Predicting the density of structural timber members in service. The combine use of wood cores and drill resistance data

Abstract

Drilling devices is used to get information about the cross-section properties and internal defects of structural members. Drill resistance is correlated with density which is often used to predict the mechanical properties of timber elements. However in situ a regression curve cannot be obtained and pre-existent curves provides unreliable predictions. The present paper proposes a procedure for in situ “calibration” of drill resistance data. The “calibration” is based on density values from wood cores taken in the close vicinity of drill holes. Two approaches were tested. One approach based on a regression curve built using wood cores density and drill resistance values obtained from a limited number of members. The other approach uses the information of one wood core to “calibrate” the drill resistance profile taken at the same member. Following this procedure a density prediction is obtained showing a low mean percentage error and a medium coefficient of determination.

Predicción de la densidad de elementos estructurales de madera en servicio mediante el uso combinado de pequeñas probetas y datos de resistencia a la perforación. Los dispositivos de perforación se utilizan a menudo para obtener información sobre las propiedades de la sección transversal y defectos internos de los elementos estructurales de madera. La resistencia a la perforación se correlaciona con la densidad que, a menudo, se utiliza para obtener la predicción de las propiedades mecánicas de los elementos de madera. Sin embargo, una curva de regresión no puede ser obtenida in situ y las curvas de preexistentes proporcionan predicciones poco fiables. En el presente trabajo se propone un rocedimiento de “calibración” in situ de los datos de resistencia de perforación obtenidos en cada caso. La “calibración” se basa en los valores de densidad de pequeñas probetas de madera tomadas en las inmediaciones de los taladros. Para ello se plantean 2 métodos: Un primer enfoque basado en obtener una curva de regresión a partir de los valores de densidad de pequeñas probetas de madera y los valores de resistencia a la perforación obtenidos de un número limitado de elementos de madera. El otro enfoque pretende utilizar la información de una pequeña probeta madera para “calibrar” un perfil de resistencia completo tomado del mismo elemento. Siguiendo este procedimiento se obtiene una densidad de predicción que muestra un error de porcentaje medio bajo (−0,31%) y un coeficiente de determinación medio (r2=0,53).