martes, 6 de mayo de 2014
BREVE INTRODUCCION: MADERA
MADERA
BREVE HISTORIA DE LA MADERA:
La madera fue uno de los primeros materiales utilizados por el hombre para construir viviendas
herramientas para cazar, utensilios, entre otros. Mas tarde se utilizo para la construcción de palacios, templos y casas desde el Siglo XX a. C. y hasta el Siglo XIV d. C.. Después de descubrirse nuevas técnicas y materiales para la construcción, tales como el hormigón armado, el hierro, el cristal, el cartón, la fibra textil, todos los sustitutos de la madera, disminuyeron en gran medida el uso de ésta.
En la actualidad el uso de la madera puede ser de vital importancia debido a que se utiliza relativamente poca energía para producirla, lo que con lleva a la conservación del medio ambiente. Sin embargo, para
poder proporcionarle un buen y correcto uso es necesario conocer sus características y propiedades.
La madera es un material natural, biológico, renovable, orgánico, poroso y heterogéneo . Estas características demuestran que es un material al cual se le debe tener muchos cuidados por su susceptibilidad a ser dañada por agentes bióticos y abióticos.
PROPIEDADES ESTRUCTURALES DE LA MADERA:
- Es un material no homogeneo con un comportamiento desigual, que puede variar segun la direccion que este se analice, paralela o perpenticular a las fibras.
- Es un material anisotropo y ortotropo ya que sus propiedades fisicas y mecanicas dependen de la direccion del esfuerzo aplicado en relacion con la orientacion de las fibras paralelas o perpenticulares.
- La resistencia de la pieza de madera se relaciona con el tamaño de la pieza; cuanto mayor es el volumen del elemento, menor es la tension de rotura del material.
- Existen factores que influyen en la propiedades estructurales de la madera:
- La calidad de la madera: es el factor de mayor relevancia en la resistencia. Es influida por:
- Nudos: defecto de mas importancia. Originado por el crecimiento de las ramas del arbol. Si son pequeños y espaciados pueden utilizarse las tablas.
- Desviación de la fibra: es la pendiente de la direccion de la fibra respecto al eje de la pieza. la podemos observar a la hora de aserrarla.
- Grietas o Fendas: son agrietamientos longitudinales que cortan a los anillos de crecimiento. Se generan a la hora del secado.
- Acebolladuras: son las separacions de los anillos de crecimiento que producen las fendas.
- Gemas: es la falta de madera en las aristas.
El contenido de humedad: al aumentar el contenido de la humedad en la madera disminuye su resistencia como su modulo de elasticidad.La duracion de la carga. La resistencia de la madera dependera del tiempo de aplicacion de la carga. Sus cargas pueden ser peso propio, sobrecarga de uso, viento, sismo, nieve, etc).
CARACTERISTICAS
- Dureza
- Flexión estática
- Compresion paralela
- Compresion perpenticular
- Durabilidad
DATO CURIOSO:
- Madera oscura: alta durabilidad natural.
- Madera clara: baja durabilidad natural.
TIPOS DE MADERA:
Un tipo de madera proviene también de un determinado tipo de árbol, el cual tiene un nombre científico y un nombre común. Muchas veces el nombre de la madera corresponde al nombre común del árbol, pero éste puede cambiar de un lugar a otro ocasionando confusión.
El nombre más importante, es el nombre científico porque define exactamente un determinado tipo de madera. El nombre científico fue establecido por el naturalista Carlos Linneo, están compuestos por dos vocablos: el primero es el genero a que la especie pertenece y el segundo la designacion propia de la especie. Ambos vocablos se encuentran en latín.
El nombre científico lo encontramos escrito con letra cursiva y con mayúscula la primera letra del género. El nombre común puede designar a varias especies de maderas.
Un ejemplo seria los pinos, cuando hablamos de esta madera no nos referimos a un unico tipo, sino a varias especies. Para pinos existen: Pinus michoacana, Pinus montezumae y Pinus leiophylla.
Con encinos pasa los mismo encontramos estas especies: Quercus magnolifolia, Quercus crassipes y Quercus laurina. Y asi podemos verlo en las diferentes especies de madera.
CLASIFICACION DE LAS MADERAS:
Podemos clasificarlas segun:
- La características de sus hojas en forma de aguja y por la falta de vasos en la madera como CONÍFERAS. Son plantas leñosas que contienen tejido nutritivos, sus hojas suelen ser aciculares o escauamiformes, casi siempre perennes. El tronco es tipicamente vertical con ramas horizontales y su silueta es conica. En cuanto el tamaño es muy variable desde un arbusto hasta el de gigantescas secuoyas. Ejemplos: Pino, El Cedro, El Ciprés y El ahuehuete.
- Las plantas con hoja de anchaque y con presencia de vasos en su madera son conocidas como FRONDOSAS. Ejemplos: Eucaliptos, La Caoba y El Cedro Rojo.
COMO ESCOGER LA MADERA:
En los siguientes puntos te enseñaremos como escoger la madera segun sus caracteristicas fisicas que esta posea.
1. COLOR: El color no la proporciona las sustancias quimicas que posee la madera. Tambien debemos tomar en cuenta que la albura tiene un color mas claro que el duramen. Actualmente encontramos una amplia gama de colores desde el amarillo claro (albura de pino), hasta el negro (ébano, palo fierro), pasando por el verde (olivo), café (nogal) y violeta (granadillo). Pero en general la regla seria que entre mas oscuro es su color mas resistente es al deterioro.
2. OLOR: Esta es una propiedad que muchos se estarán preguntando para que nos sirve pero es muy util. Hay maderas que no presentan un olor determinado y otras que presentan un olor especifico. Pero en general la regla seria que entre mas olor tenga una madera menor sera el deterioro en especial por causa de insectos.
3. PESO: Esta característica es definida por su densidad. Generalmente se dice que una madera está muy liviana o muy pesada, definición que realmente es subjetiva. La densidad está muy relacionada con el color de la madera. En términos generales, una madera clara es liviana y una madera oscura es pesada. Pero esta también puede variar según la humedad (cantidad de agua) que esta poseen en su interior.
4. HUMEDAD: Podemos sentir que tan humedad esta la madera al tratarla de cargar su peso es mayor que una que esta seca. Ademas de eso podemos sentir al poner la mano que pasa esa humedad y su apariencia es mas verdosa. En realidad el contenido de humedad que deberia de tener la madera tendria que ser de un 10% a un 15% asi no sufrira deterioro ni se pandeara.
¿Que tal les pareció el tema? Dejen sus comentarios o si quisieran que agreguemos algo.
BREVE INTRODUCCION: ACERO
ACERO
El término acero sirve comúnmente para denominar una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 1,075 % en peso de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0 % se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.
BREVE HISTORIA
Los primeros restos arqueológicos de utensilios de hierro datan del 3000 a. C se encontro en Egipto. Durante la dinastía Han de China se produjo acero al derretir hierro forjado con hierro fundido, en torno al siglo I a. C. También adoptaron los métodos de producción para la creación de acero wootz, un proceso surgido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 a. C. y exportado a China hacia el siglo V.
Entre los siglos IX y X se produjo en Merv el acero de crisol, en el cual el acero se obtenía calentando y enfriando el hierro y el carbón por distintas técnicas. Durante la dinastía Song del siglo XI en China, la producción de acero se realizaba empleando dos técnicas: la primera producía acero de baja calidad por no ser homogéneo -método "berganesco"- y la segunda, precursora del método Bessemer, quita el carbón con forjas repetidas y somete la pieza a enfriamientos abruptos.
Actualmente, el proceso de fabricación del acero, se completa mediante la llamada metalurgia secundaria. En esta etapa, se otorgan al acero líquido las propiedades químicas, temperatura, contenido de gases, nivel de inclusiones e impurezas deseados. La unidad más común de metalurgia secundaria es el horno cuchara. El acero aquí producido está listo para ser posteriormente colado, en forma convencional o en colada continua.
CLASIFICACIÓN
Según el modo de fabricación
- acero eléctrico
- acero fundido
- acero calmado
- acero efervescente
- acero fritado
Según el modo de trabajarlo
- acero moldeado
- acero laminado
Según la composición y la estructura
- aceros ordinarios
- aceros aleados o especiales
Según los usos
- acero para imanes o magnético
- acero autotemplado
- acero de construcción
- acero de corte rápido
- acero de decoletado
- acero de corte
- acero indeformable
- acero inoxidable
- acero de herramientas
- acero para muelles
- acero refractario
- acero de rodamientos
ACERO EN CONSTRUCCION
El acero de construcción constituye una proporción importante de los aceros producidos en las plantas siderúrgicas. Con esa denominación se incluye a aquellos aceros en los que su propiedad fundamental es la resistencia a distintas solicitaciones (fuerzas tanto estáticas como dinámicas).
CONSTRUCCION CIVIL:
Una parte importante del acero producido se dirige a la construcción civil. Dentro de este rubro pueden determinarse dos utilizaciones principales: hormigón armado y construcción en acero. La primera usa el hierro redondo como refuerzo del hormigón, trabajando el primero en general a la tracción y el segundo a la compresión. En el caso de la construcción en acero se usan elementos tales como perfiles unidos mediante conexiones empernadas o soldadas. Una utilización que está teniendo crecimiento importante es la construcción mixta que combina las estructuras de acero embebidas en hormigón armado ó el hormigón armado dentro de un tubo estructural.
ADJUNTO VIDEOS QUE LES PUEDEN SER DE USO
https://www.youtube.com/watch?v=riQQtxhCzWs&noredirect=1
https://www.youtube.com/watch?v=nooD-OsAG-Q
DEJEN AQUI SUS COMENTARIOS.
SECCIÓN TEÓRICA: MADERA
LAS PARTES DE LA MADERA:
a. Médula: Se encuentra en la partes central del tronco.Son celular ya muertas o débiles por eso poseen una estructura como corcho.Su diámetro no es menor que un milímetro y puede llegar a medir hasta un centímetro todo dependiendo de la especie de árbol.
b. Duramen:Es el corazón del árbol, el área que rodea a la médula. Normalmente de un color oscuro también son celular muertas pero lignificadas haciéndolo menos propenso a hongos e insectos. El tamaño de esta parte dependerá de la especie y la edad del árbol.
c. Albura:Es una zona con coloración más clara que posee células jóvenes y tiene menos resistencia a ataques biológicos. En el tronco del árbol es la parte que mas abunda cuando este es joven.
d. Cambium: Es una capa dificil de observar a simple vista donde continuamente se renuevan las capas del tronco. De esta parte es donde se originan las nuevas capas que rodean al árbol que son capas concentricas conocida como xilema. Forman las capas conocidas como anillos de crecimiento.
e. Liber: Es la capa de la corteza que queda en el interior del tronco formada por células vivas que trasladan las sustancias nutritivas y necesarias para el árbol.
f. Suber o Corcho: Son las células muertas que cumplen con la función de proteger al tronco cuando estas se secan se caen.
Aquí les dejamos unas tablas la primera es una tabla para los diferentes tamaños que encontramos en las aserraderos. La primera columna nos indica las dimensiones el grosor y el ancho de la pieza sin cepillar. en la segunda es el tamaño de la pieza ya cepillada.
Esta tabla nos sera muy útil para saber según la especie de madera necesitada podemos sacar los siguientes datos:
- Su peso especifico
- Grado estructural: que dependerá si es A es mejor estructural mente que la C por su grado de humedad.
- Esfuerzo de Compresión: para las vigas o duelas es perpendicular a la fibra y para columnas es paralelo a la fibra.
- Esfuerzo de Tensión: al igual que el esfuerzo de compresión para las vigas es perpendicular y para las columnas es paralelo a la fibra.
- Corte paralelo.
NOTA :No olviden que al copiar los datos necesarios debemos trasladarlo con sus respectivas dimensionales para que no existan problemas a la hora de operar.
ANALISIS ISOSTATICO DE UNA VIGA
EN ESTE EJERCICIO SE OBSERVA EL PROCESO PARA PODER RESOLVER UNA VIGA EN EL METODO ISOSTATICO.
1. PRIMERO SE OBSERVA LA VIGA Y VER QUE ESFUERZO Y PESOS LA AFECTAN.
2. SE ANALIZAN Y SE RESUELVEN LAS REACCIONES EN A Y B
3. TENIENDO LAS REACCIONES SE REALIZA EL DIAGRAMA DE CORTE.
4. CON EL DIAGRAMA DE CORTE SE CALCULAN LAS AREAS PARA PODER REALIZAR EL DIAGRAMA DE MOMENTOS.
DIAGRAMAS DE VIGAS; CASOS TÍPICOS A RESISTENCIA DE MATERIALES
| DIAGRAMAS DE VIGAS; CASOS TÍPICOS A RESISTENCIA DE MATERIALES
Acá vemos algunos ejemplos de comportamiento de las vigas simplemente apoyadas y su funcionamiento cuando están simplemente apoyadas.
 
Un ejemplo para el cálculo de un entrepiso de madera, calculando sus vigas principales y secundarias.
      .tif)         |
HERRAMIENTAS PARA CÁLCULO DE ESTRUCTURAS, CONTIENE SITIOS INTERESANTES PARA MADERA Y ACERO
Herramientas para cálculo de estructuras
Para el cálculo de estructuras ya sea en madera o en acero existen ciertas herramientas que nos facilitan su diseño.
Incluyendo:
Vigas
Columnas
Pernos
Para los tres anteriormente descritos se necesitan algunas tablas para definir como primer punto el:
Análisis de cargas, para esto se utiliza la tablas también incluidas en este blog, abajo les agrego el enlace: Tabla de cargas vivas. Esta tabla se utiliza de acuerdo al uso que va llevar la estructura que estamos diseñando.
Una vez definido el uso se procede con el PREDIMENSIONAMIENTO. para este paso también existen tablas standard en este blog, adjunto enlace, Predimensionamiento MADERA, Especies de Madera, Predimensionamiento ACERO En el caso de Guatemala se trabaja un acero A36, lo que significa que aguanta 36,000 libras sobre pie2 y luego de un estudio de calidad se considera que está en un 60% por lo que se reduce que se encuentra alrededor de las 21,600 libras sobre pie2
Luego de definir las cargas vivas y cargas muertas, si se está diseñando con cargas mayoradas se les agrega un factor.
En el caso de la Carga Viva o WL se multiplica por 1.6 y en el caso de la carga muerta se multiplica por 1.2, la sumatoria del resultado de cada una se convierte en la Carga distribuida.
Luego de haber definido las cargas existen dos caminos, si la viga es simplemente apoyada sobre dos apoyos se puede obtener el Momento de WL2/8, esta fórmula por lo general se utiliza para la viga secundaria.
Luego de tener la cortante máxima y momento máximo se realiza el primer tanteo de acuerdo al predimensionamiento y es así como se verifica si la pieza es la adecuada o si tiene que ser mayor o puede ser menor.
Se diseña siempre a:
Flexión
Deflexión
Corte
Si el primer tanteo es correcto, se procede a diseñar la viga principal, en este caso el análisis de carga y el factor de las cargas se mantienen. es al momento de obtener la cortante máxima y el momento máximo en el que ya no se puede utilizar la fórmula WL2/8 por lo que el siguiente enlace provee la descarga de un programa para PC llamado MD Solids. con este programa se puede obtener muy fácilmente estos diagramas.MD. Solids, Descarga y Tutorial
Luego de obtener los datos necesarios se diseña siempre :
Flexión
Deflexión
Corte
Después del chequeo se tienen ya diseñadas las vigas.
EJEMPLO DE MADERA
EJEMPLO DE MADERA
PÉRGOLA
EJEMPLO DE ACERO
PASARELA
PASARELA
TABLAS DE CARGAS VIVAS MÍNIMAS DE DISEÑO
TABLAS DE CARGAS VIVAS MÍNIMAS DE DISEÑO
Acá una tabla de cargas vivas que se utilizan en el diseño, estas cargas son las mínimas permisibles, esta tabla fue elaborada por el MA. Victor Leonel Paniagua Tomé, catedrático de la facultad de arquitectura y diseño de la Universidad Rafael Landívar,basado en el libro de Harry Parker, Mecánica de Materiales (2000).
*Facultad de Arquitectura y Diseño*
*Estructuras 5 *Arq. Víctor L. Paniagua Tomé*
TABLAS
DE CARGAS VIVAS MÍNIMAS DE DISEÑO
Fuente:
Harry Parker, Mecánica de Materiales (2000)
1.
TIPO DE EDIFICIO LB/PIE2 KG/M2
A) APARTAMENTOS
1.
Habitaciones privadas 40 200
2.
Pasillos 100 500
3.
Salones de reunión 100 500
B) EDIFICIOS PARA REUNIONES PÚBLICAS
1.
Pasillos 100 500
2.
Salones con asientos fijos 60 300
3.
Salones con asientos móviles 100 500
C) CASAS DE HABITACIÓN
40 200
D) FÁBRICAS 125 625
E) ESTACIONAMIENTOS 100 500
F) HOTELES
1.
Cuartos privados 40 200
2.
Salones públicos 100 500
G) EDIFICIOS DE OFICINAS
1.
Oficinas
80 400
2.
Salones públicos 100 500
3.
Auditorios 100 500
H) RESTAURANTES 100 500
I) ESCUELAS
1.
Salas de reunión, auditorios 100 500
2.
Salones de clase con asientos fijos 40 200
3.
Salones de clase con asientos móviles 80 400
4.
Pasillos 100 500
J) ESCALERAS Y SALIDAS DE INCENDIO 100 500
K) TIENDAS
1.
Planta baja
125 625
2.
Pisos Superiores 75 375
L) TEATROS
1.
Pasillos, corredores y vestíbulos 100 500
2.
Zonas con asientos fijos
60 300
3.
Escenarios
150 750
*Facultad de Arquitectura y Diseño*
*Estructuras 5 *Arq. Víctor L. Paniagua Tomé*
MEDIDAS
COMERCIALES DE ELEMENTOS DE MADERA
Fuente: Elaboración Propia (2010)
2.
NOMBRE DEL ELEMENTO PULGADAS CENTÍMETROS
A)
LISTON 1 X 2 2.0
X 4.3
B)
REGLA PACHA 1
X 4 2.0 X 9.0
C) COSTANERA 2 1/2 X 3 5.5 X 6.7
3
X 3 6.7 X 6.7
D) RENGLÓN 3 X 4 6.7
X 9.0
2 1/2 X
5 5.5 X 11.3
3
1/2 X 5 7.8 X 11.3
E)
CUARTON 3
X 6 6.7 X 13.6
3 X 7 6.7 X 16.00
F)
VIGAS 4 X 6 9.0
X 13.6
4 X 7 9.0 X 16.0
G) SOLERAS 3
X 8 6.7 X 18.3
6 X 6 13.6
X 13.6
H) PILARES 6 X 6 13.6
X 13.6
8 X 8 18.3 X 18.3
I)
PARALES 1
½ X 6
3.2 X 13.6 1
½ X 8 3.2
X 18.3
J)
PARAL TABLONCILLO 2 X 6 4.3
X 13.6
2 X 8 4.3 X 18.3
K)
TABLA 1
X 12 2.0 X 27.6
1 X 18 2.0 X 41.5
L)
TABLA ½ GRUESO 1/2 X 12
0.9 X 27.6
M) TABLONCILLO 1 1/2 X 12 3.2 X 27.6
2
X 12 4.3 X 27.6
N) TABLÓN 2 1/2 X 12 5.5 X 27.6
3 X 12
6.7 X 27.6
Suscribirse a:
Entradas (Atom)