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7/27/16 1 MADEIRA ESTRUTURAS E UTILIZAÇÕES Profa.: Andréa Resende Disciplina: Materiais de Construção MADEIRA “Parte lenhosa das árvores, constituída de fibras e vasos condutores da seiva bruta, e aproveitada em construção e trabalhos de carpintaria e marcenaria.” 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 7/27/16 2 MADEIRA “A madeira é constituída pelo conjunto dos tecidos que formam a massa dos troncos da árvore, desprovidos de casca. É um material relativamente leve, resistente e fácil de trabalhar, tendo, por isso mesmo, sido utilizada pelo homem desde os primórdios da cultura.” 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende CARACTERÍSTICAS 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Resistência mecânica tanto à esforços de tração quanto à tração e flexão; • Resistência mecânica elevada em relação ao peso próprio; • Absorção de impactos, choques e cargas dinâmicas; • Bom isolamento acústico e térmico; • Padrão de qualidade diverso; • Anisotropia; • Renovável; • Fácil trabalhabilidade 7/27/16 3 POR QUÊ UTILIZAR??? 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 1. DURABILIADADE 27/07/16 • Existência de templos milenares em países como Japão, China, e outros países asiáticos. Templo Kiyomizudera, Kyoto - Japão 7/27/16 4 2. RESISTÊNCIA AOS AGENTES AGRESSIVOS 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Madeiras utilizadas como estrutura, apresentam elevada resistência ao ataque de organismos xilófagos. • Sendo que somente a madeira só é atacada quando mostra sinais de apodrecimento. 3. SEGURANÇA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Não oxidação; • Não perde função estrutural pela ocorrência de fogo; • Utilizada como elemento pré moldado. 7/27/16 5 4. MANUTENÇÃO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende Pode-se evitar o apodrecimento precoce da madeira com alguns detalhes de projeto, tais como: • Evitar pontos de condensação de água; • Aplicar impermeabilizantes nos encaixes e nos apoios; • Utilizar a madeira sempre 20 cm ou mais acima do solo; • Deixar espaço livre entre o assoalho e o solo para ventilação; • Deixar espaço livre entre o forro e a cobertura, também para ventilação 5. ECONOMIA DE ENERGIA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende Na construção da estrutura de um pavilhão com as mesmas dimensões utilizando como material estrutural: madeira, concreto armado, ferro e alumínio. Comparando a energia despendida desde o fabrico dos materiais até o final da obra verifica-se que se gastou: • Madeira – 1 unidade • Concreto armado – 6 unidades • Ferro – 16 unidades • Alumínio – 160 unidades 7/27/16 6 6. COMPARAÇÃO M.O. 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende MADEIRA • Materiais – madeira, pregos, parafusos. • Mão-de-obra – carpinteiros • Equipamentos – Serra circular, furador, grampos CONCRETO • Materiais – cimento, madeira (descartável), pregos, parafusos, arame, areia, brita, água, acabamentos diversos. • Mão-de-obra – carpinteiros, armadores de ferro. • Equipamentos – serra circular, furador, tesoura de cortar ferro, chave de dobrar ferro, betoneira, vibrador, etc. 7. COMPARAÇÃO RESISTÊNCIA/PESO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende MADEIRA • Densidade – 0,6 a 0,9 g/cm³ - 750kg/m³ • Resistência à compressão – 50MPa • Relação – 66,7 MPa.cm³/g – 0,015g/cm³.Mpa CONCRETO • Densidade – 2,4g/cm³ - 2.400kg/m³ • Resistência à compressão – 20MPa • Relação – 8,3 MPa.cm³/g – 0,12g/cm³.Mpa 7/27/16 7 USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • FORMA TEMPORÁRIA(construção leve) Como em fôrmas, andaimes, escoramento. • FORMA DEFINITIVA (construção pesada) Estruturas de cobertura, esquadrias e estrutura. • FORMA DECORATIVA (construção leve) Revestimentos de pisos, tetos e paredes, móveis. 7/27/16 8 USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende Uso no construção civil Consumo (1000m³) % Estrutura de cobertura 891,7 50 Andaimes e fôrmas para concreto 594,4 33 Forros, pisos e esquadrias 233,5 13 Casas pré-fabricadas 63,7 4 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende Arquitetos: Shigeru Ban Architects Localização: Zurique, Suíça Arquiteto Responsável: Shigeru Ban Área: 10120.0 m² Ano Do Projeto: 2013 7/27/16 9 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende Mosteiro Sapanta-Per Local: Romênia Sua torre, cercada por outras quatro torres menores, tem uma altura de 54 metros ea altura total é de 78 metros 7/27/16 10 CLASSIFCAÇÃO QUANTO À ORGIREM BOTÂNICA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende ENDÓGENAS • Desenvolvimento do caule se dá de dentro para fora. Palmeiras e bambus. 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 7/27/16 11 EXÓGENAS • Desenvolvimento do caule se dá de fora para dentro, com a adição de camadas por anéis de crescimento. 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende CLASSIFICAÇÃO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • As árvores do tipo exógenas são classificadas ainda em: • Gimnospermas – árvores coníferas e resinosas com folhas em forma de agulha. Pinheiro, Pinus e Cedro; • Angiospermas – árvores frondosas, conhecidas como madeira de lei. Ipê, Jacarandá, Mogno... 7/27/16 12 GIMNOSPERMAS 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Árvores coníferas e resinosas, com folhas em forma de agulha que não fornecem frutos ANGIOSPERMA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Ávores frondosas que geram frutos, conhecidas como madeira de Lei, sendo representada por 65% das espécies conhecidas 7/27/16 13 FISIOLOGIA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende FISIOLOGIA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 7/27/16 14 FISIOLOGIA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende CASCA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Proteção do tronco, transporte de seiva elaborada para o tronco. • Parte externa morta – cortiça; • Parte viva – floema. 7/27/16 15 CÂMBIO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Camada esbelta entre a casca e o lenho, constituida de tecido vivo. • Seu estrangulamento produz a morte da árvore. • Origem dos anéis de crescimento. LENHO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Parte central do tronco, sendo a parte resistente da árvore. • Constituído pelo alburno e pelo cerne. • ALBURNO – parte externa do tronco que apresenta seiva; • CERNE – parte central do tronco formado por células mortas 7/27/16 16 MEDULA 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Parte constituida de tecido frouxo, muitas vezes apodrecido. OBTENÇÃO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 7/27/16 17 OBTENÇÃO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • FLORESTAS REPLANTADAS Madeira serrada, painéis a base de madeira e móveis. • FLORESTAS NATIVAS Utilizada para a fabricação de móveis, devido ao valor de mercado das espécies. • MANEJO FLORESTAL Madeira de reflorestamente sendo a mais indicada pelo IBAMA e IAP para aproveitamento na construção civil. 1. CORTE OU ABATE DA ARVORE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Deve ser realizado na época correta devido ao processo de secagem; • Prioridade para o inverno; • Quando de árvores frutíferas deve ser realizado após germinação do fruto. 7/27/16 18 CORTE OU ABATE DA ARVORE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 2. TORAGEM 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Recorte do tronco em tamanhos compatíveis com o transporte; • Pode ser realizado ou não a retirada da casca. 7/27/16 19 3. DESMONTE OU ESFIAMENTO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Processo de transformação da madeira em material de construção; • DESDOBRO NORMAL: peças inteiras de lada a lado do tronco; • DESDOBRO RADIAL: corte no tronco na direçãodo seu diâmetro; 3. DESMONTE OU ESFIAMENTO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 7/27/16 20 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende 4. APARELHAMENTO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende NOME DA PEÇA DIMENSÃO DA SEÇÃO (cm) MADEIRA SERRADA Pranchão 15,00 x 22,00 10,00 x 20,00 7,50 x 23,00 Vigas 15,00 x 15,00 7,50 x 15,00 5,00 x 20,00 5,00 x 15,00 Caibros 7,50 x 7,50 7,50 x 5,00 5,00 x 7,00 5,00 x 6,00 Sarrafos 2,80 x 7,502,20 x 7,50 Tábuas 2,50 x 23,00 2,50 x 15,00 2,50 x 11,50 Ripas 1,20 x 5,00 7/27/16 21 4. APARELHAMENTO 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende NOME DA PEÇA DIMENSÃO DA SEÇÃO (cm) MADEIRA BENEFICIADA Soalho 2,00 x 10,00 Forro 1,00 x 10,00 Batente 4,50 x 14,50 Rodapé 1,50 x 15,001,50 x 10,00 Taco 2,00 x 2,10 5. SECAGEM 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • A madeira deve ter uma humidade compatível com o ambiente e a utilização, para que não ocorra a retratilidade e que garanta a máxima mecânica. • Diminuição do peso da peça; • Estabilidade; • Resistência; • Acabamento. 7/27/16 22 PROPRIEDADES FÍSICAS 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende DEPENDENCIAS 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Espécie; • Massa especifica; • Localização do lenho; • Presença de defeitos; • Umidade. 7/27/16 23 UMIDADE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende Seiva presenta na árvore após a extração. • Constituição: não pode ser eliminada na secagem; • Impregnação: aparece entre as fibras e células lenhosas, provocando um inchamento da madeira; • Livre: água que preenchimento de vasos capilares. Pela NBR 7190:1997 UE=12% – T = 20ºC – URA= 65% Corpos de prova de dimensões de 2x3x5cm; UMIDADE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende Quando seca ao ar ocorre a perda de água de impregnação podendo chegar em torno de 13 à 17%. • MADEIRA VERDE: umidade acima de 30%; • MADEIRA SEMI-SECA: acima de 23%; • MADEIRA COMERCIALMENTE SECA: entre 18 e 23%; • MADEIRA SECA COMPLETAMENTE AO AR: entre 13 e 18%; • MADEIRA DESSECADA: entre 0 e 13%; • MADEIRA SECA: 0% 7/27/16 24 RETRATIBILIDADE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Propriedade de variação volumétrica da madeira quando da variação da umidade entre o estado seco e a condição saturada; • Pode ser considerada na forma volumétrica como na linear, sendo que a radial pode ser radial; • Afeta o lenho gerando fissura, rachas, fendas de secagem. RETRATIBILIDADE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende CUIDADO • Peças com teores de madeira compatíveis com o ambiente de aplicação a ser empregada; • Desdobro e emprego adequado; • Impregnação das peças com óleos e resinas. 7/27/16 25 RETRATIBILIDADE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende APLICAÇÃO UMIDADE INDICADA Contruções submersas ou em contato com a água Saturação acima de 30% Contruções expostas como torres, postes, cimbramentos Secas comercialmente entre 18 e 23% Construções abertas como galpões e hangares Seca ao ar com umidade entre 13 e 18% Locais secos e fechados com cobertura Seca ao ar com umidade entre 13 e 18% Locais fechados e aquecidos Bem secas entre 10 e 12% Locais com aquecimento artificial Madeira seca DENSIDADE 27/07/16Prof. Esp. Andréa Resende • Considerada em termos da massa específica aparente, peso por unidade de volume para uma referida umidade.𝜌" = 𝑚"𝑉" • A norma brasileira corrige a umidade para 12% para o ensaio de densidade. • Varia com a umidade e posição do lenho.𝜌'( = 𝜌" + 𝜌" 1 − 𝛿- . (12− 𝑈)100 𝛿- = ∆𝑉𝑈 ∆𝑉 = 𝑉" − 𝑉5𝑉6 . 100
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