Caracterización experimental de las propiedades mecánicas de la madera contralaminada heterogénea

Código de equipo: ING3902

Universidad: Universidad de Chile

Sede: Facultad de ciencias físicas y matemáticas

País: Chile

Ciudad: Santiago

Equipo: Juan Guillermo González

Profesores guía: Fabián Rojas,

Descripción general

La madera contralaminada (CLT) es un producto de madera que, debido a sus propiedades mecánicas y beneficios constructivos ha sido utilizado en la construcción de diversos tipos de estructuras fuera del contexto local. Este material se caracteriza porque sus propiedades mecánicas necesarias para el diseño de elementos de CLT dependen en gran medida de la madera utilizada en su fabricación. Sin embargo, a la fecha no existen estudios que caractericen este material con madera producida en Chile, por lo que la utilización de este material queda sujeto a estimaciones analíticas y valores que podrían no representar los productos de CLT en el mercado producidos por ARAUCO.

Bajo este contexto, este proyecto tiene como objetivo caracterizar experimentalmente las propiedades mecánicas de 2 productos de madera contralaminada (CLT) desarrollados por HILAM ARAUCO, que corresponden a paneles híbridos con madera de calidad C24 en las capas longitudinales y C16 en las capas transversales. Para ello, se investigó sobre la base de normas y publicaciones qué tipos de ensayos permiten obtener de manera confiable las propiedades mecánicas del CLT. Posteriormente se realizará el montaje experimental que consiste en un marco de reacción con dos apoyos móviles que sostienen la probeta, para ejercer la carga se utilizo un gato hidráulico que transmite la carga a una viga de carga que transfiere las cargas a las probetas de CLT. Para realizar la medición de carga se utilizo una celda de carga de capacidad 500KN y para medir la deformación global y local generada en la probeta se utilizaron sensores LVDT. Con esta configuración se desarrollaron los ensayos, posteriormente con los datos de carga y deformación se obtuvo las propiedades mecánicas del material.

En primer lugar, se observó un comportamiento frágil del CLT en las curvas fuerza v/s deformación del material en flexión y corte. Respecto a los modos de falla se apreció en los ensayos de flexión roturas por tracción de finger joints y roturas de tracción de láminas, ambos en la capa flexo traccionada. Por otro lado, en los ensayos a corte se observó fallas por cizalle rodante en la capa transversal crítica.

En segundo lugar, los resultados experimentales mostraron que el desempeño en flexión y en corte de este material es mejor que sus materiales constituyentes que corresponden a madera C16 y C24. Alcanzando valores característicos a flexión de 33,57 MPa para el CLT de 3 capas y 25,37 MPa para el CLT de 5 capas, para el caso de corte se obtuvieron valores de 2,57 MPa para el CLT de 3 capas y para el módulo elástico 9829 MPa y 10432 MPa respectivamente. Superando los 24 MPa de resistencia a flexión y los 1.1 MPa de cizalle rodante, pero quedando por debajo de los 11000 MPa de la madera C24.

Finalmente, los resultados obtenidos con los ensayos en CLT ayudan a disminuir la incertidumbre en la estimación analítica de las propiedades mecánicas utilizadas en el diseño estructural de elementos de CLT fabricados con Pino Radiata Chileno.

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