Determinación de la resistencia a la flexión en vigas de la madera tornillo comercializada en el distrito de Huánuco, provincia de Huánuco, Huánuco 2017

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL “HERMILIO VALDIZAN” DE HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL. “DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO - 2017”. TESIS PARA OPTAR POR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:. INGENIERO CIVIL. TESISTA Angela Gabriela, BARRUETA MARCELLINI ASESOR: Ing. Moisés Edgard ,TORRES RAMIREZ. HUANUCO – PERÚ 2018.

(2) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. DEDICATORIA. Este logro está dedicado a mi señora madre Consuelo Marcellini Pedraza, por haber luchado incansablemente durante toda su vida contra las adversidades, por jamás haberse rendido, por enseñarme que el estudio es lo más importante en la vida, y por no dejarme rendir ni claudicar jamás, por haberme tendido la mano cuando caí, y por haberme levantado cuando ya no tuve fuerzas. A mis hermanas Karina Luyo Marcellini y Delcy Luyo Marcellini, por jamás dejarme sola, por servirme de ejemplo de vida, por todos los consejos brindados, por haber sido mis segundas madres, caminando a mi lado con paciencia y cariño, y enseñarme a caminar a través de los senderos de la vida. A mis más grandes inspiraciones Emara Khalessi y Samuel Moises porque desde que llegaron a este mundo me inspiraron a luchar por ellos, con todo ese amor puro e incondicional, alegran mis días y llenan mi corazón de alegría. A la pequeña Ruth, por ser ese pedacito de cielo que acaba de llegar a nuestras vidas, llenando de sueños y esperanza a cada uno de nosotros, su familia.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. i.

(3) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. ii. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. AGRADECIMIENTO. - Agradezco infinitamente al Ing. Moisés E. Torres Ramírez, quien a través de su asesoramiento, apoyo, guía, compartir desinteresadamente sus amplios conocimientos en la Ingeniería Civil, y tiempo invertido, me permitió elaborar el presente trabajo. - Agradezco a la Dra. Nérida Pastrana Diaz, quien me bridó su apoyo incondicional en el área metodológica del presente trabajo. - Al Ing. Omar Gonzales, jefe de laboratorio, por el tiempo invertido. - A mis colegas y amigos, que de una u otra manera aportaron su grano de arena para que el presente trabajo se haga realidad.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(4) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. iii. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. RESUMEN. En los países desarrollados y con tradición forestal, la madera es considerada como material básico para la industria de la construcción, en cambio en nuestro país el concepto de construcción se asocia con los términos de hormigón, ladrillo, acero, adobe, esto refleja la poca preferencia en la utilización de la madera en edificaciones, a raíz de la poca información acerca de las propiedades de este material, su comportamiento estructural de vigas frente a esfuerzos de flexión.. El trabajo de investigación titulado “Determinación De La Resistencia A La Flexión En Vigas De La Madera Tornillo Comercializada En El Distrito De Huánuco, Provincia De Huánuco, Huánuco-2017”, tuvo como objetivo determinar el esfuerzo máximo a la flexión y módulo de elasticidad mínimo y promedio de la madera tornillo comercializada en la ciudad de Huánuco, para ello se determinó la carga máxima soportada a flexión de cada espécimen hasta el momento de la falla, se realizaron ensayos mecánicos de flexión aplicados a 30 vigas a escala de 50x50x950mm, en la humedad en la que se encuentra comercializada, para complementar a la máquina universal, se construyeron los propios dispositivos de ensayo, con estos resultados reales determinados y evaluando el proceso de agrupamiento de la madera en el Perú, se comparó con la clasificación de esta especie en la NORMA E.010 MADERA del Reglamento Nacional de Edificaciones, y los. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(5) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. iv. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. valores nominales conocidos en la categoría C en la que se encuentra la madera tornillo. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: el esfuerzo admisible a la flexión fue 14,98 MPa, el módulo de elasticidad mínimo fue 6 910,61 MPa y el módulo de elasticidad. promedio fue 10 404,01 MPa, comparando estos. resultados con la norma NORMA E.010 MADERA del R.N.E y los valores nominales conocidos en la categoría C en la que se encuentra la madera tornillo, se concluye que la madera tornillo comercializada en Huánuco no se encuentra en la categoría C, sino en los rangos de la Categoría B. Estos resultados, nos permiten incentivar la utilización de madera tornillo actualmente comercializado en la ciudad de Huánuco, los proyectistas pueden tener la oportunidad de utilizar la especie Tornillo en vigas, viguetas, o elementos que trabajen a flexión con fines estructurales, agilice el diseño y facilite la utilización de esta especie con seguridad.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(6) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. v. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. SUMMARY. In developed countries and with a tradition of forestry, wood is considered as a basic material for the construction industry, whereas in our country the concept of construction is associated with the terms of concrete, brick, steel, adobe, this reflects the preference in the use of wood in buildings, as a result of the little information about the properties of this material, its structural behavior of beams against bending stresses.. The research work entitled "Determination of the Flexural Strength in Beams of the Tornillo Wood Marketed in the District of Huánuco, Province de Huánuco, Huánuco-2017", aimed to determine the maximum effort to flex and modulus of elasticity minimum and average of the Tornillo wood commercialized in the city of Huánuco, for it was determined the maximum load supported to flexion of each specimen until the moment of failure, mechanical bending tests were applied to 30 beams at a scale of 50x50x950mm, in the humidity in which it is commercialized, to complement the universal machine, the test devices themselves were built, with these real results determined and evaluating the process of grouping the wood in Peru, compared with the classification of this species in the WOOD E.010 NORM of the National Building Regulations, and the known nominal values in the category C where the Tornillo wood is located.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(7) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. vi. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. The results obtained were the following: the admissible bending stress was 14.98 MPa, the minimum modulus of elasticity was 6 910.61 MPa and the average modulus of elasticity was 10 404.01 MPa, comparing these results with the WOOD E.010 NORM of the RNE and the known nominal values in category C in which the Tornillo wood is found,. it is concluded that the. Tornillo wood sold in Huánuco is not in category C, but in the ranges of Category B. These results allow us to encourage the use of Tornillo wood currently marketed in the city of Huánuco, planners may have the opportunity to use the Tornillo wood in beams, joists, or elements that work flexing for structural purposes, streamline the design and facilitate the use of this species safely.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(8) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. vii. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. INDICE DE CONTENIDO RESUMEN. iii. INTRODUCCIÓN. xiv. CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN. 1. 1.2 INVESTIGACIÓN BIBLIOBRÁFICA 1.2.1 Generalidades de la Madera. 4. 1.2.2 Propiedades Físicas 1.2.2.1 Contenido de Humedad (Ch). 5. 1.2.2.2 Densidad Básica. 7. 1.2.3 Propiedades Mecánicas. 8. 1.2.3.1 Tracción Paralela a la Fibra. 8. 1.2.3.2 Compresión Paralela a la Fibra. 9. 1.2.3.3 Flexión. 10. 1.2.3.4 Cortante. 11. 1.2.4 Propiedades Elásticas de la Madera. 12. 1.2.4.1 Módulo de elasticidad (Ef). 12. 1.2.4.2 Módulo de corte (G). 12. 1.2.5 Esfuerzo en Vigas por flexión. 14. 1.2.6 Agrupamiento de Maderas para uso Estructural 1.2.6.1 Agrupamiento. 19. 1.2.6.2 Incorporación de Especies a los grupos A, B y C. 23. 1.2.6.3 Lista de Especies agrupadas-Anexo 06-RNE E010 24. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(9) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. viii. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 1.2.7 Madera Tornillo 1.2.7.1 Características de la Especie. 25. 1.2.7.2 Características del árbol. 26. 1.2.7.3 Características de la Madera. 26. 1.2.7.4 Características Técnicas. 27. 1.2.8. Hipótesis, variables e indicadores 1.2.8.1 Hipótesis. 28. 1.2.8.2 Sistema de Variables. 28. 1.2.9 Objetivos 1.2.9.1 Objetivos Generales. 28. 1.2.9.2 Objetivos Específicos. 29. 1.2.10 Nivel y Tipo de Investigación. 21. 1.2.11 Universo, Población y Muestra 1.2.11.1 Universo. 29. 1.2.11.2 Población. 30. 1.2.11.3 Muestra. 31. CAPÍTULO II. MARCO METODOLÓGICO. 32. 2.1 NIVEL Y TIPO DE INVESTIGACIÓN. 32. 2.2 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN. 32. 2.2.1 Adquisición de Maderas. 32. 2.2.2 Ensayos. 33. 2.2.3 Procesamiento de datos. 34. 2.2.4 Evaluación de resultados. 34. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(10) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. ix. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. CAPITULO III. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. 35. 3.1 RESISTENCIA A LA FLEXIÓN. 35. 3.2 ESFUERZO ADMISIBLE A LA FLEXIÓN. 36. 3.3 PROPIEDADES ELÁSTICAS DE LA MADERA. 44. 3.2.1 MÓDULO DE ELASTICIDAD. 44. 3.3 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES 3.3.1 ENSAYO DE FLEXIÓN ESTÁTICA. 110. 3.4 COMPARACIÓN CON LA NORMA E.010 DEL R.N.E. 111. CONCLUSIONES. 113. SUGERENCIAS. 116. BIBLIOGRAFÍA. 118. ANEXO I. CUADROS DE RESULTADOS ARROJADOS POR LA MÁQUINA UNIVERSAL. 120. ANEXO II. PANEL FOTOGRÁFICO. 140. ANEXO III. ESQUEMAS DE APLICACIÓN DE CARGAS Y APOYOS. 162. ANEXO IV. ENSAYO PARA DETERMINAR EL MÓDULO DE ELASTICIDAD Y EL ESFUERZO MÁXIMO DE FLEXIÓN ESTÁTICA. 163. ANEXO V. CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN CMC-007-2017. 164. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(11) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. x. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. INDICE DE CUADROS CUADRO 01. Cuadro de validación y fijación de valores en la investigación de Francisco José Sara Evangelista sobre ensayar y realizar el Gráfico de Diseño para Maderas Comer ciales en Huánuco, en el año 1994.. 2. CUADRO 02. Determinación de uso de la madera por especie en la investigación de Francisco José Sara Evangelista sobre ensayar y realizar el Gráfico de Diseño para Maderas Comerciales en Huánuco, en el año 1994.. 3. CUADRO N°3. Grupos divididos por la densidad básica, según la norma E.010. 21. CUADRO N°4. Grupos divididos por el módulo de elasticidad, según la norma E.010.. 22. CUADRO N°5. Grupos divididos por Esfuerzos admisibles, según la norma E.010.. 22. CUADRO N°6. Lista de especies agrupadas según el Reglamento Nacional de Edificaciones.. 25. CUADRO N°7. Registro de depósitos de venta de madera aserrada y rolliza en el distrito de Huánuco durante 2016. 30. CUADRO N°8. Cálculo de resistencia a la flexión por probeta.. 38. CUADRO N°9. Reordenamiento de esfuerzos máximos de menor a mayor.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 42.

(12) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. xi. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. CUADRO N°10. Cálculo de módulo de elasticidad en flexión estática. 106 CUADRO N°11. Reordenamiento de módulos de elasticidad de menor a mayor.. 109. CUADRO N°12. Comparación de la especie tornillo comercializada en la ciudad de Huánuco según propiedades mecánicas conocidas.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 111.

(13) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. xii. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. INDICE DE GRÁFICOS GRÁFICO N°1. Diagrama de rangos de humedad donde ocurren cambios dimensionales y de resistencia Fuente.. 6. GRÁFICO N°2. Diagrama de Elástica de una Viga.. 14. GRÁFICO N°3. Segmento de una viga recta sin carga y curvo con carga. 15 GRÁFICO N°4: segmento curvo de una viga.. 16. GRÁFICO N°5: Distribución de Esfuerzos en Flexión.. 17. GRÁFICO N°6: Detalle de aplicación de cargas sobre viga a escala en ensayo a flexión. 35. GRÁFICO N°7: Sección de viga. 40. GRÁFICO N° 8. Módulo de Elasticidad para la probeta 01.. 45. GRÁFICO N° 9. Módulo de Elasticidad para la probeta 02.. 47. GRÁFICO N°10. Módulo de Elasticidad para la probeta 03.. 49. GRÁFICO N° 11. Módulo de Elasticidad para la probeta 04.. 51. GRÁFICO N° 12. Módulo de Elasticidad para la probeta 05.. 53. GRÁFICO N° 13. Módulo de Elasticidad para la probeta 06.. 55. GRÁFICO N° 14. Módulo de Elasticidad para la probeta 07.. 57. GRÁFICO N° 15. Módulo de Elasticidad para la probeta 08.. 59. GRÁFICO N° 16. Módulo de Elasticidad para la probeta 07.. 61. GRÁFICO N° 17. Módulo de Elasticidad para la probeta 10.. 63. GRÁFICO N° 18. Módulo de Elasticidad para la probeta 11.. 65. GRÁFICO N° 19. Módulo de Elasticidad para la probeta 12.. 67. GRÁFICO N° 20. Módulo de Elasticidad para la probeta 13.. 69. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(14) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. xiii. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. GRÁFICO N° 21. Módulo de Elasticidad para la probeta 14.. 71. GRÁFICO N° 22. Módulo de Elasticidad para la probeta 15.. 73. GRÁFICO N° 23. Módulo de Elasticidad para la probeta 16.. 75. GRÁFICO N° 24. Módulo de Elasticidad para la probeta 17.. 77. GRÁFICO N° 25. Módulo de Elasticidad para la probeta 18.. 79. GRÁFICO N° 26. Módulo de Elasticidad para la probeta 19.. 81. GRÁFICO N° 27. Módulo de Elasticidad para la probeta 20.. 83. GRÁFICO N° 28. Módulo de Elasticidad para la probeta 21.. 85. GRÁFICO N° 29. Módulo de Elasticidad para la probeta 22.. 87. GRÁFICO N° 30. Módulo de Elasticidad para la probeta 23.. 89. GRÁFICO N° 31. Módulo de Elasticidad para la probeta 24.. 91. GRÁFICO N° 32. Módulo de Elasticidad para la probeta 25.. 93. GRÁFICO N° 33. Módulo de Elasticidad para la probeta 26.. 95. GRÁFICO N° 34. Módulo de Elasticidad para la probeta 27.. 97. GRÁFICO N° 35. Módulo de Elasticidad para la probeta 28.. 99. GRÁFICO N° 36. Módulo de Elasticidad para la probeta 29.. 101. GRÁFICO N° 37. Módulo de Elasticidad para la probeta 30.. 103. GRÁFICO N°38: Sección de viga. 107. GRÁFICO N° 39. Curva carga – deformación de la probeta 1.. 120. GRÁFICO N° 40. Curva carga – deformación de la probeta 2.. 121. GRÁFICO N° 41. Curva carga – deformación de la probeta 3.. 121. GRÁFICO N° 42. Curva carga – deformación de la probeta 4.. 122. GRÁFICO N° 43. Curva carga – deformación de la probeta 5.. 123. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(15) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. xiv. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. GRÁFICO N° 44. Curva carga – deformación de la probeta 6.. 123. GRÁFICO N° 45. Curva carga – deformación de la probeta 7.. 127. GRÁFICO N° 46. Curva carga – deformación de la probeta 8.. 125. GRÁFICO N° 47. Curva carga – deformación de la probeta 9.. 125. GRÁFICO N° 48. Curva carga – deformación de la probeta 10.. 126. GRÁFICO N° 49. Curva carga – deformación de la probeta 11.. 126. GRÁFICO N° 52. Curva carga – deformación de la probeta 12.. 127. GRÁFICO N° 51. Curva carga – deformación de la probeta 13.. 128. GRÁFICO N° 52. Curva carga – deformación de la probeta 14.. 128. GRÁFICO N° 53. Curva carga – deformación de la probeta 15.. 129. GRÁFICO N° 54. Curva carga – deformación de la probeta 16.. 129. GRÁFICO N° 55. Curva carga – deformación de la probeta 17.. 130. GRÁFICO N° 56. Curva carga – deformación de la probeta 18.. 131. GRÁFICO N° 57. Curva carga – deformación de la probeta 19.. 131. GRÁFICO N° 58. Curva carga – deformación de la probeta 20.. 132. GRÁFICO N° 59. Curva carga – deformación de la probeta 21.. 132. GRÁFICO N° 60. Curva carga – deformación de la probeta 22.. 133. GRÁFICO N° 61. Curva carga – deformación de la probeta 23.. 134. GRÁFICO N° 62. Curva carga – deformación de la probeta 24.. 134. GRÁFICO N° 63. Curva carga – deformación de la probeta 24: (cont.). 135. GRÁFICO N° 64. Curva carga – deformación de la probeta 25.. 136. GRÁFICO N° 65. Curva carga – deformación de la probeta 26.. 136. GRÁFICO N° 66. Curva carga – deformación de la probeta 27.. 137. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(16) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. xv. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. GRÁFICO N° 67. Curva carga – deformación de la probeta 28.. 137. GRÁFICO N° 68. Curva carga – deformación de la probeta 29.. 138. GRÁFICO N° 69. Curva carga – deformación de la probeta 30.. 139. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(17) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. xvi. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. INTRODUCCIÓN Las propiedades mecánicas de las madera tornillo comercializada en el distrito de Huánuco, provincia de Huánuco, Huánuco, en especial su resistencia a flexión lo hace idóneo para su uso estructural en vigas, tijerales, etc., elementos que están sujetos a esfuerzos de flexión principalmente. Sin embargo, la falta de evidencia experimental sobre el desempeño de esta en la ciudad de Huánuco, asociada con la poca diseminación que ha tenido comercialmente el uso de madera, son dos razones que limitan su utilización en la práctica, por ello nace la idea de la ejecución del presente trabajo de investigación: “DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017” A través del presente estudio de investigación, se pretende lograr los siguientes objetivos: 1. Determinar el esfuerzo admisible a frente a esfuerzos de flexión en vigas. 2. Determinar el módulo de elasticidad mínimo y promedio. 3. Comparar valores usados para la clasificación en la NORMA E.010. La presente tesis está dividida en tres (03) capítulos: El primer capítulo, presenta el marco teórico, en el que se consignan los antecedentes de la investigación u otros trabajos de investigación afines, la investigación bibliográfica, aspectos teóricos que respaldan la investigación,. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(18) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO. xvii. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. definiciones conceptuales, así como la hipótesis, las variables, los objetivos, la población y la muestra del presente estudio. El segundo capítulo, presenta el marco metodológico, el cual consigna los métodos de investigación, las técnicas, los instrumentos empleados, cómo y para que se utilizaron. El tercer capítulo, presenta principalmente la discusión de los resultados, presentándose resultados obtenidos y procesados mediante técnicas estadísticas, los cuadros y gráficos basados en los resultados que se han obtenido de la aplicación de los instrumentos de investigación. Finalmente,. se. describen. las. conclusiones. y sugerencias,. fuentes. bibliográficas y anexos.. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA..

(19) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. CAPITULO I MARCO TEÓRICO 1.1.. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN A continuación se muestra los estudios realizados: • Sara (1994), en su trabajo de investigación titulado Gráfico De Diseño Para Maderas Comerciales En Huánuco, consideró como maderas más comercializadas. a. las. maderas. Tornillo,. Copaiba,. Catahua,. determinándose los esfuerzos admisibles por flexión, comprensión paralela a las fibras, cizallamiento o corte paralelo a las fibras, tracción paralelo al grano y el módulo de elasticidad. El ensayo de flexión se efectuó siguiendo la Norma ITINTEC 251.017. y se prepararon probetas de 5x5cm de sección transversal y 75cm de longitud. Se eligieron al azar 2 probetas por árbol. La carga se aplicó en el centro de la probeta (distancia entre los apoyos 70cm). Se colocó entre la probeta y los soportes, las placas de acero con rodillos. La carga se aplicó a través del cabezal o bloque de carga, sobre la cara tangencial de la probeta, más próxima a la médula. Se aplicó la carga a la probeta con una velocidad constante de cruceta móvil de 2.5mm por minuto durante el ensayo. Se registraron las deformaciones para cada incremento de carga, hasta la falla. Con estos. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 1.

(20) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. datos se trazó la curva carga – deformación, para determinar la carga al límite de proporcional. Inmediatamente después del ensayo, de cada probeta se cortó una sección de 2 cm. de largo para la determinación del contenido de humedad según lo establecido en la norma ITINTEC 251.010 Después de evaluar las especies madereras preferidas, siguiendo las Normas ITINTEC, COPANT y ASTM, la validación y fijación de valores se obtuvieron los siguientes resultados: Cuadro N°1: Cuadro de validación y fijación de valores ESPECIE. FLEXIÓN (fm). TRACCIÓN PARALELA (ft). COMPRESIÓN PARALELA (fc). COMPRESIÓN PREPENDICULAR (fc┴). CORTE PARALELO (fv). MÓDULO DE ELASTICIDAD (E). Catahua. 198.99. 104.24. 98.00. 18.75. 14.50. 78.110. Copaiba. 175.05. 131.29. 141.82. 37.49. 20.08. 10.720. Tornillo. 166.60. 124.95. 126.35. 24.06. 17.06. 96.090. Fuente: Sara, 1994. Todos los valores arriba mostrados están expresados en kg/cm2 De acuerdo al análisis y evaluación de las características tecnologías (Anatomía, Propiedades Físico, Mecánicas, Uniones Estructurales, Preservación) se determinaron para que usos tendrían un fin más adecuado,. cuyas recomendaciones mostramos en el cuadro a. continuación:. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 2.

(21) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Cuadro N°2: Determinación de uso de la madera por especie. USO RECOMENDADO Columnas, vigas, viguetas, pilotes y. COPAIBA X. CATAHUA. TORNILLO X. otros. Encofrados Puertas,. X ventanas.. Marcos,. X. X. X X. zócalos, empotrados Tabiquería, cielo raso. X. Paredes exteriores. X. X. Parquet, pasos de escalera. X. X. Machihembrados. X. X. Chapas. decorativas. y. X. compensadas Ebanistería. X. X. X. Carrocerías. X. Cajonería liviana. X. X. X. Mobiliario en general. X. X. X. X. Fuente: Sara, 1994. • Pehovaz (2000), en su trabajo de investigación titulado Estudio De La Madera Shihuahuaco Con Fines Estructurales, ensayó la madera Shihuahuaco para así determinar sus propiedades físicas (contenido de humedad, densidad y contracción), propiedades elásticas (el módulo de elasticidad a la compresión paralela a la fibra, compresión perpendicular a la fibra , módulo de elasticidad a la flexión estática) y las propiedades resistentes (dureza, tenacidad, esfuerzo de rotura, esfuerzo al límite proporcional, esfuerzo de trabajo, corte paralelo a la fibra, tracción perpendicular a la fibra). Para el ensayo de Flexión estática se confeccionaron 18 probetas estándar de 5x5cm. De sección transversal. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 3.

(22) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. por 75cm. de longitud en la dirección de la fibra, observándose así en el ensayo que debido a la presencia del agua en la madera, una falla lenta, produciéndose esta en la parte central de la probeta. Mediante los cálculos estadísticos se determinó que el esfuerzo admisible al 5% de exclusión es de 160.45kg/cm2.,y el módulo de elasticidad es un valor de 74,660.23 kg/cm2. Se encontró también deformaciones promedio máximo de 1.37 cm. en el momento de producirse la rotura. Los datos registrados durante la realización de los ensayos fueron procesados. estadísticamente;. obteniéndose. valores. promedios,. correspondiente a las medias aritméticas, así como los valores al 5% del límite de exclusión, para cada una de las propiedades físicas, elásticas resistentes. Se tomará como antecedente esta tesis, ya que a pesar de no ser un estudio dirigido a la madera Tornillo, se han realizado los mismos ensayos en madera, y en el mismo laboratorio de la UNHEVAL en el que se va a trabajar.. 1.2.. INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA. 1.2.1. Generalidades de la Madera: La madera es un material natural muy complejo, de poco peso y buena resistencia, pero de propiedades y características que no dependen sólo de su composición sino cómo se encuentran colocados u orientados los. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 4.

(23) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. diversos elementos que la conforman. Aunque el material es combustible, sus propiedades mecánicas no se afectan con el fuego, como sí ocurre con los materiales metálicos como el acero y el aluminio. Es muy susceptible a los cambios de humedad y al ataque de insectos; sin embargo esta desventaja puede eliminarse con tratamientos químicos de inmunización. En esta sección se presentan conceptos básicos y necesarios para comprender apropiadamente el comportamiento de la madera desde el punto de vista estructural. Se expondrán definiciones y características respecto a la madera en general. En capítulos siguientes se explicarán los resultados de los ensayos realizados en la investigación, con el fin de estudiar las características y propiedades mecánicas de la especie en estudio (Tornillo).. 1.2.2. Propiedades físicas 1.2.2.1 Contenido de humedad (ch): Es un parámetro de relevancia que influye sobre las propiedades físicas y mecánicas. La madera contiene una importante cantidad de humedad. Esta se encuentra bajo tres formas: - Agua libre en el interior de las cavidades celulares; - Agua higroscópica, contenida en las paredes celulares y - Agua de constitución, inherente a su naturaleza orgánica.. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 5.

(24) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Cuando la madera es expuesta al medio ambiente, entrega agua libre contenida en sus cavidades y después agua higroscópica. En el caso del agua de constitución solo se pierde en combustión. Al término del intercambio del agua de la madera al medio ambiente se denomina Punto de Saturación de las fibras (PSF), con un CH entre 25-35%. (Ordoñez, 2016) % CH. +80%. No hay cambios en las propiedades mecánicas en esta región de Ch. No hay cambio dimensional de esta región de Ch. 20% - 30% Incremento de propiedades mecánicas. Contracción dimensional. Punto Saturación ligada. 0%. Gráfico N°1: Diagrama de rangos de humedad donde ocurren cambios dimensionales y de resistencia Fuente: Ordoñez, 2016. El Gráfico N°1 muestra la variación del contenido de humedad en la madera y su efecto sobre las propiedades mecánicas y dimensionales. Cuanto menor sea el contenido de humedad mayor será la resistencia mecánica de la madera y la contracción dimensional aumentará (Ordoñez, 2016). Cabe resaltar que el contenido de humedad no toma en cuenta el agua de constitución que es inherente a la madera. Para determinar la humedad en la madera, se calcula el siguiente cociente:. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 6.

(25) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. CH% =. Peso húmedo − Peso anhídro x100 … . Ecuación (1) Peso anhídro. Dependiendo del contenido de humedad obtenido en la madera, se puede diferenciar tres estados: madera verde, cuando solo se ha perdido agua libre y su porcentaje de humedad es mayor que 30%; madera seca, si ha perdido también una parte del agua higroscópica y su porcentaje de humedad es menor a 18%; y madera seca anhidra, que ha perdido toda el agua libre e higroscópica donde el porcentaje de humedad es igual a 0% tras haber sido secado en la estufa a 105 °C. La madera recién extraída posee alrededor de 50% a 70% de humedad. Por otra parte, es deseable que la madera destinada a la construcción tenga un contenido de humedad similar a la humedad de equilibrio del lugar en que ella preste servicio. En muchas ocasiones no será necesario el secado de la madera según la temperatura ambiente y la humedad, lo que nos lleva a un ahorro importante de tiempo y dinero. 1.2.2.2 Densidad Básica: La densidad de un cuerpo, es el cociente formado por la masa y su volumen. Debido a que tanto la masa como el volumen de una madera varían significativamente de acuerdo al contenido de humedad. (Ordoñez, 2016). TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 7.

(26) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 1.2.3. Propiedades Mecánicas La orientación de las fibras que componen la madera da lugar a la anisotropía de su estructura, por lo que a la hora de definir sus propiedades mecánicas hay que distinguir siempre entre la dirección perpendicular y la dirección paralela a la fibra. En este hecho radica la principal diferencia de comportamiento frente a otros materiales utilizados en estructuras como el acero y el hormigón. Las resistencias y módulos de elasticidad en la dirección paralela a la fibra son mucho más elevados que en la dirección perpendicular. En ellas indicaremos, además, cuatro fuerzas mecánicas (resistencia a la flexión, resistencia a la compresión, resistencia a la tracción y resistencia al corte). (AITIM, 2017). Sentido paralelo de las fibras. Sentido perpendicular de las fibras. Fuente: AITIM (2017). 1.2.3.1 Tracción paralela a la fibra: Es la fuerza que realiza la madera ante dos tensiones de sentido contrario que hacen que disminuya la sección transversal y aumente la longitud. (Tknika, 2017). TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 8.

(27) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Fuente: Tknika (2017).. La resistencia a tracción paralela a la fibra es elevada. En la madera clasificada, los valores característicos oscilan entre 8 y 18 N/mm2. Como ejemplo de piezas solicitadas a este esfuerzo se encuentran, principalmente, los tirantes y los pendolones de las cerchas. (AITIM, 2017). 1.2.3.2 Compresión paralela a la fibra: Fuerza que realiza la madera contra tensiones que tienden a aplastarla. El efecto de aplastamiento es mayor con las fibras de sentido perpendicular, que en sentido contrario. (Tknika, 2017). Fuente: Tknika (2017). TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 9.

(28) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Su resistencia a compresión paralela a la fibra es elevada, alcanzando valores característicos en la madera clasificada de 16 a 23 N/mm2. Esta propiedad resulta importante en una gran cantidad de tipos de piezas, como pilares, montantes de muros entramados, pares de cubierta, etc. (AITIM, 2017) 1.2.3.3 Flexión: Es la fuerza que hace la madera contra las tensiones de compresión y tracción de las fibras en paralelo.. Fuente: Tknika (2017). La madera puede estar en distintas posiciones a la hora de enfrentarse a las fuerzas de flexión: entre dos apoyos, sobre dos apoyos o adherida a una pieza. (Tknika, 2017). Fuente: Tknika (2017). TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 10.

(29) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Su resistencia a flexión es muy elevada, sobre todo comparada con su densidad. Sus valores característicos para las coníferas, que se utilizan habitualmente en estructuras, varían entre 14 y 30 N/mm2. En madera es preciso hablar de una resistencia a la flexión, aunque esté formada por la combinación de una tracción y una compresión, ya que el comportamiento mecánico de estas dos propiedades es diferente, y por tanto resulta más práctico referirse al efecto conjunto de ambas en el caso de flexión. Esta propiedad es importante en piezas tales como vigas, viguetas de forjado, pares de cubierta, etc. (AITIM, 2017). 1.2.3.4 Cortante: El esfuerzo cortante origina tensiones tangenciales que actúan sobre las fibras de la madera según diversos modos: -. Tensiones tangenciales de cortadura: las fibras son cortadas. transversalmente por el esfuerzo. El fallo se produce por aplastamiento. - Tensiones tangenciales de deslizamiento: el fallo se produce por el deslizamiento de unas fibras con respecto a otras en la dirección longitudinal. -. Tensiones tangenciales de rodadura: el fallo se produce por rodadura de. unas fibras sobre las otras. En las piezas sometidas a flexión y a cortante, las tensiones que intervienen son conjuntamente las de cortadura y deslizamiento.. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 11.

(30) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Sus valores característicos (por deslizamiento) varían entre 1,7 y 3,0 N/mm2 en las especies y calidades utilizadas habitualmente en la construcción. Las tensiones tangenciales por rodadura de fibras sólo se producen en casos muy concretos, como son las uniones encoladas entre el alma y el ala de una vigueta con sección en doble T. El valor de la resistencia por rodadura es del orden del 20 al 30% de la resistencia por deslizamiento. (AITIM, 2017). 1.2.4. Propiedades Elásticas de la madera La madera se deforma elásticamente, hasta el límite proporcional por encima del cual la deformación es de tipo plástica hasta el punto de rotura. El módulo de elasticidad, el de corte y el de Poisson, son los parámetros que definen sus características elásticas. La madera como material ortotrópico (propiedades mecánicas o térmicas son únicas e independientes en tres direcciones perpendiculares entre sí), tiene tres módulos de elasticidad y tres módulos de corte, orientados y dirigidos según los tres ejes ortogonales . (Ordoñez, 2016). 1.2.4.1 Módulo de elasticidad (Ef): (Ordoñez, 2016) Es la medida de la rigidez del material. Su cálculo se basa en la razón entre el esfuerzo por unidad de superficie y la deformación por unidad de longitud experimentada por una probeta sometida a flexión. Constituye un. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 12.

(31) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. valor indicativo de la rigidez y es aplicable solamente a condiciones de trabajo dentro de la zona elástica de la curva esfuerzo versus deformación. La fórmula matemática que permite calcular el Módulo de Elasticidad en flexión se obtiene del análisis estructural de una viga simplemente apoyada con carga aplicada al centro de la luz, resultando lo siguiente:. P ∗ L3 Ef = … … … … . Ecuación (2) ∆ ∗ 4 ∗ a ∗ h3 Donde: 𝑃/Δ: Pendiente obtenida del gráfico Fuerza aplicada vs Deformación asociada 𝐿: Longitud o luz del elemento 𝑎: Ancho de la sección del elemento h: Altura de la sección del elemento. 1.2.4.2 Módulo de corte (G): El módulo de corte relaciona las distorsiones con los esfuerzos de corte aplicados a la probeta. La madera por ser material ortotrópico posee diferentes módulos de corte en cada una de las direcciones. En la madera, la mayoría de las coníferas muestran que el módulo de corte radial-tangencial es aproximadamente un 10% de los valores del módulo de corte longitudinal-tangencial , mientras que en el caso de las latifoliadas, debido a su alta densidad, es de un 40% del módulo de corte.. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 13.

(32) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Así también, para este material, la relación de Poisson es muy pequeña y difícil de determinar. (Ordoñez, 2016) 1.2.5. Esfuerzo en vigas por flexión: Para evitar la falla estos esfuerzos no deberán exceder los límites de fluencia de los materiales empleados. Una viga inicialmente recta con la carga se deforma adquiriendo una ligera curvatura, conociéndose a esta última con el nombre de elástica. Todas las secciones de la viga sufren desplazamientos que generalmente son verticales lo que implica que la viga generalmente no modifica su longitud. Si se toman dos secciones transversales y próximas entre sí, estas son paralelas antes de aplicar las cargas, luego de aplicadas las cargas estas secciones continúan siendo rectas, pero ya no paralelas entre sí. Esto significa que las secciones originalmente planas y normales al eje de la pieza, se mantienen planas y normales a dicho eje. Sin embargo este eje cambio su forma de recta a la forma curva de la elástica. x. dx. compresión tracción L. Gráfico N° 2: Elástica de una viga. Fuente: propia. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 14.

(33) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Gráfico N° 3: Segmento de una viga recta sin carga y curvo con carga Fuente: propia. Como se puede observar en la figura, unas fibras del sólido se acortan y otras se alargan, existiendo entre ambas una capa de fibras que no sufren variación. Dicha capa se conoce como zona o capa de fibras neutras. Un segmento diferencial curvo de viga puede considerarse como un arco de circulo con centro en O y radio r. En él se observa que la parte superior ab tiene menor longitud que la inferior cd, lo que sugiere que la las fibras superiores se comprimieron y que las fibras inferiores se traccionaron. Existiendo un plano llamado “neutro” nn donde no hay deformación y por lo tanto tampoco esfuerzos.. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 15.

(34) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. O dO r a c. i. n. b dx. n i. y d ydO. Gráfico N°4: Segmento curvo de una viga Fuente: propia. Hipótesis: -Las secciones planas, antes y después de la deformación permanecen planas. -El módulo de elasticidad en tracción y compresión son iguales -Los esfuerzos y las deformaciones cumplen con la ley de Hooke Plano Neutro: aquel que contiene a todas las fibras que no se deforman Eje Neutro: intersección del plano neutro en el plano de carga deformada o eje elástico es la intersección del plano neutro y el plano de simetría de cargas. Tomando este plano neutro como eje de referencia, y debido a que la longitud nn=dx es igual a la longitud ii=dx, se observa que la deformada a una distancia “y” es:. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 16.

(35) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. δ = ydθ … … ecuación (3). e=. δ dx. =y. dθ dx. … … ecuación (4). Del gráfico N°4: dx = rdθ … … ecuación (5) De las ecuaciones (4) y (5) e = y/r … … ecuación(6) De la ley de Hooke: σx = E e =. Ey … … ecuación (7) r. La ecuación (7) muestra que los esfuerzos normales son proporcionales a la distancia al eje neutro. Nulos en el eje neutro y máximos en las fibras más alejadas de este.. A. s max. emax. C sx emin. T. y. dA. s min. Gráfico N°5: Distribución de Esfuerzos en Flexión Fuente: Gonzales (s.f). En la ecuación (7) todavía r es desconocido. En ausencia de fuerzas axiales de la estática ∑ Fx = 0. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 17.

(36) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. ∫ dF = N = 0 … … ecuación (8) A. dF = σ dA = (Ey/r)dA … … ecuación (9) En esta ecuación E/r no es cero, por lo que: ∫ ydA = 0 … … ecuación (10) A. Esto requiere que el origen del sistema de coordinas empleado debe estar situado en el centro geométrico de la sección transversal (que es equivalente al centro de gravedad en el caso de vigas homogéneas). En otras palabras el eje neutro coincide con el eje centroidal de la viga La estática, además del equilibrio de fuerzas requiere del equilibrio de momentos. ∑M = 0. ∫ dFy = M … … ecuación (11) A. dF = σ dA = (. M=. Ey ) dA … … ecuación (12) r. E EI ∫ y2 dA = … … ecuación (13) r A r. Donde “I” es el Momento de Inercia de la sección De (7) y (13) σ=. My … … ecuación (14) I. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 18.

(37) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 𝛔𝐦𝐚𝐱 =. 𝐌𝐦𝐚𝐱 𝐜 … … ecuación (15) 𝐈. Donde: 𝜎𝑚𝑎𝑥 = Esfuerzo por flexión. 𝑀𝑚𝑎𝑥 = Momento en la sección que se analiza. 𝑐= distancia de la fibra que se analiza al eje neutro. 𝐼= momento de inercia con respecto al eje neutro. “Mmax” depende únicamente del tipo de viga y del tipo de carga. Mientras que los valores de “c” e “I” dependen exclusivamente de la sección transversal de la viga.. 1.2.6. Agrupamiento de Maderas para uso Estructural 1.2.6.1 AGRUPAMIENTO El agrupamiento está basado en los valores de la densidad básica y de la resistencia mecánica, agrupados en A, B y C. en donde:. GRUPO A: se encuentran agrupados en esta categoría, aquellas especies maderables que tienen una densidad básica igual o mayor a 0.71 g/cm3, un módulo de elasticidad mínimo mayor o igual a 9 316 Mpa ó 95 000 Kg/cm2, un módulo de elasticidad promedio mayor o igual a 12 748 Mpa ó 130 000 Kg/cm2, un esfuerzo admisible a la flexión mayor o igual a 20.6 Mpa ó 210 Kg/cm2, un esfuerzo admisible a tracción paralela a la fibra mayor o igual a 14,2 Mpa ó 145 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la compresión. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 19.

(38) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. paralela a la fibra mayor o igual a 14,2 Mpa ó 145 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la compresión perpendicular a la fibra mayor o igual a 3.9 Mpa ó 40 kg/cm2 y un esfuerzo admisible al corte paralelo a la fibra mayor o igual a 1.5 Mpa ó 15kg/cm2.. GRUPO B: se encuentran agrupados en esta categoría, aquellas especies maderables que tienen una densidad básica entre 0.56 g/cm3 a 0.70g/cm3, un módulo de elasticidad mínimo igual o mayor 7 355 Mpa ó 75 000 Kg/cm2 y menor a 9 316 Mpa ó 95 000 kg/cm2, un módulo de elasticidad promedio igual o mayor 9 806 Mpa ó 100 000 Kg/cm2 y menor a 12 748 Mpa ó 130 000 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la flexión igual o mayor a 14.7 Mpa ó 150 Kg/cm2 y menor a 20.6 Mpa ó 210 Kg/cm2, un esfuerzo admisible a tracción paralela a la fibra igual o mayor a 10,3 Mpa ó 105 kg/cm2 y menor a 14,2 Mpa ó 145 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la compresión paralela a la fibra igual o mayor a 10,8 Mpa ó 110 kg/cm2 y menor a 14,2 Mpa ó 145 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la compresión perpendicular a la fibra igual o mayor a 2.7 Mpa ó 28 kg/cm2 y menor a 3.9 Mpa ó 40 kg/cm2 y un esfuerzo admisible al corte paralelo a la fibra igual o mayor a 1.2 Mpa ó 12 kg/cm2 y menor a 1.5 Mpa ó 15kg/cm2.. GRUPO C: se encuentran agrupados en esta categoría, aquellas especies maderables que tienen una densidad básica entre 0.40 g/cm3 a. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 20.

(39) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 0.55g/cm3, un módulo de elasticidad mínimo igual o mayor 5 394 Mpa ó 55 000 Kg/cm2 y menor a 7 355 Mpa ó 75 000 kg/cm2, un módulo de elasticidad promedio igual o mayor 8 826 Mpa ó 90 000 Kg/cm2 y menor a 9 806 Mpa ó 100 000 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la flexión igual o mayor a 9.8 Mpa ó 100 Kg/cm2 y menor a 14.7 Mpa ó 150 Kg/cm2, un esfuerzo admisible a tracción paralela a la fibra igual o mayor a 7.3 Mpa ó 75 kg/cm2 y menor a 10,3 Mpa ó 105 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la compresión paralela a la fibra igual o mayor a 7.8 Mpa ó 80 kg/cm2 y menor a 10,8 Mpa ó 110 kg/cm2, un esfuerzo admisible a la compresión perpendicular a la fibra igual o mayor a 1.5 Mpa ó 15 kg/cm2 y menor a 2.7 Mpa ó 28 kg/cm2 y un esfuerzo admisible al corte paralelo a la fibra igual o mayor a 0.8 Mpa ó 8 kg/cm2 y menor a 1.2 Mpa ó 12 kg/cm2.. 1.2.6.1.1 Densidad Básica: Densidad básica es la relación entre la masa anhídrida de madera y su volumen verde, y se expresa en g/cm3. Cuadro N°3: Grupos divididos por la densidad básica, según la Norma E.010 Grupo A B C. Densidad Básica g/cm3 ≥0,71 0,56 a 0,70 0,40 a 0,55. Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones E.010 (2006). TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 21.

(40) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 1.2.6.1.2 Módulo de Elasticidad: es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. Estos valores son para madera húmeda y pueden ser usados en madera seca. Cuadro N°4: Grupos divididos por el módulo de elasticidad, según la norma E.010 Grupo. Módulo de Elasticidad (E) MPa (kg/cm2) 𝐸𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜. 𝐸𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜. A. 9 316 (95 000). 12 748 (130 000). B. 7 355 (75 000). 9 806 (100 000). C. 5 394 (55 000). 8 826 (90 000). Fuente: RNE E.010 (2006). 1.2.6.1.3 Esfuerzos Admisibles**: los esfuerzos admisibles son los esfuerzos máximos a los que puede ser sometido un material, asegurándose de un desempeño seguro. Cuadro N°5: Grupos divididos por Esfuerzos admisibles, según la norma E.010 Grupo. A. Esfuerzos Admisibles MPa (Kg/cm2) Flexión. Tracción. Compresión. Compresión. Corte. 𝑓𝑚. Paralela 𝑓𝑡. paralela 𝑓𝑐 //. Perpendicular. Paralelo. 𝑓𝑐 ┴. 𝑓𝑣. 20,6. 14,2 (145). 14,2 (145). 3,9 (40). 1,5 (15). 10,3 (105). 10,8 (110). 2,7 (28). 1,2 (12). (210) B. 14,7. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 22.

(41) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. (150) C. 9,8. 7,3 (75). 7,8 (80). 1,5 (15). 0,8 (8). (100) (**)Estos valores son para madera húmeda, y pueden ser usados para madera seca. Fuente: RNE E.010 (2006). 1.2.6.2 INCORPORACIÓN DE ESPECIES A LOS GRUPOS A, B Y C (RNE E.010, 2006) 1.2.6.2.1 Requisitos -. El procedimiento a seguir para la incorporación de especies a los grupos A, B y C deberá ser el establecido en el acápite 1.2.6.2.2.. -. La incorporación de especies a los grupos establecidos se hará en función de la densidad básica y de la resistencia mecánica obtenida mediante ensayos de flexión de vigas de madera de tamaño natural, según la norma ITINTEC 251.107. se deberá ensayar un mínimo de 30 vigas provenientes por lo menos de 5 árboles por especie.. -. La identificación de la especie y los ensayos estructurales deberán se efectuados por laboratorios debidamente reconocidos, los que emitirán y garantizarán los resultados correspondientes, de conformidad con los requisitos. exigidos. por. el. Instituto. Nacional. de. Investigación. y. Normalización – ININVI. -. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 23.

(42) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 1.2.6.2.2 Procedimiento -. Se identifican las especies en forma botánica y se efectúa la descripción anatómica de las muestras de madera.. -. Se determina la densidad básica promedio de las especie. y se la. compara con los valores establecidos en 1.2.6.1.1, obteniéndose así un agrupamiento provisional. -. Se determinan los valores de la rigidez (Módulo de Elasticidad) y de la resistencia (Esfuerzo Admisible por flexión), a partir de vigas a escala natural que cumplan con los requisitos de la norma ITINTEC 251.104, ensayadas de acuerdo a la norma ITINTEC 251.107.. -. Se comparan los módulos de elasticidad y los esfuerzos admisibles en flexión obtenidos según la norma ITINTEC 251.107 con los valores establecidos en 1.2.6.1.2 y 1.2.6.1.3.. -. Si los valores obtenidos son superiores a los valores del grupo provisional obtenido por la densidad, se clasifica a la especie en dicho grupo, si los valores alcanzan los de un grupo más resistente se la clasifica en el grupo superior. En caso contrario, si los valores no alcanzan a los del grupo provisional se la clasifica en el grupo inferior.. -. Agrupada la especie, podrán adoptarse para el diseño todos los esfuerzos admisibles indicados en 1.2.6.1.3. (RNE E.010,2006). TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 24.

(43) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 1.2.6.3 LISTA DE ESPECIES AGRUPADAS (ANEXO 3 – RNE E010) Cuadro N°6 Lista de especies agrupadas según el Reglamento Nacional de Edificaciones. GRUPO. NOMBRE COMÚN. NOMBRE CIENTÍFICO. A. ESTORANQUE. MIROXYLON PERUIFERUM. A. PUMAQUIRO. ASPIDOSPERMA MACROCARPON. B. HUAYRURO. OSMOSIA COCCINEA. B. MACHINGA. BROSIMUN ULEANUM. C. CATAHUA AMARILLA. HURA CREPITANS. C. COPAIBA. COPAIFERA OFFICINALIS. C. DIABLO FUERTE. PODOCARPUS SP. C. TORNILLO. CEDRELINGA CATENAEFORMIS. Fuente: RNE E.010 (2006). La madera tornillo ha sido categorizada por el RNE E.010, más, lo que tenemos son VALORES NOMINALES, esta investigación busca determinar los VALORES REALES de la madera tornillo comercializada en la ciudad de Huánuco, y así verificar si la resistencia determinada real cumple con lo expuesto enla Norma E. 010 del R.N.E y la categoría real a la que esta pertenecería. 1.2.7. Madera Tornillo: 1.2.7.1 Características de la Especie: Tornillo (Cedrelinga catenaeformis), también conocido como huayra caspi, aguano, cedrorana. Se encuentra en Perú, Ecuador, Colombia y Brasil, en nuestro país se encuentra en los departamentos de Junín, Madre de Dios,. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 25.

(44) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. Loreto, Ucayali y en cantidades media en la Amazonia sur del Perú, crece entre los 0 y 500 msnm. Es una madera de resistencia mecánica, buen acabado para trabajos de puertas, ventanas, carrocerías y construcción de viviendas por su resistencia que presenta esta especie, presenta textura gruesa de brillo moderado. (La Diversidad, 2017). 1.2.7.2 Características del Árbol: El árbol Alcanza 40 m de altura y hasta 120 cm de diámetro; tronco recto cilíndrico; aletones poco o medianamente desarrollados, gruesos. La corteza superficial del tronco es de color pardo oscuro, apariencia rugosa, ritidoma coriáceo; la corteza muerta se desprende en placas rectangulares, por encima de los aletones; corteza muerta leñosa, corchosa, de 1 cm de espesor. Corteza viva de 0.5 cm de espesor, de color rosado, textura arenosa y de sabor dulce. (AITIM, 2017). 1.2.7.3 Características de la Madera: o Color: El tronco recién cortado presenta las capas externas de. madera (albura) de color rosado y las capas internas (duramen) de color rojizo claro y de forma regular, observándose entre ambas capas un gradual contraste de color. En la madera seca al aire la albura se. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 26.

(45) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. toma de color rosado HUE 7/4 5YR y el duramen marrón rojizo HUE 5/4 5YR. (Munsell Soil Color Charts). o Olor Distintivo, urticante al aserrase. o Lustre o brillo Moderado a brillante. o Grano Entrecruzado. o Textura Gruesa. o Veteado o figura: poco definido en el corte tangencial, arcos. superpuestos. ligeramente. diferenciados. con. líneas. vasculares. oscuras pronunciadas y en el corte radial bandas angostas, paralelas, satinadas. (AITIM, 2017) 1.2.7.4 Características técnicas: El Tornillo es una. madera. medianamente pesada,. presenta. contracciones lineales media y contracción volumétrica estable. La resistencia mecánica se sitúa en el límite de la categoría media. La madera, es moderadamente fácil de aserrar por su media resistencia mecánica. Presenta buena trabajabilidad y acabado apropiado para la producción de piezas estructurales para construcción de viviendas, puertas y ventanas. Seca en forma rápida, puede soportar horario fuerte en secado artificial demorando aproximadamente 55 horas, es estable con bajo riesgo de alabeo. La albura es susceptible al ataque biológico, la pieza con albura requiere ser preservada por sistema de vacío presión; el duramen es. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 27.

(46) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. resistente y por ello las piezas enteramente de duramen no requieren de preservación. Actualmente es usada en pisos, estructuras de casas, armaduras, vigas, columnas, carpintería de interiores, artesanía y en la fabricación de puertas, ventanas y carrocerías. (AITIM, 2017). 1.2.8.. HIPÓTESIS, VARIABLES E INDICADORES:. 1.2.8.1 Hipótesis Hipótesis de Investigación (Ha): “La resistencia a la flexión determinada en vigas de la madera tornillo comercializada en el distrito de Huánuco, provincia de Huánuco, Huánuco, cumple con los valores de Resistencia a Flexión establecidos en la norma E010 del R.N.E” Hipótesis Nula (Ho): “La resistencia a la flexión determinada en vigas de la madera tornillo comercializada en el distrito de Huánuco, provincia de Huánuco, Huánuco, no cumple con los valores de Resistencia a Flexión establecidos en la norma E.010 del R.N.E” 1.2.8.2 Sistema de variables 1.2.8.2.1 SISTEMA DE VARIABLES VARIABLE DEPENDIENTE: Resistencia a la flexión (Y). VARIABLE INDEPENDIENTE: Madera tornillo (X).. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 28.

(47) UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN – HUÁNUCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIÓNAL DE INGENIERÍA CIVIL. 1.2.9. OBJETIVOS 1.2.9.1 Objetivos generales: Conocer la resistencia a la flexión en vigas de la madera tornillo, comprobando. su. buen. comportamiento. mecánico. según. ensayos. experimentales para así proponerla como material de construcción en el distrito de Huánuco, provincia de Huánuco.. 1.2.9.2 Objetivos específicos: . Determinar carga máxima soportada a flexión de cada probeta hasta el momento de la falla.. . Determinar el módulo de elasticidad mínima y elasticidad promedio de la madera tornillo comercializada en el distrito de Huánuco, provincia de Huánuco.. . Determinar el esfuerzo admisible a flexión de la madera tornillo comercializado en el distrito de Huánuco, provincia de Huánuco.. . Comparar los resultados obtenidos con el Reglamento Nacional De Edificaciones, Norma E.010.. 1.2.10.. UNIVERSO, POBLACIÓN Y MUESTRA. 1.2.10.1. Universo: Madera tornillo comercializada en el distrito de Huánuco, provincia Huánuco, Huánuco.. TESIS: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS DE LA MADERA TORNILLO COMERCIALIZADA EN EL DISTRITO DE HUÁNUCO, PROVINCIA DE HUÁNUCO, HUÁNUCO-2017. BACH: BARRUETA MARCELLINI, ANGELA GABRIELA.. 29.