Poisson Madera

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    MATERIALES DE CONSTRUCCIN EN

    INGENIERA FORESTAL

    AUTOR: JAVIER PAJN PERMUY

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    1. INTRODUCCIN. ....................................................................................................................3 1.1. Ideas generales sobre la elasticidad y el clculo de estructuras.............................................4

    1.2. Proceso de definicin, evaluacin, obtencin, detalle, construccin y puesta en servicio de una estructura...................................................................................................5

    2. CARACTERSTICAS DE LOS PRINCIPALES MATERIALES ESTRUCTURALES. .............6 2.1. El acero. .....................................................................................................................6

    2.1.1. Ensayo de traccin. ....................................................................................................10

    2.2. El hormign. ....................................................................................................................11

    2.2.1. Colocacin del hormign............................................................................................13

    2.2.2. Compactacin del hormign. ......................................................................................14

    2.2.3. Curado ....................................................................................................................14

    2.2.4. Armaduras: tipos y usos. ............................................................................................14

    2.3. La madera. ....................................................................................................................18

    3. LEY DE HOOKE Y COEFICIENTES DE POISSON. ..............................................................20

    4. FUERZAS, TENSIONES Y DEFORMACIONES. ...................................................................22

    4.1. Fuerzas externas. ...............................................................................................................22

    4.2. Tensiones. ....................................................................................................................23

    4.3. Deformaciones...................................................................................................................25

    5. HIPTESIS BSICAS Y COMPLEMENTARIAS. OBJETIVOS DEL ANLISIS DE ESTRUCTURAS....................................................................................................................27

  • MATERIALES DE CONSTRUCCIN EN LA INGENIERA FORESTAL. -Autor: J.P.P.

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    1. INTRODUCCIN. Toda actividad al servicio de la sociedad debe ordenarse para garantizar el mejor cumplimiento de sus fines, en tanto mayor grado cuanto ms importante sean los objetivos a alcanzar y ms compleja su organizacin.

    Es natural, por tanto, que la sociedad se haya preocupado de establecer reglas tendentes a conseguir las mayores garantas de seguridad, calidad e idoneidad en los proyectos y construccin. Por ello, concede la capacidad para ejercer estas funciones nicamente a quienes han demostrado poseer una adecuada preparacin, demostrada mediante la superacin de determinadas pruebas de aptitud y reconocida en un ttulo profesional.

    Cada ttulo corresponde a una formacin diferente y capacita para un campo de actuacin determinado, facultando a su poseedor para el ejercicio de funciones concretas que constituyen sus atribuciones.

    Los derechos que confiere un ttulo van acompaados de las correspondientes obligaciones, que a su vez, engendran responsabilidades.

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    1.1. Ideas generales sobre la resistencia de materiales y el clculo de estructuras.

    La Resistencia de Materiales, o Mecnica de los Cuerpos Deformables, estudia los efectos que las fuerzas aplicadas ejercen sobre los cuerpos. De estos efectos, los ms importantes son los esfuerzos, o fuerzas por unidad de superficie, y las deformaciones, o desplazamientos por unidad de longitud. El Clculo de Estructuras tiene por objeto el estudio de la estabilidad y resistencia de las construcciones de manera que bajo las acciones que aquellas soportan tanto las fuerzas internas -denominadas tensiones o esfuerzos- como las deformaciones que se presentan han de quedar dentro de ciertos lmites establecidos. Lmites que se determinan ensayando los materiales de diversas maneras -traccin, compresin, fatiga, choque, etc...-, y observando el comportamiento de estructuras ya conocidas.

    La imposibilidad existente de la determinacin exacta de tensiones y deformaciones se soslaya eligiendo formas estructurales y materiales de comportamiento conocido, o equiparando dichas formas -siempre que se compruebe la admisibilidad de esta idealizacin- a otras mas sencillas; e incluso realizando ensayos previos en modelos reducidos.

    Para hacer accesible mediante el clculo numrico la determinacin de las tensiones y deformaciones de los cuerpos es necesario idealizar sus caractersticas fsicas. De la mayor o menor aproximacin de las hiptesis depender la exactitud de los resultados.

    Se admite, dentro de ciertos lmites, que los cuerpos son perfectamente elsticos, es decir recuperan su forma primitiva tras la desaparicin de las causas que lo deforman, esta propiedad se llama Elasticidad.

    As mismo, admitiremos que los cuerpos son istropos, y por ello, sus propiedades elsticas sern iguales en todas las direcciones. Esto no se cumple exactamente en materiales fibrosos como la madera, ni en las rocas estratificadas, ni en materiales formados por laminacin, etc... A pesar de ello, los resultados que se obtienen con est hiptesis son satisfactorios en la mayora de los casos.

    ELASTICIDAD:

    Es la propiedad que tienen los cuerpos de recuperar su forma primitiva al ser descargados (cesar la fuerza que los deforma).

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    1.2. Proceso de definicin, evaluacin, obtencin, detalle, construccin y puesta en servicio de una estructura.

    Las pautas a seguir generalmente son las que se recogen en el esquema.

    COMPROBACIN DE LOS ELEMENTOS RESISTENTES

    DISEO, ANLISIS Y CLCULO DE LOS ELEMENTOS DE

    SUSTENTACIN Y CIMENTACIN

    COMPROBACIN DE LOS ELEMENTOS RESISTENTES

    SOLUCIN FINAL Y ESTUDIOS DE DETALLES (Programas profesionales de CAD)

    MONTAJE DEL PROYECTO (Pliegos de condiciones, mediciones y presupuesto, memorias y anexos, etc...)

    VISADO FORMAL Y TCNICO

    FASES DE EJECUCIN DE LA OBRA

    CLCULO ESTRUCTURAL PARA CADA HIPTESIS DE CARGA

    SEGN NORMATIVA

    COMBINACIN DE HIPTESIS AFECTADAS POR LOS COEFICIENTES DE SEGURIDAD

    OBTENCIN DE LAS ENVOLVENTES DE ESFUERZOS

    PREDIMENSIONADO DISEO RESISTENTE

    ELECCIN DE MATERIALES (Programas profesionales de CLCULO DE ESTRUCTURAS)

    FASE DE CLCULO Y DIMENSIONAMIENTO (La experiencia del Ingeniero proyectista es fundamental)

    FASE INICIAL ENCARGO Y ESTUDIO DE NECESIDADES

    (reuniones con el cliente) FASE CONCEPTUAL

    ANLISIS DE ACCIONES

    SEGN NORMATIVA

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    2. CARACTERSTICAS DE LOS PRINCIPALES MATERIALES EMPLEADOS EN CONSTRUCCIN. 2.1. El acero.

    Segn la Norma UNE 36-004: El acero es un producto frreo generalmente apto para la conformacin en caliente. Con excepcin de ciertos aceros de alto contenido en cromo, el contenido en carbono es igual o inferior al 2%, lmite que los separa de las fundiciones. En esta misma Norma se establece la clasificacin de los aceros atendiendo a dos conceptos:

    - Composicin qumica: - Aceros no aleados. - Aceros aleados. - Criterios de utilizacin: - Aceros de base. - Aceros de calidad. - Aceros especiales. Los aceros que se emplean en la construccin metlica son aceros no aleados, generalmente conformados en caliente por laminacin. Actualmente los aceros utilizados en estructuras metlicas de edificacin sonde las clase A37, A42 y A52, regulados por las vigentes NBE EA-95, que se corresponden con los definidos en la Norma UNE 36-080-73 que ha evolucionado hasta la actual UNE EN 10025. En la siguiente tabla se establece la evolucin de los aceros normalizados:

    EVOLUCIN DE LOS PRINCIPALES ACEROS NORMALIZADOS UNE 36-080-73 UNE EN 10025

    A 37 b -

    A 37 c A 37 d

    S 235 JR S 235 JR G2 S 235 JO S 235 J2 G3

    A 42 b, c, d No los contempla A 44 b A 44 c A 44 d

    S 275 JR S 275 JO S 275 J2 G3

    A 52 b A 52 c A 52 d

    S 355 JR S 355 JO S 355 J2 G3

    No obstante, razones econmicas determinan el que la mayora de los pases slo dispongan de un nico tipo de acero en sus stocks comerciales, emplendose este de forma mayoritaria y dejando el resto de ellos para condiciones especiales de pedido. Este tipo de acero ser el A 44b (AE 275-B) de lmite elstico garantizado 275 Mpa (2750 kp/cm2) y de condiciones de soldabilidad ordinarias. Si el espesor de los elementos fabricados con este acero supera los 16 mm. sin pasar de los 40 mm., el lmite elstico garantizado desciende a 265 Mpa (2650 kp/cm2). Las caractersticas y condiciones de suministro y recepcin de los productos laminados en caliente vienen recogidas en la Norma Bsica.

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    Las series actualmente mas utilizadas se indican en la siguiente tabla:

    SERIES DE PRODUCTOS LAMINADOS

    SERIE Notacin (en forma de ejemplo) Perfil IPN

    Perfil IPE

    Perfil HEB

    Perfil HEA

    Perfil HEM