I
I
N
NOORRMMA A CCHHIILLEENNA A OOFFIICCIIAALL NNCChh997733..OOff8866
Madera
Madera - Det
- Determ
erminac
inació
ión de
n de las propiedades m
las propiedades mec
ecánic
ánicas -
as
-Ensayo
Ensayo de c
de com
ompr
presión
esión pa
paralela
ralela
Preámbulo
Preámbulo
EEl l IInsnstitutituto Nacionato Nacional l de Normalide Normalizaczaciión, INón, INNN, es , es el organismo quel organismo que te tiene a siene a su cau cargo elrgo el es
es tutudio dio y y preppreparaaración ción de de las las normanormas s tétécncniicacas s a a nivel nnivel nacaciionaonal. El. Es s miembro miembro de de llaa I
INNTETERRNNATATIIONONAL AL ORORGAGANINIZAZATITION ON FOFOR STR STANANDDARARDDIIZZATATIION ON (I(ISO) y de SO) y de lla COMa COMIISISIONON PA
PANNAMAMEERRIICACANNA A DDE E NNORORMMAS AS TETECNCNIICACAS S (CO(COPAPANNT), T), reprerepresesentntanando a do a ChiChille ante ante e eses osos orga
organismonismoss.. L
La a norma norma NNCh97Ch97 3 3 ha ha ssido ido preppreparaarada da por por la la DDiivisión visión de de NNormaormas s dedel l IInsnstitutituto to NNacaciionaonal l dede N
Normaormalilizaczación, y eión, y en sn su eu esstutudio padio participaron rticiparon llos os orgaorganismos nismos y las y las pepersonrsonas as nanatuturalesrales siguientes:
siguientes: Corporac
Corporaciión ón de de FomentFoment o o de de la la ProducProducción,ción, COR
CORFOFO RRoy oy W. W. WothWotherserspoonpoon I
Insnstitutituto to ForestForest al, al, IINFNFOROR GastGast ón ón CubilCubilllos os C.C. Pat
Patriricio cio VValenzuealenzuella a VV.. I
Insnstitutituto to de de IInvenvesstigatigaciones ciones y y EEnsnsayeayess de
de MMataterialerialeses, , IIDDIIEEMM RRenenééMMarcarchahantnt I
Insnstitutituto to NNacacional ional de de NNormaormallizizacaciión, ón, IINNNN Ana Ana MMaríaría a Coro Coro MM.. V
Viicecentnte e PéPérez rez G.G. GR
GRAUAUSUR SUR ConsConstructruccioneciones s e e IImportmportacaciioneones s LLtdtda.a. DDananiel iel SúSú nico nico HH.. M
Miinistnisterio erio de de Obras Obras PúPú bliblicacass, , DDiirecrecciónción de
de VViialialidadad, d, DDeptept o. o. EEsstutudiosdios PatPatriricio cio RRucuckoldt koldt RR.. M
Miinistnisterio erio de de VViviivienenda da y y UUrbanismrbanismo,o, D
Diivisivisión ón PolíPolítica tica HHababiitatacionacionall JJ aime aime ArAranancibicibia a C.C. U
Universidad niversidad AustAustral ral de de ChiChille, e, IInsnsttiitututo to dede Tecn
Tecnologíología a de de ProducProductotos s ForestForest alesales HHééctctor or CuevaCuevass Fr
Franancis cis DDevlievliegegerer J
Universidad del Bío-Bío Fernando Trucco B.
Universidad de Concepción J aime García S.
Universidad de Chile, Depto. de Ingeniería
Civil Mario Wagner M.
Universidad de Chile, Depto. Tecnología
de la Madera Emilio Cuevas I.
Esta norma se estudió para establecer las propiedades resistentes de las diferentes especies madereras en base a probetas libres de defectos.
Esta norma concuerda es encialmente con los documentos siguientes :
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, ASTM D 143-84, Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber.
COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS, COPANT, Norma Panamericana COPANT 464-1972 Maderas - Método de determinación de la compres ión axial o paralela al grano.
El anexo no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo.
Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en ses ión efectuada el 14 de Enero de 19 86 .
Esta norma ha sido declarada Oficial de la Repú blica de Chile por Decreto N 94, de fecha 27 de Mayo de 19 86, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial Nº32.50 2 del 21 de J unio de 1986.
1
NORMA CHILENA OFICIAL NCh973.Of86
Madera Determinación de las propiedades mecánicas
-Ensayo de compresión paralela
1 Alcance
1.1 Est a norma establece el método para realizar el ensayo de compresión paralela a las fibras de la madera.
1.2 Esta norma esta blece las propiedades resistentes que se determinan del ensayo de compresión paralela a las fibras.
1.3 Esta norma se aplica a probetas libres de defec tos con un cont enido de humedad superior al punto de saturación de las fibras (est ado verde) y/o a probetas con un contenido de humedad de 12 ± 1% (estado seco).
2 Referencias
NCh176 /1 Madera - Determinación de humedad. NCh176/2 Madera - Determinación de la densidad.
NCh968 Madera - Selección, obtención y acondicionamiento de muestras y probetas para la determinación de propiedades físicas y mecánicas . NCh969 Madera - Determinación de las propiedades mecánicas - Condiciones
generales para los ens ayos.
3 Definiciones
3.1 límite de proporcionalidad: punto del gráfico carga-deformación, en el cual la curva se desvía de la línea recta inicial.
3.2 módulo de elasticidad: medida de la resist encia a la deformación axial de la probeta de ensayo cuando se la somet e a una carga de dirección paralela a las fibras de la madera. Se determina como la pendiente de la zona lineal del gráfico carga-deformación por debajo del límite de proporcionalidad.
3.3 tensión máxima o de rotura: carga máxima por unidad de superficie, s oportada por la probeta cuando se le aplica una carga de compres ión, de dirección paralela a las fibras de la madera.
4 Unidades
Las tensiones y los módulos se deben expresar en Megapas cal (MPa), cuya equivalencia con otras unidades de pres ión se incluyen en el anexo de es ta norma.
5 Resumen del método
5.1 Principio
El método se basa en aplicar, sobre una sección transversal extrema de la probeta, una carga continua de dirección paralela a las fibras de la madera, midiendo las deformaciones producidas por la aplicación de dicha carga hast a llegar al punto de falla de la probeta.
6 Condiciones generales para los ensayos
Las condiciones generales para efectuar los ensayos, en relación con la calibración de aparatos, extracción y protección de las muest ras, preparación de las probetas, ambiente de ensayo, mediciones y pesadas, se deben ajust ar a lo es tablecido en NCh969.
7 Aparatos
7.1 Máquina de ensayo para compresión, con dispositivo para regular la velocidad de ensayo y con cabezal rotulado de modo que permita una distribución uniforme de la carga
sobre la probet a (ver figura 1).
7.2 Extensómetro, con s ensibilidad de 0 ,00 2 mm.
7.3 Aparatos para medir humedad y densidad citados en NCh176 /1 y NCh176 /2.
8 Selección de muestras
NCh973
3
9 Probetas
9.1 Las probetas deben s er paralelepípedos rectos de 50 x 50 x 20 0 mm medidos con una precisión de ± 0,3% .
9.2 No deben presentar fallas ni defectos.
9.3 Las s ecciones transversales extremas de la probeta deben ser paralelas entre síy perpendiculares a su eje longitudinal.
9.4 La probeta debe tener su eje longitudinal paralelo a la dirección de la fibra con dos de sus caras opuest as paralelas a los anillos de crecimiento.
10 Procedimiento
10.1 Medir el ancho,a , y el espesor, e, de la probeta en ambos extremos y en el centro
de ella (ver figura 2).
10.2 Aplicar la carga en forma cont inua con una velocidad del cabezal de la máquina de 0,6 mm/min, no variando más allá de un 25% .
10.3 Medir las deformaciones por compres ión paralela,σ , que se producen en e t ramo
central ( = 1 50 mm) de la probeta (ver figura 1). L
10.4 Medir las deformaciones con una precisión de 0,0 02 mm, para cargas progresivas, con intervalos de carga convenientemente elegidos, de modo que las lecturas que as íse obt engan permitan efectuar la det erminación del límite de proporcionalidad, Plp, en el
gráfico carga-deformación.
10.5 Anotar la carga máxima,Q, obtenida durante el ensayo de la probeta.
10.6 Para obtener resultados uniformes y sat isfact orios es necesario que las roturas no s e produzcan en los extremos de la probeta.
10.7 Después del ensayo, extraer de las cercanías de la zona de falla de la probeta, una muest ra de 25 mm de longitud y de la misma sección transversal de la probeta, a fin de determinar en ella el contenido de humedad y la densidad mediant e el procedimiento indicado en NCh176 /1 y NCh176 /2.
11 Expresión de resultados
11.1 Con las cargas,P, y las deformaciones, σ , dibujar un gráfico carga (ordenada)
versus deformación (abscisa) en el cual se determina el límite de proporcionalidad de la curva conjuntamente con la carga, Plp, y la deformación, σ lp, que a él le corresponda.
11.2 Determinar para cada probeta la tensión de compres ión paralela en el límite de proporcionalidad, f c,lp, mediant e la fórmula:
e a P = f clp lp ⋅ , (1) en que: lp
P = carga en el límite de proporcionalidad;
a = promedio de los anchos medidos;
e = promedio de los espesores medidos.
NOTA - En las fórmulas no se señalan unidades con el fin de usar aque llas que más acomoden y, posteriormente, hacer las conversiones que se requieran mediant e el uso del anexo.
11.3 Determinar para cada probet a la tensión máxima o de rotura de compresión paralela, mediante la fórmula: e a Q = Rc ⋅ (2) en que:
Q = carga máxima aplicada;
a , e = ídem párrafo 11.2.
11.4 Determinar para cada probet a el módulo de elasticidad de compresión paralela, E c,
mediante la fórmula: e a L P = E lp lp c ⋅ ⋅ ⋅ σ (3) en que:
L = tramo central de la probeta, de 150 mm de longitud, en el cual se han medido las deformaciones;
lp
P = ídem párrafo 11.2;
lp
σ = deformación en el límite de proporcionalidad;
NCh973
5
12 Método secundario
12.1 Se puede usar este método s ecundario cuando sólo se dispone de árboles relativamente pequeños (diámetros menores que 300 mm) y cuando en ellos se dificulta la extracción de las probetas señaladas en el capítulo 9, debido a la presencia de fibras torcidas, nudos, curvaturas u otros defectos similares .
12.2 Siempre que sea posible se debe us ar el método señalado en los capítulos 9 y 10, cualquiera sea el tamaño de los árboles .
12.3 Probetas
12.3.1 Las probetas deben ser paralelepípedos rectos de 25 x 25 x 100 mm, medidos con una precisión de ± 0,3% .
12.3.2 No deben presentar fallas ni defectos.
12.3.3 Se deben confeccionar segú n lo señalado en párrafos 9.3 y 9.4.
12.4 Procedimiento
12.4.1 Medir el ancho,a, y el espesor e, de la probeta en a mbos extremos y en el centro de ella (ver figura 3).
12.4.2 Aplicar la carga en la forma señalada en párrafo 10 .2.
12.4.3 Medir las deformaciones por compres ión paralela,σ , que se producen en el tramo
central ( = 5 0 mm) de la probeta (ver figura 4). L
12.4.4 Efect uar las mediciones de deformación axial, de humeda d y de dens idad en la forma señalada en los párrafos 10.4; 10.5; 10.6 y 10.7.
12.4.5 Anotar la carga máxima,Q, obtenida durante e l ensayo de la probeta.
12.5 Expresión de resultados
Dimens iones en milímet ros
NCh973
7
Dimens iones en milímet ros
Figura 2 – Probeta de compresión paralela
Figura 3 – Probeta de compresión paralela Método secundario
Dimens iones en milímet ros
Figura 4 – Ensayo de compresión paralela a las fibras. Método secundario
NCh973
9
Anexo
(Informativo)
Factores de conversión de unidades de presión, esfuerzo o tensión, módulo de elasticidad a Megapascal (MPa)
Unidad Símbolo Para convertir a MPa
Multiplicar por
Atmósfe ra normal (atm) 101,325 ⋅ 10-3
Atmósfe ra técnica (at) 98,066 5⋅ 10-3
Bar (bar) 0,1
Centímet ro de agua (a 4ºC) (cm 2H O) 98,063 8⋅ 10-6
Centímet ro de mercurio (a 0ºC) (cmHg) 1,333 22⋅ 10-3
Dina por centímet ro cua drado (dina/cm 2) 100,0
⋅ 10-9
Gramo fuerza por centímet ro cua drado (gf/cm 2) 98,066 5
⋅ 10-6
Kilogramo fuerza por centímet ro cua drado (kgf/cm 2) 98,066 5
⋅ 10-3
Kilogramo fuerza por met ro cuadrado (kgf/m 2) 9,806 65
⋅ 10-6
Kilogramo fuerza por milímet ro cua drado (kgf/mm 2) 9,806 65
Kilolibra fuerza por pulgada cuadrada (kip/in 2) 6,894 76
Libra fuerza por pie cuadrado (lbf/ft 2) 47,880 3
⋅ 10-6
Libra por pulgada cua drada (lbf/in 2) 6,894 76
⋅ 10-3
Milibar (mbar) 100,0 ⋅ 10-6
Milímet ro de agua (a 4ºC) (mm 2H O) 9,806 38
Milímet ro de mercurio (a 0ºC) (mmHg) 133,322 ⋅ 10-6
New ton por centímet ro cua drado (N/cm 2) 10,0
⋅ 10-3
New ton por met ro cuadrado (N/m 2) 1,0
⋅ 10-6
Newton por milímet ro cuadrado (N/mm 2) 1,0
Pie de agua (a 39 ,2 F) (ft 2H O) 2,988 98⋅ 10-3
Poundal por pie cuadrado (poundal/ft 2) 1,488 16
⋅ 10-6
Pulgada de agua (a 39 ,2ºF) (in 2H O) 24 9,0 82 ⋅ 10-6
Pulgada de agua (a 60 F) (in 2H O) 24 8,8 4 ⋅ 10-6
Pulgada de mercu rio (a 32 F) (inHg) 3,386 38⋅ 10-3
Pulgada de mercu rio (a 60 F) (inHg) 3,376 85⋅ 10-3
Tonelada fuerza por pie cua drado1) (tonf) 95,760 5
⋅ 10-3
Tonelada fuerza por pulgada cua drada1) (tonf/in 2) 13,789 5
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh
973.Of86
I N S T I T U T O N A C I O N A L D E N O R M A L I Z A C I O N ! I N N - C H I L E
Madera Determinación de las propiedades mecánicas
-Ensayo de compresión paralela
Wood - Determination of mechanical properties - Compression parallel to grain
Primera edición : 19 86 Reimpresión : 19 99
Descriptores: madera, fibras de madera, ensayos, ensayos de compresión
CIN
COPYRIGHT 19 86 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproduc ción y venta *
Direc ción : Matías Cousiño Nº64 , 6 Piso, San tiag o, Chile Cas illa : 99 5 Santiago 1 - Chile
Teléfonos : + (56 2) 44 1 03 30 •Cent ro de Docume ntac ión y Venta de Normas (5ºPiso) : + (56 2) 44 1 04 25 Telefax : + (56 2) 44 1 042 7 •Cent ro de Docume nta ción y Venta de Normas (5ºPiso) : + (56 2) 44 1 04 29 Internet : inn@ ent elchile.ne t
