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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS campus Poços de Caldas Curso de Engenharia Civil Paulo Vitor Ricetto ENSAIO DE RESISTÊNCIA DA MADEIRA AO CISALHAMENTO E À FORÇA NORMAL Poços de Caldas/MG Junho de 2023 Paulo Vitor Ricetto ENSAIO DE RESISTÊNCIA DA MADEIRA AO CISALHAMENTO E À FORÇA NORMAL Relatório apresentado a disciplina de Ciência dos Materiais de Construção, do curso de Engenharia Civil da PUC Minas, campus Poços de Caldas. Orientador: Luiz Antônio dos Reis Poços de Caldas/MG Junho de 2023 SUMÁRIO 1. Objetivo ................................................................................................................. 4 2. Tratamento teórico ................................................................................................ 4 3. Procedimentos e resultados ................................................................................. 5 4. Conclusão ............................................................................................................. 7 5. Referências ........................................................................................................... 7 4 1. OBJETIVO Este relatório tem como objetivo realizar uma análise da resistência da madeira quando sujeitada às forças de cisalhamento e normal, seguindo as normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). 2. TRATAMENTO TEÓRICO A determinação da resistência da madeira à força de cisalhamento e normal é um ensaio amplamente utilizado para avaliar a capacidade desse material em resistir a forças que atuam perpendicularmente às fibras da madeira, tanto em compressão quanto em cisalhamento. Esse tipo de ensaio fornece informações valiosas sobre as propriedades mecânicas da madeira e é de grande importância na indústria da construção civil e na engenharia estrutural. O ensaio de resistência à força de cisalhamento é realizado aplicando-se uma carga gradualmente crescente em um corpo de prova de madeira até que ocorra a ruptura por cisalhamento. Geralmente, são utilizados corpos de prova retangulares ou quadrados, que são submetidos a um esforço cortante paralelo às fibras da madeira. A resistência ao cisalhamento é medida em termos de tensão de cisalhamento máxima, obtida pela divisão da carga máxima aplicada pela área da seção transversal do corpo de prova. Por outro lado, o ensaio de resistência à força normal, conhecido como ensaio de compressão, consiste na aplicação de uma carga axial compressiva em um corpo de prova de madeira. Geralmente, são utilizados corpos de prova cilíndricos ou prismáticos, que são submetidos a uma força axial que atua perpendicularmente às fibras da madeira. A resistência à compressão é medida em termos de tensão de compressão máxima, obtida pela divisão da carga máxima aplicada pela área da seção transversal do corpo de prova. Ambos os ensaios são conduzidos em condições controladas de laboratório, seguindo normas técnicas e padrões estabelecidos para garantir resultados confiáveis e comparáveis. Os dados obtidos nos ensaios de resistência à força de cisalhamento e normal são utilizados para determinar a capacidade de carga da 5 madeira em diferentes aplicações estruturais, tais como vigas, pilares, painéis e outros elementos. Em conclusão, os ensaios de resistência à força de cisalhamento e normal desempenham um papel fundamental na caracterização das propriedades mecânicas da madeira. Esses ensaios fornecem informações cruciais para o projeto e dimensionamento de estruturas de madeira, garantindo a segurança e eficiência dessas aplicações estruturais. É relevante destacar que, além dos ensaios experimentais, também existem abordagens teóricas para avaliar a resistência da madeira à força de cisalhamento e normal. Essas abordagens envolvem o uso de modelos matemáticos e métodos de análise estrutural para prever o comportamento da madeira em diferentes condições de carga. Esses modelos levam em consideração propriedades mecânicas da madeira, como resistência, elasticidade e deformabilidade, permitindo realizar análises teóricas para dimensionar elementos estruturais de madeira com base nas cargas aplicadas. Em resumo, o ensaio de resistência da madeira à força de cisalhamento e normal é uma técnica essencial para avaliar as propriedades mecânicas desse material. Além dos ensaios experimentais, também existem abordagens teóricas que possibilitam a previsão do comportamento da madeira sob diferentes condições de carga, auxiliando no projeto e dimensionamento de estruturas de madeira. Essa combinação de ensaios e análises teóricas contribui para a compreensão completa do desempenho estrutural da madeira e para garantir a segurança e eficiência de suas aplicações. 3. PROCEDIMENTOS E RESULTADOS Para determinar a resistência da madeira à força de cisalhamento e normal utilizou-se os seguintes materiais: • Dois corpos de prova com dimensões de (5cm x 5cm x 10cm); • Prensa hidráulica. 6 Após colocado o corpo de prova na prensa hidráulica, iniciou-se o ensaio, em que através do processo de compressão no sentido das fibras dele, sua resistência foi verificada a partir do momento em que se iniciou o processo de rompimento de rua estrutura, observando a sua tensão de ruptura. Verificando para as fibras na horizontal e na vertical. Imagem 1 – Corpo de prova utilizado para realização do ensaio. Fonte: Autor Em seguida, obtivemos e calculamos os seguintes resultados: Tabela 1 – Resultados obtidos através do ensaio. Corpo de Prova Força aplicada (kN) Tensão (MPa) 1 (Vertical) 26,7 21,36 2 (Horizontal) 42,9 34,32 Fonte: Autor 7 4. CONCLUSÃO Com base nos ensaios realizados nos corpos de prova de madeira, podemos concluir que a madeira apresenta uma excelente resistência, demonstrando ser um material viável para utilização na construção civil. De fato, em muitos casos, a madeira exibe uma resistência até superior à do concreto. No entanto, devido a questões culturais e outros fatores, o uso da madeira na construção civil ainda é um assunto delicado no Brasil. É importante ressaltar que, por meio desses ensaios e estudos, podemos fornecer evidências que comprovam o valor da madeira em futuras construções e métodos construtivos do país. Ao obter resultados confiáveis e promover a disseminação dessas informações, podemos ajudar a superar as reservas e desconfianças relacionadas ao uso da madeira na construção civil brasileira. Além da sua resistência, a madeira oferece diversas vantagens, como sustentabilidade ambiental, durabilidade, isolamento térmico e beleza estética. Essas características tornam a madeira uma opção atrativa e adequada para a construção de edifícios e estruturas. Portanto, por meio de ensaios e estudos contínuos, podemos consolidar a posição da madeira como um material de construção confiável e de alto desempenho, comprovando seu valor e expandindo suas possibilidades na construção civil brasileira. Isso contribuirá para diversificar os métodos construtivos e promover o desenvolvimento sustentável do setor. 5. REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT NBR 7190/2022 – Projeto de estruturas de madeira. REIS, Luiz Antônio. Notas de aula, Ciências dos materiais de construção. PUC Minas, campus Poços de Caldas – MG.