Evaluación experimental de conexiones madera - madera con pernos y tornillos en las especies Acacia mangium Willd y Campnosperma panamensis Standl. Bajo carga lateral estática

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

This study aimed to evaluate the lateral load capacity of wood-to-wood connections fastened with bolts and screws, employing two structural timber species (Acacia mangium Willd. and Campnosperma panamensis Standl.). The objective was to validate the design formulations proposed by the National Design Specification for Wood Construction (NDS) and to assess their applicability and potential adaptation to the Colombian Seismic-Resistant Construction Code (NSR-10). The methodology comprised four phases: connection design according to ASTM standards D5652 and D1761; preparation and assembly of test specimens with commercial connectors supplied by Rothoblaas; static lateral load testing in the laboratory of the Universidad Distrital Francisco José de Caldas; and analysis of the results, including determination of yield load, ultimate load, and observed failure modes. Standardized procedures ensured experimental validity, and the results were compared with theoretical design values from the NDS. The results revealed the structural behavior and relative efficiency of the tested connections, indicating a load-bearing capacity greater than that prescribed by the design standards. Furthermore, failure modes not anticipated by the theoretical models were identified, highlighting the importance of incorporating experimental evidence in the review and refinement of structural design codes for tropical timber species.

Descripción

El propósito de esta investigación fue evaluar la capacidad de carga lateral de conexiones madera a madera mediante pernos y tornillos, utilizando como especies estructurales Acacia mangium Willd y Campnosperma panamensis Standl. El estudio tuvo como finalidad validar las formulaciones propuestas por el National Design Specification for Wood Construction (NDS) y determinar su aplicabilidad o adaptación a la Norma Colombiana de Construcción Sismo Resistente (NSR-10). La metodología se desarrolló en cuatro fases: i) Diseño de conexiones según las normas ASTM D5652 y ASTM D1761; ii) Preparación y ensamble de las probetas con conectores suministrados por Rothoblaas; iii) Realización de ensayos bajo carga lateral estática en el laboratorio de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas; iv) Análisis de los resultados, incluyendo determinación de la carga de fluencia, carga última y modos de falla observados. Se emplearon procedimientos normalizados para garantizar la validez experimental y se analizaron comparativamente los resultados experimentales frente a los valores teóricos de diseño. Los resultados permitieron establecer el comportamiento estructural de las conexiones y su eficiencia relativa, evidenciando una capacidad de carga superior a la estipulada por la normativa de diseño. Además, se identificaron modos de falla no previstos por el modelo teórico, lo que resalta la importancia de incorporar evidencia experimental en la revisión y ajuste de los códigos de diseño estructural para maderas tropicales.

Palabras clave

Ensayos experimentales, Modos de falla, Maderas tropicales, Validación normativa, Comportamiento mecánico

Materias

Ingeniería Forestal -- Tesis y disertaciones académicas , Construcciones de madera , Ensamblajes de madera , Análisis estructural (Ingeniería)

Citación