AVALIAÇÃO DE PEÇAS DE PINUS

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Departamento de Construção Civil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO DE PEÇAS DE PINUS 
DIMENSIONAMENTO, VERIFICAÇÃO VISUAL E ENSAIO DE FLEXÃO 
ESTÁTICA DE PEÇAS DE MADEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1- OBJETIVO 
 Aprendizado prático de avaliações de peças de madeira segundo a 
NBR7190/2010, tal objetivo focou-se na realização de dimensionamento, 
verificação visual e um ensaio de resistência à flexão estática. 
 
2- CARACTERIZAÇÃO 
 As peças obtidas para a realização deste projeto são de tamanho 
nominal de [5cm]x[10cm]x[300cm] do gênero Pinus. 
 As peças foram entregues verdes na data 29/10; dimensionadas e 
verificadas visualmente na data 27/01; ensaiadas na data 17/02. Sendo 
importante frisar que no período de secagem, as madeiras estavam 
devidamente armazenadas a fim de se obter o arejamento necessário e evitar a 
umidade por capilaridade. 
 Nomeou-se as três peças do grupo como (4), (5) e (6). 
 
3- EQUIPAMENTOS UTILIZADOS 
 
 Trena (Figura 1); 
 Paquímetro (Figura 2); 
 Linha (Figura 3); 
 Cavalete (Figura 4); 
 Balança Mecânica (Figura 5); 
 Máquina Universal de Ensaios Mecânicos (Figura 6). 
 
4- DIMENSIONAMENTO 
 O dimensionamento foi feito através da obtenção dos seguintes valores: 
 Altura da seção transversal; 
 Base da seção transversal; 
 Largura; 
 Excentricidade em relação à base; 
 Excentricidade em relação à altura; 
 Massa. 
 
 As peças foram apoiadas em cavaletes para facilitar a obtenção de 
medidas. 
 
 
 
4.1- Altura e base da seção transversal 
 As dimensões da seção transversal foram medidas com a utilização de 
um paquímetro, executando-se o procedimento em três partes da peça: as 
duas extremidades e o centro. Tomou-se 20 cm nas extremidades para melhor 
precisão desta etapa. 
 
4.2- Largura 
 A largura foi medida com o uso de uma trena, medindo-se a largura a 
partir do centro da base e posteriormente do centro da altura, com a finalidade 
de obter um valor próximo do real. 
 
4.3- Excentricidade 
 A excentricidade é dada com a metade da distância entre o centro de 
gravidade da seção transversal e o alinhamento, aumentando para locais 
empenados. Logo o valor foi medido nos locais mais encurvados visualmente. 
 O procedimento foi realizado com o uso de uma linha e um paquímetro, 
através da medição da distância entre a face interna e o alinhamento nos locais 
de maior curvatura de cada peça. Posteriormente somou-se este valor à 
metade dos valores centrais e dividiu-se por dois, deste modo conhecendo o 
valor numérico da excentricidade. 
 
4.4- Massa 
 A obtenção da massa da peça se deu por meio do uso de uma balança 
mecânica, posicionando a peça sobre a mesma e realizando a medição. 
 Os valores do dimensionamento estão presentes na Tabela 1. Notando-
se que estes podem variar bastante de peça para peça ou ao longo da mesma. 
 
Tabela 1: Valores de dimensionamento 
Peça Altura Base Largura Excentricidade 
Nº H1 (cm) H2 (cm) H3 (cm) B1 (cm) B2 (cm) B3 (cm) L (cm) eb (cm) eh (cm) Massa (kg) 
4 10,05 9,92 10,03 4,94 4,92 4,94 300,6 3,75 2,05 6,1 
5 10,08 10,05 10,14 4,55 4,55 4,78 295,5 1,36 1,71 5,4 
6 10,00 10,01 9,90 5,19 5,10 5,16 300,6 2,95 1,64 7,2 
Fonte: O Autor. 
 
 
5- VERIFICAÇÃO VISUAL 
 Através da classificação visual das peças e identificação dos defeitos 
presentes nas peças (figuras 8 a 11), todas as peças se enquadram na classe 
Nº 3. Segundo o manual de classificação visual de peças estruturais de 
madeira tipo pinus. 
 
 
6- ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA 
 O ensaio utilizou uma máquina universal de ensaios mecânicos com 
sistema próprio de aquisição de dados e seguiu os seguintes procedimentos: 
 
 Posicionamento da peça 
 Anular a carga atuante 
 Ciclo de acomodação 
 Ciclo de leitura 
 Rompimento 
 
 
6.1- Posicionamento da peça 
 As peças de Pinus foram posicionadas na máquina universal de ensaios 
mecânicos de modo a receber a carga concentrada no eixo central da seção 
formada pela largura e base da peça (5cmx300cm). O comprimento do vão de 
apoio foi de 2,9m 
 
6.2- Anular a carga atuante 
 Após o posicionamento da peça, ajustou-se a carga atuante para 0 kg, 
obtendo-se a flecha inicial (fincial) com o uso das tabelas fornecidas na própria 
máquina. 
 
6.3- Ciclo de acomodação 
 Inicialmente considerou-se uma carga de rompimento de 200 kg. Logo, 
para acomodar as deformações da peça, o aparelho de carga foi ajustado para 
50% (100 kg) deste valor durante 30 segundos. 
 Após esse tempo houve uma redução para 10% (20 kg). Desta forma a 
peça já esta acomodada e pode prosseguir para o ciclo de leitura. 
 
6.4- Ciclo de leitura 
 Nesta etapa aplica-se novamente o valor de 100 kg, porém a carga real 
aplicada (Carga100) e flecha (f100) são anotadas. Com os valores em mãos, a 
carga é reduzida novamente para 20 kg, salvando os mesmo valores (Carga20 e 
f20). 
 
 
 
 
6.5- Rompimento 
 A partir deste ponto, elevou-se a carga lentamente até o valor de 
rompimento (Carga de Rompimento), tomando nota do mesmo para posteriores 
cálculos. Sendo a peça removida e os passos citados repetidos para o restante 
das madeiras. 
 A peça 5 foi apresentou rompimento com a menor carga, já que o local 
de aplicação da força coincidiu com uma região onde havia um nó (Figura 7). 
Já as peças 4 e 6 apenas ocorreu uma fissuração na peça, não ocorrendo o 
rompimento da mesma. 
Os valores obtidos no ensaio estão presentes na Tabela 2. 
 
Tabela 2: Valores referentes ao ensaio. 
Peça fincial (mm) Carga100 (kg) f100 (mm) Carga20 (kg) f20 (mm) Carga de Rompimento (kg) 
4 19,6 99,5 37,5 20,1 23,8 268,0 
5 26,6 100,4 44,2 20,0 30,8 250,0 
6 33,4 100,6 46,0 20,5 33,6 260,0 
Fonte: O autor 
 
6.6- Cálculo da resistência e Módulo de elasticidade 
 Com os valores presentes na Tabela 2 foi possível calcular a resistência 
e módulo de elasticidade da peça. 
 
 
6.6.1- Resistência 
 A resistência da peça pode ser calculada com a seguinte expressão: 
 
𝜎 =
𝑀
𝜔
 
 
 Em que o M é o momento fletor máximo, no caso de uma viga biapoiada 
com carga central de vão (L) 2,9m, representado por: 
 
𝑀 =
𝑃. 𝐿
4
 
 
 Em que a carga P (N) é obtida multiplicando-se o valor em kg por 
9,81m²/s (aceleração da gravidade). 
 E ω é o módulo resistente, calculado através da seguinte equação para 
peças com seção retangular, utilizando as dimensões médias do 
dimensionamento: 
ω =
b. h2
6
 
 
Os valores de cálculo estão presentes na Tabela 3. 
 
 
Tabela 3: Valores relativos ao cálculo da resistência das peças 
Peça P (N) L (mm) W (mm³) Resistência (Mpa) 
4 2629 2900 82139,7 23,21 
5 2453 2900 78425,2 22,67 
6 2551 2900 85263,0 21,69 
Fonte: O Autor. 
 
6.6.1- Módulo de elasticidade 
 O módulo de elasticidade foi utilizando-se os valores de 50% e 10% de 
ruptura admitida, a fim de se chegar próximo ao limite da proporcionalidade. O 
valor foi obtido por meio da seguinte expressão: 
 
𝐸 =
(𝑃50%− 𝑃10%). 𝐿3
(𝑓50%− 𝑓10%). 4𝑏ℎ3
 
 
Em que, 
P50% = 50% da força de ruptura teórica; 
P10% = 10% da força de ruptura teórica; 
L = Comprimento do vão (mm); 
f50% = Flecha para P50%;. 
f10% = Flecha para P10%; 
b; h = Comprimentos médios provenientes do dimensionamento (mm). 
 
Os valores do módulo de elasticidade cálculos estão conforme a Tabela 4. 
 
Tabela 4: Valores relativos ao cálculo do módulo de resistência das peças 
Peça P50% (N) P10% (N) L (mm) f50% (mm) f10% (mm) 4bh³ (mm^4) E (Mpa) 
4 976,095 197,181 2900 17,904,15 197069465,75 7010,70 
5 984,924 196,2 2900 17,60 4,20 189851807,09 7561,35 
6 986,886 201,105 2900 12,57 0,17 203983155,29 7576,69 
Fonte: O Autor. 
 
 
 A partir dos valores calculados percebe-se que o lote avaliado se 
enquadra na classe C20 da NBR 7190/2010, que impõe 20 Mpa de resistência 
e 3500 Mpa de módulo de elasticidade para a classe. 
 Porém ao se utilizar o valor representativo de 70% da resistência média, 
obtém-se 15,77Mpa que não pode ser utilizado em elementos estruturais. 
 
Os valores finais do ensaio estão presentes na Tabela 5. 
 
 
 
 
Tabela 5: Valores finais do ensaio 
Itens calculados Valor (Mpa) 
E, médio 7382,91 
Fck, médio 22,52 
Fck, médio minorado 15,77 
Fonte: O Autor 
 
 
7- CONCLUSÃO 
 O experimento permitiu ampliar o conhecimento prático envolvendo 
estruturas de madeira, principalmente no aspecto de classificação. 
 O dimensionamento mostrou que existem variações dimensão em um 
mesmo lote de peças de madeira, sendo válido também em diferentes pontos 
de uma peça. 
 A verificação visual permitiu a percepção do fato de que um mesmo tipo 
visual de madeira apresenta diferentes patologias, porém existe a 
predominância de nós. 
 O ensaio de flexão estática obteve resultados que indicam uma 
classificação de C20 para o lote em questão, porém ao ser minorado o valor de 
resistência característica, como indicado na norma, apresenta-se inviável para 
uso estrutural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexos 
 
 
Figura 1: Trena 
 
Fonte: O Autor 
 
 
Figura 2: Paquímetro 
3 
Fonte: O Autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Linha 
 
Fonte: O Autor 
 
 
Figura 4: Cavaletes 
 
Fonte: O Autor 
 
 
 
 
 
Figura 5: Balança Mecânica 
 
Fonte: O Autor 
 
 
Figura 6: Máquina Universal de Ensaios Mecânicos 
 
Fonte: O Autor 
 
 
 
 
 
Figura 7: Madeira 5 rompida (detalhe do nó) 
 
Fonte: O Autor 
 
Figura 8: Bolsa de Resina 
 
Fonte: O Autor 
 
Figura 9: Encurvamento 
 
Fonte: O Autor 
 
 
 
Figura 10: Fendilhado 
 
Fonte: O Autor 
 
Figura 11: Mancha Azul 
 
Fonte: O Autor 
 
Figura 12: Nó Firme 
 
 
Fonte: O Autor 
 
 
8- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 NBR 07190/2010 – Projetos de Estrutura de madeira; 
 Acosta, Caio C. V.(2016), Notas de aula da Disciplina construções 
em madeira (6TRU020); 
 Manual de classificação visual de peças estruturais de madeira 
tipo pinus – Universidade Estadual de Londrina – Londrina, 2011.