Aula 1 - Propriedades Mecânicas (Parte 1)

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<p>UFMT - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO</p><p>FENF - FACULDADE DE ENGENHARIA FLORESTAL</p><p>DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL</p><p>Propriedades Mecânicas da Madeira (Parte 1)</p><p>Professora: Bárbara Corradi</p><p>1</p><p>Introdução</p><p> Principal uso da madeira para fins estruturais no</p><p>Brasil:</p><p>Coberturas</p><p>(residenciais, comerciais, industriais)</p><p>2</p><p>Introdução</p><p> Outros usos estruturais da madeira:</p><p>Torres de observação</p><p>Suporte para estruturas de</p><p>concreto em obras</p><p>3</p><p>Introdução</p><p> Outros usos estruturais da madeira:</p><p>Travessia de obstáculos (pontes, viadutos,</p><p>passarelas para pedestres)</p><p>Armazenamento (silos verticais e horizontais,</p><p>depósitos de sal e fertilizantes)</p><p>4</p><p>Introdução</p><p> Outros usos estruturais da madeira:</p><p>Linhas de transmissão</p><p>(energia elétrica, telefonia)</p><p>Construções e instalações rurais</p><p>5</p><p>Introdução</p><p> Construções em madeira</p><p>Ex:Wood frame</p><p>6</p><p>Introdução</p><p> Componentes para a edificação:</p><p>7</p><p>Introdução</p><p> A indústria moveleira e a indústria de embalagens usam</p><p>largamente a madeira e os produtos dela derivados, tais</p><p>como chapas de diferentes características.</p><p>8</p><p>Introdução</p><p> Outros usos podem ser mencionados:</p><p>1. nos meios de transporte (barcos, carroçarias,</p><p>vagões de trem, dormentes),</p><p>2. nos instrumentos musicais,</p><p>3. em artigos esportivos,</p><p>4. nas indústrias de bebidas, de brinquedos, de</p><p>fósforos, de lápis, etc.</p><p>10</p><p>Introdução</p><p>E por que não temos a cultura de fazer</p><p>construções em madeira???</p><p>1. Entraves culturais</p><p>2. Escassez de mão-de-obra especializada</p><p>3. Dificuldades de financiamento</p><p>11</p><p>Introdução</p><p>Quais vantagens das construções de</p><p>madeira?</p><p>1. Aumento da demanda por engenheiros</p><p>florestais</p><p>2. Florestas nativas e Florestas plantadas</p><p>3. Exportações de produtos florestais</p><p>4. Questão ambiental</p><p>12</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>a) Resistência</p><p>13</p><p>Peso de colunas para uma mesma resistência</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>b) Durabilidade Natural</p><p>14</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>b) Durabilidade Natural</p><p>15</p><p>Todai-ji –Templo Budista, 751 d.C. (Japão)</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>c) Classe social</p><p>16</p><p>Construções simples e populares:</p><p>Baixa renda e classe social baixa Construções de alto padrão</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>c) Classe social</p><p>17</p><p>90% das casas nos EUA são de</p><p>madeira:</p><p>1 – Clima (potencial de aquecimento)</p><p>2 – Economia e facilidade (pré-</p><p>fabricados)</p><p>3 – Tornados e Terremotos</p><p>4 – Manutenção</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>d) Variações de temperatura</p><p>18</p><p>Sistema construtivo errado/</p><p>inadequado:</p><p>• Falta de ventilação cruzada;</p><p>• Pé direito baixo;</p><p>• Uso de telhas de fibrocimento</p><p>(sem uso de isolante entre</p><p>telha e madeira: cimento tem</p><p>alta condutividade térmica).</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>d) Variações de temperatura</p><p> Calor específico: quantidade de energia (calor) necessária para</p><p>aumentar 1ºC de temperatura em 1kg de material</p><p> Condutividade térmica: velocidade com que o calor se desloca no</p><p>material.</p><p> Madeira tem um calor específico muito elevado (demora muito para</p><p>ela ficar quente, aumentar sua temperatura) e uma baixa</p><p>condutividade térmica (o calor demora muito para se deslocar pela</p><p>madeira devido a falta de elétrons livres).</p><p>19</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>d) Variações de temperatura</p><p>20</p><p>Espessuras Equivalentes para um mesmo Isolamento Térmico</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>d) Variações de temperatura</p><p>21</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>e) Fogo</p><p>Combustibilidade x Resistência ao fogo</p><p>22</p><p>• Madeira é combustível – devido à</p><p>sua natureza orgânica (Carbono e</p><p>hidrogênio)</p><p>• Há tratamentos químicos para</p><p>diminuição da combustibilidade</p><p>(ex: fosfato de amônia) –</p><p>recomendado para construções</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>e) Fogo</p><p>Combustibilidade x Resistência ao fogo</p><p>23</p><p>• Temperatura para ignição</p><p>espontânea é 280ºC</p><p>• Resistencia ao fogo é alta:</p><p>queima ocorre lentamente por</p><p>causa do seu isolamento</p><p>térmico (de fora para dentro)</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>f) Fenômenos naturais - terremotos e furacões</p><p>24</p><p>Introdução</p><p>4. Mitos:</p><p>g) Dimensões</p><p>25</p><p>✓ “Madeira engenheirada”: madeira processada e reconstituída</p><p>industrialmente para otimização de uso para fins estruturais,</p><p>particularmente na construção civil</p><p>Compensado (ou Plywood)OSB (Oriented Strandboard)</p><p>LVL (Laminated Veneer Lumber)</p><p>PSL</p><p>(Parallel Strand Lumber)</p><p>Madeira engenheirada</p><p>CLT</p><p>(Cross Lumber Timber)</p><p>LSL</p><p>(Laminated Strand Lumber)</p><p>MLC ou GLULAM:</p><p>Madeira Lamelada Colada</p><p>Madeira engenheirada</p><p>Painel Cimento-Madeira</p><p>Painel Plástico-madeira</p><p>Compósitos de madeira</p><p>Construções em madeira</p><p>Maior Estruturas de Madeira do Mundo</p><p>Metropol Parasol, em Sevilha – Espanha</p><p>✓ Formada por painéis</p><p>de madeira que se</p><p>erguem a partir de</p><p>bases de concreto</p><p>✓ Estrutura de 150 x 70</p><p>metros</p><p>29</p><p>✓Toda a estrutura do local é feita de</p><p>madeira coberta por uma fina camada de</p><p>poliuretano.</p><p>✓As linhas sinuosas do monumento,</p><p>finalizado em março de 2011, cobrem a</p><p>Plaza de la Encarnacíon em Sevilha, na</p><p>Espanha.</p><p>✓No topo, há um piso panorâmico</p><p>30</p><p>Renzo Piano: Jean-Marie Tjibaou Cultural Centre</p><p>Austrália31</p><p>Globe of Science</p><p>Cern, Suiça</p><p>Museo Jurásico</p><p>Asturias, Espanha</p><p>32</p><p>Expodach, Hanover – Alemanha</p><p>33</p><p>Tacoma Dome – Tacoma, Washington – EUA</p><p>Vão livre</p><p>160 m</p><p>34</p><p>Essing Bridge</p><p>Alemanha</p><p>Armstrong Spallumchem</p><p>Arena, Canadá35</p><p>36</p><p>37</p><p>38</p><p>Instalações Olimpíadas 2020/2021</p><p>Tóquio, Japão</p><p>Centro de Ginástica Ariake</p><p>39</p><p>Instalações Olimpíadas 2020/2021</p><p>Tóquio, Japão</p><p>Ginásio Nacional</p><p>Construções de Madeira no Brasil</p><p>Ginásio de Esportes Jones Minosso</p><p>Lages, Santa Catarina – Brasil</p><p>40</p><p>Construções de Madeira no Brasil</p><p>Ginásio de Esportes Jones Minosso</p><p>Lages, Santa Catarina – Brasil</p><p>41</p><p>h</p><p>tt</p><p>p</p><p>:/</p><p>/w</p><p>w</p><p>w</p><p>.c</p><p>ar</p><p>p</p><p>in</p><p>te</p><p>ri</p><p>a.</p><p>co</p><p>m</p><p>.b</p><p>r</p><p>42</p><p>Praça de alimentação do Shopping Iguatemi, Fortaleza –</p><p>4.500 m² - inauguração em 2015</p><p>h</p><p>tt</p><p>p</p><p>:/</p><p>/w</p><p>w</p><p>w</p><p>.ig</p><p>u</p><p>at</p><p>em</p><p>if</p><p>o</p><p>rt</p><p>al</p><p>ez</p><p>a.</p><p>co</p><p>m</p><p>.b</p><p>r/</p><p>43</p><p>Videos - Mecânica/1º Prédio em Wood Frame do Brasil - TECVERDE.mp4</p><p>46</p><p>47</p><p>49</p><p>Primeiro prédio em CLT do Brasil</p><p>São Paulo, SP - 2020</p><p>Importância das propriedades mecânicas</p><p> Relações da mecânica com outras propriedades</p><p>da madeira (densidade, umidade, etc.) ex: maior</p><p>umidade –menor resistência mecânica</p><p> Cálculos estruturais (dimensões e design das peças</p><p>em função da resistência requerida)</p><p> Interpretação de fenômenos que ocorrem em</p><p>estruturas de madeira (ex: telhado afundou, ponte</p><p>desabou, etc. = carga excessiva ou mau</p><p>dimensionamento?)</p><p>50</p><p> Origem natural (genética)</p><p> Variações resultantes das condições de crescimento:</p><p>clima, solo, água, nutrientes, etc.</p><p> Comportamento anisotrópico (propriedades</p><p>diferentes nas diferentes direções)</p><p>Tais fontes de variabilidade têm introduzido numerosas</p><p>dificuldades no processamento e utilização da madeira</p><p>Variabilidade inerente à madeira</p><p>51</p><p>Como caracterizar uma madeira para</p><p>o uso?</p><p>1. Empírico (prática adquirida) –dimensionamento</p><p>baseado em estruturas feitas (experiência)</p><p>Geralmente ocorre super-dimensionamento (estrutura com</p><p>dimensões semelhantes)</p><p>2. Ensaios em laboratório:</p><p>• Métodos destrutivos (máquina universal de ensaios) –</p><p>normas técnicas</p><p>• Métodos não-destrutivos (raio-X, ultra-som, tomografia,</p><p>etc.)</p><p>53</p><p>Normas Técnicas</p><p>54</p><p>Normas Técnicas</p><p>55</p><p>Norma ABNT 7190</p><p> As propriedades de resistência e rigidez da</p><p>madeira na direção paralela às fibras são</p><p>indicadas pelo símbolo “0”.</p><p> A índice “90” caracteriza as da direção normal às</p><p>fibras. Este índice indica o ângulo entre a direção</p><p>do esforço aplicado e a direção das fibras.</p><p>56</p><p>Norma ABNT 7190</p><p>57</p>