AULA 07

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Sistemas estruturais IV – Aço e madeira 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD 
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 AULA 07 
O desenvolvimento tecnológico mundial da madeira como material estrutural 
cresceu substancialmente nas últimas décadas, aumentando a industrialização das 
construções em madeira, nesta etapa da disciplina vamos analisar e conhecer este 
sistema estrutural. 
 
 
 
 
 
 
 Introdução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A madeira tem sido um material empregado para as mais diversas fnalidades, 
desde estruturas como pontes, coberturas, cimbramentos até na fabricação de 
móveis, peças de artesanato para adornos, divisórias, lambris e as chapas de 
maneira geral. 
Do ponto de vista estrutural a madeira tem uma combinação de propriedades 
que faz dela, como o aço, um material com boa resistência tanto a tração 
quanto a compressão. Por exemplo, o aço ASTM-A36 tem resistência a tração 
de 250 Mpa enquanto o ipê-roxo, que é uma madeira de ótimas qualidades 
estruturais, tem 23,10 Mpa. 
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Assim sendo, a madeira é capaz de resistir a cargas que provocam fexão, 
fazendo dela um material estrutural que pode ser utilizado em quase todos os 
tipos de sistemas estruturais. 
A madeira é um material onde sua estrutura interna é fbrosa e quimicamente 
seus componentes internos tem um baixo peso atômico. Isto é uma grande 
vantagem da madeira sobre outros materiais estruturais, pois faz dela um 
material estrutural leve, o que resulta em um material de relação resistência-
peso de valor elevado. 
A durabilidade é outra boa propriedade da madeira assim como um bom 
desempenho ao fogo, apesar de ser um material combustível. 
A madeira como material estrutural normalmente se encontra em diferentes 
formas tais como: madeira em tora; madeira serrada; madeira laminada colada; 
madeira compensada e madeiras reconstituídas. O comportamento estrutural 
desses diferentes tipos de madeira está relacionado com o arranjo da estrutura 
interna, que dependendo da forma final do produto resulta em maior ou menor 
grau de anisotropia. Normalmente, as madeiras reconstituídas têm 
propriedades isotrópicas o que garante seu excelente desempenho estrutural, 
diversificando seu emprego nas construções. Portanto, sua aplicação como 
material estrutural exige um domínio do conhecimento da estrutura interna dos 
diferentes tipos de madeira para orientar as técnicas de detalhamento das 
ligações e de regiões especiais das estruturas, garantindo-se a segurança e 
durabilidade das construções de madeira. 
Neste capítulo apresenta-se informações básicas para o dimensionamento de 
estruturas de madeira, descrevendo aspectos importantes da estrutura interna 
da madeira e suas propriedades estruturais, assim como as relações de 
interdependência dessas propriedades com as ações, para os critérios usuais 
de combinação, levando-se em conta as características intrínsecas de seu 
comportamento estrutural. 
 
 
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Propriedades da madeira 
Estrutura interna 
A madeira é um material originário do tecido vegetal com características 
intrínsecas definidas pela fisiologia da árvore. A formação da estrutura interna 
da madeira pode ser considerada como um sistema de tubiforme que 
transportam tanto a seiva bruta (da raiz até as folhas) quanto à seiva elaborada 
(das folhas para o tronco – após a fotossíntese), irrigando radialmente o tronco, 
tal como esquematizado na figura abaixo. 
 
 
Propriedades físicas da madeira 
Conhecer as propriedades físicas da madeira é de grande importância porque 
estas propriedades podem influenciar significativamente no desempenho e 
resistência da madeira utilizada estruturalmente. 
Podem-se destacar os seguintes fatores que influem nas características físicas 
da madeira: 
• espécie da árvore; 
• o solo e o clima da região de origem da árvore; 
• fisiologia da árvore; 
• anatomia do tecido lenhoso; 
• variação da composição química. 
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Devido a este grande número de fatores, os valores numéricos das 
propriedades da madeira, obtidos em ensaios de laboratório, oscilam 
apresentando uma ampla dispersão, que pode ser adequadamente 
representada pela distribuição normal de Gauss. 
Entre as características físicas da madeira, cujo conhecimento é importante 
para sua utilização como material de construção, destacam-se: 
• umidade; 
• densidade; 
• retratibilidade; 
• resistência ao fogo; 
• durabilidade natural; 
• resistência química. 
Outro fator a ser considerado na utilização da madeira é o fato de se tratar de 
um material ortotrópico, ou seja, com comportamentos diferentes em relação à 
direção de crescimento das fibras. Devido à orientação das fibras da madeira e 
à sua forma de crescimento, as propriedades variam de acordo com três eixos 
perpendiculares entre si: longitudinal, radial e tangencial. 
 
Situação atual no Brasil 
Complicantes: 
• Poucos cursos de graduação ministram estruturas de madeira; 
• Falta de conhecimento da madeira e má aplicação de técnicas; 
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• Falta de mão de obra qualificada; 
• Uso inadequado e exploração de madeiras nativas. Deve ser utilizada 
madeira de reflorestamento ou manejo florestal. 
Favorável: 
• Valorização da madeira pela arquitetura; 
• Disponibilidade de madeiras de reflorestamento; 
• Industrialização da construção; 
• Disponibilidade em praticamente todo território nacional; 
• Custo competitivo com aço e concreto atualmente; 
Conhecimento comum sobre a madeira 
• A madeira é inflamável 
• A madeira apodrece 
• A madeira é atacada por cupins 
• A madeira tem baixa resistência mecânica 
• A madeira é apropriada para construções temporárias 
• A madeira exige muita manutenção 
Vantagens 
• Produto Natural com grande variabilidade - cujo processo produtivo em 
relação a outros produtos industrializados, exige baixo consumo energético e 
respeita a natureza. 
• Excelente Isolante - redução da energia usada no aquecimento e climatização 
de edifícios. 
• Fácil de Trabalhar - Permite ligações e emendas fáceis de executar. 
• Ótimo desempenho se feita correta manutenção, se respeitado período de 
secagem e isolando o contato direto com a água. 
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Desvantagens 
• Sensível ao ambiente, aumentando ou diminuindo de dimensões com as 
variações de umidade. 
• É bastante vulnerável aos agentes externos, e a sua durabilidade é limitada, 
quando não são tomadas medidas preventivas. 
• Material combustível. 
• Defeitos de crescimento, secagem, produção e alteração. 
Madeira x fogo 
Um dos fatores importantes para qualquer tipo de estrutura é o seu 
comportamento em situações de incêndio. O projeto de edificação deve estar 
em conformidade com uma série de leis, normas e o Auto de Vistoria do Corpo 
De Bombeiros (AVCB). Para guiar o seu projeto utilize a ABNT NBR 9077 : 
2001- Saídas de emergência em edifícios e a Lei 13.425/2017,que estabelece 
diretrizes gerais sobre medidas de prevenção e combate a incêndio e a 
desastres em estabelecimentos, edificações e áreas de reunião de público. 
Os materias utilizados em estruturas possuem comportamentos distintos com a 
presença do fogo. Em situações de incêndio, as temperaturas atingem ordem 
1000°C, o aço possui somente 25% de sua resistência habitual nesta 
temperatura, o concreto entra em colapso parcial ou total das peças, a madeira 
passa por um processo de degradação térmica e perde sua resistência, no 
entanto este tempo de degradação da madeira gera uma carbonização 
superficial e mantêm a estrutura interna intacta, como vemos na imagem: 
 
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A madeira por ser um material combustível tem menor resistência ao fogo? 
Não, porque a madeira possui algumas etapas no processo de queima, libera 
inicialmente vapor de água, gases e perde massa de modo uniforme, em um 
segundo momento, os gases passam a ser rapidamente liberados, 
posteriormente libera grande quantidade de gases combustíveis que alimentam 
a combustão com a presença de chamas, na combustão flamejante a queima 
incompleta da madeira ajuda na formação de carvão e a consequente 
gera efeito isolante desse carvão e torna mais lento o tempo de queima. Além 
disso, hoje existem produtos químicos retardante de chamas e fumaça como 
Osmoguard. 
No gráfico abaixo estão as principais causas de incêndio com estruturas em 
madeiras na cidade de São Paulo: 
 
 
Aparentemente a madeira parece um material frágil em contato com o 
fogo, devido à sua utilização para carvão. No entanto sua propriedade 
de material orgânico de queima lenta, se mostra muito favorável para a 
utilização da madeira como material estrutural, pois o objetivo sempre é que 
em uma situação de incêndio as pessoas consigam sair ilesas, neste caso a 
estrutura foi reabilitada. 
O prédio da figura a seguir é um casarão da década de 20 em São Paulo, de 
esquina com a Avenida Rio Branco e a Alameda Glete em Campos Elíseos. O 
Casarão da Glete que já sofreu um incêndio possui estrutura de telhado, 
vergas e barrotes em madeira. 
 
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Referências bibliográficas: 
 
Estrutura e arquitetura aço e madeira – Mauro Cézar de Brito e Silva 
BRUGER e RICHTER. Anatomia da madeira. Ed. Nobel, 1991. ISBN: 
8521306695 
ALMEIDA, Pedro A. O. Estruturas em madeira. São Paulo: USP- Departamento 
de Fundações e Estruturas, 1998. 
LEPAGE, Ennio Silva et al. Manual de preservação de madeiras. São Paulo: 
IPT – Divisão de Madeiras, 1986. Vol. 1. 341p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190:1997, 
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Projeto de Estruturas de 
Madeira. NBR7 190:1997. Rio de Janeiro: ABNT, 1997. 107p.