Estruturas de Madeira: Propriedades, Ações e Projetos

19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 148 Estruturas de madeira Giuseppe Miceli Junior Descrição Os principais fatores relacionados às estruturas de madeira Propósito Aprender os conceitos relacionados às estruturas de madeira propriedades físicas e mecânicas ações esforços e suas consequências a projetos estruturais de madeira Objetivos Módulo 1 Propriedades físicas e mecânicas das madeiras Reconhecer as propriedades físicas e mecânicas das madeiras Módulo 2 Ações e segurança em estruturas de madeira Reconhecer as ações e a segurança em estruturas de madeira 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 248 Módulo 3 Esforços normais e tangenciais aplicados a estruturas Identificar os esforços normais e tangenciais aplicados a estruturas Módulo 4 Tipos de projetos de estruturas em madeiras Reconhecer os tipos de projetos de estruturas em madeiras AVISO orientações sobre unidades de medidas rientações sobre unidades de medidas Em nosso material unidades de medida e números são escritos juntos ex 25km por questões de tecnologia e didáticas No entanto o Inmetro estabelece que deve existir um espaço entre o número e a unidade ex 25 km Logo os relatórios técnicos e demais materiais escritos por você devem seguir o padrão internacional de separação dos números e das unidades Estruturas de madeira Introdução 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 348 1 Propriedades físicas e mecânicas das madeiras Reconhecer as propriedades físicas e mecânicas das madeiras Propriedades físicas e mecânicas das madeiras Entenda os principais conceitos sobre as propriedades físicas e mecânicas das madeiras precedido de uma exposição sobre a estrutura física da madeira Madeira estrutura física Estrutura física da madeira A madeira é provavelmente o material de construção mais antigo dada a sua disponibilidade na natureza e sua relativa facilidade de manuseio Veja a seguir as vantagens e desvantagens da construção em madeira 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 448 Vantagens Produto natural Renovável Armazéns de carbono Isolante térmico e acústico Fácil trabalhabilidade Rapidez na execução da obra Desvantagens Combustível Anisotrópico Vulnerabilidade a agentes externos Dimensões limitadas nisotrópico Dependência das características físicas em função da direção da rede cristalina Além disso a madeira também possui uma ótima relação entre a resistência e o peso Apenas como exemplo a resistência à tração da madeira é de 60 a 90 vezes a sua massa específica Já a resistência à compressão é de 50 a 60 vezes sua massa específica Comparando essa relação ao concreto armado por exemplo a resistência do aço à tração é 32 vezes sua massa específica no concreto à compressão essa relação é 16 vezes a sua massa específica Outras vantagens na utilização da madeira na construção civil são sua facilidade de fabricação e seu bom isolamento térmico Por isso você consegue encontrar uma variedade de aplicações estruturas pisos forros revestimentos e telhados isso só para citar alguns usos mais comuns Por outro lado a madeira está sujeita à degradação biológica por ataque de fungos brocas etc bem como à ação do fogo Além disso por ser um material natural apresenta inúmeros defeitos como nós e fendas que interferem em suas propriedades mecânicas No cálculo estrutural de uma estrutura de madeira devese tratar esses acidentes de forma adequada As madeiras utilizadas em construção são obtidas pela sua extração em troncos de árvores distinguindose em duas categorias principais Madeiras duras 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 548 Provenientes de árvores frondosas dicotiledôneas com folhas achatadas e largas de crescimento lento como peroba ipê aroeira carvalho etc Madeiras macias Provenientes em geral das árvores coníferas com folhas em forma de agulhas ou escamas e sementes agrupadas em forma de cones de crescimento rápido como pinheirodoparaná e pinheirobravo ou pinheirinho pinheiros europeus norteamericanos etc Saiba mais As madeiras duras de melhor qualidade são também chamadas madeiras de lei As árvores produtoras de madeira de construção são do tipo exogênico que crescem pela adição de camadas externas sob a casca A seção transversal de um tronco de árvore revela as seguintes camadas de fora para dentro As madeiras de construção devem ser tiradas de preferência do cerne mais durável A madeira do alburno é mais higroscópica que a do cerne sendo mais sensível do que esta última à decomposição por fungos Por outro lado a madeira do alburno aceita melhor a penetração de agentes protetores como alcatrão e certos sais minerais Não existe entretanto uma relação consistente entre as resistências dessas duas partes do tronco nas diversas espécies vegetais igroscópica Que absorve umidade Madeira propriedades físicas Propriedades físicas da madeira Casca Alburno ou branco Cerne ou durâmen Medula 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 648 As propriedades físicas e mecânicas das espécies de madeira são determinadas por meio de ensaios padronizados em amostras sem defeitos Neste tópico vamos estudar as propriedades físicas da madeira A partir das características e da estrutura da madeira conheceremos algumas propriedades físicas que as madeiras apresentam Madeira propriedades mecânicas Propriedades mecânicas da madeira Estudadas as propriedades físicas da madeira veremos agora as propriedades mecânicas da madeira Antes porém pode ser útil conhecermos os esforços atuantes nas estruturas Dependendo de sua modalidade podem trazer consequências relativas às deformações dos elementos estruturais Veja a seguir Tração Chamase tração a força aplicada sobre um corpo numa direção perpendicular axial no sentido do eixo à sua superfície ou seção Isso faz com que a tração tenha o efeito de alongar no sentido da força mesmo que esse alongamento seja imperceptível a olho nu Compressão Assim como na tração a compressão é a força aplicada sobre um corpo numa direção perpendicular à sua superfície ou seção entretanto com o objetivo de encurtar um determinado material mesmo que esse encurtamento seja imperceptível a olho nu Flexão É um esforço que atua sobre elementos apoiados por exemplo vigas que se apoiam em pilares ou lajes que se apoiam em vigas em que a deformação ocorre perpendicularmente ao eixo do corpo ou seja paralelamente à força atuante Contudo no esforço de flexão as fibras superiores de um determinado elemento são comprimidas ao passo que as fibras inferiores são tracionadas Veja a seguir Anisotropia Umidade da madeira Retração da madeira Dilatação linear Flexibilidade Durabilidade 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 748 Elemento estrutural fletido Tensões e deformações em peça fletida Flecha Cisalhamento É um tipo de tensão gerada por forças na mesma direção aplicadas no material analisado em sentidos iguais ou opostos mas com intensidades diferentes Ocorre quando há um deslizamento entre porções adjacentes do material de uma barra como exemplificado na figura a seguir Saiba mais Chamamos de flecha a deformação causada pela flexão em lajes 19052023 2012 Estruturas de madeira Deslizamento de elementos propiciadores de cisalhamento Torcao Esforgos de torgao sao aqueles que ao serem aplicados numa pega fazemna girar sobre o seu proprio eixo Quando ocorre um esforo torsor numa barra ocorre o giro das suas segées com o eixo da barra mantendose inalterado nado apresentando as flechas caracteristicas da flexao A torao provoca além do giro relativo entre as segdes transversais um escorregamento longitudinal das segées horizontais Isso pode ser observado com um canudo feito de folha de papel enrolada como mostrado na imagem a seguir aaa LT PP Bama g x a aa tae HTH MERE A Oo Tl b Sele a eG T Desenho das deformacées das fibras de uma pega sujeita a torao Tendo conhecido esses esforcos podemos dizer que as propriedades mecanicas da madeira podem ser resumidas assim Resisténcia a compressao resisténcia da madeira a forcas que tendem a encurtar o seu comprimento Resisténcia a tracao resisténcia da madeira a forcas que tendem a estender o seu comprimento Resisténcia a flexao resisténcia da madeira a forgas ao longo de seu comprimento Densidade definida pela razao entre a massa e o volume varia de acordo com as condigOes em que essa massa e o volume sao medidos WCSSCSSi i SS SS SS httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 848 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 948 Assim as propriedades mecânicas de interesse para o projeto de estruturas de madeira são as seguintes resistência à compressão paralela às fibras fc resistência à compressão normal às fibras fcn resistência à tração paralela às fibras ft resistência à tração normal às fibras ftn resistência ao cisalhamento paralelo às fibras fv resistência ao embutimento fe paralelo às fibras resistência ao embutimento fen normal às fibras módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras Ec módulo de elasticidade na compressão normal às fibras Ecn densidade básica que é a massa específica definida pela razão entre a massa seca e o volume saturado e densidade aparente calculada com a massa do corpo de prova a 12 de umidade mbutimento Pressão de apoio em ligações com conectores Ensaios para determinação de propriedades mecânicas da madeira No Brasil a principal norma relativa a estruturas de madeira é a NBR 71901997 Projeto de estruturas de madeira De acordo com o Anexo B dessa norma para caracterizar e determinar as propriedades mecânicas da madeira de forma plena devem existir ensaios padronizados com esse fim Conhecendose a variação das propriedades mecânicas em função desses fatores chegase então aos valores de esforços resistentes a serem utilizados nos projetos Vamos então conhecer os ensaios para determinação dessas propriedades mecânicas Dureza resistência oferecida pela madeira a forças de penetração ρbas ρaparente Vamos nos lembrar das condições de umidade Cada uma das propriedades mecânicas obtidas é fortemente dependente do teor de umidade da amostra Por isso determinase o teor de umidade do lote da madeira a ser analisado para em seguida ajustar o resultado obtido à condição padrão de umidade de referência 12 19052023 2012 Estruturas de madeira sforgos resistentes Denominamse esforcos resistentes em uma dada secao de estrutura as resultantes das tens6es internas no estado limite ultimo CompressaAo paralela as fibras Vv Tragao paralela as fibras v Compresso normal as fibras Vv Tragao normal as fibras v Cisalhamento v Fendilhamento v Além dos ensaios para determinacao das citadas propriedades mec4nicas resistentes e de rigidez a serem utilizadas no calculo estrutural outros ensaios sao indicados pela NBR 7190 para caracterizacgao das espécies de madeira a saber Estabilidade dimensional Determinagao do grau de estabilidade dimensional da madeira por meio da avaliagao das propriedades de retragdo e de inchamento Devem ser determinadas a retracao e o inchamento tanto tangenciais como as axiais e as radiais a partir da analise da evolucao da umidade no corpo de prova Resisténcia ao impacto a flexao Utilizase um péndulo para medir a energia absorvida pela ruptura da madeira de modo a determinar a resisténcia ao impacto na flexado Tratase da razao entre a energia necessaria a fratura do corpo de prova e a area da seco transversal Modulo 1 Vem que eu te explico Propriedades fisicas da madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1048 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1148 Módulo 1 Vem que eu te explico Propriedades mecânicas da madeira Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 São esforços atuantes em estruturas de madeiras exceto A cisalhamento B fendilhamento C torção D flexão E compressão 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1248 Parabéns A alternativa B está correta 0A2020202020202020202020202020202020200A2020202020202020202020202020202 paragraph3EOs20esforC3A7os20atuantes20em20madeiras20em20estruturas20sC3A3o3A20flexC3A3o2C20cisalhame Questão 2 A camada formada por células vivas que conduzem a seiva das raízes para as folhas tem o nome de Parabéns A alternativa C está correta 0A2020202020202020202020202020202020203Cp20class3Dc paragraph3EA20camada20formada20por20cC3A9lulas20vivas20que20conduzem20a20seiva20das20raC3ADzes20para 2 Ações e segurança em estruturas de madeira Reconhecer as ações e a segurança em estruturas de madeira A casca B caule C alburno D medula E cerne 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1348 Ações e segurança em estruturas de madeira Veja um resumo sobre os estados limites da madeira e a classificação de cargas e as combinações de ações e segurança em estruturas de madeira Madeira estados limites Estados limites da madeira Um estado limite ocorre sempre que a estrutura deixa de satisfazer uma garantia de segurança estrutural e colapsa Podemos dividir os estados limites da madeira em dois grandes grupos Estados limites últimos Correspondem ao esgotamento da capacidade de carga da estrutura à ruína da estrutura ou de parte dela Sua probabilidade de ocorrência deve ser baixa pois envolve a perda de vidas humanas Estados limites de utilização São indícios de comprometimento da durabilidade da estrutura por sua decorrência repetição ou duração causando efeitos estruturais que não respeitam as condições especificadas para o uso normal da construção como deformação excessiva fissuração inaceitável vibrações excessivas corrosão etc No primeiro caso os estados limites últimos estão associados à ocorrência de ações excessivas e consequente colapso da estrutura por exemplo em razão de Perda de equilíbrio como corpo rígido 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1448 Ruptura de uma ligação ou seção Instabilidade em regime elástico ou não Já no segundo caso quando associados a cargas em serviço os estados limites de utilização incluem os seguintes efeitos mas não se limitam a eles Deformações excessivas e o consequente dano a acessórios da estrutura como alvenarias e esquadrias Vibrações excessivas e consequente mau funcionamento de equipamentos e desconforto dos usuários Apresentamos a seguir algumas definições e informações que são essenciais para o seu aprendizado Estado limite último A garantia de segurança no método dos estados limites é traduzida pela equação de conformidade para cada seção da estrutura Rotacione a tela Onde Sd é a solicitação de projeto que deve ser sempre menor que a resistência de projeto Rd A solicitação de projeto Sd é obtida a partir de uma combinação de cargas Fi cada uma majorada pelo coeficiente A resistência última Ru é minorada pelo coeficiente para compor a resistência de projeto Para seu melhor entendimento as cargas ou ações por meio de coeficientes fi enquanto minorase a resistência interna por meio de coeficientes Ações As ações as cargas e as deformações impostas a uma estrutura são classificadas de acordo com a taxa de variação de seus valores ao longo do tempo de vida da construção em permanentes pequena variação variáveis grande variação e excepcionais no caso de terem duração extremamente curta além de baixa probabilidade de ocorrência Veremos isso mais à frente Se formos apontar uma equação mais geral para o cálculo dos estados limites últimos por outro lado podese ter a equação a seguir Sd SΣγ fi Fi Rd ϕRu γ fi ϕ Atenção Os coeficientes de majoração das cargas ou ações e de redução da resistência interna refletem as variabilidades dos valores característicos dos diversos carregamentos e das características mecânicas do material tomados como variáveis aleatórias para que haja garantia da segurança expressa pela equação anterior γfi ϕ γ ϕ 19052023 2012 Estruturas de madeira Sd SXyf1YOFik SDygG 7 11 Qi UyGih0iQi Rotacione a tela S Na qual e G éacarga permanente QQ éa acao varidvel principal para a combinagdo estudada Qj éaacdo varidvel usada em combinagao com a ago principal yg é0 Coeficiente de majoragao da carga permanente yqéo coeficiente de majoragao da carga variavel 0 é0 fator de combinagao de acées no estado limite de projeto Em um contexto mais particular temse as chamadas solicitagdes combinadas de projeto que veremos em um topico posterior Saiba mais A resisténcia da pega ao colapso denominase resisténcia ultima Ru sendo dada por valores caracteristicos A resisténcia de calculo ou de projeto Rd é calculada a partir da resisténcia Ultima dividida por um coeficiente ym O coeficiente ym reflete o fato de que a resisténcia da pega pode ser inferior ao valor adotado em analise Nos projetos em geral em vez da resisténcia Ultima Ru utilizase a resisténcia nominal caracteristica Rnk baseada nos parametros de resisténcia especificados para os materiais Assim a resisténcia de calculo tem sua equacao dada por Rd kmod 24 ym Rotacione a tela S Na qual kmod é um coeficiente que considera a influéncia de diversos fatores tais como 0 tempo de duragao da carga na resisténcia de uma peca estrutural o que sera apresentado posteriormente Estado limite de utilizagao No dimensionamento de estados limites é necessario verificar o comportamento da estrutura sob acdo das cargas em servico Desejase evitar por exemplo a sensagao de inseguranga dos usuarios de uma obra na presenga de deslocamentos ou vibragdes excessivas ou ainda prejuizos a componentes no estruturais como alvenarias e esquadrias httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1548 19052023 2012 Estruturas de madeira Um conjunto de agdes com probabilidade de ocorréncia simultanea determinam varios casos de carregamento dependendo das diferentes formas de combinagao dessas agées A combinagao de agées mais desfavoravel sera adotada como carregamento de projeto Um carregamento é classificado segundo a natureza das aces atuantes e pode ser Normal O carregamento é normal quando inclui somente as agdes decorrentes do uso previsto para a construgao Ocorrem ao longo de toda a vida util da estrutura ou com pequena variabilidade em torno de sua média durante praticamente toda a vida da construao Geralmente se constituem do peso proprio da estrutura e do peso de todos os elementos construtivos fixos e das instalagdes permanentes Especial O carregamento é especial quando inclui agées variaveis de natureza ou intensidade especiais cujos efeitos sejam preponderantes aos produzidos pelo carregamento normal Essas cargas ocorrem com valores que apresentam significativas variagées em torno de sua média Por exemplo peso de pessoas peso de mobiliario peso de veiculos forga de frenagem de veiculos forga de vento depende da regido das dimens6es da edificagao peso de méveis especiais etc De construgao O carregamento de construao cessa com a conclusao da obra sendo portanto de carater transitério Deve ser considerado quando ha probabilidade de ocorréncia de estados limites ultimos durante a fase de construgao Por exemplo pecas de estruturas protendidas fundagdes de estacas Excepcional O carregamento é excepcional quando inclui agdes excepcionais e cujos efeitos podem ser catastrdficos Possuem duragao extremamente curta e baixissima probabilidade de ocorréncia durante a vida da construgao mas devem ser consideradas nos projetos de determinadas estruturas Como exemplo podese citar explosdes choques de veiculos incéndios enchentes sismos excepcionais ventos excepcionais Uma outra classificagdo do carregamento é aquela determinada em fungao da duragao do acumulado previsto para a acao variavel tomada como principal na combinagao considerada Segundo a NBR 71901997 elas podem ser permanentes de longa de média ou de curta duragao e ainda de duragao instantanea Cargas permanentes Sao aquelas que ocorrem durante toda a vida Util de uma construgao httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1648 19052023 2012 Estruturas de madeira Cargas de longa duragao Cargas de média duracao Sao aquelas que duram por mais de 1 semana e por menos de 6 meses Cargas de curta duracao Sao aquelas que duram por menos de 1 semana Cargas de duracao instantanea Sao aquelas com duracgao muito curta Definidas essas classificagées sdo estabelecidas as seguintes consideragdes que serdo importantes na combinacao de agées Valores caracteristicos das agGes variaveis C definidos pelas diversas normas brasileiras especificas Valores caracteristicos dos pesos préprios Gz calculados pelas dimensOes nominais das pecas considerando o valor médio do peso especifico do material para umidade de 12 Valores caracteristicos de outras acées permanentes G agdes permanentes que nao o peso proprioGzin Gk sup normalmente adotase Gx sup eT httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1748 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1848 Ações e segurança Combinações de ações e segurança Valores reduzidos de combinação usados nas condições de segurança relativas a estados limites últimos quando existem ações variáveis de diferentes naturezas Uma das ações é considerada integralmente as demais são reduzidas Valores reduzidos de utilização tanto para valores de ações variáveis de média duração como para valores de ações variáveis de longa duração Atenção Leia novamente a equação de determinação do carregamento de projeto e identifique as ações referentes às cargas permanentes as ações variáveis principais e as acessórias Rotacione a tela Na qual é a carga permanente é a ação variável principal para a combinação estudada é a ação variável usada em combinação com a ação principal é o coeficiente de majoração da carga permanente é o coeficiente de majoração da carga variável é o fator de combinação de ações no estado limite de projeto Sd S γf1ψ0iFik S γgG γ q1Q1 γqiψ0iQi G Q1 Qi γg γq ψ0 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 1948 As combinações de ações empregam coeficientes diferentes conforme a probabilidade de ocorrência durante a vida da estrutura São diferentes os carregamentos a serem empregados na verificação do estado limite último e do estado limite de utilização Nos estados limites últimos os formatos de combinações correspondem às ações combinadas segundo sua natureza Há combinações para ações normais especiais e de construção Por outro lado nos estados limites de utilização as ações são combinadas sem majoração Estudaremos agora cada um desses estados limites Estado limite último As expressões para cálculo de solicitações combinadas no estado limite são indicadas e mostradas pela NBR 7190 para combinações normais referentes a ações decorrentes do uso previsto da estrutura e para combinações de construção ou especiais referentes a ações de construção ou ações especiais decorrentes de uso não previsto da estrutura Rotacione a tela Os valores numéricos dos coeficientes encontramse na tabela seguinte Coeficientes de majoração das ações no estado limite de projeto Ações permanentes Ações variáveis Combinação Cargas permanentes Requalques diferenciais Ações variáveis em geral Variação de temperatura ambiental Grande Variabilidade Pequena Variabilidade Normal 14 09 13 10 12 0 14 12 Especial ou de construção 13 09 12 10 12 0 12 10 Excepcional 12 09 11 10 0 0 10 0 Os valores entre parênteses correspondem a ações permanentes favoráveis à segurança Extraído de NBR 7190 Já os valores numéricos dos coeficientes estão contidos na tabela que segue Fatores de combinação frequente e quase permanente Descrição das ações Ações ambientais em estruturas correntes Variações uniformes de temperatura em relação à média anual local 06 05 03 Pressão dinâmica do vento 05 02 0 γf 1 Fd Σγ giGi γ q1Q1 Σγ qjψ0jQj γf γf γg γg γe γq γq ψ0 ψ1 ψ2 ψ0 ψ1 ψ2 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2048 Fatores de combinação frequente e quase permanente Cargas acidentais em edifícios Locais onde não há predominância de pesos de equipamentos fixos nem de elevadas concentrações de pessoas 04 03 02 Locais onde há predominância de pesos de equipamentos fixos ou de elevadas concentrações de pessoas 07 06 04 Bibliotecas arquivos oficinas e garagens 08 07 06 Cargas móveis e seus efeitos dinâmicos Pontes de pedestres 04 03 02 Pontes rodoviárias 06 04 02 Pontes ferroviárias ferrovias não especializadas 08 06 04 Admitese quando a ação variável de base da combinação for um sismo Extraído de NBR 7190 Estado limite de utilização Em um projeto de estrutura de madeira devem ser considerados usualmente os seguintes estados limites de utilização Nos estados limites de utilização as ações são combinadas sem majoração Os valores característicos das ações variáveis Qj são multiplicados por fatores para se obter os seguintes Valores frequentes ou de média duração Valores quase permanentes ou de longa duração com os valores dos fatores e fornecidos na tabela a seguir Veja na tabela a seguir os fatores de utilização e ψ1 ψ2 ψ0 0 Estado limite de deformação excessiva é caracterizado por deslocamentos e rotações que prejudiquem o uso da estrutura por exemplo impedindo o funcionamento de equipamentos causando danos a elementos acessórios não estruturais ou produzindo efeitos estéticos indesejáveis Estado limite de vibração excessiva é caracterizado por produzir danos à construção ou desconforto aos seus usuários γf 1 ψk k 1 ou 2 ψ1Qj ψ1Qj ψ1 ψ2 ψ1 ψ2 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2148 Descrição das ações Ações ambientais em estruturas correntes Variações uniformes de temperatura em relação à média anual local 05 03 Pressão dinâmica do vento 02 0 Cargas acidentais em edifícios Locais onde não há predominância de pesos de equipamentos fixos nem de elevadas concentrações de pessoas 03 02 Locais onde há predominância de pesos de equipamentos fixos ou de elevadas concentrações de pessoas 06 04 Bibliotecas arquivos oficinas e garagens 07 06 Cargas móveis e seus efeitos dinâmicos Pontes de pedestres 03 02 Pontes rodoviárias 04 02 Pontes ferroviárias ferrovias não especializadas 06 04 Se a ação variável de base de combinação for um sismo Extraído de NBR 7190 A NBR 7190 define quatro tipos de combinação para os estados limites de utilização a serem adotados em função do rigor com que se pretende limitar as deformações As combinações de longa duração adotadas no controle das estruturas são expressas pela seguinte equação Rotacione a tela Onde as ações variáveis Qj são combinadas com seus valores quase permanentes As combinações de média duração frequente curta duração rara e de duração instantânea são adotadas em ordem crescente de rigor no controle de deslocamentos Nesses casos uma ação variável de base Q1 com seu valor correspondente ao tipo de combinação é combinada às ações permanentes e às outras ações variáveis Qj de acordo com esta equação Rotacione a tela ψ1 ψ2 F ΣGi Σψ2jQj F ΣGi ψnQ1 ΣψkQj 19052023 2012 Estruturas de madeira Os fatores yn e wk estao identificados na tabela a seguir para cada tipo de combinag4o Na combinagao de durac4o instantanea a agao Q corresponde a uma aco variavel especial Tipo de combinagdo Wn Wk Média duragaéo ay ax Curta duragao 1 ay Instantanea agao especial 1 ox Dados na tabela anterior de cdlculo de w1 e w2 Fatores relacionados ao tipo de combinagao Extraido de NBR 7190 Nao é sem razao a existéncia de tantos indicadores de resisténcia da madeira Sendo um material anisotrdpico é natural que se avalie a resisténcia das pecas em cada direcao de aplicagao das cargas Entdo existem tanto avaliagées para compresso paralela as fibras como normal as fibras tanto em relagao a tragao como a flexao e ao cisalhamento A Atencao A combinagao entre flexao e compressao 6 chamada de flexocompressao e seu estudo combinado é importante para determinagao do impacto da flambagem nas pecgas comprimidas de estruturas de madeira Os critérios mais importantes para o calculo das resisténcias de pecas estruturais de madeira vao utilizar as seguintes propriedades mecanicas Resisténcia a compressao paralela as fibras fc Resisténcia 4 compressao normal as fibras fcn CCSSCCSCSS SS SS SF httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2248 19052023 2012 Estruturas de madeira Resisténcia a tracao paralela as fibras ft Resisténcia a tracdo normal as fibras tn Resisténcia ao cisalhamento paralelo as fibras fv Da mesma forma é necessario 0 calculo das tensdes normais e tangenciais que agem na pega de madeira Assim é importante vocé ter acesso as seguintes grandezas para calcular as tenses solicitantes 1 tensao normal compressiva solicitante paralela as fibras 2 tensdo normal compressiva solicitante normal as fibras 3 tensdo normal trativa solicitante paralela as fibras e 4 tensao tangencial de cisalhamento paralelo as fibras Com isso vocé vai conseguir realizar a comparagao entre a solicitagao de projeto da peca e sua resisténcia de projeto de acordo com a seguinte equacao ja anteriormente estudada Sd Rd Rotacione a tela S Vejamos entao CompressaAo paralela as fibras Vv Compresso normal as fibras Vv Cisalhamento longitudinal em vigas v httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2348 19052023 2012 Estruturas de madeira Vem que eu te explico Modulo 2 Vem que eu te explico Estados limites da madeira Modulo 2 Vem que eu te explico Classificagao de cargas em madeira Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questao 1 Ao dimensionar uma pega a flexdo pura devemos aplicar quais critérios de dimensionamento estudados aqui Tragao e compressao Tracgao e cisalhamento Compress4o e cisalhamento httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2448 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2548 Parabéns A alternativa A está correta 0A2020202020202020202020202020202020203Cp20class3Dc paragraph3EA20aC3A7C3A3o20de20um20momento20fletor20pressupC3B5e20a20aC3A7C3A3o20combinada20d Questão 2 Uma carga de vento que age em uma estrutura de telhado de madeira é um tipo de carregamento Parabéns A alternativa D está correta 0A2020202020202020202020202020202020203Cp20class3Dc paragraph3EO20carregamento20C3A920especial20quando20inclui20aC3A7C3B5es20variC3A1veis20de20natureza2 D Cisalhamento e fendilhamento E Fendilhamento e compressão A normal B Excepcional C de construção D Especial E De longa duração 19052023 2012 Estruturas de madeira 5 Esforcos normais e tangenciais aplicados a estruturas Identificar os esforcos normais e tangenciais aplicados a estruturas Esforcgos normais e tangenciais aplicados a estruturas Veja os esforcos normais e tangenciais mais importantes no calculo de estruturas de madeira e sua aplicagao em seu calculo Para assistir a um video sobre o assunto acesse a verso online deste conteudo A Esforcos normals em estruturas Esforgos normais e sua aplicabilidade em estruturas Os esforcos normais envolvem a tragao e a compressao puras além da flexdo que sera apresentado no item seguinte Denominamse pegas tracionadas as pecas sujeitas a solicitagao de tragao axial Diversos sistemas estruturais em madeira apresentam pegas tracionadas conforme ilustrado na figura a seguir Tirante de viga armada Tirantes ou pendurais elementos tracionados que fazem parte de uma estrutura Elementos tracionados do contraventamento 0777 777 777 777 Contraventamento de porticos elementos tracionados com a funcao de aumentar a rigidez global da estrutura seja ela plana ou espacial httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2648 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2748 Hastes de treliças elementos tracionados que fazem parte da estrutura seja ela plana ou espacial de uma treliça O conjunto desses sistemas de tirantes contraventamentos e hastes de treliças é largamente empregado em estruturas de madeira dos mais variados tipos sejam eles para coberturas para edificações em geral para pontes de infraestrutura e para galpões para citar apenas alguns exemplos A madeira tem boa resistência à tração na direção das fibras podendo ser eficientemente utilizada como peça sujeita à tração axial O ponto crítico para o dimensionamento fica nas emendas ou ligações de extremidade das peças O esforço resistente de tração é igual à área líquida multiplicada pela tensão resistente à tração No dimensionamento de peças tracionadas as condições de segurança são dadas pela inequação a seguir Rotacione a tela As peças solicitadas à tração simples são dimensionadas com seção líquida de área de forma que a tensão solicitante de projeto seja menor que a tensão resistente à tração paralela às fibras ftd Atenção Elementos tracionados como esses geralmente apresentam a tração centrada de modo a auxiliar a transmissão desses esforços A tração excêntrica das peças de madeira embora não usual pode ocorrer devido a ligações excêntricas fora do eixo nas extremidades ou por causa de ações de cargas transversais que produzem momentos fletores Veja na imagem a seguir exemplos de madeira sujeitos a diferentes formas de tração Exemplos de peças de madeiras sujeitas à tração a tração axial centrada b tração excêntrica provocada por excentricidade nas ligações extremas da peça c tração excêntrica provocada por indentação da peça d flexotração provocada por carga transversal σtd ftd An σd 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2848 Rotacione a tela Em que é a carga de projeto de tração que incide sobre a peça é a área da seção transversal da peça A tensão resistente de projeto ftd é obtida a partir da resistência mensurada em ensaios padronizados em corpos de prova isentos de defeitos Destacase o ensaio de tração normal às fibras que é a máxima tensão de tração que pode atuar em um corpo de prova alongado com trecho central de seção transversal uniforme de área A e comprimento não menor que Também é necessária a verificação de esbeltez da peça tracionada que segundo a NBR 7190 deve ser menor que 170 Já as peças comprimidas são encontradas em componentes de treliças e sistemas de contraventamento além de colunas ou pilares isolados ou pertencentes a pórticos Essas peças podem estar sujeitas à compressão simples e à flexocompressão por ação de carga aplicada com excentricidade ou de um momento fletor oriundo de cargas transversais em combinação com a carga axial de compressão Curvaturas iniciais em peças esbeltas sob compressão axial ou deslocamentos laterais produzidos por ação de um momento fletor aplicado tendem a ser ampliados pelo esforço de compressão em um processo denominado flambagem por flexão o qual reduz a resistência da peça em relação ao caso de peça curta Vamos ver agora as seções transversais de peças comprimidas de madeira a Madeira roliça b Madeira lavrada σd Nd An Nd An 2 5A 19052023 2012 Estruturas de madeira c Madeira serrada d Madeira laminada colada bean or e Secdo composta de pecas rolicas f Secao composta de pecas serradas com ligacao continua g Secao composta de pecas serradas ligadas por pecas intermediarias descontinuas Pecas flexionadas httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 2948 19052023 2012 Estruturas de madeira As vigas estao sujeitas a tensdes normais o de tragao e compresso longitudinais e portanto na diregao paralela as fibras Nas regides de aplicagao de carga por exemplo nos apoios estao submetidas a tens6es o de compressao normal as fibras Além disso atuam tensdes cisalhantes na diregao normal as fibras tens6es verticais na secdo e na direcdo paralela as fibras tensdes horizontais As vigas de madeira podem ser executadas com diversos tipos de produtos em segdes simples ou compostas conforme esquematizados a seguir Vigas de madeira rolica Vigas de madeira lavrada Vigas de madeira serrada ie Vigas de madeira laminada ou microlaminada e colada httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3048 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3148 Vigas compostas de peças maciças por tarugamento Vigas compostas de peças maciças com interfaces contínuas Vigas compostas com alma descontínua Vigas compostas com placas de madeira compensada As três primeiras categorias são formadas por peças maciças As madeiras roliças são usadas como vigas em obras provisórias como andaimes ou escoramentos As madeiras lavradas são utilizadas na construção de pontes de serviço e suas seções transversais apresentam em geral dimensões superiores às das madeiras serradas As vigas de madeira laminada e colada são produtos importantes pois permitem construir seções de comportamento equivalente ao da madeira maciça porém com dimensões muito maiores Geralmente vigas compostas de duas ou mais peças maciças necessitam de ligações nas interfaces seja por tarugos ou por interfaces contínuas como já vimos anteriormente a fim de evitar deslocamentos relativos entre as peças Quando se constrói vigas compostas as peças formadas têm sua altura limitada pelas dimensões das peças maciças É possível conseguir vigas de maiores alturas em que a alma é formada por tábuas ou pranchas pregadas ou parafusadas essas vigas de almas descontínuas são na verdade treliças de diagonais múltiplas 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3248 Quanto à flexão ela pode se apresentar de algumas formas diferentes Vamos aos seus tipos Flexão simples reta Nesse caso para uma seção transversal solicitada por um momento fletor M existirá uma tensão normal linearmente distribuída ao longo da altura da seção transversal gerando compressão na parte superior e tração na parte inferior Por outro lado se o momento fletor M for negativo o que ocorrerá é a geração de tração na parte superior e de compressão na parte inferior da peça Flexão simples oblíqua Tratase de um caso bem comum especialmente em terças utilizadas em coberturas de telhados ou em vigas que pertençam a pórticos espaciais Nesse caso há dois eixos em torno dos quais existem efeitos de flexão No caso do cálculo das tensões solicitantes a verificação de segurança deve ser realizada para a situação mais crítica dos dois eixos tanto para encontrar a compressão máxima como para encontrar a tração máxima Flexotração Nesse caso a seção transversal solicitada por um momento fletor M está combinada à ação de um esforço trativo na peça As barras submetidas a esforços de flexotração serão verificadas pela combinação dos cálculos da tensão normal gerada pela flexão e pela tração ao mesmo tempo Flexocompressão Neste caso quando a seção transversal solicitada por um momento fletor M está combinada à ação de um esforço compressivo na peça As barras submetidas a esforços de flexocompressão serão verificadas pela combinação dos cálculos da tensão normal gerada pela flexão e pela compressão ao mesmo tempo Devese atentar para a obrigatoriedade da conferência dos comprimentos teórico e efetivo da barra para avaliação dos efeitos de segunda ordem na estrutura Saiba mais A combinação de peças de madeira laminada com placas de madeira compensada ou painéis de madeira recomposta com lascas orientadas permite fazer vigas compostas de grandes alturas com formas eficientes Atenção 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3348 Peças estruturais Ligações de peças estruturais Na absoluta maioria das vezes não é possível se obter madeira bruta com o comprimento desejado inicialmente Pelo contrário as peças têm o comprimento limitado pelo tamanho das árvores ou pelo tamanho das caçambas dos meios de transporte disponíveis Buscase então o beneficiamento das peças de madeira serradas em comprimentos ainda mais limitados geralmente de 4 a 5m Dessa forma para a confecção de estruturas mais adequadas ao projeto são necessárias as ligações entre as peças utilizandose diversos dispositivos de ligação conforme mostrado a seguir Tipos de ligações entre peças de madeira A partir da imagem anterior vejamos os principais tipos de ligação empregados atualmente na carpintaria e na marcenaria Quando este momento ocorrer no eixoZ ou seja paralelamente ao comprimento da peça não ocorrerá flexão mas sim torção causada por um momento torsor Colagem Pregos Grampos Braçadeiras Pinos Parafusos Conectores metálicos Tarugos 19052023 2012 Estruturas de madeira Vamos conhecer os tipos de conectores para ligacgdes de estruturas de madeira a b c d e f 9 h a prego b parafuso autoatarraxante c parafuso com porca e arruela d pino metalico e pino de madeira f conector de anel metalico g chapa com dentes estampados h tarugo de madeira Em ligag6es entre pecas é importantissimo o calculo das tensdes cisalhantes em todas as jungdes de pecgas que fazem parte da ligagao Em geral 0 principal requisito dos elementos de ligacao é a resisténcia ou seja as ligagdes devem ser capazes de transmitir forgas de uma pega de madeira a outra O ponto mais fraco para essa transmissao é exatamente a superficie de contato entre as duas pegas por isso é importante o calculo das tens6es cisalhantes aqui Outro importante requisito é a rigidez dessa ligagao o deslizamento entre as pegas ligadas deve ser restrito de modo a nao prejudicar o funcionamento da estrutura Além disso a rigidez do detalhe de ligagado adotado em um projeto deve ser compativel com a rigidez da ligagao no modelo estrutural utilizado para calculo das solicitagdes Atencao O projeto das ligagdes deve ainda obedecer a prescrigdes construtivas e especificagdes técnicas indicadas pelas normas tanto relativas a madeira como aquelas relativas ao dispositivo de ligagao que se utiliza no projeto de forma a garantir o seu bom desempenho As ligagdes executadas com pregos parafusos ou pinos metalicos por meio de pegas adjacentes ligadas axial ou transversalmente se comportam de maneira semelhante Por ser complexa e bastante variada com relacao aos tipos de dimensionamentos existentes compressdo localizada embutimento cortes de ligaées plastificagao etc a metodologia de dimensionamento das ligagdes nao sera mostrada aqui Vem que eu te explico Modulo 3 Vem que eu te explico Esforgos normais e sua aplicabilidade na arquitetura Modulo 3 Vem que eu te explico Pecas flexionadas e sua aplicabilidade na arquitetura httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3448 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3548 Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 São conectores para ligações de peças de madeira exceto Parabéns A alternativa D está correta 0A2020202020202020202020202020202020203Cp20class3Dc paragraph3ETarraxas20sC3A3o20ferramentas20especC3ADficas20para20abrir20roscas20Podemos20ter20parafusos20au A tarugos B pinos C parafusos D tarraxas E pregos 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3648 Questão 2 A imagem a seguir mostra uma viga Parabéns A alternativa A está correta 0A2020202020202020202020202020202020203Cp20class3Dc paragraph3EA20figura20mostra20uma20viga20de20madeira20roliC3A7a3C2Fp3E0A2020202020202020202 4 Tipos de projetos de estruturas em madeiras A de madeira roliça B de madeira lavrada C de madeira serrada D de madeira laminada E composta de peças maciças 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3748 Reconhecer os tipos de projetos de estruturas em madeiras Projetos de estruturas em madeiras Conheça as estruturas básicas vigas pilares e treliças mais importantes para o projeto de estruturas de madeira Vigas Projetos de vigas Vigas são elementos de barra sujeitos predominantemente à flexão apoiadas em pilares e geralmente embutidas nas paredes Esses elementos recebem as cargas oriundas das lajes bem como seu peso próprio e transmitemnas para os pilares nos quais as vigas em geral se apoiam As cargas envolvidas comumente são a flexão e o cisalhamento podendo aparecer ainda os esforços de torção Estruturalmente as vigas estão sujeitas aos seguintes tipos de tensões Em toda a extensão da viga tensões normais de tração e compressão longitudinais e portanto na direção paralela às fibras Nas regiões de aplicação de carga tensões de compressão normal às fibras Nos apoios tensões cisalhantes na direção normal às fibras tensões verticais na seção e na direção paralela às fibras tensões horizontais Em vigas altas e esbeltas pode haver ainda a flambagem lateral um tipo de instabilidade na qual a viga perde o equilíbrio no plano principal de flexão em geral vertical e passa a apresentar deslocamentos σ σcn 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3848 Se quisermos utilizar vigas para fazer parte de uma estrutura devem ser utilizadas dimensões e áreas mínimas que variam de acordo com a sua utilização como mostrado a seguir Seções simples em peças principais área mínima de 50cm2 seção mínima de menor espessura 5 x 10cm Seções compostas em peças principais área mínima de 35cm2 seção mínima de menor espessura 25 x 14cm Seções simples em peças secundárias área mínima de 18cm2 seção mínima de menor espessura 25 x 75cm Seções compostas em peças principais área mínima de 18cm2 seção mínima de menor espessura 18 x 10cm Atenção Lembrese para garantir a segurança em relação aos estados limites últimos de vigas no contexto do método dos estados limites as tensões solicitantes de projeto devem ser menores que as tensões resistentes Relembrando o que vimos temse as seguintes condições que devem ser obedecidas Rotacione a tela Onde é a tensão solicitante de projeto fcd é a tensão resistente de projeto à compressão é a tensão solicitante de projeto ftd é a tensão resistente de projeto à tração σcd fcd σtd ftd σcd σtd 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 3948 Em peças compostas ligadas por pregos metálicos ou conectores cilíndricos devem ser respeitadas as dimensões mínimas para essas ligações a partir do cálculo da tensão cisalhante calculada Os pranchões de pisos de pontes rodoviárias ou de pedestres devem ser previstos com uma espessura de pelo menos 2cm superior ao exigido pelo cálculo a fim de atender ao desgaste mecânico provocado pelos usuários Sempre que possível em construções as vigas de madeira devem ser feitas com uma contraflecha de modo a evitar os efeitos pouco estéticos de configurações deformadas visíveis a olho nu Entretanto nas vigas de madeira maciça serradas ou lavradas em geral não é possível preparar as peças com contraflechas Por outro lado peças flexocomprimidas podem atingir seu estado limite por perda de estabilidade em função da sua esbeltez Assim além da verificação da resistência devese verificar a estabilidade da peça Quando ocorrer excentricidade efetiva entre o centro geométrico da seção transversal e o ponto de aplicação da carga axial o momento fletor resultante desse efeito será considerado um efeito principal gerando uma situação de flexocompressão Contudo mesmo que esse caso não aconteça além desses efeitos devese considerar excentricidades adicionais provenientes das imperfeições geométricas e das possíveis e comuns variações não previstas resultantes do deslocamento do ponto de aplicação da carga axial efeitos de segunda ordem e fluência da madeira O valor de referência para a verificação da estabilidade é baseado no valor chamado de comprimento teórico de referência Há uma relação entre esse comprimento teórico e o comprimento efetivo da barra de acordo com os vínculos de apoio nas extremidades da barra da seguinte forma Pilares Projetos de pilares Os pilares são elementos que recebem as cargas das vigas e de todos os pavimentos transmitindoas para os elementos de fundação sejam elas superficiais ou profundas Eles são diretamente relacionados com flexãocompressão podendo ainda estar sujeitos a instabilidades como a flambagem que devem ser resolvidas pelo projetista A seguir veja a imagem esquemática mostrando uma viga descarregando carga em dois pilares metálicos Se a barra é biapoiada ou biarticulada o comprimento efetivo da barra é o comprimento teórico dela Se a barra é engastada em uma extremidade e livre em outra o comprimento efetivo da barra é a metade do comprimento teórico dela Caso a barra seja contínua tenha mais de dois apoios e portanto rigidez adicional proveniente da continuidade sobre os apoios a norma não permite considerar essa vantagem 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4048 As peças de madeira estruturais comprimidas na direção das fibras podem ser constituídas de seções transversais simples ou compostas Seções maciças de madeira roliça Seções maciças de madeira lavrada em geral com seção retangular com lados variando de 20cm a 40cm Seções maciças de madeira serrada de seção retangular em geral de dimensões padronizadas Seções maciças de madeira laminada colada com seções retangulares em I ou T Seções compostas de madeiras roliças ligadas com talas de madeira pregada Seções compostas de madeira serrada ou laminada com ligação contínua nas interfaces Seções compostas de madeira serrada ou laminada com ligações descontínuas entre as peças As peças utilizadas em colunas ou outros elementos estruturais têm dimensões mínimas construtivas especificadas nas normas Conforme a NBR 7190 a espessura mínima b de peças retangulares e a área mínima das respectivas seções transversais é dada pela sequência a seguir que também é obedecida para as vigas como já vimos anteriormente Em peças compostas ligadas por pregos metálicos ou conectores cilíndricos devem ser respeitadas as dimensões mínimas para essas ligações a partir do cálculo da tensão cisalhante calculada Estruturalmente os pilares estão sujeitos aos seguintes tipos de tensões Em toda a extensão do pilar Tensões normais de tração e compressão longitudinais e portanto na direção paralela às fibras Nos apoios Tensões cisalhantes na direção normal às fibras tensões verticais na seção e na direção paralela às fibras tensões horizontais Seções simples em peças principais Seções compostas em peças principais Seções simples em peças secundárias Seções compostas em peças principais σ 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4148 Ao ser comprimida axialmente Uma coluna esbelta apresenta uma tendência ao deslocamento lateral Esse tipo de instabilidade denominado flambagem por flexão se caracteriza pela interação entre o esforço axial e a deformação lateral de tal forma que a resistência final da coluna depende não apenas da resistência do material mas também de sua rigidez à flexão Pelo ponto de vista da resistência a NBR 7190 atribui os seguintes limites de classificação para as colunas de acordo com as faixas de índice de esbeltez a seguir A chamada flexocompressão envolve o estudo tanto da flexão como da compressão em um pilar estrutural Ocorre quando em uma certa seção do pilar atuam um esforço normal e um momento fletor M Admitindose que o material seja elástico e apresente uma relação entre tensão e deformação as tensões normais devidas ao esforço normal e ao momento fletor podem ser superpostas Entretanto nesse caso é obrigatória a conferência do índice de esbeltez e da influência de efeitos de segunda ordem no dimensionamento do pilar principalmente se tratando de colunas medianamente esbeltas e colunas esbeltas Por outro lado a flexotração envolve o estudo da tração e da flexão em uma peça estrutural Como na tração a madeira sempre apresenta comportamento linear elástico seu dimensionamento é mais simples considerando apenas a soma das tensões normais devido à força trativa e ao momento fletor Atenção É chamado de índice de esbeltez a razão entre o comprimento efetivo de flambagem do pilar e o raio de giração da seção transversal da peça Há interesse na fixação de limites superiores do índice de esbeltez para se evitar estruturas muito flexíveis A Norma Brasileira fixa o valor de 140 como máximo índice de esbeltez para estruturas de madeira λ Colunas curtas 0 λ 40 Colunas medianamente esbeltas 40 λ 80 Colunas esbeltas 80 λ 140 N σN σM 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4248 Treliças Projetos de treliças As vigas treliçadas são sistemas estruturais muito utilizados em coberturas e em pontes Variando o posicionamento das diagonais e dos montantes resultam diversas geometrias em geral conhecidas pelos nomes dos engenheiros que as popularizaram Vamos vêlas a seguir Esquema da treliça Howe As treliças de banzos paralelos são muito utilizadas na construção de pontes A treliça Howe é uma estrutura formada por diagonais que estão sempre comprimidas e por montantes sempre tracionados O banzo superior sempre está comprimido e o banzo inferior apresenta barras tanto tracionadas como comprimidas Esquema da treliça Pratt Na treliça Pratt ou treliça N ocorre o fenômeno inverso as diagonais são tracionadas e os montantes são comprimidos Esquema da treliça Warren A treliça Warren apresenta parte das diagonais comprimidas e parte das diagonais tracionada O banzo superior sempre está comprimido e o banzo inferior sempre está tracionado Há também as chamadas treliças em arco nas quais o banzo superior da treliça possui uma forma curva obtendo economia por meio da redução das solicitações das seções transversais das peças sejam elas montantes ou diagonais Veja os exemplos a seguir 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4348 Esquemas de treliças com banzo superior curvo Por outro lado para a construção de coberturas de telhado é comum utilizar treliças com o banzo superior inclinado Vamos conhecer alguns exemplos Nas vigas Howe das imagens a seguir quando estão sob ação de cargas de gravidade o banzo superior e as diagonais são comprimidos enquanto o montante vertical e o banzo inferior são tracionados A diferença entre os dois tipos de treliças é a necessidade de mais montantes no segundo tipo que possuem papel importante na diminuição do comprimento de flambagem nas peças comprimidas do banzo superior Esse tipo é utilizado especialmente em telhados com maiores vãos Imagem de cima Treliça Howe de um montante principal Imagem de baixo Treliça Howe Na imagem seguinte é mostrada uma treliça cujas diagonais são tracionadas quando estão sob ação de cargas de gravidade características bem parecidas com a treliça Pratt de banzo superior horizontal Da mesma forma que na treliça Howe há interesse em as peças comprimidas serem mais curtas só que dessa vez para reduzir o efeito da flambagem no dimensionamento de montantes ou diagonais Assim nesse ponto a ser analisado a treliça Pratt apresenta vantagem sobre a treliça Howe Treliça tipo Pratt Na imagem que segue é mostrada a treliça conhecida como do tipo belga na qual os montantes comprimidos são perpendiculares ao banzo superior sendo as diagonais tracionadas sob cargas de gravidade Observe que os montantes são mais curtos que as diagonais Treliça tipo belga Menos comuns mas com a mesma vantagem da treliça do tipo belga há as treliças compostas como a treliça Polonceau ou Fink mostrada a seguir 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4448 Treliça Fink Um outro tipo de treliça triangular muito utilizada denominada vulgarmente como tesoura devido ao cruzamento dos banzos inferiores Treliça do tipo tesoura Para o cálculo de treliças é importante o dimensionamento tanto das barras tracionadas como das barras comprimidas verificando a tensão admissível e o comprimento de esbeltez principalmente nas barras comprimidas No entanto para garantir a transmissão dos esforços entre as barras são de suma importância o arranjo das barras e a escolha do tipo de conector Em termos de seu comportamento as ligações entre as barras são classificadas de duas formas Quanto às disposições arquitetônicas as formas e as inclinações da cobertura são definidas nos diretrizes e regras referentes à relação alturavão mais econômica Entre elas podem ser indicadas Treliças de contorno triangular 16 Banzo superior curvo ou arqueado 18 a 16 Banzos paralelos 18 a 110 1 A primeira como rótula perfeita com rotação relativa livre e momento transmitido nulo Nesse caso há o modelo estrutural de treliça em que as barras ficam solicitadas apenas a esforços axiais desde que as cargas sejam aplicadas nos nós 2 A segunda como rótula perfeitamente rígida com rotação relativa totalmente impedida por meio de placa de aço no nó aliada a uma configuração de pregos ou parafusos que complemente essa rigidez na placa Assim aqui há um modelo estrutural de pórtico plano ou espacial com ligações semirrígidas e transmissão de momentos fletores nas barras que diminuem de intensidade do nó para o meio do vão da barra 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4548 Vem que eu te explico Módulo 4 Vem que eu te explico Projetos de pilares Módulo 4 Vem que eu te explico Projetos de treliças Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Como mostrado na imagem seguinte na treliça Howe sob ação de cargas de gravidade oriundas de telhados podese dizer que A as diagonais estão tracionadas 19052023 2012 Estruturas de madeira ha flexao nos montantes os montantes estao comprimidos as diagonais estao comprimidas ha flexocompressao no banzo superior Parabéns A alternativa D esta correta 0A202020202020202020202020202020203Cp20class3Dc paragraph3EA20viga20Howe20apresenta20as20diagonais20comprimidas20e200s20montantes20tracionados20Na20viga2C Questao 2 Sao secées transversais de uso corrente tanto em vigas como em pilares exceto segdes compostas de madeira rolicas ligadas com cavilhas secdes macicas de madeira serrada secdes compostas de madeira serrada com ligagdes continuas nas pegas secdes macicas de madeira rolica para escoramentos verticais secdes compostas de madeiras laminadas tanto para ligagdo continua como descontinua Parabéns A alternativa A esta correta 0A202020202020202020202020202020203Cp20class3Dc paragraph3ETodas20as200pC3A7C3B5es20SC3A3020SEC3A7C3B5eS20transversais20de20uso20corrente2C20ci kk kkk httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4648 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4748 Neste conteúdo vimos que a madeira é um material de construção importante com propriedades físicas e mecânicas importantes Inicialmente conhecemos grande parte dessas propriedades físicas e mecânicas das madeiras que determinam aspectos capitais para o dimensionamento das estruturas Em seguida conhecemos as ações em estruturas de madeira Vimos como as solicitações e as resistências de peças de madeira são levantados e calculados Aprendemos ainda como calcular as combinações de ações e os fatores de segurança referentes à solicitação e à resistência das peças Então aprendemos sobre a aplicação do efeito das ações nas estruturas utilizadas em arquitetura já vislumbrando seu emprego em peças estruturais como vigas e pilares e conhecemos as ligações que podem ser dimensionadas para vencer as tensões tangenciais que surgem nas peças Por fim aprendemos com as consequências do dimensionamento das estruturas como vigas pilares e treliças Com isso conseguiremos desenvolver projetos de estruturas bem mais complexas Podcast Agora o especialista Giuseppe Miceli Junior fará um resumo sobre o conteúdo abordado Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 6120 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações Rio de Janeiro ABNT 1997a ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6123 Forças devidas ao vento em edificações Rio de Janeiro ABNT 1997b ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 7190 Projeto de estruturas de madeiras Rio de Janeiro ABNT 1997c PFEIL W PFEIL M Estruturas de madeira 6 ed rev Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos Editora 2018 Explore 19052023 2012 Estruturas de madeira httpsstecineazureedgenetrepositorio00212en03177indexhtml 4848 Para aprofundar os seus conhecimentos sobre as estruturas em madeira pesquise as normas brasileiras que se ocupam das cargas sobre as estruturas NBR 6120 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações NBR 6123 Forças devidas ao vento em edificações NBR 7189 Cargas móveis para projeto estrutural de obras ferroviárias NBR 7188 Cargas móveis em pontes rodoviárias e passarelas de pedestres Baixar conteúdo