Ementa de Estruturas de Madeira e Metálicas: Propriedades, Dimensionamento e Normas

EMENTA Estudo das estruturas de madeira e suas propriedades cargas nas estruturas combinações de ações ELU e ELS dimensionamento de elementos tracionados comprimidos peças curtas medianamente esbelta esbelta fletidos E considerações sobre coberturas de madeira Estudo das estruturas metálicas e as propriedades dos aços cargas nas estruturas Combinações de ações ELU e ELS Dimensionamento de elementos tracionados comprimidos fletidos FLM FLA e FLT e ligações metálicas BIBLIOGRAFIA PFEIL Michele Estruturas de aço dimensionamento prático 8 ed reimpr Rio de Janeiro LTC 2014 PFEIL Walter Estruturas de madeira dimensionamento segundo as normas brasileira NBR 719097 e critérios das normas norteamericana NDS e europeia EUROCODE 6ª ed rev e atual e ampl Rio de Janeiro RJ LTC 2017 BIBLIOGRAFIA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 7190 Projeto de estruturas de madeira Parte 1 Critérios de dimensionamento Rio de Janeiro 2022 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 8800 Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios Rio de Janeiro 2008 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6120 Ações para cálculo de Estruturas de Edificações Rio de Janeiro 1980 corrigida em 30092019 DATAS IMPORTANTES 5 3107 INÍCIO DO PERÍODO 2909 ENCERRAMENTO DAS MATRÍCULAS 0510 AVALIAÇÃO 1ª UP 1011 PRAZO FINAL PARA TRANCAMENTO DE CURSO 1011 PRAZO FINAL TRANCAMENTO DE DISCIPLINA 3011 AVALIAÇÃO 2ª UP 0712 SEGUNDA CHAMADA 1112 PROVA FINAL AULAS DE REPOSIÇÃO ESTRUTURA Sistema responsável por absorver as cargas da edificação e transmitilas para a fundação 6 SISTEMAS ESTRUTURAIS 7 Concreto armado Concreto protendido Alvenaria estrutural Madeira Aço ESCOLHA DO SISTEMA Aspectos a considerar Projeto arquitetônico Tipo de solo de fundação Porte da obra Tipo de obra Condições ambientais Tempo de obra Orçamento 8 ESTRUTURAS DE MADEIRA 9 Casa Telhados Edificações rústicas ESTRUTURAS DE MADEIRA Ascent EUA 25 andares e 86 m de altura Haunt Holanda 21 andares e 73 m de altura 10 VANTAGENS DA MADEIRA Renovável abundante e altamente sustentável Elevada resistência em relação a sua baixa massa específica Excelente isolante térmico e acústico Facilidade de trabalho e união das peças Material inerte Baixa demanda de energia para produção Material reutilizável Custo relativamente baixo 11 CLASSIFICAÇÃO DAS MADEIRAS DURAS Proveniente de árvores frondosas de crescimento lento como Peroba Ipê Aroeira Carvalho Macias Provenientes das árvores coníferas de crescimento rápido como Pinheirodoparaná Pinheirobravo Pinheirinho Pinheiros europeus Madeira de lei Espécies de madeira dura de melhor qualidade ESTRUTURA DA MADEIRA Casca Camada externa morta Proteção externa da árvore Espessura variável com idade e espécie Possui fina camada de tecido vivo que conduz alimento das folhas para as partes em crescimento MEDULA ESTRUTURA DA MADEIRA Alburno Camada de células vivas que conduzem seiva das raízes às folhas Espessura variável conforme espécie 3 a 5 cm MEDULA ESTRUTURA DA MADEIRA Cerne Células inativas do alburno Coloração mais escura Função de sustentação do tronco MEDULA As madeiras de construção devem ser retiradas de preferência do cerne por ser mais durável ESTRUTURA DA MADEIRA Medula Tecido macio em torno do qual se verifica o primeiro crescimento da madeira nos ramos novos MEDULA Os troncos das árvores crescem pela adição de anéis em volta da medula denominados câmbio PROPRIEDADES FÍSICAS Propriedades físicas Umidade Densidade Retratibilidade Resistência ao fogo Durabilidade natural Resistência química Material ortotrópicoanisotrópico 17 TEOR DE UMIDADE 18 𝑾 𝒎𝟏 𝒎𝟐 𝒎𝟐 𝟏𝟎𝟎 𝑊 umidade 𝑚1 massa úmida 𝑚2 massa seca Água livre água no interior da cavidade das fibras Água impregnada água adsorvida nas paredes das fibras Umidade de equilíbrio umidade de equilíbrio com o ambiente 10W20 Ponto de saturação das fibras w 30 TEOR DE UMIDADE 19 Umidade padrão de referência 12 DENSIDADE Densidade básica Usada para fins de comparação internacional Massa seca dividida pelo volume saturado Densidade aparente Usada para classificar a madeira e para fins estruturais Massa dividida por volume na umidade de referência de 12 20 RETRAÇÃO A madeira sofre retração ou inchamento com a variação da umidade entre 0 e o ponto de saturação das fibras 30 21 Tangencial De 5 a 10 Torção das peças Radial Até 6 Fissuras e rachaduras das peças Axial De 01 a 03 Variação da dimensão da peça DURABILIDADE NATURAL A madeira está sujeita à deterioração por ataque biológicos 22 Fungos Cupins Moluscos RESISTÊNCIA QUÍMICA Boa resistência a ataques químicos Casos especiais Base forte manchas brancas Ácido forte redução de peso e resistência 24 RESISTÊNCIA AO FOGO Resistência ao fogo superior à do aço 25 DEFEITOS DAS MADEIRAS Imperfeições nos pontos dos troncos onde existiam galhos Reduz a resistência à tração Nós Abertura nas extremidades das peças Produzida pela secagem mais rápida da superfície Fenda Separação entre os anéis Provocada por tensões internas devidas ao crescimento lateral da árvore Gretas DEFEITOS DAS MADEIRAS Encurvamento na direção da largura da peça Abaulamento Encurvamento na direção longitudinal Arqueadura Fibras não paralelas ao eixo da peça Causas naturais ou serragem Reduz a resistência da madeira Fibras reversas TIPOS DE MADEIRA Bruta ou roliça Falquejada Serrada Maciças Compensada Laminada e colada Microlaminada e colada Recomposta Industrializadas MADEIRA BRUTA Troncos estacas escoramento postes colunas Espécies comuns eucaliptos pinus Abate em época seca menor W Secagem insuficiente ou inapropriada provocam rachadura nas extremidades Recomendase neste caso o uso de impermeabilizante que retarde a evaporação da água impregnada MADEIRA BRUTA As peças devem ser utilizadas nas condições meio seca ou seca ao ar As peças roliças de diâmetro variável são comparadas para efeito de cálculo a uma peça cilíndricas de diâmetro igual ao 13 da peça Diâmetros comerciais variam de 15 a 25 cm MADEIRA BRUTA Diâmetro equivalente para peças de seção circular variável deq 15 dmín MADEIRA BRUTA As características da seção transversal do poste deve ser tomada em função de uma seção quadrada equivalente à circulas ou seja considerase uma seção transversal de base e altura igual a b 𝑏 𝜋² 4 0886 MADEIRA FALQUEJADA Obtidas de troncos por corte com machado estacas cortinas cravadas pontes No falquejamento do tronco as partes laterais cortadas são perdidas Dimensões de 30 cm x 30 cm a 60 cm x 60 cm MADEIRA FALQUEJADA A seção retangular inscrita que produz menor perda é o quadrado de lado 𝑏 𝑑 2 A área retangular equivale a 64 da área da círculo MADEIRA FALQUEJADA A seção retangular inscrita que produz maior módulo resistente A área retangular equivale a 60 da área da círculo MADEIRA SERRADA Mais comum limitações geométricas e potencias defeitos de fabricação Abatimento na maturidade cerne ocupar a maior percentagem do tronco e na estação seca O desdobramento deve ser feito o mais cedo possível após o corte Evitando efeitos de secagem O tempo de maturidade da madeira varia com as espécies podendo chegar a 100 anos Madeiras de melhor qualidade são retiradas do cerne MADEIRA SERRADA O desdobramento do tronco em peças deve fazerse o mais cedo possível após o corte da árvore para evitar a retração por secagem Corte em estação chuvosa devese deixar as toras secar por algum tempo O comprimento das toras é limitado por conta do transporte sendo este de 4 a 6 m MADEIRA SERRADA Esquema de corte Prancha paralelas Desdobramento radial O desdobramento radial produz material mais homogêneo mas é mais caro e menos usado MADEIRA SERRADA PROCESSOS DE SECAGEM Natural Empilhada com separadores em galpões ventilados 12 anos em madeira macias 23 anos em madeira duras MADEIRA SERRADA PROCESSOS DE SECAGEM Artificial Ar quente controlando umidade e temperatura Desloca a madeira por um túnel alongado na qual a temperatura do ar aumenta gradativamente 10 dias 1 mês por 254 cm de espessura MADEIRA SERRADA Dimensões comerciais em cm MADEIRA COMPENSADA Lâminas fina coladas alternando o sentido ortogonal das fibras 3 5 ou mais lâminas sempre número ímpar Comportamento estrutural melhor que a madeira maciça Lâminas de 1 a 5 mm obtidas de toras ou peças retangulares e coladas sob pressão ou com cola sintética Dimensão padrão chapas de 250 m x 125 m e espessura de 430 mm Também conhecida como madeirite MADEIRA COMPENSADA Vantagens Dimensões maiores e menos defeitos Menor retração e inchamento Resistência mais uniforme Menos trincas na cravação de pregos Permite o emprego de madeira mais resistente nas capas externas e menos resistentes nas camadas internas Desvantagem Preço elevado MADEIRA LAMINADA E COLADA MLC Lâminas coladas com adesivo e sob pressão formando vigas de seção retangular Lâminas 15 a 30 cm coladas com fibras paralelas Podese colar extremidades formando peças com grande comprimento MADEIRA LAMINADA E COLADA MLC Tipos de emendas Emenda de topo Emenda biselada Emenda dentada Emenda dentada são mais eficientes Quanto mais inclinada a emenda mais eficiente MADEIRA LAMINADA E COLADA MLC Vantagens Dimensões maiores Melhor controle de umidade menor retração Otimização das lâminas mais resistentes em posições de maiores tensões Peças curvas Desvantagem Preço elevado que a madeira serrada MADEIRA MICROLAMINADA E COLADA LVL Finas lâminas coladas sob pressão formando vigas e painéis Lâminas 1 a 5 mm coladas com fibras paralelas Produz produtos com até 20 m de comprimento e espessura de 20 a 200 mm Mais homogêneo e resistente que madeira serrada e madeira laminada e colada tradicional Árvores de pequenos diâmetros podem ser utilizadas na sua fabricação MADEIRA RECOMPOSTA Placas produzidas a partir de resíduos de madeira serrada e compensada Não é usada como material estrutural por propriedades mecânicas insuficientes MDF e MDP EXEMPLOS DE USO Madeira bruta Madeiras falquejada e serrada EXEMPLOS DE USO Madeira laminada e colada Madeira microlaminada e colada