Pilares curtos de madeira cintados com microconcreto armado

Abstract

Composite wood-concrete structural systems are important in structural engineering because they make more efficient use of the mechanical properties: the high bending resistance of wood and the high compressive strength of concrete. The present work investigated the behavior of wooden specimens confined with reinforced micro concrete under axial compression, evaluating the effect of confinement on compressive strength and modulus of elasticity. Roundwood pieces with diameters between 7 cm and 12 cm and a height of 30 cm were selected; these pieces were confined with helical stirrups and concreted with self-compacting microconcrete. Unconfined specimens were evaluated and taken as reference, and the helical spacing varied at 3, 5, 7, and 9 cm. An analytical formulation for estimating strength as a function of confinement of the test specimens was also studied, adapted from the classic formulation of confined concrete columns. After analyzing the results, it was observed that the confine-ment was effective for wood, with increased compressive strength as the spacing between the stirrups decreased. For the best result, with a spacing of 3 cm, a 46% increase compared to the reference spe-cimens. An increase in stiffness was also observed through evaluating the modulus of elasticity. Finally, it was found that the analytical adaptation led to results very close to those verified experimentally, with an average deviation of 2.49% relative to the experimental values.

Los sistemas estructurales de madera y concreto son importantes en la ingeniería de estructuras debido al mejor aprovechamiento de las propiedades mecánicas de cada material, es decir, la buena resistencia de la madera a la flexión y del concreto a la compresión. El presente trabajo investigó el comportamiento de muestras de madera reforzadas con microconcreto armado cuando sometidas a compresión centrada, evaluando el efecto del refuerzo en la resistencia a la compresión y en el módulo de elasticidad. Se utilizaron piezas de madera redonda con diámetros entre 7 cm y 12 cm y una altura de 30 cm, envueltas con estribos helicoidales y concretadas con microconcreto autodensificable. Se evaluaron las muestras sin refuerzo, tomadas como referencia, y se varió la separación entre las hélices en 3, 5, 7 y 9 cm. También se estudió una formulación analítica para estimar las resistencias en función del cinturado de los cuerpos de las muestras, adaptada de la formulación clásica de pilares de concreto cinturados. Tras analizar los resultados, se observó que el efecto del cinturado fue eficaz para la madera, con un aumento de la resistencia a medida que disminuía la separación entre los tirantes. Para obtener el mejor resultado, con una separación de 3 cm, se obtuvo un aumento del 46 % en relación con los cuerpos de prueba de referencia. También se observó un aumento de la rigidez de la estructura, según la evaluación del módulo de elasticidad. Por último, se comprobó que la adaptación analítica condujo a resultados muy similares a los obtenidos experimentalmente, con una variación media del 2,49 % con respecto a los resultados experimentales.