Resistencia y rigidez normal a la fibra en madera pino radiata sometida a compresión normal.

Abstract

La alta contaminación ambiental causada por la construcción a nivel mundial ha impulsado el interés en el uso de la madera para aplicaciones estructurales. A pesar de que Chile es un país forestal, la construcción en madera es considerablemente inferior a la de países de Norteamérica y Europa. En este contexto, y con el objetivo de convertirse en carbono neutral, se espera que en el futuro se construyan edificios de mediana altura en base a madera. Sin embargo, la madera presenta un comportamiento anisotrópico que afecta su resistencia ante cargas en diferentes direcciones. Específicamente, en estructuras de mediana a gran altura, la resistencia perpendicular a la fibra es importante debido a los asentamientos y deformaciones que puede experimentar en sus apoyos, por lo que este estudio se enfoca en analizar la resistencia a la compresión perpendicular a la fibra en elementos de madera utilizados en marcos y entramados de construcción. El objetivo principal es obtener información precisa sobre la resistencia y rigidez de la madera en condiciones reales de construcción en Chile, para proporcionar datos confiables en el diseño estructural y mejorar las normativas existentes. Para ello, se realizó una revisión de literatura científica y técnica, así como un análisis de las normativas vigentes. Se consideraron esquemas de ensayo que reflejaran las condiciones reales de construcción, siguiendo las pautas del Instituto Nacional de Normalización (INN) como también, pruebas adicionales basadas en estudios previos. Los resultados de estos, se sometieron a un análisis estadístico descriptivo y se compararon con los valores admisibles establecidos en la normativa de diseño. También se compararon las deformaciones experimentadas con factores de ajuste que consideran las interacciones entre elementos de madera y metal-madera según la National Design Specification (NDS). Los resultados indicaron diferencias significativas en la resistencia y rigidez entre los ensayos de interacción madera-madera y el ensayo normado vigente. Se concluyó que el enfoque actual de las normativas chilena y estadounidense no representa de manera precisa todas las condiciones de apoyo comunes en la construcción. En este sentido, se propuso que los resultados de rigidez y deformación obtenidos en los ensayos de interacción madera-madera pueden ser utilizados como una alternativa para estimar lo que ocurriría en aplicaciones estructurales típicas. Además, se destaca la importancia de considerar una deformación de 1 mm en los ensayos según la NCh 974 para determinar el valor admisible de resistencia a compresión perpendicular a la fibra, por lo que este trabajo de investigación aporta contribuciones significativas al campo de la resistencia a la compresión perpendicular a la fibra en elementos de madera en Chile.

The high environmental pollution caused by construction worldwide has driven interest in the use of wood for structural applications. Although Chile is a forested country, wood construction is considerably lower than in North American countries. In this context, and with the goal of becoming carbon neutral, it is expected that in the future medium-rise buildings will be built using wood. However, wood presents an anisotropic behavior that affects its resistance to loads in different directions. Specifically, in medium- to high-rise structures, the resistance perpendicular to the fiber is important due to the settlements and deformations that can occur in its supports. Therefore, this study focuses on analyzing the resistance to compression perpendicular to the grain in wood elements used in building frames and trusses. The main objective is to obtain accurate information on the strength and stiffness of wood in real construction conditions in Chile, in order to provide reliable data for structural design and improve existing regulations. For this purpose, a review of scientific and technical literature was carried out, as well as an analysis of current regulations. Test schemes reflecting real construction conditions were considered, following the guidelines of the National Standards Institute (INN) as well as additional tests based on previous studies. The results of these tests were subjected to a descriptive statistical analysis and compared with the admissible values established in the design standards. The deformations experienced were also compared with adjustment factors that consider the interactions between wood and metal-wood elements according to the National Design Specification (NDS). The results indicated significant differences in strength and stiffness between the wood-wood interaction tests and the current standard test. It was concluded that the current approach of the Chilean and U.S. standards does not accurately represent all common support conditions in construction. In this sense, it was proposed that the stiffness and deformation results obtained in the wood-wood interaction tests can be used as an alternative to estimate what would occur in typical structural applications. In addition, the importance of considering a deformation of 1 mm in the tests according to NCh 974 to determine the admissible value of compressive strength perpendicular to the grain is emphasized. Therefore, this research work provides significant contributions to the field of perpendicular-to-fiber compressive strength in wood elements in Chile.