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1 CAPÍTULO 1 – PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DA MADEIRA 1. Propriedades Físicas 1.1. Anisotropia da Madeira � Direções tangencial e radial → a diferença não tem importância � Na prática → diferenciação entre as propriedades na direção das fibras principais (direção longitudinal) e direção perpendicular às fibras 1.2. Umidade � Teor de umidade (U): 100(%) × − = s si P PP U Sendo: Pi → massa inicial Ps → massa seca em estufa � A umidade está presente de duas formas: o Água no interior da cavidade das células ocas (água livre) o Água absorvida nas paredes das fibras � Ponto de saturação das fibras: aproximadamente 30% (madeira meio seca) � Ponto de equilíbrio higroscópico com o meio-ambiente: varia para cada região (entre 10% e 20%) � Umidade-padrão de referência: 12% 1.3. Retração e Inchamento � Variação da umidade entre 0 e 30% (ponto de saturação das fibras) → a madeira sofre retração ou inchamento de modo linear � Índice de retração: o Direção tangencial: entre 5% e 10% o Direção radial: metade da direção tangencial o Direção longitudinal: insignificante (entre 0,1% e 0,3%) 1.4. Dilatação Linear (calor) � O coeficiente de dilatação linear da madeira é igual a 1/3 do aço. � Não é uma propriedade relevante. 2. Propriedades Mecânicas São obtidas a partir de corpos-de-prova padronizados, isentos de defeitos, de acordo com o anexo B da NBR 7190 (1997) – Projeto de Estruturas de Madeira. 2.1. Propriedades a serem determinadas � Densidade Básica (ρbas) → razão entre a massa seca e o volume saturado � Densidade Aparente (ρaparente) → razão entre a massa e volume a 12% de umidade � Resistência à compressão paralela às fibras (fc): A N f uc = � Módulo de Elasticidade na compressão paralela às fibras (Ec) → é dado pela inclinação do trecho linear do diagrama com base nos valores de tensão e deformação correspondentes a 10% e 50%. 2 � Resistência à compressão normal às fibras (fcn) e Módulo de Elasticidade na compressão normal às fibras (Ecn) � Resistência à tração paralela às fibras (ft) e normal às fibras (ftn) � Resistência ao cisalhamento paralelo às fibras (fv): A F f uv = , sendo A a área cisalhada � Resistência ao embutimento (fe) → pressão de apoio em ligações com conectores � Resistência à flexão (fM): 2. 6 hb M W M f UUM == (ensaio a três pontos) � Módulo de Elasticidade à flexão: ( ) 3 2 %10%50 . . hb lMM EM δ∆ − = → Fator de correção das propriedades: � Para resistência: ( ) −+= 12. 100 3 1.12 Uff U � Para Módulo de Elasticidade: ( ) −+= 12. 100 2 1.12 UEE U → Variação estatística: ( )δσ 645,11645,1 −=−= mmk fff o Sendo: δ → coeficiente de variação: mf σ δ = o σ → desvio-padrão o Em suma, considera-se que: 70,0/ =mk ff 3 Obs.: ( ) ( ) mmmk ffff .70,0296,01.18,0645,11. ≅−≅×−≅ (considerando CV = 18%) 2.2. Correlação entre as Propriedades � Módulo de Elasticidade: CM EE .85,0= p/ coníferas CM EE .90,0= p/ dicotiledôneas 2.3. Variação das Propriedades � Posição da peça na árvore → a resistência é maior na base da árvore � Tipo e quantidade de defeitos → ex. nós, fibras reversas, etc (ver tabela 3.3) � Umidade → varia as propriedades até o ponto de saturação das fibras (30%); acima deste ponto, mantêm-se constante. (ver figura 3.10) � Tempo de duração da carga (ver fig. 3.11) 4
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