El uso de madera dañada térmicamente en estructuras de vigas de madera laminada

El objetivo del estudio es analizar el estado tensión-deformación de estructuras de vigas de madera laminada usando la madera dañada por exposición térmica provocada por incendio forestal.

El uso de madera dañada térmicamente en estructuras de vigas de madera laminada

Este artículo aborda los resultados de una investigación experimental sobre estructuras de vigas de madera laminada elaboradas con laminillas producidas a partir de pinos parcialmente dañados en plantaciones forestales. El objetivo de la investigación ha sido estudiar el estado tensión-deformación de estructuras de vigas de madera laminada utilizando la madera dañada por la exposición térmica provocada por un incendio forestal. Anteriormente, los autores han llevado a cabo una importante investigación sobre las propiedades físicas, mecánicas y de resistencia de la madera de pino dañada térmicamente. Han establecido la dependencia de las propiedades resistentes de la madera del grado de daño por incendio y los puntos de muestreo de la madera según la altura del tallo.

Antes del experimento con modelos a gran escala en el complejo de software «Lira 10.12», se realizaron estudios numéricos de cuatro series de vigas simples con una luz de 6,0 m y una sección de 140×500 mm fabricadas con madera de pino de primera calidad en el partes superior e inferior del tramo y de madera de pino dañada térmicamente en la parte media del tramo. Se ha realizado un análisis comparativo de las vigas con distintos porcentajes de sustitución de la madera de pino sana por la debilitada por el fuego a lo largo de la altura del tramo: 76, 62, 51 y 36 %. Como resultado del cálculo numérico de las vigas en estudio utilizando el factor de seguridad derivado igual a 1,136, se ha determinado su capacidad portante real. Se ha establecido que la disminución de la capacidad de carga de las vigas СB-2 es de 12,2 kN, lo que representa un 16,05 % con respecto a la viga de referencia CB-5, fabricada íntegramente de madera de pino de primera calidad. Para las vigas CB-4, una disminución en la capacidad portante equivale a 7,4 kN, que es un 9,74 % con respecto a la viga de referencia CB-5.

La diferencia entre las cargas de rotura calculadas y experimentales es del 9,5 al 14,3 %. La introducción del factor de seguridad de 1,136 en el cálculo numérico garantiza una convergencia suficiente de los datos calculados y experimentales (el error de medición es del 3 %). La capacidad de carga de la viga de referencia СB-5, fabricada íntegramente de madera de pino de primera calidad, es de 12,38 kN/m. Para las vigas CB-1 a CB-4 equivale a de 8,53 a 12,06 kN/m. La disminución relativa de la capacidad de carga no superó el 31,1 al 32,5 %. Se ha establecido que la viga CB-4, fabricada con un 34 % de laminillas producidas a partir de madera de pino dañada térmicamente, permite una capacidad portante del 97,5 % respecto a las vigas fabricadas íntegramente con madera de pino de 1ª calidad.Fuente: Martynov, Vladislav & Lisyatnikov, Mikhail & Lukina, Anastasiya & Roshchina, Svetlana. (2024). The Use of Thermally Damaged Wood in Laminated Wood Beam Structures. Lesnoy Zhurnal (Forestry Journal). https://www.elibrary.ru/item.asp?id=61435157