Unidade 2 aula 3 propriedades físicas alunos

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ESTRUTURAS DE MADEIRA
Unidade 2- Propriedades Físicas e Mecânicas
2.1 - Crescimento e estrutura da madeira;
2.2 - Principais propriedades físicas: massa aparente, 
umidade, retração e inchamento, coeficiente de 
dilatação linear
2.3 - Principais propriedades mecânicas: resistência à 
compressão, resistência à tração, resistência ao 
cisalhamento, módulos de elasticidade, coeficiente de
Poisson;
2.4 - Variações das propriedades mecânicas do material
Propriedades físicas da madeira
As propriedades físicas influenciam significativamente 
no desempenho estrutural da madeira.
Alguns fatores influem nas características físicas da madeira:
- Classificação botânica.
- O solo e o clima da região de origem da árvore.
- Fisiologia da árvore.
- Anatomia do tecido lenhoso.
- Variação da composição química.
A norma brasileira NBR 7190 indica as propriedades 
para estudo:
- Umidade.
- Densidade.
- Retratibilidade.
- Resistência ao fogo.
- Durabilidade natural.
- Resistência química.
Propriedades físicas da madeira 
relevantes para o projeto de estruturas
Simbologia
MATERIAL ANISOTRÓPICO: apresenta 
comportamentos diferentes em relação à 
direção de crescimento das fibras, ou seja, 
as propriedades variam de acordo com 
três eixos perpendiculares entre si: 
longitudinal, radial e tangencial.
Teor de Umidade na Madeira
Teor de Umidade de Equilíbrio na Madeira
litorânea
A secagem deve ser controlada até que a umidade da madeira atinja o equilíbrio 
com a umidade do ar.
SECAGEM:
Secagem por estufas
Secagem por auto clave
Secagem natural
Secagem por micro-ondas
Medidores 
portáteis do 
grau de 
umidade da 
madeira.
Umidade 
No Brasil e EUA, adotam-se 12% como umidade padrão de
referência para madeira seca ao ar.
UE = 12% (Umidade de Equilíbrio)
Condição atingida com T = 20 °C e URA = 65%
A norma especifica as 
propriedades de 
resistência da madeira 
correspondentes a Classe 
1 de Umidade (Tabela 7 –
NBR 7190), que é relativa 
ao teor de umidade de 
equilíbrio de 12%.
Umidade 
Devido a natureza higroscópica (capacidade de absorver água) o grau de
umidade de uma peça de madeira em serviço pode variar até mesmo
diariamente.
Densidade
o Depende da espécie de madeira.
• Densidade básica
Pode ser utilizada para fins de 
comparação entre diferentes espécies.
Tendo todos os seus vazios internos preenchidos por água.
• Densidade aparente
É determinada para uma umidade 
padrão de referência de 12%.
Pode ser utilizada para a classificação da madeira e nos 
cálculos de estruturas.
(g/cm³)
(g/cm³)
Quando maior a densidade, mais resistente será a madeira. 
Cuidados: a presença de nós pode aumentar a densidade sem 
contribuir para melhorar a resistência.
Variação dimensional
Retração/inchamento
Mudança volumétrica ocasionada pela perda da água
impregnada (paredes das células). As madeiras sofrem retração
ou inchamento com a variação da umidade entre a umidade
zero (0%) e o ponto de saturação das fibras (20 a 30%).
Variação volumétrica em torno de 6 a 27%, dependendo da 
direção (tangencial, radial e longitudinal)
Obs: Característica não desejável do ponto de vista estrutural
. Secagem adequada até atingir o ponto de equilíbrio
. Evitar variação de umidade durante sua vida útil (aplicar e tratar 
adequadamente)
Considere o exemplo do exercício anterior:
Imagine se uma treliça, cobertura, telhado esteja apoiada
numa extremidade numa estrutura porticada de madeira e na
outra numa parede de alvenaria ou estrutura de concreto.
Uma extremidade sofrerá um abaixamento de X cm e a outra 
não.
Mesmo quando a retração é uniforme (toda construção em
madeira), acabamentos, fechamentos laterais, encanamentos,
sistemas de aquecimento, sistemas elétricos devem permitir
e acomodar a movimentação da estrutura.
O detalhamento das ligações deve ser cuidadoso para
permitir movimentações e não deixar que sujam tensões.
Resistência da Madeira ao Fogo
Uma peça de madeira exposta ao fogo torna-se um combustível para a
propagação das chamas. Porém, após alguns minutos, uma camada
mais externa da madeira se carboniza tornando-se um isolante
térmico, auxiliando na contenção do incêndio, evitando que toda a
peça seja destruída
Resistência da Madeira ao Fogo
Não apresenta distorção quando submetida a altas temperaturas, 
tal como ocorre com o aço, dificultando assim, a ruína da 
estrutura.
Sujeita a:
• Ataque biológico
• Ataques abióticos (sais, raios solares, fogo).
• Se a madeira for usada de maneira apropriada pode ser um
material permanente.
• Se protegida (não exposta às intempéries, sem ter contato
com o solo) e em condições de baixa umidade do ar
(estruturas internas e cobertas) – não há necessidade de
tratamento químico.
• A madeira é durável se continuamente submersa em água
doce limpa.
• Se a umidade varia continuamente, ou a madeira está em
contato com o solo, ou está em lugares úmidos, como piscinas,
telhados que aprisionam ar úmido (sem ventilação, há a
necessidade de tratamento químico.
Durabilidade
Agentes de Degradação da Madeira:
• Micro-organismos (Bactérias e Fungos)
Condições para desenvolvimento: umidade, oxigênio, 
temperatura amena (22 a 30 C).
• Insetos (cupins, brocas e formigas)
Diversas espécies de cupins, divididas em cupins de
solo e cupins de madeira seca.
• Perfuradores marinhos (Moluscos e Crustáceos)
Peças submersas
Agentes Biológicos:
Exemplo de ataques biológico
Exemplo de ataques biológico
Madeira não deve estar em contato direto com alvenaria ou
concreto onde a umidade excessiva possa ser transferida para o
material
Outras considerações
• Bom isolante térmico;
• Comparativo:
• parede dupla de tijolos de 22cm ⇄ parede dupla de madeira 
de 3cm
• Condutibilidade térmica na ordem de 400x inferior ao aço
• Bom isolante elétrico;
• Bom isolante acústico;
• Absorção sonoro equivalente ao tijolo e vidro.