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AULA 2 de madeira

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Estruturas de Madeira – CCE0186
Aula 02
Prof: Jair Gonçalves de Oliveira Borges
jair.borges.estacio@gmail.com
UNESA – UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO – ENGENHARIA CIVIL
 Madeiras Maciças
- Madeira bruta ou roliça
- Madeira falquejada
- Madeira serrada
 Madeiras industrializadas
- Madeira compensada
- Madeira laminada
- Madeira recomposta
Tipos de Madeiras de Construção
2Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A produção de madeira como material de construção inicia-se no corte da
árvore, passando pela toragem, falquemento, desdobro e beneficiamento
 As árvores são abatidas de preferência na época seca quando o tronco tem
menor umidade.
 Após o abate, remove-se a casca deixando-se secar em local arejado e
protegido contra o sol.
Madeira de Construção
3Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 É empregada na forma de tronco servindo para estacas, escoramentos,
postes, colunas, etc;
 Principais espécies: Pinho-do-paraná e eucalipto.
 Secagem insuficiente ou inapropriada podem fazer com que as
extremidades rachem, recomenda-se revestir as extremidades com
alcatrão ou outro impermeabilizante para evitar rachaduras.
- Madeiras Maciças -
Madeira Bruta ou Roliça
4Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Os diâmetros comerciais variam entre 15 e 28 cm.
 As peças com diâmetro variável (em forma de tronco de cone) são
comparadas para efeito de cálculo a uma peça cilíndrica de diâmetro igual
ao terço da peça.
- Madeiras Maciças -
Madeira Bruta ou Roliça
5Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
- Madeiras Maciças -
Madeira Bruta ou Roliça
6Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Obtida de troncos por golpes de machado: estacas, cortinas cravadas,
pontes.
 As partes laterais cortadas constituem em perda.
 As faces laterais aparadas formam seções maciças, quadradas ou
retangulares.
 Dependendo do diâmetro podem ter seções 30x30cm ou 60x60cm.
- Madeiras Maciças -
Madeira Falquejada
7Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A seção retangular inscrita que produz menor perda é o quadrado de lado
– 64% de área incrita.
- Madeiras Maciças -
Madeira Falquejada
8Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Os troncos são cortados em serrarias, em dimensões padronizadas para o
comércio.
 Devem ser cortadas de preferência no período de seca.
 Quando for cortada em período chuvoso, deve-se deixar as toras secarem
para reduzir o excesso de umidade.
- Madeiras Maciças -
Madeira Serrada
9Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 O desdobramento, corte em pranchas pode ser paralelo ou radial.
 O radial produz material mais homogêneo, mas é mais caro, e menos
usado.
- Madeiras Maciças -
Madeira Serrada
10Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 O comprimento das toras é limitado por problemas de manejo e
transporte, ficando em geral na faixa de 4 a 6m.
- Madeiras Maciças -
Madeira Serrada
11Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A secagem pode produzir deformações
transversais diferenciais nas peças,
dependendo da posição original da no
tronco.
 A madeira deve ser utilizada já seca,
evitando-se, assim, danos na estrutura
tais como: empenamento e rachaduras
oriundas da secagem.
- Madeiras Maciças -
Madeira Serrada
12Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 As seções transversais de peças utilizadas em estruturas devem ter certas
dimensões mínimas, para evitar fendilhamentos ou flexibilidade
exagerada.
- Madeiras Maciças -
Madeira Serrada
13Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Dimensões padronizadas
- Madeiras Maciças -
Madeira Serrada
14Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 É formada pela colagem de 3 ou mais laminas finas de madeira ( sempre
em número impar), com as direções das fibras alternadamente ortogonais,
visando a compensação de esforços.
 Com as camadas ortogonais obtém-se um produto aproximadamente
ortogonal.
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Compensada
15Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Característica: A laminação cruzada confere boa estabilidade dimensional e
excelente resistência e rigidez ao cisalhamento
 Tipos mais comuns: simples, resinado, plastificado e naval.
 Dimensões
- Uso geral: 1,60 x 2,20m (3,4,5,6,8,10,12,15,18,20,25 e 30mm)
- Formas para concreto: 1,10 x 2,20m e 1,22 x 2,44m (6,10,12,14,17 e
20mm)
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Compensada
16Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 As madeiras compensadas apresentam uma série de vantagens em relação
as madeiras maciças.
a- Podem ser fabricadas em folhas grandes, com defeitos limitados;
b- Apresentam menor retração e inchamento, graças a ortogonalidade de
direção das fibras nas camadas adjacentes
c- São mais resistentes na direção normal as fibras
d- Apresentam menos trincas na cravação de pregos.
 A desvantagem mais importante está no preço.
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Compensada
17Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A madeira laminada e colada é um produto estrutural, formado pela
associação de lâminas de madeira serrada selecionada, coladas com
adesivos e sob pressão.
 A espessuras das lâminas variam de 1,5 a 5 cm.
 As lâminas podem ser emendadas com cola nas extremidades, formando
peças de grande comprimento.
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Laminada Colada
18Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 O material é pensado (lâminas + adesivo) para funcionar como um material
monolítico
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Laminada Colada
19Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Vantagens
- Peças de grandes dimensões;
- Eliminação de defeitos;
- Disposição seletiva das lâminas;
- Variedade de formas e dimensões.
 Desvantagens:
- Custo elevado;
- Pouca disponibilidade no mercado.
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Laminada Colada
20Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Produto à base de finas lâminas de madeira de (1 a 5mm de espessura).
 O LVL (Laminated Veneer Lumber) é produzido a partir de lâminas que,
após a secagem, são empilhadas com as fibras orientadas na direção do
comprimento e coladas defasadas a uma temperatura de 150°.
 Podem ser fabricados produtos com a até 20 m de comprimento na forma
de vigas e chapas, com espessuras variando entre 20 e 200mm.
 Em função da redistribuição e minimização dos defeitos, os produtos
microlaminados apresentam uma estrutura mais homogênea e tendem a
ser mais resistente que a madeira serrada e a laminada colada tradicional.
 Podem ser utilizadas árvores de pequeno diâmetro devido a laminas serem
obtidas por corte rotatório.
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Microlaminada Colada
21Profº Jair Borges Estruturas de Madeira– CCE0186
 Produtos na forma de placas desenvolvidos a partir de resíduos da
madeira serrada e compensada convertidos em flocos e partículas e
colados sob pressão. São muito utilizado na indústria de móveis devido a
baixa resistência e durabilidade.
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Recomposta
22Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Já o OSB (Oriented Strand Board) é utilizado em aplicações estruturais,
como painéis diafragma, almas de vigas I, revestimentos de pisos e
coberturas.
 Estes painéis são feitos com finas lascas de madeira coladas sob pressão e
alta temperatura, nas camada superficiais as lascas são alinhadas com a
direção longitudinal dos painéis e nas camadas internas são dispostos
aleatoriamente. O peso desta placas fica em torno de 550 a750kg/m3
- Madeiras Industrializadas -
Madeira Recomposta
23Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Comportamento Estrutural da Madeira
24Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Compressão paralela às fibras
- Alta resistência e rigidez;
- Ruptura dá-se por perda de estabilidade;
- Comportamento elasto-plástico;
- Ordem de grandeza da resistência: 30 a 80 Mpa
 Compressão normal às fibras
- Baixa resistência e rigidez;
- Ruptura dá-se por esmagamento;
- Comportamento elasto-plástico;
- Ordem de grandeza da resistência: 7 a 20 Mpa
Comportamento Estrutural da Madeira
25Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Tração paralela às fibras
- Alta resistência e rigidez;
- Ruptura dá-se por deslizamento ou ruptura das fibras;
- Comportamento elasto-frágil;
- Ordem de grandeza da resistência: 50 a 150 Mpa
 Tração normal às fibras
- Baixa resistência;
- Ruptura dá-se por separação das fibras;
- Comportamento elasto-frágil;
- Ordem de grandeza da resistência: até 4 MPA
Comportamento Estrutural da Madeira
26Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Cisalhamento paralelo às fibras
- Baixa resistência e alta rigidez;
- Ruptura dá-se por deslizamento;
- Comportamento elasto-frágil;
- Ordem de grandeza da resistência: 50 a 150 Mpa
 Cisalhamento normal às fibras
- Baixa resistência e rigidez;
- Ruptura dá-se por compressão normal;
- Comportamento elasto-plástico;
Comportamento Estrutural da Madeira
27Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Flexão Simples
- Combinação de compressão, tração e cisalhamento;
- Alta resistência e rigidez;
- Mecanismo de ruptura (platificação à compressão);
- Ordem de grandeza resistência 50 a 150 MPa
Comportamento Estrutural da Madeira
28Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 As propriedades físicas e mecânicas das espécies de madeira são
determinadas por meio de ensaios em amostras sem defeito (para se
evitar a incerteza dos resultados obtidos com peças com defeitos).
 De acordo com a NBR 7190, para caracterização da madeira em usos
estruturais, as seguintes propriedades devem ser determinadas por meio
de ensaio:
 Resistência à compressão paralela às fibras fc e normal às fibras fcn;
 Resistência à tração paralela às fibras ft e normal às fibras ftn;
 Resistência ao cisalhamento paralelo às fibras fv;
 Resistência ao embutimento fe (pressão de apoio em ligações com
conectores) paralelo e normal às fibras;
 Módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras Ec e módulo de
elasticidade na compressão normal às fibras Ecn;
Propriedades Mecânicas
29Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Utilizam-se corpos de prova de 5 x 5 x 15 cm;
Compressão paralela às fibras
30Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Utilizam-se corpos de prova de 15 x 5 x 5 cm, comprimindo-se
transversalmente as fibras numa área de 5 x 5cm.
Compressão normal às fibras
31Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A resistência à compressão normal às fibras fcn é definida por um critério
de deformação excessiva, sendo igual à tensão correspondente a uma
deformação residual igual a 2%.
 A resistência normal às fibras é cerca de ¼ da resistência à compressão
paralela às fibras
 O módulo de elasticidade é obtido através de procedimento semelhante ao
utilizado para compressão normal às fibras.
Compressão normal às fibras
32Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Os corpos de prova são torneados com dimensões maiores na região das
garras de modo a garantir que a ruptura se dê na região central.
 O comportamento é caracterizado pelo regime linear até tensões bem
próximas à da ruptura;
Tração paralela às fibras
33Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Compressão apresenta menor
resistência e maior deformação que
em tração. (Ruptura dúctil em
compressão e frágil em tração)
 São utilizados corpos de prova com dimensões 5x5x6,4cm e um recorte de
2x1,4x5cm.
 A carga é aplicada de modo a cisalhar uma seção de 5 x 5cm. Mede-se no
ensaio a carga de ruptura fu, onde a resistência ao cisalhamento é:
Cisalhamento paralelo às fibras
34Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 O mecanismo de ruptura da madeira no cisalhamento paralelo às fibras
envolve deslizamento entre fibras adjacentes à seção de corte
 A resistência ao cisalhamento na direção normal às fibras é muito maior
que na direção das fibras, porém projetos leva-se em conta a resistência na
direção paralela as fibras.
Cisalhamento paralelo às fibras
35Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 São utilizados corpos de prova com dimensões 5x5x115cm com vão de
105cm e uma carga concentrada no meio do vão.
 Com o momento de ruptura calcula-se a resistência a flexão
Flexão
36Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A madeira raramente é solicitada à tração perpendicular às fibras. No
entanto a solicitação aparece em algumas ligações e em vigas curvas de
madeira laminada colada.
Tração normal às fibras
37Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Posição na árvore – a resistência é maior na base da árvore e nas camadas
inferiores do tronco.
 Defeitos na madeira – fendas, gretas, abaulamento, arqueadura, fibras
reversas, quina morta;
Fatores que influenciam as propriedades 
mecânicas da madeira
38Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Tempo de duração da carga – a resistência e rigidez da madeira é
determinada nos ensaios onde as cargas atuam durante cerca de 5
minutos.
 Aplicando-se uma carga inferior a resistência durante um período longo, a
madeira pode romper (ruptura retardada).
 Por outro lado, sob impacto (carga mais rápida que a de ensaio) a
resistência da madeira é bem maior.
Fatores que influenciam as propriedades 
mecânicas da madeira
39Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Grau de umidade – com o aumento da umidade a resistência diminui até
ser atingido o ponto de saturação das fibras, acima deste ponto a
resistência mantém-se constante.
 A umidade de referencia usada no dimensionamento sempreserá referida
ao valor de umidade igual a 12%. Valores de resistências obtidos para
peças em umidades diferentes de 12% devem ser corrigidos pelas
expressões:
 Resistencia:
 Elasticidade:
Fatores que influenciam as propriedades 
mecânicas da madeira
40Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186

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