Determinación de la capacidad resistente de la madera estructural de gran escuadría y su aplicación en estructuras existentes de madera de conífera

• Autores: Miguel Esteban Herrero
• Directores de la Tesis: Francisco Arriaga Martitegui (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2003
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón Argüelles Álvarez (presid.), Juan Jose Martinez Calleja (secret.), Enrique Nuere Matauco (voc.), Juan Ignacio Fernández-Golfín Seco (voc.), Enrique Relea Gangas (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
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• Resumen

  • El objetivo principal de esta Tesis es la caracterización estructural de madera de gran escuadría, para lo cual desarrolla y propone una metodología que permite ampliar estudios posteriores. Se dirige principalmente a la evaluación de estructuras existentes. El estudio se ha desarrollado sobre un total de 117 piezas de madera de gran escuadría procedentes de diferentes edificios antiguos, todas ellas de madera de pino silvestre o pinaster, que formaron parte de las estructuras de cubiertas o forjados. Se ha realizado la clasificación visual con las normas UNE 56544 y DIN 4074. La aplicación estricta de estas normas en estructuras antiguas conduce a un elevado número de rechazos. Por ello, en este trabajo se han utilizado diferentes parámetros de clasificación o grupos de parámetros que permitan rendimientos altos con niveles de seguridad aceptables. Se aconseja la clasificación por criterios de nudos y desviación de la fibra en una sola calidad que reúna todas las piezas que no son rechazadas según la especificación de la norma. En ese caso es posible asignar propiedades mecánicas al 85 % (UNE) y al 93 % (DIN) de las piezas. Las clases resistentes asignadas varían entre una C14 (por resistencia), una C18 (por rigidez) y una C30 (por densidad). Por otro lado se ha aplicado la técnica de ultrasonidos definiendo una clase de velocidad superior a 4.100 m/s a la que se puede asignar una clase resistente C18 (por rigidez) para el 95 % de las piezas. Por resistencia se obtienen valores excesivamente bajos. Se han complementado ambas técnicas (visual y ultrasonidos), de manera que permiten asignar mejores propiedades mecánicas aunque con menor rendimiento. Las ventajas de estas técnicas son su relativa facilidad de aplicación en obra y la respuesta fiable en los resultados. Finalmente se proponen una reglas para la clasificación visual adaptadas a las circunstancias particulares de la madera estructural de gran escuadría de estructuras antiguas y se define una sola calidad a la que se asigna un clase resistente específica definida de la forma F14/E18/D30 (valores de resistencia de la clase C14, valores de rigidez de la C18 y valores de densidad de la C30). Si se complementa la técnica con ultrasonidos, la clase resistente sería de la forma F16/E22/D30. SUMMARY: The main object of this study is the structural characterization of gross cross section timber, designing a methodology that allows to increase the volume of data in future research actions. It is focused to the structure of old timber buildings. A total quantity of 117 gross cross section timber pieces from several old buildings have been tested. They are of Redwood and Maritime pine and come from roof and floor joists structures. Visual strength grading according to UNE 56544 and DIN 4074 standards have been used with different grading parameters or group of parameters to obtain high performance and with acceptable safety level. It is recommended that visual grading would be based on knots size and slope of grain in only one grade including all pieces not rejected by the standard. In this case, it is possible to assign mechanical properties to 85 % (UNE) and 93 % (DIN) of pieces. Strength classes come from C14 (strength criteria), C18 (stiffness criteria) and C30 (density criteria). On the other hand, ultrasonic measures have been used to define a velocity class over 4.100 m/s to which it is possible to assign a strength class C18 (stiffness criteria) for 95 % of pieces. In strength criteria the results are too low. Both systems (visual grading and ultrasonic measures) have been joint in order to assign higher mechanical properties but with lower performance. The advantage of these methods are the easiness to apply in situ and the reliability of results. Finally, visual strength rules are proposed for the special circumstances of structural gross cross section timber placed at the building and only one grade are established with a strength class defined as F14/E18/D30 (strength class C14, stiffness class C18 and density class C30). Joining both methods (visual grading and ultrasonic measures), the strength class would be F16/E22/D30.