Modelo esfuerzo deformación de laminados de bambú-guadua confinados con maderas blandas

Abstract

El modelo propuesto permite inferir el comportamiento de Laminados de Bambú Guadua Confinados (LBGC) por maderas blandas. El confinamiento es un recurso eficaz para mejorar la rigidez y resistencia de un material, en este caso del bambú laminado. Los materiales empleados para la caracterización fueron Bambú Guadua angustifolia Kunth y pino radiata. Se realizaron 576 ensayos de laboratorio divididos en 4 conjuntos de 144 probetas de cortante, compresión paralela, compresión perpendicular y flexión. Los materiales ensayados fueron madera, bambú laminado y material compuesto de bambú confinado al 20%, 40%, 60% y 80%. El modelo fue validado con probetas adicionales compuestas con pino radiata y pino caribe. Se demostró experimentalmente que hay un incremento en la rigidez del bambú laminado confinado por maderas blandas en la dirección paralela a la fibra. Se propone un modelo estadístico con base en las características individuales y los porcentajes de los materiales (bambú lamiando y madera). Se incluyen análisis numéricos por el método de elementos finitos para contrastar los resultados experimentales. La configuración óptima de material compuesto es de 46%-54% (bambú-madera). El material compuesto presentó una mejora de módulo de elasticidad a flexión (MOE) de 16.6% y una mejora de esfuerzo de rotura por flexión (MOR) de 18.32%. El módulo elástico a compresión paralelo a la fibra presentó una mejora de 10.4%. En elementos solicitados a flexión, el material compuesto presentó una menor deformación por cortante.

The proposed model consists of a methodology to infer the behavior of Confined Bamboo Guadua Laminates (CBGL) by softwoods. Confinement is an effective resource to improve the rigidity and resistance of a material, in this case laminated bamboo. The materials used for the characterization were Bamboo Guadua angustifolia Kunth and radiata pine. 576 laboratory tests were carried out divided into 4 sets of 144 shear, parallel compression, perpendicular compression and bending specimens. The materials tested were laminated wood, laminated bamboo and confined bamboo composite material at 20%, 40%, 60% and 80%. The model was validated with additional specimens composed of radiata pine and Caribbean pine. It was experimentally shown that there is an increase in stiffness of laminated bamboo confined by softwoods in the direction parallel to the fiber. A statistical model and methodology are proposed for the characterization of confined laminated bamboo, depending on the thickness of the materials. Theoretical modeling by the finite element method is included to contrast the experimental results. The optimal setting of composite material is 46%-54% (bamboo-wood). The composite material presented an improvement in bending modulus of elasticity (MOE) of 16.6% and an improvement in bending breaking stress (MOR) of 18.32%. The parallel elastic modulus presented an improvement of 10.4%. The composite material presents less deformation in bending due to shear.