Comportamiento de un elemento estructural construido en madera laminada con fibra de vidrio

63 páginasEn la actualidad la madera se utiliza generalmente para pequeñas edificaciones debido a su baja resistencia comparada con otros materiales más usados como el concreto y el acero. En décadas recientes se han desarrollado materiales compuestos con fibras en los que se aumenta la resistencia mecánica del elemento, pero sin aumentar considerablemente su peso, sin embargo, aún se tiene escaso conocimiento sobre su implementación y criterios de diseño limitando así su uso a gran escala en la construcción. El problema es que hay poco registro experimental y numérico sobre el comportamiento de elementos armados con madera laminada y reforzados con fibras a partir del cual se puedan definir criterios para diseñar este tipo de elementos. Por eso es necesario evaluar el comportamiento mecánico de un elemento de madera laminada reforzada con fibra de vidrio, para esto se diseñaron cuatro prototipos cada uno con diferente fracción volumétrica de refuerzo, con base al análisis estructural, la mecánica de materiales, investigaciones anteriores, y demás bases de datos. Posterior a la construcción de los tres especímenes de las cuatro configuraciones y a otros tres especímenes sin ninguna clase de refuerzo de referencia, se realizaron los ensayos mecánicos y se determinó la resistencia de los elementos. Los resultados mostraron una capacidad de carga mayor a la esperada, pero no hubo aumento de resistencia en las vigas reforzadas con fibra de vidrio. La baja fracción volumétrica (2%-3%) y la ubicación del refuerzo fueron dos de los problemas principales. Con esta investigación se propone una optimización de la distribución de la fibra de vidrio, con una capa de mayor espesor y en la parte inferior de la viga o también en forma de U, donde no se afecte las juntas entre las lamelas y cause una delaminación, además se ve necesario el uso de otro pegante epóxico para una correcta unión entre la fibra y la madera.Nowadays, wood is generally used for small buildings due to its low resistance compared to other common materials such as concrete and steel. In recent decades composite materials with fibers have been developed in which the mechanical strength of the element is increased, but without considerably increasing its weight, however, there is still poor knowledge about its implementation and design criteria, thus limiting the use to a large extent in construction. The problem is that there is little experimental and numerical record on the behavior of elements armed with laminated wood and reinforced with fibers from which criteria can be defined to design this type of elements. Therefore, it is necessary to evaluate the mechanical behavior of a laminated wood element reinforced with fiberglass, for these four laminated wood prototypes reinforced with fiberglass, were designed each with different amount of reinforcement, based on the structural analysis, the mechanics of materials, previous investigations, and other databases. After the construction of the three specimens of the four configurations and three other specimens without any kind of reinforcement for reference, mechanical tests were carried out and the resistance of the elements was determined. The results showed a higher load capacity than expected, but there was no increase in strength in the glass fiber reinforced beams. The low volumetric fraction (2% -3%) and the location of the reinforcement were two of the main problems. With this research it is propose an optimization of the distribution of the glass fiber, with a thicker layer and in the lower part of the beam or also in the form of a U, where the joints between the plates are not affected and cause a delamination, it is also necessary to use another epoxy glue for a correct fiber-wood bond interface