Ensayos a compresión y tensión de madera

INTRODUCCION
Las cerchas, o armaduras, son estructuras que soportan cargas en las edificaciones. Está compuesta por varios elementos (barras) rectos que se encuentran a tracción o a compresión.
El proyecto descrito en el siguiente informe consiste en la realización de una cercha en madera cuyas dimensiones sean 1 m de ancho y su altura de 30 cm (máximo), y que tenga dos puntos equidistantesdonde se apoyaran unas cargas. Para conocer los valores que soporta la madera a tensión y a compresión se debe realizar unos ensayos de la madera a trabajar. A parte se debe entregar las memorias de cálculos, donde se predice donde, y a que carga va a fallar la cercha realizada.

OBJETIVO GENERAL
Aplicar los conocimientos adquiridos durante las horas de clase en la realización y resolución deuna cercha.

MARCO TEORICO
Cercha: consta de barras rectas unidas mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazón rígida; por lo tanto ningún elemento continúa más allá de un nodo. Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional. Todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en los mismos elementos. Por ello cada cercha es un elemento sometido a fuerzas axiales directas (tracción o compresión).  
    
Existen 2 tipos de cerchas:

- Cercha simple: La cercha rígida plana puede formarse simple partiendo de tres barras unidas por nodos en  sus extremos formando una triángulo y luego extendiendodos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión.                                     
 - Cercha compuesta: Si dos o más cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la cercha así formada se denomina  cercha compuesta. Una cercha simple pude unirse rígidamente a otra en cierto nudos por medio de tres vínculos no paralelos ni concurrentes o por medio de un tipo equivalente de unión. RESOLUCION DE CERCHAS
Método de los nodos
El método de los nodos considera el equilibrio para determinar las fuerzas en los elementos. Como toda la cercha está en equilibrio, cada nodo también lo está. En cada nodo, las cargas y reacciones junto con las fuerzas de los elementos, forman un sistema de fuerzas concurrentes que debido a las ecuaciones de equilibrio, permiten estableces las fuerzas enlos elementos. Debido a que la cercha se analiza en un plano, las ecuaciones de equilibrio solo deben satisfacer los dos ejes por ser un sistema de fuerzas concurrentes.
∑Fx= 0 ; ∑Fy= 0 (1)
La Ecuación 1 indica que el equilibrio es en dos ejes, lo que implica que al establecer el equilibrio en un nodo, solo se debe determinar las fuerzas en un máximo de dos barras; dado que la distribución denodos y barras en una armadura simple permite encontrar un nodo en que sólo haya dos fuerzas desconocidas. Al finalizar la resolución de un nodo, las fuerzas halladas se pueden trasladar a los nodos adyacentes y tratarse como cantidades conocidas en dichos nodos. Este procedimiento puede repetirse hasta que se hallen todas las fuerzas desconocidas (Das, Kassimali y Sami, 1999).
Para establecerel tipo de fuerza en la barra (tracción o compresión), según el sentido de las fuerzas obtenido por el cálculo en los nodos, la Figura 1 indica la relación entre los sentidos de las fuerzas en el nodo y en la barra.


Figura 1. Convenio de fuerza en las barras.
Método de las secciones
La porción de la armadura que se escoge se obtiene trazando una sección a través de tres barras de armadura,una de las cuales es la barra deseada; dicho en otra forma, trazando una línea que divida la armadura en dos partes completamente separadas pero que no intercepte más de tres barras (Beer y Johnston, 1977; Hsieh, 1982).
ENSAYOS EN MADERA
Ensayo de tracción paralelo a las fibras
Este ensayo permite obtener información sobre la capacidad de un material para soportar la acción de cargas...