Aula 03 Propriedades Mecânicas

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Estruturas de Madeira
Prof. Me. Laísa C. Carvalho
Propriedades mecânicas
Resistência a compressão paralela às fibras fc e normal as
fibras fcn;
Resistência a tração paralela às fibras ft e normal as fibras
ftn;
Resistência ao cisalhamento paralelo às fibras fv e normal.
Resistência ao embutimento (pressão de apoio em ligações 
com conectores) fe paralelo e normal as fibras fen;
Modulo de elasticidade na compressão paralela Ec e normal
ás fibras Ecn.
Alguns ensaios complementares podem ser realizados nas
peças de madeira além dos já estudados, como:
- Flexão com choque – para medição de energia absorvida 
pela ruptura da madeira para determinar a resistência ao 
impacto na flexão fbw.
- Fendilhamento – tal tensão não é utilizada em bases de 
calculo, servindo apenas como parâmetro de qualidade.
- Dureza – Medida pelo esforço necessário para a penetração 
de uma esfera na direção das fibras.
Propriedades mecânicas
Todos os ensaios devem ser realizados em CP´s (corpos de prova) sem 
a presença de defeitos e com orientação perfeita de fibras.
Todos os ensaios das propriedades mecânicas da madeira, devem ser 
realizados, quando a mesma está na umidade padrão (Brasil -+ U = 12
%), pois a umidade influencia nas propriedades mecânicas do material.
Mesmo com a análise sendo realizada somente em corpos de prova na 
umidade padrão a análise ainda pode apresentar variações, devido a 
alternância das características do material em direções distintas. Por 
isso, utiliza-se 5% de desvio aceitável na análise de resultados.
Principais fatores podem influenciar os resultados, como:
-Tempo da carga aplicada sobre a peça
-Ocorrência de defeitos
-Umidade da peça
Permite-se a caracterização simplificada das resistências da
compressão paralela às fibras. Para as resistências
madeira de espécies usuais a partir dos ensaios de
a
esforços paralelos, admite-se um coeficiente de variação (k)
de 18% e para as resistências a esforços perpendiculares um
coeficiente de variação de 28%. (NBR 7190/1997)
Para as espécies usuais, na falta da determinação 
experimental, permite-se adotar as seguintes relações para 
os valores característicos das resistências:
Propriedades mecânicas obtidas por 
ensaios padronizados
Todos os ensaios citados nesta aula devem ser realizados com o mínimo de 6
corpos de prova, isentos de defeitos e com seção retangular de 5,0 x 5,0 cm.
Devem ser retirados de lotes considerados homogêneos.
Onde cita a umidade padrão
A NBR 7190 apresenta nomenclatura diferente do livro base. A utilizada será
a do livro por ser a base de estudos.
Densidade aparente
Densidade básicaElasticidade na 
compressão paralela 
as fibras
Resistência a
compressão
paralela
Resistência ao 
cisalhamento 
paralelo
a) resistência à compressão paralela às fibras (fwc,0 ou fc,0) 
a ser determinada em ensaios de compressão uniforme, com 
duração total entre 3 min e 8 min, de corpos-de-prova com 
seção transversal quadrada de 5 cm de lado e com 
comprimento de 15 cm;
Deslizamento 
das fibras 
entre planos 
na ruptura por 
compressão
Ensaio de compressão
b) resistência à tração paralela às fibras (fwt,0 ou ft,0) a ser 
determinada em ensaios de tração uniforme, com duração 
total de 3 min a 8 min, de corpos-de-prova alongados, com 
trecho central de seção transversal uniforme de área A e 
comprimento não menor que 8 √‾A , com extremidadesmais 
resistentes que o trecho central e com concordâncias que 
garantam a ruptura no trecho central;
Resistência a flexão, os corpos-de-prova devem ter forma 
prismática, com seção transversal quadrada de 5,0 cm de 
lado e comprimento, na direção paralela às fibras, de 115 cm.
c) resistência à compressão normal às fibras (fwc,90 ou fc,90) a ser
determinada em um ensaio de compressão uniforme, com duração
total de 3 min a 8 min, de corpos-de- prova de seção quadrada de 5
cm de lado e com comprimento de 10 cm;
d) resistência à tração normal às fibras (fwt,90 ou ft,90) a ser
determinada por meio de ensaios padronizados;
Observação: para efeito de projeto estrutural, considera-se como nula
a resistência à tração normal às fibras das peças de madeira;
e) resistência ao cisalhamento paralelo às fibras (fwv,0 ou fv,0) a ser
determinada pelo ensaio de cisalhamento paralelo às fibras;
f) resistência de embutimento paralelo às fibras (fwe,0 ou fe,0) e resistência
de embutimento normal às fibras (fwe,90 ou fe,90) a serem determinadas por
meio de ensaios padronizados;
Exemplos de 
dimensões de ensaios:
Influência do tempo de duração de carga sobre a 
resistência – Ruptura retardada
Os ensaios de medição de resistência da madeira duram em média 5
minutos. Porém, aplicando-se uma carga menor com um tempo maior
sobre a madeira, ela pode romper, isso pode ocorrer após alguns dias
ou meses (ruptura retardada).
Ensaio feito no Forest Products Laboratory – EUA.
Curva de tensão x tempo. Houve acumulação de danos, como nas cargas
cíclicas, porém em aplicação de carga permanente. (detalhes p. 36)
Fluência da madeira
A madeira é um material viscoelástico. Para uma carga constante aplicada em um
intervalo de tempo a peça de material elástico apresenta deformação constante,
retornando a sua configuração original ao término do carregamento. Já a peça de
material viscoelástico apresenta além da deformação elástica um acréscimo de
deformação com o tempo, mesmo que a carga seja mantida constante.
A madeira sofre portanto uma deformação lenta (fluência) sob a
ação de cargas de atuação moderada.
Fatores de influência:
-Características da madeira (umidade, densidade, elasticidade...)
-nível de tensão
-tempo
-temperatura
A carcaterização da influência destes fatores sobre a deformação da
madeira é objeto de pesquisas, com finalidade de propor modelos
confiáveis de cálculo para o cálculo do coeficiente de fluência da
madeira e seus produtos.
De acordo com a NBR 7190, o coeficiente de fluência referido a 10
anos, pode variar entre 0,5 e 2,0 dependendo da carga, espécies e
condições ambientais.
Influência da temperatura
Observa-se uma queda na resistência com a elevação da
temperatura (condições do ambiente).
Em uma peça com umidade de 15% a 20°C, observa-se aumento ou
redução na resistência, na ordem de 0,5% a 1% por decréscimo ou
acréscimo de um grau centígrado de temperatura, em um intervalo de -15°C
a 70°C. Para condições (mínimas) temporárias as alterações são também
temporárias
Na maioria das regiões e em condições amenas, as alterações de
temperatura não influenciam na resistência, não precisando ser
consideradas no cálculo de projeto.
Para aplicação do material
Link de acesso para NBR 
7190 -
https://sag.fucamp.com.br/assets/professor/material_apoi
o/8851nbr7190.pdf
Profª. Laísa
Grande abraço a todos.
Até a próxima aula.
Profª. Laísa