Caracterización mecánica del bambú guadua laminado para uso estructural

Abstract

El bambú guadua es un material natural abundante en Colombia, renovable, biodegradable, ambientalmente amigable, cuya resistencia mecánica se adquiere en pocos años. Su transformación a un material laminado pegado prensado podría incrementar y facilitar su utilización como elemento estructural en la construcción de vivienda. Con un material de estas características se podría tener una línea de producción completa que incluyera la elaboración del material en sí, la fabricación de elementos estructurales, como vigas, columnas, tableros de piso y paneles, y la elaboración previa de las uniones para un ensamble rápido y eficiente. Se ampliaría también el campo de utilización del bambú guadua ya que el material compuesto bambú guadua laminado pegado prensado, BGLPP, es versátil, no tiene limitaciones en forma ni en dimensiones y con un proceso controlado de fabricación presenta una dispersión baja de valores de resistencia y de constantes elásticas permitiendo una mayor aceptación del bambú guadua por parte de diseñadores, constructores y usuarios. El objetivo principal del presente estudio fue caracterizar mecánicamente el material BGLPP, ante solicitaciones de compresión, tensión, cortante y flexión, mediante ensayos experimentales de modelos físicos. Inicialmente se realizaron ensayos de láminas de bambú guadua para determinar la resistencia a compresión y a flexión y los módulos elásticos longitudinales del material base. Posteriormente se realizaron ensayos de probetas de BGLPP ante diferentes solicitaciones y en diferentes direcciones teniendo en cuenta su comportamiento como material ortótropo y se determinaron los valores de resistencia (a compresión y corte, paralelo y perpendicular a la fibra, a tensión perpendicular a la fibra y a flexión), de módulos elásticos (longitudinal y a cortante) y las relaciones de Poisson. Finalmente se ensayaron elementos como vigas y columnas y se obtuvieron relaciones esfuerzo deformación en el primer caso y curvas de esfuerzo crítico en función de la relación de esbeltez en columnas

Abstract. The bamboo guadua is an abundant natural material in Colombia, renewable, biodegradable, environmentally friendly, whose strength is acquired in a few years. Its transformation to a composite laminated material, BGLPP, may increase and facilitate its use as a structural element in the construction of housing. With a material of this nature is possible to have a complete production line to include the preparation of the material itself, the manufacture of structural elements such as beams, columns, floor boards and panels, and prior preparation of joints for assembly fast and efficient. The field of use of bamboo guadua would also be extended due the BGLPP because is versatile with no limitations in form or size and with low dispersion of resistance and elastic constants values under a controlled manufacturing process, allowing greater acceptance of bamboo guadua by designers, builders and users. The main objective of this study was to characterize mechanically the BGLPP material under solicitations of compression, tension, shear and bending with experimental tests of physical models. Initially, tests bamboo guadua sheets were performed to determine the compressive and bending strength and also, the elastic modulus of the base material. Later, tests of BGLPP specimens were performed under different solicitations in different directions considering its behavior as orthotropic material. The resistance values (to compression, tension, shear and bending) were determined. Also, the elastic modulus (longitudinal and shear) and the Poisson's ratios were found. Finally, elements such as beams and columns were tested. The relationships of stress-strain for the beams and critical stress slenderness ratio for the columns were obtained.