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Mapas mentais @eu.engenheira Estruturas de Madeira Mapas mentais @eu.engenheira Olá! Sou a Jéssyca do instagram @eu.engenheira e desde a elaboração do meu primeiro mapa mental de engenharia civil em junho de 2018 venho aperfeiçoando novas técnicas para desenvolver um material mais claro e objetivo. Bom, não posso deixar de expressar a minha felicidade em saber que você confia em meu trabalho. E para assegurar que a nossa parceria continue firme e forte por muito tempo, deixo aqui algumas observações: O conteúdo desse material não esgota a disciplina de estruturas de madeira; A leitura de normas e referências consagradas sobre o tema é indispensável; Use o mapa como guia para elaboração do seu material base, e isso inclui adicionar conteúdo relevante conforme seu critério. Principais referências usadas na elaboração desse material: ABNT NBR 7190:1997 – Projeto de estruturas de madeira PFEIL, Walter. Estruturas de madeira. 4.ed. Rio de Janeiro. Notas de aula UFMT. Notas de aula UFPR. Disponível em: http://www.estruturas.ufpr.br/wp-content/uploads/2015/02/02- Propriedades-f%C3%ADsicas-da-madeira.pdf Questões de concursos. Leitura recomendada: Cadernos de Engenharia de Estruturas. USP, 2002. Estruturas de Madeira. Número 18. Notas de aula: Estruturas de Madeira: Universidade Federal de Uberlândia. http://www.estruturas.ufpr.br/wp-content/uploads/2015/02/02-Propriedades-f%C3%ADsicas-da-madeira.pdf http://www.estruturas.ufpr.br/wp-content/uploads/2015/02/02-Propriedades-f%C3%ADsicas-da-madeira.pdf Mapas mentais @eu.engenheira Considerações A NORMA PERTINENTE: ABNT NBR 7190 A RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO PARALELA AS FIBRAS É A MAIS AFETADA PELA UMIDADE QUE A RESISTÊNCIA A TRAÇÃO PARALELA AS FIBRAS; NA COMPRESSÃO A PEÇA É SUJEITA A FLAMBAGEM; A RUPTURA POR TRAÇÃO ACONTECE PELA QUEBRA DAS LIGAÇÕES COVALENTES; A RESISTÊNCIA A CARGAS DE LONGA DURAÇÃO É MENOR. A MADEIRA É UM MATERIAL ANISOTRÓPICO; Característica diferentes conforme a direção. HIGROSCÓPICO; Absorve umidade do ar, alterando as propriedades mecânicas (a elevação de teor de umidade interno reduz a resistência da madeira). Iniciais Mapas mentais @eu.engenheira Classificação das ANGIOSPERMA: MAIS EVOLUÍDAS. DIVIDIDAS EM DUAS CLASSES: MONOCOTILEDÔNEAS E DICOTILEDÔNEAS. MONOCOTILEDÔNEAS: PALMAS E GRAMÍNEAS. AS PALMAS NÃO SÃO DURÁVEIS, PODEM SER EMPREGADAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL COMO ESCORAMENTOS E CIMBRAMENTOS. NAS GRAMÍNEAS A BAMBU, BOA RESISTÊNCIA MECÂNICA, POUCO PESO. DICOTILEDÔNEAS: MADEIRA DURA, MADEIRA DE LEI; PRINCIPAIS USADAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL. GIMNOSPERMAS: NÃO POSSUEM FRUTOS. SEMENTES AGRUPADAS EM CONE. SÃO CONÍFERAS, MADEIRA MOLE, MADEIRA LEVE. NA AMÉRICA DO SUL, PINUS E ARAUCÁRIA. NO BRASIL: PINHEIROS - DO - PARANÁ. Árvores Mapas mentais @eu.engenheira Fisiologia Espécies usuais 𝐟𝐯𝟎,𝐤 𝐟𝐜𝟎,𝐤 = 𝟎, 𝟏𝟓 Coníferas 𝐟𝐯𝟎,𝐤 𝐟𝐜𝟎,𝐤 = 𝟎, 𝟏𝟐 Dicotiledôneas . . Anatomia do tecido FISIOLOGIA DA ÁRVORE Na primavera/verão tem coloração mais clara; no outono/inverno, coloração escura; Anéis de crescimento, constituído por duas camadas; a primeira de crescimento rápido e a segunda, lento; A seção transversal da árvore tem: Câmbio, casca, medula, cerne, vasos. O câmbio é a parte viva da árvore, responsável por todo aumento de diâmetro; O ALBURNO É MAIS SENSÍVEL À BIODEGRADAÇÃO. ANATOMIA DO TECIDO Coníferas: traqueídes e raios medulares. Dicotiledôneas: fibras, parênquima, vasos e raios. 1. Traqueídes: células alongadas; 3 a 4 mm. 2. Vasos: aparecem nos cortes transversais. 3. Fibras: lúmen; 0,5 a 1,5 mm. 4. Raios medulares: células curtas com paredes finas. 5. Parênquima: armazenar e distribuir nutrientes. QUANDO BEM DISTRIBUÍDAS, AS CÉLULAS DE PARÊNQUIMAS EVITAM O APARECIMENTO DE FENDAS DE SECAGEM. Mapas mentais @eu.engenheira 1. CONSTRUÇÃO CIVIL PESADA EXTERNA Madeira serrada usada como escoras e dormentes ferroviários, por exemplo; Madeira angico-preto. 2. CONSTRUÇÃO CIVIL PESADA INTERNA Peças de madeira serrada na forma de vigas, caibros usados em cobertura; Madeira peroba-rosa. (IBFC – 2017) Assinale a alternativa que completa corretamente a lacuna. A madeira tem vários usos na construção civil pesada interna, englobando peças de madeira serrada na forma de vigas, caibros, pranchas e tábuas utilizadas em estruturas de cobertura, onde tradicionalmente era empregada a madeira de _____________. Gabarito: Peroba-rosa. 3. CONSTRUÇÃO CIVIL LEVE EXTERNA E LEVE INTERNA Peças de madeira serrada na forma de tábuas e pontaletes para uso temporário; Ripas e caibros para uso secundário em cobertura; Madeira pinho-do-paraná 4. CONSTRUÇÃO CIVIL LEVE EM ESQUADRIAS Peças de madeira serrada e beneficiada; Madeira pinho-do-paraná. Madeira Mapas mentais @eu.engenheira VANTAGEM X DESVANTAGEM Apresenta boa resistência aos esforços de tração e compressão. Por ser um material anisotrópico, as propriedades físicas variam em uma mesma peça; CONSIDERAÇÕES GERAIS A MADEIRA RESISTE MAIS QUANDO OS ESFORÇOS DE TRAÇÃO, COMPRESSÃO E FLEXÃO SÃO APLICADOS PARALELOS ÀS FIBRAS. A RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO CONSTITUI FATOR LIMITANTE PARA O DIMENSIONAMENTO, NORMALMENTE, DEFINE A SEÇÃO MÍNIMA. A RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO É MENOR QUANDO APLICADA PARALELA ÀS FIBRAS. QUANTO A ANATOMIA DAS ÁRVORES CONÍFERAS: MADEIRAS MOLES; TÍPICAS DE REGIÕES DE CLIMA FRIO; EXEMPLO: PINUS, PINHO DO PARANÁ; MENOR RESISTÊNCIA QUE AS DICOTILEDÔNEAS. DICOTILEDÔNEAS MADEIRAS DURAS. TÍPICAS DE REGIÕES DE CLIMA QUENTE; EXEMPLO: IPÊ, EUCALIPTOS, JATOBÁ E MAÇARANDUBA. Madeira Mapas mentais @eu.engenheira MADEIRA BRUTA OU ROLIÇA: TRONCO DESCASCADO USADO COMO ESCORA; PEÇAS ROLIÇAS DE DIÂMETRO VARIÁVEL (TRONCO DE CONE) PODEM SER CONSIDERADAS COMO UMA PEÇA CILÍNDRICA DE DIÂMETRO IGUAL AO DIÂMETRO SITUADO NO TERÇO DO COMPRIMENTO, TOMADO A PARTIR DA PONTA, DESDE QUE NÃO ULTRAPASSE A 1,5d NESSA EXTREMIDADE: 𝒅𝒅 = 𝒅𝒎Í𝒏 + 𝒅𝒎Á𝒙 − 𝒅𝒎Í𝒏 𝟑 𝒅𝒅 ≤ 𝟏, 𝟓 𝒅𝒎Í𝒏 MADEIRA FALQUEJADA: FACES LATERAIS APARADAS A MACHADO OU ENXÓ; MENOR PERDA; MAIOR ÁREA DE SEÇÃO TRANSVERSAL; MÁXIMO MOMENTO DE INÉRCIA. SÃO USADAS EM PONTES DE ESTRADAS VICINAIS E NAS CONSTRUÇÕES DE EDIFÍCIOS. MADEIRA SERRADA: Mais usada na construção civil; dimensões padronizadas para o comércio, secagem ar. Desdobramento do tranco: em pranchas paralelas ou radial; Comprimento 4 a 6 m. O corte em pranchas paralelas ocorre maior aproveitamento da madeira, mas pode conter defeitos. Mais rentável. Desdobramento radial: proporciona uma peça com qualidade superior, mas tem desperdício. Além da operação ser lenta. Madeira laminada, compensada e aglomerada. MUITOS PRODUTOS DERIVADOS DA MADEIRA SÃO UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL. EXEMPLOS SÃO AS CHAPAS DE MADEIRA COMPENSADA, DE LÂMINAS PARALELAS, DE MADEIRA AGLOMERADA, DE OSB, DE MDF E MDP. FONTE: UFMS, 2017. Madeira Mapas mentais @eu.engenheira MADEIRA MACIÇA: BRUTA, FALQUEJADA E SERRADA. MADEIRAS MACIÇAS E MADEIRAS INDUSTRIALIZADAS MADEIRA INDUSTRIALIZADA LAMINADA, COMPENSADA E AGLOMERADA Madeira MADEIRA MACIÇA: APRESENTA MAIOR RETRAÇÃO E INCHAMENTO EM RELAÇÃO À MADEIRA COMPENSADA. MADEIRA COMPENSADA APRESENTAVANTAGENS SOBRE A MADEIRA MACIÇA EM ESTADOS DE TENSÕES BIAXIAIS, QUE APARECEM, POR EXEMPLO, NAS ALMAS DAS VIGAS, NAS ESTRUTURAS DE PLACAS DOBRADAS OU NAS CASCAS; A ESPESSURA DA LÂMINA VARIA ENTRE 1mm E 5 mm; AS PLACAS SÃO FORMADAS POR NÚMERO ÍMPAR DE LÂMINAS; PARA EVITAR EMPENAMENTO SÃO UTILIZADAS PRENSAS. Mapas mentais @eu.engenheira Propriedades ESTABILIDADE DIMENSIONAL: RETRABILIDADE E INCHAMENTO: A RETRAÇÃO É A PERDA DE DIMENSÃO; INCHAMENTO DECORRE DA ABSORÇÃO DE ÁGUA QUE RESULTA EM AUMENTO DE DIMENSÃO; DEFEITOS DE SECAGEM: ENCANOAMENTO, ARQUEAMENTO, ENCURVAMENTO, TORCIMENTO E RACHADURA. Física TEOR DE UMIDADE; RETRATILIDADE E INCHAMENTO; DENSIDADE; RESISTÊNCIA AO FOGO; DURABILIDADE NATURAL; RESISTÊNCIA QUÍMICA. T<R<L FONTE: UFPR. OS ENSAIOS VARIAM APRESENTANDO DISPERSÃO, MOTIVO: SOLO E CLIMA DA REGIÃO DE ORIGEM DA ÁRVORE; FISIOLOGIA DA ÁRVORE; ANATOMIA DO TECIDO LENHOSO; VARIAÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA; Mapas mentais @eu.engenheira Umidade O ENSAIO SE INICIA APÓS A DETERMINAÇÃO DA MASSA INICIAL. O CORPO DE PROVA É COLOCADO NA CÂMARA DE SECAGEM, COM TEMPERATURA MÁXIMA DE 103°C ± 2°C. DURANTE A SECAGEM A MASSA DO CORPO DE PROVA, DEVE SER MEDIDO A CADA 6H, ATÉ QUE OCORRA UMA VARIAÇÃO, ENTRE DUAS MEDIDAS CONSECUTIVAS, MENOR OU IGUAL A 0, 5% DA ÚLTIMA MASSA MEDIDA. ESTA MASSA SERÁ CONSIDERADA COMO A MASSA SECA (MS). EXPOSTA AO AMBIENTE, A MADEIRA DE UMA ÁRVORE ABATIDA PERDE CONTINUAMENTE UMIDADE, INICIALMENTE, POR EVAPORAÇÃO DA ÁGUA LIVRE, ATÉ O PONTO DE SATURAÇÃO (PS). A PARTIR DO PONTO DE SATURAÇÃO, PERDE A ÁGUA ADERIDA ÀS PAREDES CELULARES. ESSA SEGUNDA ETAPA DA PERDA ACONTECE ATÉ A CHAMADA UMIDADE DE EQUILÍBRIO (UE). A ABNT NBR 7190 (1997): PROJETO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA ADOTA COMO VALORES DE REFERÊNCIA PARA PS E UE, RESPECTIVAMENTE, 25% E 12%. FONTE: UFSM, 2017. TABELA D.1 DA NORMA NBR 7190 – CLASSE DE UMIDADE CLASSES DE UMIDADE UMIDADE DO AMBIENTE UAMB UMIDADE DE EQUILÍBRIO DA MADEIRA UEQ 1 ≤65% 12% 2 65%<UAMB≤75% 15% 3 75%<UAMB≤85% 18% 4 UAMB>85% DURANTE LONGOS PERÍODOS ≥25% 𝐔(%) = 𝐌𝐈 − 𝐌𝐒 𝐌𝐒 𝐔 ≤ 𝟏𝟐% Na caracterização de um lote de material, os resultados de ensaios realizados com diferentes teores de umidade da madeira, contidos no intervalo entre 10% e 20%, devem ser apresentados com os valores corrigidos para a classe 1 de umidade. Mapas mentais @eu.engenheira Umidade MATERIAL HIGROSCÓPICO, TROCA UMIDADE CONTINUAMENTE. TEOR DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO; SECAGEM OU ABSORÇÃO RELAÇÃO VARIA 0,8 A 0,9; VALORES PRÓXIMOS AS CONDIÇÕES DE CLIMA MÉDIO NO LOCAL E É POUCO INFLUENCIADO PELAS VARIAÇÕES DE UMIDADE E DE TEMPERATURA LOCAL: Admite-se como desprezível a influência da temperatura na faixa usual de utilização de 10°C a 60°C." EQUAÇÕES USADAS PARA CORREÇÃO DA UMIDADE. RESISTÊNCIA: 𝐟𝟏𝟐 = 𝐟𝐔% [𝟏 + 𝟑(𝐔%−𝟏𝟐) 𝟏𝟎𝟎 ] RIGIDEZ: 𝐄𝟏𝟐 = 𝐄𝐔% [𝟏 + 𝟐(𝐔%−𝟏𝟐) 𝟏𝟎𝟎 ] A MADEIRA VERDE NÃO É RECOMENDADA PARA USO EM LOCAIS QUE DEMANDAM DESEMPENHO ESTRUTURAL, E NEM COMO REVESTIMENTO DEVIDO A POSSIBILIDADE DE EMPENAMENTO APÓS SECAGEM. MEDIDORES DE UMIDADE ELÉTRICA: 6% A 28%, PRECISÃO ± 2%. NA SECAGEM, “MADEIRA VERDE”; ÁGUA LIVRE, NO INTERIOR DAS FIBRAS; E A ÁGUA DE IMPREGNAÇÃO, ÁGUA FIXADO A FIBRILAS POR MEIO DE PONTES DE HIDROGÊNIO. O TEOR DE UMIDADE QUANDO A PAREDE DE CÉLULA ESTÁ SATURADA E NENHUMA ÁGUA LIVRE NOS LUMENS DAS CÉLULAS É O PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS (PSF). O PSF É DE SIGNIFICATIVA IMPORTÂNCIA PORQUE EM TEORES DE UMIDADE ABAIXO DESSE VALOR HAVERÁ MUDANÇAS NAS PROPRIEDADES FÍSICAS E NA MECÂNICA DE MADEIRA. EM TEORES DE UMIDADE ACIMA A MAIORIA DAS PROPRIEDADES POUCO VARIA. (25 A 35%) Mapas mentais @eu.engenheira Durabilidade A PRESERVAÇÃO PODE SER FEITA COM APLICAÇÃO DOS SEGUINTES RECURSOS: PINCELAMENTO, ASPERSÃO, PULVERIZAÇÃO, IMERSÃO, BANHO QUENTE-FRIO, SUBSTITUIÇÃO DA SEIVA E AUTOCLAVE. OS TIPOS DE PRESERVATIVOS DE AÇÃO PROLONGADA USADOS EM 80% DA MADEIRA TRATADA NO MUNDO SÃO: CREOSOTO, PENTACLOROFENOL, CCA (CROMO – COBRA – ARSÊNIO) E CCB (CROMO – COBRE – BORO). OS TIPOS DE PRESERVATIVOS DE AÇÃO TEMPORÁRIO HIDROSSOLÚVEIS SÃO: FUNGICIDAS E INSENTICIDAS. PRESERVAÇÃO MÍNIMA CONÍFERAS: AUTOCLAVE DICOTILEDÔNEAS: PINCELAMENTO SITUAÇÕES DE RISCO DE BIODETERIORAÇÃO (SÃO 05): SITUAÇÃO 1: MADEIRA INTERAMENTE PROTEGIDA E NÃO SUJEITA À REUMIDIFICAÇÃO. CLASSES DE UMIDADE: DE 1 A 3. DURAÇÃO PERMAMENTE. SITUAÇÃO 2: MADEIRA INTERAMENTE PROTEGIDA E SUJEITA À REUMIDIFICAÇÃO OCASIONAL. CLASSES DE UMIDADE: DE 1 A 3. REUMIDIFICAÇÃO DE CURTA DURAÇÃO. SITUAÇÃO 3: A MADEIRA NÃO ESTÁ PROTEGIDA DE INTEMPÉRIES OU ESTÁ, MAS SUJEITA A REUMIDIFICAÇÃO. CLASSES DE UMIDADE 4. SITUAÇÃO 4: MADEIRA EM CONTATO PERMANENTE COM O SOLO OU ÁGUA DOCE. SITUAÇÃO 5: MADEIRA EM CONTATO PERMANENTE COM ÁGUA SALGADA. TABELA D.2 DA NORMA 7190 – CLASSES DE DURAÇÃO Classe de carregamento Ação variável principal da combinação Duração acumulada Ordem de grandeza da duração acumulada da ação característica Permanente Permanente Vida útil da construção Longa duração Longa duração Mais de seis meses Média duração Média duração Uma semana a seis meses Curta duração Curta duração Menos de uma semana Duração instantânea Duração instantânea Muito curta Mapas mentais @eu.engenheira O MÉTODO DAS TENSÕES ADMISSÍVEIS SE ENCONTRA EM DESUSO, NÃO CONSIDERA A NATUREZA ALEATÓRIA DAS VARIÁVEIS ENVOLVIDAS. O MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES É UM MÉTODO PROBABILÍSTICO QUE VEM ATUALIZAR O ENFOQUE NO DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE MADEIRA PROPONDO UMA SEQUÊNCIA DE PASSOS ANÁLOGOS ÀS NORMAS DE CONCRETO DE AÇO E MADEIRA (TERNI, 2001). DIVIDEM-SE EM ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS E ESTADOS LIMITES DE SERVIÇO. ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS POR SIMPLES OCORRÊNCIA DETERMINAM A PARALISAÇÃO, NO TODO OU EM PARTE, DO USO DA CONSTRUÇÃO: RUPTURA OU DEFORMAÇÃO PLÁSTICA EXCESSIVA, PERDA DE EQUILÍBRIO GLOBAL OU PARCIAL. ESTADOS LIMITES DE SERVIÇO CAUSAM EFEITOS QUE COMPROMETEM O USO NORMAL DA CONSTRUÇÃO: DEFORMAÇÕES EXCESSIVAS, VIBRAÇÕES. Segurança C CONDIÇÕES DE SEGURANÇA 𝑺𝒅 ≤ 𝑹𝒅 CONSIDERAÇÕES GERAIS – Item 7.1.1 da norma NBR 7190:1997 Furos na zona comprimida podem ser ignorados quando preenchidos por pregos; Furos na zona tracionada das seções transversais das peças podem ser ignorados desde que a redução da área resistente não supere 10% da área da zona tracionada. Mapas mentais @eu.engenheira AÇÕES PERMANENTES VALORES CONSTANTES OU DE PEQUENA VARIAÇÃO. AÇÕES VARIÁVEIS FORÇAS COM VARIAÇÕES SIGNIFICATIVA DURANTE A VIDA DA CONSTRUÇÃO. AÇÕES EXCEPCIONAIS AÇÕES COM DURAÇÃO EXTREMAMENTE CURTA E COM PEQUENA PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA. As ações devem ser combinadas considerando: A) as ações permanentes são consideradas em sua totalidade; B) consideram-se as partes ou parcelas das ações variáveis que produzem efeitos desfavoráveis para a segurança; C) as ações variáveis móveis devem ser consideradas em suas posições mais desfavoráveis para a segurança. VALORES REDUZIDOS DE COMBINAÇÃO 𝝍𝟎 = 𝑭𝒌 DE UTILIZAÇÃO VALORES FREQUENTES, OU DE MÉDIA DURAÇÃO - 𝝍𝟏 = 𝑭𝒌 VALORES QUASE PERMANENTES, OU DE LONGA DURAÇÃO 𝝍𝟐 = 𝑭𝒌 VER TABELA 2 DA NORMANBR 7190 AÇÃO DO VENTO - ITEM 5.2.1 DA NBR 7190 Nas combinações de ações de longa duração em que o vento representa a variável principal, multiplicar a ação do vento por 0,75 para se levar em conta a maior resistência da madeira sob ação de cargas de curta duração Ações e C Combinações Mapas mentais @eu.engenheiraCombinações C COMBINAÇÕES ELU COMBINAÇÕES ÚLTIMAS NORMAIS 𝑭𝒅 = ∑ 𝜸𝑮𝒊. 𝑭𝑮𝒊,𝒌 + 𝜸𝑸. [𝑭𝑸𝟏,𝒌 + ∑ 𝝍𝟎𝒋. 𝑭𝑸𝒋,𝒌 𝒏 𝒋=𝟐 ] 𝒎 𝒊=𝟏 COMBINAÇÕES ÚLTIMAS ESPECIAIS OU DE CONSTRUÇÃO 𝑭𝒅 = ∑ 𝜸𝑮𝒊. 𝑭𝑮𝒊,𝒌 + 𝜸𝑸. [𝑭𝑸𝟏,𝒌 + ∑ 𝝍𝟎𝒋,𝒆𝒇. 𝑭𝑸𝒋,𝒌 𝒏 𝒋=𝟐 ] 𝒎 𝒊=𝟏 COMBINAÇÕES ÚLTIMAS EXCEPCIONAIS 𝑭𝒅 = ∑ 𝜸𝑮𝒊. 𝑭𝑮𝒊,𝒌 + 𝑭𝑸,𝒆𝒙𝒄 + 𝜸𝑸. ∑ 𝝍𝟎𝒋,𝒆𝒇. 𝑭𝑸𝒋,𝒌 𝒏 𝒋=𝟏 𝒎 𝒊=𝟏 VER TABELA 3, TABELA 4, TABELA 5 E TABELA 6 DA NORMA NBR 7190:1997. COEFICIENTE DE PONDERAÇÃO DA RESISTÊNCIA PARA ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS Tensão de compressão paralela às fibras 𝜸𝒘𝒄 = 𝟏, 𝟒 Tensão de tração paralela às fibras 𝜸𝒘𝒕 = 𝟏, 𝟖 Tensão de cisalhamento paralelo às fibras 𝜸𝒘𝒗 = 𝟏, 𝟖 COEFICIENTE DE PONDERAÇÃO PARA ESTADOS LIMITES DE UTILIZAÇÃO 𝜸𝒘 = 𝟏, 𝟎 . COMBINAÇÕES ELS LONGA DURAÇÃO 𝑭𝒅,𝒖𝒕𝒊 = ∑ 𝑭𝑮𝒊,𝒌 + ∑ 𝝍𝟐𝒋. 𝑭𝑸𝒋,𝒌 𝒏 𝒋=𝟏 𝒎 𝒊=𝟏 MÉDIA DURAÇÃO 𝑭𝒅,𝒖𝒕𝒊 = ∑ 𝑭𝑮𝒊,𝒌 + 𝝍𝟏. 𝑭𝑸𝟏,𝒌+ ∑ 𝝍𝟐𝒋. 𝑭𝑸𝒋,𝒌 𝒏 𝒋=𝟐 𝒎 𝒊=𝟏 CURTA DURAÇÃO 𝑭𝒅,𝒖𝒕𝒊 = ∑ 𝑭𝑮𝒊,𝒌 + 𝑭𝑸𝒋,𝒌+ ∑ 𝝍𝟏𝒋. 𝑭𝑸𝒋,𝒌 𝒏 𝒋=𝟐 𝒎 𝒊=𝟏 INSTANTÂNEA 𝑭𝒅,𝒖𝒕𝒊 = ∑ 𝑭𝑮𝒊,𝒌 + 𝑭𝑸,𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒂𝒍+ ∑ 𝝍𝟐𝒋. 𝑭𝑸𝒋,𝒌 𝒏 𝒋=𝟏 𝒎 𝒊=𝟏 Mapas mentais @eu.engenheira MODALIDADES DE CARACTERIZAÇÃO DA RESISTÊNCIA DA MADEIRA: CARACTERIZAÇÃO COMPLETA DAS RESISTÊNCIAS DA MADEIRA SERRADA; CARACTERIZAÇÃO MÍNIMA DE PROPRIEDADES DE ESPÉCIES POUCO CONHECIDAS; CARACTERIZAÇÃO SIMPLIFICADA DA RESISTÊNCIA DA MADEIRA SERRADA. A RIGIDEZ É DETERMINADA NO REGIME ELÁSTICO-LINEAR; MÓDULO DE ELASTICIDADE NA DIREÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS: 𝑬𝑾𝟗𝟎 MÓDULO DE ELASTICIDADE NA DIREÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS: 𝑬𝑾𝟎 NA AUSÊNCIA DOS DADOS EXPERIMENTAIS, PODE-SE USAR: 𝑬𝑾𝟗𝟎 = 𝟏 𝟐𝟎 𝑬𝑾𝟎 Resistência e C FENÔMENOS QUE INTERFEREM NA RESISTÊNCIA: DURAÇÃO DO CARREGAMENTO; UMIDADE DO MEIO AMBIENTE; PRESENÇA DE DEFEITOS NAS PEÇAS DE MADEIRAS CONSIDERADAS POR MEIO DO COEFICIENTE DE MODIFICAÇÃO KMOD, QUE É NO VALOR REPRESENTATIVO DA RESISTÊNCIA. SEGUNDO A NBR 7190:1997, ITEM 6.1.3: “A RESISTÊNCIA É DETERMINADA CONVENCIONALMENTE PELA MÁXIMA TENSÃO QUE PODE SER APLICADA A CORPOS-DE-PROVA ISENTOS DE DEFEITOS DO MATERIAL CONSIDERADO, ATÉ O APARECIMENTO DE FENÔMENOS PARTICULARES DE COMPORTAMENTO ALÉM DAS QUAIS HÁ RESTRIÇÕES DE EMPREGO DO MATERIAL EM ELEMENTOS ESTRUTURAIS. ” Elasticidade Mapas mentais @eu.engenheira EM PEÇAS POUCO CONHECIDAS DEVE SER DETERMINADA: RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO, TRAÇÃO E CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS, DENSIDADE BÁSICA E DENSIDADE APARENTE; A CARACTERÍSTICA PRINCIPAL É A COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS, OS DEMAIS VALORES SÃO DETERMINADAS EM FUNÇÃO DELE COM USO DE COEFICIENTES . . CHECKLIST DO PROJETO ESTRUTURAL COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS; TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS; COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS; TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS; CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS; RESISTÊNCIA AO EMBUTIMENTO PARALELO ÀS FIBRAS; RESISTÊNCIA AO EMBUTIMENTO NORMAL ÀS FIBRAS; DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE BÁSICA. QUANDO NÃO FOR POSSÍVEL DETERMINAR A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO UNIFORME POR ENSAIOS, A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS PODE SER ADOTADA IGUAL A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO. Fonte: UFMS, 2017. Resistência e C Elasticidade Mapas mentais @eu.engenheira A RESISTÊNCIA DO CORPO-DE- PROVA É CALCULADA EM FUNÇÃO DA GEOMETRIA DO MESMO E DA SOLICITAÇÃO MÁXIMA DO ENSAIO. NBR 7190, ITEM 6.4.8 DETERMINA QUE CADA LOTE ENSAIADO NÃO DEVE TER VOLUME SUPERIOR A 12M3; EM CASOS DE ESPÉCIES POUCO CONHECIDAS, A CARACTERIZAÇÃO DEVE SER OBTIDA DO ENSAIO DE NO MÍNIMO 12 CORPOS-DE-PROVA ISENTOS DE DEFEITOS; PARA ESPÉCIES USUAIS O ENSAIO DEVE SER REALIZADO COM AMOSTRA DE NO MÍNIMO 6 CORPOS-DE-PROVA, ENSAIADOS À COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS. EM AMBOS OS PROCEDIMENTOS, A RETIRADA DO LOTE É FEITA ALEATORIAMENTE. AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA ESTÃO LIGADAS ESTREITAMENTE À ANISOTROPIA, À SUA HETEROGENEIDADE E À SUA CAPACIDADE DE ABSORVER ÁGUA. FONTE: (INSTITUTO AOCP, 2018) Resistência e C Elasticidade Mapas mentais @eu.engenheira A DEFORMAÇÃO ESPECIFICA DE COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS É DADO PELA RAZÃO ENTRE VARIAÇÃO DA ALTURA “H” DO CORPO-DE-PROVA, DESLOCAMENTO MEDIDO PELOS SENSORES E O VALOR DA ALTURA INICIAL “H”. OS DISPOSITIVOS DE APOIO, SENSORES, DEVEM SER SUFICIENTEMENTE RÍGIDOS DE MODO A EVITAR QUE A DEFORMAÇÃO DELES SEJA COMPUTADA NA MEDIDA DO DESLOCAMENTO. NA FALTA DE DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DE E90: 𝐄𝐜𝟗𝟎 = 𝐄𝐜𝟎 𝟐𝟎 DETERMINADO EM FUNÇÃO DA DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA 2%: 𝐄𝐜𝟎 = 𝛔𝟓𝟎% − 𝛔𝟏𝟎% 𝛆𝟓𝟎% − 𝛆𝟏𝟎% VALORES DE CÁLCULO OBTIDO PELA EXPRESSÃO: 𝑿𝒅 = 𝒌𝒎𝒐𝒅 𝑿𝒌 𝜸𝒘 𝜸𝒘 é o Coeficiente de minoração das propriedades da madeira: 1,4 para tensões de compressão paralela às fibras; 1,8 para tensões de tração paralela às fibras; e, 1,8 para tensões de cisalhamento paralelo às fibras. 𝒌𝒎𝒐𝒅 : Coeficiente de modificação formado pelo produto de 𝒌𝒎𝒐𝒅,𝟏, 𝒌𝒎𝒐𝒅,𝟐 𝒆 𝒌𝒎𝒐𝒅,𝟑 . 𝒌𝒎𝒐𝒅,𝟏: coeficiente de modificação que leva em conta a classe de carregamento e o tipo de material empregado; 𝒌𝒎𝒐𝒅,𝟐: no caso de madeira serrada submersa admite-se o valor 𝒌𝒎𝒐𝒅,𝟐 = 𝟎, 𝟔𝟓; 𝒌𝒎𝒐𝒅,𝟑: coeficiente parcial que leva em conta se a madeira é de primeira ou segunda categoria., 1 e 0,8 respectivamente. CONSULTAR TABELA 10 E 11 DA NBR 7190. Resistência e C Elasticidade Mapas mentais @eu.engenheira Compressão PARA DETERMINAÇÃO DA RIGIDEZ DEVE-SE ESTIMAR A RESISTÊNCIA DA MADEIRA NUM ENSAIO DESTRUTIVO DE UM CORPO-DE-PROVA SELECIONADO DA MESMA MOSTRA A SER INVESTIGADA; CONHECIDO A RESISTÊNCIA ESTIMADA DA AMOSTRA DEVE SER APLICADO DOIS CICLOS DE CARREGAMENTO – DESCARREGAMENTO DE ACORDO COM A LEI TEMPORAL. A COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS DEVE SER VERIFICADA SEMPRE QUE HOUVER CARGA PONTUAL NO SENTIDO PERPENDICULAR ÀS FIBRAS DA PEÇA. FONTE: IF-TO, 2016. OCORRE RUÍNA DO CORPO DE PROVA QUANDO O LOTE A CARACTERIZAR FOR DE PEÇAS DELGADAS; PERMITE-SE EMPREGAR CORPO-DE-PROVA COM SEÇÃO TRANSVERSAL QUADRADA, LADO IGUAL A ESPESSURA DO ELEMENTO DELGADO, COM PELO MENOS 1,8cm E COMPRIMENTO IGUAL A 3 VEZES O LADO DA SEÇÃO TRANSVERSAL. ENSAIANDO 12 CORPOS-DE-PROVA EXTRAÍDO DE 12 PEÇAS ALEATÓRIAS; RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS: 𝐅𝐂𝟎 = 𝐅𝐂𝟎,𝐌Á𝐗 𝐀 O MÓDULO DE ELASTICIDADE É DADO PELA INCLINAÇÃO DA RETA SECANTE À CURVA: 𝐄𝐂𝟎 = 𝚺𝟓𝟎% − 𝚺𝟏𝟎% 𝚬𝟓𝟎% − 𝚬𝟏𝟎% Mapas mentais @eu.engenheira Tração Resistência caracerística à compressão paralela às fibras, 𝒇𝒄𝟎,𝒌 Resistência característica à tração paralela às fibras, 𝒇𝒕𝟎,𝒌 𝒇𝒄𝟎,𝒌 𝒇𝒕𝟎,𝒌 = 𝟎, 𝟕𝟕 Resistência característica à tração na flexão, 𝒇𝒕𝑴,𝒌 Resistência característica à tração paralela às fibras, 𝒇𝒕𝟎,𝒌 𝒇𝒕𝑴,𝒌 𝒇𝒕𝟎,𝒌 = 𝟏, 𝟎𝟎 Resistência característica à compressão normal às fibras, 𝒇𝒄𝟗𝟎,𝒌 Resisstência característica à compressão paralela às fibras, 𝒇𝒄𝟎,𝒌 𝒇𝒄𝟗𝟎,𝒌 𝒇𝒄𝟎,𝒌 = 𝟎, 𝟐𝟓 Resistência característica ao embutimento paralelo às fibras, 𝒇𝒆𝟎,𝒌 Resistência característica à compressão paralela às fibras, 𝒇𝒄𝟎,𝒌 𝒇𝒆𝟎,𝒌 𝒇𝒄𝟎,𝒌 = 𝟏, 𝟎𝟎 Resistência caracterísitca ao embutimento normal às fibras, 𝒇𝒆𝟗𝟎,𝒌 Resistência característica à compressão paralela às fibras, 𝒇𝒄𝟎,𝒌 𝒇𝒆𝟗𝟎,𝒌 𝒇𝒄𝟎,𝒌 = 𝟏, 𝟎𝟎TRAÇÃO NORMAL Devido ao pequeno valor dessa resistência e da ruptura ser frágil, evita-se projetar peças estruturais cuja segurança depende diretamente da resistência a tração normal. 𝐟𝐭𝟗𝟎 = 𝐟𝐭𝟗𝟎,𝐦á𝐱 𝐀𝐭𝟗𝟎 TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS A deformação na madeira possui valores baixos e a ruptura da parede celular pode ocorrer por deslizamento entre as células. 𝐟𝐭𝟎 = 𝐟𝐭𝟎,𝐦á𝐱 𝐀 Mapas mentais @eu.engenheira Flexão FL A RIGIDEZ DA MADEIRA QUANDO SUBMETIDA A FLEXÃO É CARACTERIZADA PELO MÓDULO DE ELASTICIDADE DETERMINADO NO TRECHO LINEAR DO DIAGRAMA FORÇA-DESLOCAMENTO; O MÓDULO DE ELASTICIDADE É DETERMINADO PELA INCLINAÇÃO DA RETA SECANTE À CURVA FORÇA. 𝑬𝑴𝟎 = (𝑭𝑴,𝟓𝟎% − 𝑭𝑴,𝟏𝟎%)𝟑 𝟒𝒃𝒉𝟑(𝑽𝟓𝟎% − 𝑽𝟏𝟎%) ENSAIO DE FLEXÃO DOIS APOIOS ARTICULADOS MÓVEIS; VÃO LIVRE DE 21 H; FORÇA APLICADA POR MEIO DE UM CUTELO ACOPLADO AO ATUADOR (ITEM B.14.4 DA NORMA NBR 7190). 𝑓𝑚 = 𝑀𝑚á𝑥 𝑊𝑒 COMPORTAMENTO ELÁSTICO NA AUSÊNCIA DO VALOR DO MÓDULO DE ELASTICIDADE DE FLEXÃO O MESMO É ESTIMADO EM FUNÇÃO DO MODULO 𝑬𝟎 EM: 𝑬𝒎 = 𝟎, 𝟖𝟓 𝑬𝟎 CONÍFERAS 𝑬𝒎 = 𝟎, 𝟗𝟎 𝑬𝟎 DICOTILEDÔNEAS Mapas mentais @eu.engenheira Cisalhamento COSTUMA-SE SEPARAR O ESTUDO DAS INFLUÊNCIAS DE TENSÕES DE CISALHAMENTO CONFORME A LOCALIZAÇÃO DO PLANO DE ATUAÇÃO DAS TENSÕES EM RELAÇÃO ÀS DIREÇÕES PREFERENCIAIS DO MATERIAL. PARES DE TENSÕES (𝝈𝟐𝟏 e 𝝈𝟏𝟐) CISALHAMENTO PARALELO ÁS FIBRAS, CISALHAMENTO VERTICAL E CISALHAMENTO NORMAL.. A MÁXIMA TENSÃO DE CISALHAMENTO QUE PODE ATUAR NA SEÇÃO CRÍTICA DE UM CORPO- DE-PROVA PRISMÁTICO É: 𝒇𝒗𝟎 = 𝒇𝒗𝒐,𝒎Á𝒙 𝑨𝒗𝟎 O CISALHAMENTO É DETERMINADO COM EMPREGO DA TEORIA DA ELASTICIDADE E O MAIOR VALOR DE PROJETO DA TENSÃO DE CISALHAMENTO QUE PODE CONSIDERAR ATUANDO DEPENDENDO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO PARALELO. 𝐆 = 𝐄𝟎 𝟐𝟎 TORÇÃO NÃO DEVE APARECER TORÇÃO; EM VIRTUDE DO RISCO DE RUPTURA POR TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS DECORRENTES DOS ESTADOS MÚLTIPLOS DE TENSÕES QUE APARECEM NAS PEÇAS TORCIDAS Mapas mentais @eu.engenheira Estabilidade EXCENTRICIDADE ACIDENTAL MÍNIMA DEVIDA ÀS IMPERFEIÇÕES GEOMÉTRICAS DAS PEÇAS É ADOTADA COM PELO MENOS O VALOR: 𝒆𝒂 = 𝑳𝟎 𝟑𝟎𝟎 ÍNDICE DE ESBELTEZ 𝝀 = 𝑳𝟎 𝒊 𝝀 ≤ 𝟒𝟎 PEÇAS CURTAS 𝟒𝟎 < 𝝀 ≤ 𝟖𝟎 PEÇAS MEDIANAMENTE ESBELTAS 𝝀 > 𝟖𝟎 PEÇAS ESBELTAS ESBELTEZ MÁXIMA Peças comprimidas de seção retangular cheia ou peças comprimidas múltiplas cujo comprimento teórico de referência será: 𝑳𝟎 < 𝟒𝟎. 𝒅𝒊𝒎𝒆𝒏𝒔ã𝒐 𝒕𝒓𝒂𝒏𝒔𝒗𝒆𝒓𝒔𝒂𝒍 Nas peças tracionadas: 𝑳𝟎 < 𝟓𝟎. 𝒅𝒊𝒎𝒆𝒏𝒔ã𝒐 𝒕𝒓𝒂𝒏𝒔𝒗𝒆𝒓𝒔𝒂𝒍 Mapas mentais @eu.engenheira Coberturas Mapas mentais @eu.engenheira Cobertura ELEMENTOS ESTRUTURAIS Vigas metálicas, vigas de madeira, sustentação da cobertura; tem como função suportar as cargas aplicadas, tais como o peso das telhas, ações de vento, chuva etc. Armação principal, trama ou vigamento secundário e contraventamento. ELEMENTOS DE COBERTURA Telhas, cobrimento da estrutura, proteção, proporciona o isolamento da parte superior. São diversos os tipos de telhas disponíveis no mercado. ELEMENTOS DE CAPTAÇÃO Calhas, rufos, pingadeiras, captação de águas pluviais; direcionam o curso da água da chuva para o destino desejado; em geral de chapa galvanizada ou PVC rígido. A NBR 7190/2012 RECOMENDA ALTURA DE TESOURAS DE NO MÍNIMO 1/6 DO VÃO (L). FUNÇÃO: PROTEGER A RESIDÊNCIA DE INTEMPÉRIES; PARA UM BOM DESEMPENHO DEVE POSSUIR CARACTERÍSTICAS COMO IMPERMEABILIDADE, DURABILIDADE, RESISTÊNCIA, FACILIDADE NA INSTALAÇAO E MANUTENÇÃO. Mapas mentais @eu.engenheira A CLASSIFICAÇÃO DO TELHADO É FEITA CONFORME O CAIMENTO DO CURSO D’ÁGUA, ESSA DIAGONAL QUE RECEBE A PASSAGEM D’ÁGUA É DENOMINADA “ÁGUA”. A PARTE MAIS ALTA ONDE OCORRE DESENCONTRO DAS ÁGUAS É DENOMINADO CUMEEIRA. O ÂNGULO FORMADO ENTRE AS PAREDES EXTERNAS É DENOMINADO ÁGUAS FURTADAS OU RINCÃO E O EXTERNO ESPIGÃO. OS PRINCIPAIS ELEMENTOS QUE CONSTITUEM A COBERTURA SÃO: TESOURA: TRANSFERE O PESO DOS TELHADOS PARA OS PILARES; TERÇA: FAZ O TRAVAMENTO DA TESOURA; RIPA: MADEIRA VERTICAL QUE SERVIRÁ PARA FIXAÇÃO DOS TELHADOS; CAIBRO: MADEIRA HORIZONTAL QUE SERVE PARA FIXAR OS TELHADOS; TRAMA: CONJUNTO DE RIPA, CAIBRO E TERÇA; CUMEEIRA: PARTE MAIS ALTA; ÁGUA: FACE DA COBERTURA. CESPE - 2015 1 e 2: Espigão; 3: Água furtada ou rincão; 4 e 5: Beiral.