PROPIEDADES M E ~ N I C A S
DE ELEMENTOS
LAMINADOS
CLAVADOS
MECHANIC PROPERTIES OF NAIL LAMINATED
TIMBER ELEMENTS
Thomas Tannert1, Cedlia
Poblet2
y
Genaro Gotelli3I
El
arciculo
tratade
un proyecto relacionado con elementoslaminados clavados.
El sis tema consis-
teen clavar
tablas
de madera,
puestas de canto Este sisterna ha logrado una posici6n importanteen Europa, pero alin
no
ha
sido introducido
a1 mercado chileno.
Ensayos
preliminares de uniones
davadasS
confir maron la
validez
de la normativa para calcular la
carga
admisible
y
elm6dulo
de
corrimiento. Se
determinaron
y
analizaron la
resistencia y larigida
de
piezas
compuestascon
distintosesquemas
de
clavado
sometidas a
ensayos decorte.
Los
valores
obtenidos
se ajustan satisfactoriamente a 10svalores
calculados te6ricamen
tepo r
no
rma.
Se fabricaron muestras de
placas
laminadas
davadas determinandose
la influenciade
las unio- nesde
topeen
ensayos
de flexidn,
la resistencia
bajo solici
taciones horizon
talesy la efectividad de
diferentes
manerasde
reforzar
el
sistema.Los
panelesfabricados
para
el estudiocumplen
con lasexigencias
de la
normativa
chilena y
pueden ser consideradosadecuados para
laconstruccidn
de
viviendas.La'
especie
maderera
elegida
para
el
estudio
h e
el
Pinus
radiata.En
consecuencia, el
presente
trabajo
esun
apoyo para la
introduccidn
del
concepto
de
elementoslarninados
clavados
ysus
resul
tados experimentales presentanuna
basepara futuras investigaciones.
Palabras
daves:
Elemen
toslaminados clavados
,
Unio
nes clavadas,
Capacidad
de
carga, M6dulo
de corrimiento,
Pinus
radiataABSTRACT
The
article
explains
a projectdedicated
to
the study
of
nail
laminatedtimber
elemknts
that consistin nailing
together individual
boards
over their
whole
lengths.
The
system
has taken an
important
position in Europe but
has
not yet
been
introduced to
the Chilean market. Preliminar
y
testswith
nailed
jointsproved
the
predictions
of
the
normsregarding
the
bearing
capacity
and the slipmodulus to
be right.
The
initial slip modulus and bearing capacity
of
different nailing
schemes wasdetermined and
analyzed
with shear tests.
The results
show
satisfactory coincidence withthe
vdues calculated
theoretically.'Magisrer en Ciencia y Tecnologia de la rnadera. Ingeniero civil con menci6n en construcciones en rnadera 2Profesor Asociado, Depto. Cs. de la Construcci6n. Fac. Arquitectura. Universidad del Blo-Bio.
U n i v e r s i d a d d e l Bio-BFo
Samples
of
nail laminated
elementswere produced
and
theinfluence
of
bun
joints in
bending
strengths,
the
stiffnessunder horizontal
loading
and the effectivenessof
enforcementsof
panelswere
analyzed. The
panelsfabricated
metthe
requirements of
the
Chilean standard and can
beconsidered
suitable for
the construction
of houses.
The timber used
was
radiate
pine becauseof
the
great
volume
available
inChile. Conse
q
uently
, thepresent
investigation
is a first
intend
tointroduce
theconcept
of
nail
laminating
andthe
experimental
results
are abase
forfurther
investigations.
Key
words: Naillaminared timber, nailed
joints,bearing
capacity,
slip modulus,
radiatapine
El
concept0
de
placas
clavadasno
es nuevo,de
hecho
esun sistema de
construcci6n con unalarga
tradici6n.
En
Europatodavia
existen casasde
varios
cientos
de
aAosconstruidas
de
un
mod0
similar
y acomienzos
del
siglo.)O(
sea p l i d
el
sistema
en
EE.UU.
Pero
s61o
en 10sliltimos
aiioslas
placasentabladas
comenzaron a tenernueva
popularidad
y
seha
vuelto a re tomar el sistema enla
construcci6n.
Hay
que
mencionar
a1
Profesor
Natterer
en Suizaquien
ha
mejorado elsistema
y
ha
despertado
gran
inrerts
enel
sector
de
laconstrucci6n
enmadera.
Las
placas entablads
esta'n conformadas por tablas
individuales
de
madera
de
calidad
corriente
de un espesorde
24 a60
mm.
Posteriord
secado a11
5
Yo
(+/-3
%) se unen puestas
de
canto,y
se clavan a una distanciaconvenida
(ver figura1). Para
paredes
se usan placas
de 8
a1 2
crn de
ancho,para
losasde
12
a 24 cmde ancho.
El
ancho
final de
las placas sedetermina
por la
facilidad
de
manejo en obra ysu
transporte.Figura
1:
Foro
y
esquema
de
elementos
entablados
clavados(CHERET
et al,2000)
Entre
las ven tajas de las placas entabladas cabe mencionar, buena
flexibilidad y
es tkticamenteagradable,
bajo costo de construcci6n, posibilidad de pre-fabricacibn,
buena
aislacidn acdstica y
t6rmic.a
tantoen invierno
comoen
verano,buena
resistencia
alfuego,
usode entrepisos en
cual-
quier otro sistema
constructivo
con espesoresminimos,
buen
soporte para cargas
concentradas,
buena resistencia agolpes
concentradosy
excelentecalidad
desde
el puntode
vista ecol6gico.
Desde
elpunto
de
vista estructuraly
de
la fisicade
la construcci611, asi
como susposibles
formas
esriticas,permi
ten considerar Cste como unpsoducto
nuevo.Los
i
ndicadoresmednicos y
10s valores
fisicos
de
la madera maciza aserrada
son conocidos,
per0 a1 separar la
madera macizaconformando
tablas
y
uniendo
Cstaspor medio
de
elementos relativamente
flexibles cambian
sus
caracteristicas.Por
ese motivo
suaplicaci6n en cada
caso ess61o experimental, debido
aque
ala
fecha existe muy
pocainformaci6n basada
en
invescigaciones y no seha
normado
completamen
tesu
aplicacidn
(JUNG,
19
99).
El
prograrna
experimental se
desarrol16
enel
PabelMn de
Tecnologia
en Maderas
(PTM) de la
Universidad del Bio Bio y comprendi6
cuauo etapas:Ensayos
preliminarescon probe
tas clavadas
Ensayos de
cizalle
(corte)Ensayos con
placas compuestas
solicitadas perpendicular
men
te a su plano principal
Ensayos con placas compuestas solicitadas contenidas
ensu
plano principal
El
objetivogeneral
del
trabajo
fueverificar
experimendmente
algunas
propiedades
mecdnicas
de
10s elementos laminados
clavados
paracaracterizar
tdcnicamente dichos
elementos
en la construc-u6n
de
viviendas,
como
losas
de entrepisos
y
paredes soportantes.
Los
obj
etivos
especificos heron 10ssiguien
tes:Determinar experimentalmente
el comportamiento mednicodel
sistemamedian te el ensayo
de
pro
betasde
elementos laminadoscon
distintas esquemas
de
davado
enensayos
de
cizalle, anali-
zando
estadisricarnente
su resistencia y rigidezFabricar muestras
de
placaslaminadas clavadas y
determinar
su
comportamiento mecdnico
conensayos de flexidn, cornpresi6n
yflexi6n
en
diferentesplanos.
Comprobar el comportamiento
de
las placas laminadas clavadascon
las exigencias de la norma-
tiva vigente en Chile.
Seglin
la
normaNCh 806
"Clasificacion y/requisitos
de paneles prefabricados" las placas entabla-
das se dasifican en
el Tipo
VI
(Monolitico
sinrevestimiento)
y la
Clase
C
(Madera).
Lospanela
deben
cumplir
con 10srequisi
tosmechicos
que se determinen
mediante10s
ensayos establecidos
en las normas
NCh
8 0
1
-
NCh
8 0 5 .
Los
paneles seclasi
ficarin
deacuerdo
a sucomportamiento
bajo cargas
horizontales
(RH)
yde
flexi6n
(RT)
engrados
y
subgrados.
En
la
normaEC
5
estinconsiderados
distintos modos de
fdla
para
definir la
capacidad
de
cargade
uniones
clavadas.La
recomendacidn de
la normaE
DIN
1052
es
conseguirtipos de falla
donde aparecen
dos
r6tulas plisticas
por cizalle
enel
clavo, loque
permite
usarla
ecuaci6n
1
como linica ecuaci6n para
el cilculode
lacapacidad de
cargade
un
plano
de
cizallede un
clavosolicitado perpendicular
a su eje.U n i v e r s l d a d d e l B i o - B i o
Donde:
R,
: Resistenciacizalle
simple
de
un clavo[N]
M
: Momento pldsticodel clavo
[Nmm]
y*k
'
fi,.k :Tensi6n
de
aplastamiento de la
madera
[N/mm-]
D
:Diimerro
del
clavo
[mm]El
rn6dulo
de
corrimienro
C
de
10sclavos
expresa la fuerzarequerida para
imprimirle un corrimiento unitario ala
unibn,
yde
estamanera caracteriza su
rigidez. Segdn
la
normaNCh
1
198
sepuede
aplicar la ecuaci6n2
para calcular
el m6dulode
corrimiento para clavos solicitados acizalle
simple
sin
perforacidn
guia.
Donde:
CCM
=M6dulo
de
corrimiento
seglin norma NCh-1189
[N/mm]
P a d
:Cargaadmisibledelclavo[N]
D
:Diimetro
del
clavo [mm]La
norma
EN
2689 1 (Determinacihn
del
m6dulo
de
corrimiento
y de
la
capacidad
de
uniones
mednicas) recomienda
considerar
la
partelineal
del
diagrama
carga-deformacibn entre la carp
nula y
40%
de
la
cargaadmisible.
La
norma establecela
ecuaci6n3
para
calcular
elm6dulo
de
corrimiento inicial.
Donde:
C.
a F
m ax V.I
:
M6dulo de
corrimientoseglin
norma EN 26891 [N/mm]
:
Fuerza mixima [N]
(promediode
todas lasprbbetas
de
una seriede
experimentos)
:Deformaci6n
inicial [mm] v,
= v,En
la presenteinvestigacidn
seha
considerado como
medio
de
uni6n el
clavoliso,
tip0
A
(seglin
la
normaNCh
1269), de
cabezaplana circular sin
tratamiento
superficial, por
su
amplia
difusi6n
en la construcci6nhabitacional.
Los
diimeuos
utilizadosfueron de
D
= 3,3y
4,2
mm.
Seutiliz6
maderade
la
especie
de
Pinus radiata.
La
maderaestaba disponible
en 10slaboratorios
de
la
Universidad
del
Bio-Bio. No
fire clasificada estructuralmente.Los
resultados
experimen talesdel
presente trabajo
seanalizaron
esradisticamen
teutilizando
el
programa
-STATGRAFICS
,
aplicando
elprocedimiento
de
pruebas
de hip6cesis.
El
programa
entregacomo
resultadoun
valor
p.
Cuando
&te esmenor
a0,05
se debe rechazar lahip6tesis
nula, para valores mayores
no
se
puede
rechazar.
.
Se definen
lasresis
tencias
minimas probables (caracteristicas)%,
corno aquellos
vdoresque
corresponden
a1fractil
de rechazo
permitido.
Para
el casode distribuciones
norrnales se establecela
ecuaci6n 4,
la
cual
esvilida
para
&timar resistencias
del
frktil
5%
aflexibn, cizalle
y
orros
(YAAEZ,
1995).
Propiedades M d n i m s de.. .: Tannert ct al
Debe considerarse,
que para
aplicar la
ecuaci6n4
serequiere
de
un
gran
nlimero
de
ensayos,lo
que
por
razones de
costocasi
nunca sucede.Cuando el ncimero
de
ensayos
es
reducidose
debe
usar
un
valor
mayor
a1,645.
En
el
presente trabajose decidi6 utilizar el valor 1,645 independien-
temente
del
nlimero de rkplicas.
Ensayos
p
reliminares
El
objetivo de
10s ensayospreliminares
h edeterminar la
rigidez
y
la resistenciade
las
uniones
clavadas para
avalar10s
resulrados
de
las etapas siguientes.
~e fabricaronseis
probetas
de
tres
lamelas
de
madera unidasmediante seis davos
de 4,2
mm
de
dihetroy
1
00
m m
de
largo. Las
dimensiones
de las
lamelas
eran
5x1
Ox3Ocm,
10s espaciamientos entre 10sclavos
he
de
1
0
cm, la
distanciaa1 borde
5
cm
y
la
penetracidn
del
clavo
50mm. Tanto 10s
espaciamientos entre 10sclavos como
la penecraci6n
de
elloscumplen
con
lasexigencias
de
la
NCh-1198. La
figura
2
muestraun
esquemay una fo
tode
10s
ensayos preliminares.
Figura
2: Esquema de
ensayo preliminar
Los ensayos
serealizaron
en elPabell611
de
TecnologIa
de la Madera
(PTM)
de la
~niversikad
del
Blo-Bio. Se
utiliz6
una
miquina universal
de
ensayoscon
una carga majtimade
50
kN.
Las
deformaciones
se anotaronmanualmen
tecon
un
extensbmetro mednico. Lasprobetas
secoloca-
ron
en
el
dispositivo,
soportadassobre
dos
bloques de
hormigbn
y
elextens6metro
sefij6
ala
lamela
central. Se
aplic6
la
carga
de
rnanera
semi-es
tdtica,
aumentindola
continuamen tecon
unavelocidad
de
1
mmlmin
hastaalcanzar
una
deformacidn
de
6
mm
(verfigura
2).
Ensayos
de
corteEl
objetivode
estaetapa
experimentalhe
determinarla
resistenciay
la rigidez
de
elementos
laminados clavados
bajosherzas
de
corte.
Se
esmdi6
la influenciade
la fricci6n entre las
lamelas,
la
influenciade
clavar enun
dngulo
y
lainfluencia
de
clavar doslamelas
a
la
vez, utilizando
probetasde
corte,donde la
fuerza estuvo aplicada
en lalarnela
central
y
10sapoyos
en
la
segunda
U n l v e r s i d a d d e l B i o - B i o
y
la
penhltima
lamela.
Las lamelas laterales se necesiraron paragarantizar
elmismo
nlimerode
clavos
en
cada plano de
corte. Seobtuvieron tres
planos
de
corteentre
las f-uerzas
de
acci6n
y
de
reaccidn,
con
lafuerza
de
corteF12
constanteen
estos tresplanos.
La
probeta sedeform6
enV,
midiendo
directamente la deformacibn central
(verfigura
3).
Se ensayaron siete
series
de
pro
betas
con dis
tin
tasconfiguraciones
del
esquema
de
davado.
Las probetasconsistieron en
nueve
lamelas (sietelamelas para las
series6
y
7),
las cuales
seunieron
con clavosde
D
=3,3
m m
y
1
=75
mrn
(4,2
y
100mm
para las
series6
y7),
que corresponde
auna
configuraci6n
real para
10sespesores
de
las lamelas. Lasdimensiones
de
laslamelas y de las pro
be-
tas eran
2,4
x
1
Ox
35
cm
y
lO
x21,6
x35
cm
respectivarnente.
Para
las
series6
y
7
lasdimensiones
eran
5 , O
x 10
x
35
cmy
10x
35,Ox 35
cmre~~ectivarnente.
Dimensiones de
probetaF12
F12
Pro
beta nodeformada
F12
Ff
2
Probeta
deformada
Fuerzas
de
corteen
probeta
Figura
3: Probeta solicitada
en
ensayo
de
cortey
deformaci6n idealizada
Para
evaluar la influencia
de
la fricci6n
se
fabric6
la
serie
3
con una ldmina de
polietileno
entre
las
lamelas.Para
evaluar
la
in
fluenciade
clavar dos lamelas ala
vez,
se
fabricaron
las
probetas
de
las
series
4
y
5 de
&tamanera
y
para
la
influenciade
clavar
con
un
dngulo
se
clavaron lasprobetas
de
las
series
3,5
y7
con 10sclavos
colocados
enun
ingulo
de 65'.
Sedispusieron
10sclavos
respetan-
do
las recomendaciones
de
la
norrna NCh
1
198.
Se determinaron
la densidad
y elCH
de la
maderautilizada, siguiendo
10sprocedimientos
de
la norma
NCh
176
"Determinacibn
de
la
humedad
y
densidad.
El
promedio
del
CH fue
de
1
4,8%
con
una desviaci6n estdndar
de
2,5%.
La
densidad
anhidra
promedio fue de
po=
464
kg/
m3,
conuna desviaci6n estrindar de 52 kg/m3.
A partir
de
tablasde madera
de 2,4
x1
O x320
cm
se cortaron
piezas
de
35
cmde
largo.
Se
tuvo
cuidado
de que
todaslas
piezas
para
unaprobeta
cs M d n i c a s de ... : Tannert ct a&
la
definid6n
del
metodo
de
ensayo autilizar, se
recurrib a lasespecificaciones
dadas por la
EN
26891,
modificando
s61oel
rdgimen
de
aplicaci6n
de carga. El
resto
del
ensayo
esar al caso
anterior.
hsayos
de
paneles
aflexi6n
.
1
objetivo
de
esta h ehe
estudiar el cornportamientosemi-estdtico
delas
placasentabladas
klavadas
bajo
solicitaciones
de
flexi6n.
Lasinvestigaciones
de
BLASS
yKWER
(2002)
yTERER
et al(1
999)
trataronde
la influencia
del
tipo
del
davo, de
la
distancia
entre10s
davos,
de
un
esquema
concentrado
de clavadocasi
de unionesde
topey
de
encolar
adicionalmentelas
lamelas
enlas
uniones
de tope.
Ninguno
de
estosfactores
time una
influencia significariva
en
el
MOE
de placas
entabladas.
Uno
de
10s
prindpales
resultados
de
estasinvestigaciones
esel
posible
aumento
del
MOE.
Seg6n
WERNER
(2002)
el
MOE
para madera
de
la
clasificacionS
10(norma
demana)
puede
serelevado
de
10.000
N/mm2
a 11.000N/mm
2,
seginNATTERER
et
aI(1999)
a11.500
N/mm2
y seglinBLASS
yK
~
E
(2002)R
a 12.500 N/mm2.
-
I
De todas
las69
tablas
uulizadas
(de
5
x
10cm
de
secci6n
y
de
230
cmde
largo) se
determind
el
CH
y
la
densidad,
siguiendo
10sprocedimientos
de
la
norma
NCh
176.
Las tablas tenianun
CH
de
17,796
en
promedio
(S
=3,0%),
la
densidad
anhidra
era en
promedio
473 kg/m3
( S
=37
kg/m3).
Siguiendo
las recornendaciones dela
norma
DIN
EN 408
y
usandola
ecuaci6n
5
se determin6 elMOE
enflexi6n
.de
todas
las lamelas,Donde:
E
:M6dulo
de
elasticidad
[Nlmm
z]
* *
I
:Momento
de
inercia
[mm
4],
I
= 1/12b
h-
eF
:Fuerza aplicada
[N]
v
:Deflexi6n
registrada
[mm]
1
:Distancia
entreapoyos
[mm]
El
promedio
del
MOE
fue
de
7.753
N/mm
2,
lo
cual es
en
un
1 1
%
superior al
valor
de
referen-cia de la norma
NCh
1
198
parael
grado estructural
G2. Se
hizo
una prueba
de
hipbtesis,
supo-niendo
que
las tablascumplen
conel requerimiento
minimo
de
dicha
normay
el valorp
entrega-do (p =
0,00
1)
no
da
suficienteevidencia para rechazar esta
hip6tesis.
Sehizo
unarelaci6n
entrela
densidad
de
la
madera y elMOE.
El
valor
obtenido
R
2=
0,33
significa, que el
33%
de
la variacibnmuestral
total
esdexplicada
por
10s
valoresde desviaci6n estdndar
de
la densidad.
El
67%
restantede la variaci6n
no'ha
sido explicado
por
esta evaluacidn,
sin
lugar
aduda
10sdefectos
de
la madera
i
nfluyen significativamente
en10s
resultados.
Los clavos con
dihetro
4,2 mm tenfan
una distancia
de 26
cm
entreellos y
5 cm
a1borde,
respetando las
exigenciasde la
normaNCh
1
198.
Se
distribuyeron las tablas de
,ral
manera,que
todos
10spaneles tenian
elmismo promedio
del
MOE.
Se fabricaron seis panelesde dimensiones
de 240 x75
x10 cm. Los
panelesA,
B
y
C
tenian
todas sus tablas continuas, alo largo del panel.
Los panelesD,
E
yF
tenian uniones
de
tope
en
cada
segunda . . lamela en 10spuntos
que dividen el
maoeras CIENCIA Y TECNOLOGA M Y J ~ ~ . . < <? \',-.
U n i v e r s i d a d d e l B i o - B i o
tablero
en
tercios.
En
10s extremos se colod unalamela lateral
cumpliendo
la
funci6n
de
solera de amarre.La
figura
4
muesrra
el esquemade
la
configuraci6n
de 10s
paneles.
I
l
l
Figura
4:
Esquema
de
fabricar
10spaneles fibricados
para
el
estudio
Se ensayaron
10s panalesbajo
cargas de flexibn, primero
con
una
carga distribuida
en
Ias1
ineasque dividen el
tablero en
tercios,luego con una carga concentrada
en
la
lamela central
y,
final-
mente, con dos cargas concentradas
en
las dos lamelas laterales (ver figura5).
La carga
se
aplic6
continuamente hasta
llegar
a14,2
kN
(cargadistribuida)
y
G,9
kN
(cargas
concentradas).Se
midieron las deflexionesde
tres punros,
de
la
lamela central
yde las dos lamelas laterales, regis-
trindolas en incrementosde
2
kN.
Dado
que
el objetivode
es taetapa
fue solamente
determinar la
rigida
del
panel dentro
del
rango
elhticode
deformaciones,
10s
mismos
no
heron evaluados
hasta la carga de rotura. SeginHALLER
y
PANKE
(1
998)
10spaneles entablados
clavados mues-tran un comportamiento completamente elistico
hasta su rotura.
Figura
5:
Fotos
de
10sensayos
de flexi6n.
Ensayos
de
paneles a cargas
horizontales
paredes tienen
que
soportar,
adernis
de las cargas verticales
de la
losa superiortambikn
lascargas horizontales
provenientesdel
viento
osismo.
El
comportamiento bajo
cargas lateralesno
ha sido
estudiado de manera suficiente
para desarrollar
un
modelo
matemaltico para
predecirlo
(BECKER
etal,
1997).
Para
mejorar el
comportamiento de
la
placa bajo solicimciones
laterales
en elplano
se
recomienda reform
los elementoscon
revestimientos exteriores
o
interiores.
La
forma
de
colocaci6n
de
un
revestimiento,
ya seavertical,
horizontal
oen
diagonal
es unpardmetro
que
el diseiiador deberA
fijar
(JUNG, 1999).
a- Mednicas de ... : Tannert et nl.
r:
Se
utilizaron
10smismos
paneles
de
dimensiones
de
10 x75
x 240cm
que
yahabian
sido
w y a d o s
bajo
cargas
de
flexi6n.
Se
tom6
estadecisi6n
por
razones econ6micas.En
esta etapa se ensayaron10s
paneles
bajo
fuerzashorizontales
determinando
su
rigidez,
usandoun
equipo
del
PTM
de la
Universidad
del Bio
Bio
y
siguiendo
lasrecomendaciones
de
la
NCh
802
que establece
el
mktodo
de
ensayo
para
cornprobar
la
resistencia
de
10s panelesprefabricados
alas
cargas
hori-
mntales contenidas
en
su
plano.
1
luego
con
dos diagonales
de
contrachapado
colocados en las dos carasde
10s panelesde
manerai
cruzada. Los
trespaneles
con
unionesde
tope(paneles
D,
E
y
F)
se
ensayaron conuna
placa
de
ntrachapado
de 9
rnm
de espesor
puesto como refierzo.Los
panelesy
10sdiagonales
se
unieron
aos
paneles
con
grapas
de
1,Q mm
de
d i h e t r o
y
largo
de
patas
de
20
m m
auna
distancia de 5
crn.Fidmente
seensay6
otra
vezel
panel
D
reforzadocon
una
placa
de
contrachapado,
pero
unido a1
panel con
davos
de
D
= 2,0 mmy
65 mm
de
largo.
La
figura
G
muestran 10s paneles reforzados.riant~
,
:Refueno
con placa
Figura
6:
Fotosde
paneles
reforzados
Variante
2:
.,efuerzo con,.agond
Resultados
y
Discusi6n
Ensayos
preliminares
El
grdfico
de
la
figura
7
muestra
las
curvas
de
carga-deformaci6n
obtenidas
en
10sensayos.
Inicialmente,
la
uni6n es
muy
rigida,
perocon
cargasmayores
de
aprox.
8kN se
observan
grandes
deformaciones.
No
sellega a
una
rotura
completa
y sefija
la
carga
mixima
admisible
para
la
deformaci6n
en 1,5m m
(den
tro
de
la parte
lineal
de
la
c u mcarga-deformacibn) .
I
Se
calcul6
el
valor
caracteristico
para
la
capacidad
de
carga
de
10sclavos
de
D
= 4,2mm
solicitados
acizalle simple
a1.143
N.
La
capacidad
de
carga
obtenida
experimentalmenre
es
de
I
1.586
N
promedio,
conuna
desviaci6n
estdndar de
162
N.
Usando
la
ecuaci6n
4
sellega
aun
valor
caracteristico
de
1.157
N,
lo
que
defiere
solamente
enun
1%
del
valor
esperado.
Por
lo
tanto, 10s
resultados
se acercansatisfactoriamente a l
valor
establecidopor
la
norma
E
DIN
1052.
I
1
El
m6dulo
de
corrimiento es
enpromedio
1.326
N/mm
con
unadesviaci6n
estdndar de
400
;N/mm.
Usando
la
ecuaci6n
4
se
llega
aun
valor
caracteristico
de
668
Nlrnm.
Este
valor tambikn
se acercasatisfactoriamente
a
10s
valores
esrablecidos
por
la ecuaci6n
2.
Otra comparaci6n
demostr6
que
la densidad
no tiene influencia significativa en
10sresultados
obtenidos en estos
ensayos.
Una
correlaci6n
entrela
variaci6n de
10s
valores del
m6dulo
de
corri-
miento
y
la
densidaddio como resultado, que
la variaci6n
de C estd
explicada
solamenteen
un
6%
por
la
variaci6nde la densidad.
Ensayos
de
corteEl
g&code
la
figura
8
muestra
las
curvas
de
10spromedios
de
carga-deforrnaci6n.
Figura
8:
Gritfico
Fuerza
-
Deformaci6n
de
10s
ensayos
de corteSe
calcularonlas
capacidades
de
cargacaracteristicas
(segdn
E
DIN 1052)
de
10s
davos
de D
=3 , 3
m m
solicitados
acizalle
doble
a1.285
N
y
de
10sclavos
de D
= 4,2mm
solicitados
a
cizallesimple
a1.095
N.
Para
la
densidad,
se us6
elvalor
de
la
norma
NCh
1198
p
o =450
kg/m3.
Se
compararon
10s valorescalculados
con
10sobtenidos
experimentalmente
parala
capacidad
de
cargade
10s davos.Todos
10svalores
experimentales
obtenidosbajo
una
deformacibn
totalde
la
probera
de
1,5
mm,
son rnenoresque
10s valorescalculados.
En
carnbio,
10s valoresobtenidos
mayores que
10svalores calculados, siendo
la
serie2
unaexcepcidn.
.El
mayor aumento
de
istencia
entre
las
deformaciones
1,5
mm
y
4,5
mm
se
registraron para las series 6
y
7.
Se hlcleron
evaluaclones
estadistlcas cornprobando la hlptrtesis,que
el valorcaracterlstlco de
lazapacidad
de
carga
de
un
davo
esigual
a1.285
N
para
lasseries
1
a5
y
1.095
N
para
las series 67
7 .
Se
pudo
confirmar,
que
en
to&las
series
(excepcidn
serie
4)
10s
valores
caracteristicos
se.iustan
satisfactoriamente
a1valor
establecidopor
la norma
E
DIN
1052.
Tambikn
secompararon
10s
valorescalculados caracteristicos
con
10s
ob
tenidos
experimental-
mente
para el
m6dulo
de
corrimiento
C,
evaluando
10s
&res de carp
aplicada para
lasde
forma-t'
Fciones
de
1,5
rnm
y
de
4,5
mm. Como
valores
de
referencia
secalcularon
10s
m6dulos
de
corri-
miento se&n
la ecuaci6n
3,
se obtuvo1.180
Nlmm
para
10s
clavos
de
D
=3,3
mm
solicitados a
dzalle
doble
y
76
1
N/mm
para
10s
clavos de
D
=4,2
mm
solicitados
acizalle simple.
Todos
10s>valores
de
10s
ensayos
son menoresque
10s
valores
calculados.
Se
hicieron
evaluacionesestadist
icas
corn
pro
bando
lahip6
tesis,que
el valor
caracteristicode
C
es
igual
a1180
Nlmm
para
10s
davos
de
D
=3,3
m m
y761
N/mm para
10s clavosde D
=4,2
mm.
Se!.
.
pudo
confirmarque
en todaslas
series
(con
excepci6n
de
la
serie 2 )
10s
valor=
caracterisdcos
obteni-
dos experimendmentese
ajustansatisfactoriamente
alvalor
establecido
por
la
norrnaE
DIN
1052.
Para
evaluarla
influencia
de
la
fricci6n
entre
las
lamelas secompararon
10sresultados de dos
series
iguales
conla excepci6n
que
una
timeliminas
de
plhtico
entrelas
lamelas
de
madera
y
por
lo
tanto se minimizala
fricci6n.
La
capacidad
P
de
10sclavos
de
probetas
con
llmina
es
23%
significativamente
menor.
El
m6dulo
de
la
serie conlimina
es 43%
significativamente
menor.
No
existeuna
diferencia
significativa
entre
clavar
cada
lamela
individualmente
y
clavar dos
lamelas
ala
v a .
Entreclavar
conun
hgulo
de
90"
y
un
i n d ode
65"
existe
una
diferencia
significativa de
las
capacidades
de carga
por
la
menor
penetracihnde
10s
clavos.
(combinaci6n
de
lamelas
b
=24
mm yclavos
1
=75
mm)
.
Con
respecto a1m6dulo
de
corrimiento
no
existe
una
diferencia
signi-
ficativa.
La rigidez
no
aumenta
clavando
en unh g u l o
con
clavos
lisos.
Se
evalu6 la influencia
de
Iadensidad de
la
madera enla
variaci6n
del m6dulo de corrimiento
obtenido
experimentalmente.
El
valor obrenido
R
2= 0,O
1
para
la
correlaci6n
de
las dos variablessignifica
que
solamente
el
1%
de
la variaci6n
muestral
totalestd
explicada
por
10s
valoresde
desviacihn estindar
de
la densidad.
Ensayos
de
paneles
aflexi6n
El
grdfico
de
la
figura
9 muestra
elpromedio
de las curvas
de
carga-deformaci6n de
10s
tres
paneles
deigual
configuraci6n para
10s
ensayos
con
cargas
distribuidas.
Se
consider6 el
promedio
de las
deforrnaciones
de
lasdos lamelas laterales.
Los
paneles
nollegaron a
su
limite
de proporcionalidad
bajo
unacarga
de aprox.
14,2
kN
(1.400
kg),
lo
que equivale
auna
carga
18,9
kN
(1
-870
kg)
por
metrolineal. Las deflexiones
asociadas a esracarga
fueron 4,8
mm para
10s paneles sin unionesde
tope
y5,5
m m
para
10spaneles con
uniones
de
tope.Los
resultados obtenidos permiten clasificar
10s
paneles en el
grado
RT
3c,
la
clasificacibnde
mayor
resistencia
y
rigidez
de
acuerdola
norrna NCh806.
U n l v e r s l d a d d e l B i o - B i o
Carga
distribuida
-
Deformaci6n
Figura
9:
Grrifico
de
carga-deformacidn
de
panales
bajo
carga
distribuida
Con
la
ecuaci6n
5,
sedetermin6
elMOE
en
flexi6n
de
10s
paneles.
El
promedio
de
10s
tres
paneles
sinuniones
de
rope
h e
de
7.4
1
3 N/mm
2(S
=1
54
N/mm
2). Tebricamente,
10s
paneles
sin
uniones
de
topedeberian
tener unMOE
en
flexi6n
igual a1
promedio
del MOE
de
suslamelas
(7.750
N/mm
2). La comparacidn
estadistica
(p
= 0,OG)no
entrega
suficien
teprueba para
rechazar
esta
