSIONES REALES

Las dimensiones reales de la escuadra son las que se usan en eldiseo y las que deben tener al momento de la construccin.

Debido al proceso de cortes sucesivos y cepillado, las piezas demadera experimentan disminuciones progresivas en las

dimensiones de su seccin transversal; haciendo diferentes las

medidas iniciales, denominadas nominales o equivalentes

comerciales y aquellas que nicamente se utilizan para la

determinacin del volumen facturado al comprador ya quefinalmente las dimensiones resultantes son menores debido al

corte, cepillado y secado.

En el Per y en la mayora de los pases andinos, no existeuniformidad de las dimensiones obtenidas al referirse a

determinadas escuadras.


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ESCUADRIAS COMERCIALES DE MADERA SEGN NORMA DEL PACTOANDINO


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CARGAS QUE ACTUAN EN LOS

ENCOFRADOS

TIPO DE CARGA

Peso del concretoPeso de los ladrillos (en techos aligerados)

Cargas de construccin

Peso propio de los encofrados

Cargas diversas

Presin del concreto fresco


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Debido a sus ventajosas propiedades es el material que

frecuentemente se emplea en encofrados ,bsicamente por:

Su bajo peso

Facilidad para trabajarla

ductilidad

Textura

MATERIALES EMPLEADOS: *El tornillo

*La Moena

*El pino

madera civil

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