Trabalho de Madeira 2º EE 2016.1 Copia

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PROJETO EM ESTRUTURA DE MADEIRA
 
Recife
 Novembro/2016
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PROJETO EM ESTRUTURA DE MADEIRA
 
Rita de Cássia de Oliveira Ordonho
Guilherme Cavalcanti Nunes
Bruna Laís Nascimento Lima
Hélvio Ney de Souza
Trabalho acadêmico apresentado como 2o Exercício Escolar da disciplina Construção em Aço e Madeira, Turma SG, ministrada pelo professor Cláudio Mota. 
 
Recife
Novembro/2016�
SUMÁRIO
Página
	1.
	Introdução..............................................................................................
	 4
	2.
	Objetivos................................................................................................
	 5
	2.1
	Objetivo Geral............................................................................. 5
	6
	2.2
	Objetivos Específicos................................................................. 5
	3.
	Revisão bibliográfica.............................................................................
	6
	3.1
	Descrição................................................................................... 6
	 7
	3.2
	Características gerais................................................................ 7
	 7
	3.3
	Durabilidade e tratamento......................................................... 8
	 7
	3.4
	Características de processamento........................................... 8
	 7
	3.5
	Propriedades físicas.................................................................. 9
	 7
	3.6
	Propriedades mecânicas........................................................... 9
	 7
	3.7
	Usos e aplicações...................................................................... 11
	 7
	4.
	Dados e Especificações........................................................................
	13
	4.1
	Planta Baixa e Corte.................................................................. 13
	 7
	4.2
	Especificações para dimensionamento de estrutura em madeira 14
	 7
	5.
	Memória de Cálculo...............................................................................
	14
	5.1
	Cálculo das Tensões Admissíveis para dimensionamento...... 14
	5.2
	Cálculo das cargas .................................................................... 15
	5.3
	Cálculo dos Esforços nas Vigas................................................ 16
	5.4
	Dimensionamento das Vigas e Verificação ao Cisalhamento.. 18
	5.5
	Dimensionamento dos Pilares.................................................... 24
	6. 
	Referências............................................................................................
	26
	 
	
	
�
Introdução
O anteprojeto de uma edificação com estrutura de madeira deve conter as especificações e características da espécie a ser empregada, considerando fatores como a localização do empreendimento e os agentes biológicos atuantes a que a construção está submetida. Este procedimento é imprescindível para evitar futuras deteriorações ocasionadas pela ação do intemperismo e o ataque de fungos e insetos. 
Dessa forma, é possível determinar o tipo de construção, os detalhes dos sistemas de proteção e os construtivos que irão assegurar a vida útil da edificação. 
A definição da espécie botânica depende de uma série de fatores que interagem entre si, como a linguagem do projeto arquitetônico, a finalidade específica na obra, o desempenho desejado, a agressividade do entorno, as propriedades das madeiras e os recursos disponíveis (orçamento, equipamentos e ferramentas).
Dentre as fontes de matéria-prima mais usadas, há madeiras provenientes de florestas plantadas - que se destinam a produzir madeira para as indústrias de madeira serrada, cuja exploração apenas pode ser realizada por meio de projetos aprovados pelo Ibama (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis) - e as de florestas nativas - exploradas para atender o mercado com o manejo florestal ou da exploração extrativista. Na construção civil essas madeiras podem ser utilizadas de diferentes formas, tanto para usos temporários, como fôrmas para concreto, andaimes e escoramentos, quanto para usos definitivos, como nas estruturas de cobertura, esquadrias (portas e janelas), forros e pisos. 
Atualmente, a preocupação com o desenvolvimento sustentável tem feito com que as madeireiras procurem recursos mais viáveis como a utilização de madeiras provenientes de reflorestamento que sejam certificadas, tão eficientes quanto as nativas, acrescentando o fato de que a extração é controlada e não agride o meio ambiente. 
Objetivos
Objetivo Geral
Noções básicas de dimensionamento de projetos em estruturas de madeira.
Objetivos Específicos
Projetar uma estrutura em madeira Maçaranduba para construção de uma ponte, utilizando as seguintes dimensões :
Seções Comerciais
Seção 3”x3”, 3”x5”, 3”x6”, 3”x8”, 3”x10”, 3”x12”, 4”x4”, 4”x6”, 4”x8”, 4”x12”;
6”x6”,”6x8”, 6”x10”,6”x12”.
Espessura das chapas: 
Seção 3”x16”, 1”x8”, 1”x4”, 5”x16”, 3”x8”;
Diâmetro dos Parafusos: 
Seção 1”x8”, 5”x16”, 3”x8”;
Revisão bibliográfica
Descrição
A Madeira Maçaranduba pertence ao grupo de espécies do gênero Manikara que produzem madeiras pesadas, duras, de coloração castanho-avermelhada, com seus vasos obstruídos por aparaiú (substância de cor castanho-avermelhada). Dentre essas espécies, pode-se mencionar Tabebuia ochraceae (Cham.) Bureau, Tabebuia impetiginosa (Mart. ex DC.) Standl., Tabebuia longifolia (Bureau) Standl. e Tabebuia serratifolia (Vahl.) Nichols. 
Como essas madeiras são semelhantes nas suas características e no comércio têm o praticamente o mesmo valor, são tratadas em conjunto, sendo mencionada a espécie, quando pertinente.
Outros nomes populares: balata-verdadeira, maçaranduba-de-leite, maçaranduba-verdadeira, maçarandubinha, maparajuba, marapajuba-da-várzea, paraju,, balata, bullet wood, maçaranduba, sapodilla.
Ocorrência: 
Brasil: Amazônia, Mata Atlântica, Acre, Amapá, Amazonas, Bahia, Espírito Santo, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Pará, Paraná, Rio Grande do Sul, Rondônia, São Paulo.
Outros países: América Central, Argentina, Bolívia, Colômbia, Guiana, Guiana Francesa, Paraguai, Peru, Suriname. 
3.2 Características gerais
Características sensoriais: cerne e alburno distintos pela cor, cerne pardo ou castanho com reflexos amarelados ou esverdeados, alburno branco-amarelado; superfície sem brilho; cheiro e gosto imperceptíveis; densidade alta; dura ao corte; grã irregular a revessa; textura fina. 
Descrição anatômica macroscópica: 
Parênquima axial: visível apenas sob lente, paratraqueal vasicêntrico a aliforme, confluente, formando pequenos arranjos oblíquos e ainda marginal muito fino. 
Raios: visíveis apenas sob lente no topo, na face tangencial é visível a sua estratificação (4 a 5 por mm); poucos.
Vasos: visíveis apenas sob lente; pequenos; muito numerosos; porosidade difusa; solitários e múltiplos; obstruídos por substância avermelhada. 
Camadas de crescimento: pouco distintas, individualizadas por zonas fibrosas tangenciais mais escuras e por finas linhas de parênquima marginal.
Fonte: (IPT,1983; IPT,1989a) 
Observação: Informações para a espécie Tabebuia ochraceae (Cham.) Rizz.
3.3 Durabilidade e tratamento
Durabilidade natural: a Madeira Maçaranduba, em ensaios de laboratório, demonstrou ser de alta resistência ao ataque de organismos xilófagos (fungos e cupins) (Berni et al.,1979; Brazolin & Tomazello,1999) Em experimento realizado em ambiente marinho foi moderadamente atacada por organismos perfuradores (Lopez,1982) Em ensaio de campo, com estacas em contato com o solo apresentou vida média de 8 a 9 anos (Lopez,1982) Em observações práticas, é considerada muito resistente ao apodrecimento (IPT,1989a).Tratabilidade: em tratamento sob pressão demonstrou ser impermeável às soluções preservantes (IPT,1989a).  
3.4 Características de processamento
Trabalhabilidade: a Madeira Maçaranduba é moderadamente difícil de trabalhar, principalmente com ferramentas manuais que perdem rapidamente a afiação. Recebe bom acabamento. São relatados problemas de colagem (Jankowsky,1990). O aplainamento é regular, é fácil de lixar e excelente para pregar e parafusar (IBAMA,1997a).  
Secagem: a secagem ao ar é de média a rápida e apresenta pequenos problemas de rachaduras e empenamentos. A secagem artificial (em estufa) pode agravar a incidência de defeitos (Jankowsky,1990).
Programa de secagem pode ser obtido em (Jankowsky,1990).  
3.5 Propriedades físicas
Densidade de massa (): 
Aparente a 15% de umidade (ap, 15): 1010 kg/m³ 
Básica (básica): 840 kg/m³ 
Contração: 
Radial: 4,0 % 
Tangencial: 5,9 % 
Volumétrica: 10,9 %
Resultados foram obtidos de acordo com a Norma ABNT MB26/53 (NBR 6230/85). 
Observação: Informações para a espécie Tabebuia ochraceae (Cham.) Rizz. 
Fonte: (IPT,1989a)  
3.6 Propriedades mecânicas
Flexão: 
Resistência (fM): 
    	Madeira vermelha: 148,5 MPa 
      	Madeira a 15% de umidade: 160,5 MPa 
Limite de proporcionalidade - Madeira vermelha: 60,3 MPa 
Módulo de elasticidade - Madeira vermelha: 15298 Mpa
Resultados foram obtidos de acordo com a Norma ABNT MB26/53 (NBR 6230/85).
Observação: Informações para a espécie Tabebuia ochraceae (Cham.) Rizz.
Fonte: (IPT,1989a).  
Compressão paralela às fibras: 
Resistência (fc0): 
Madeira vermelha: 73,4 MPa 
Madeira a 15% de umidade: 82,9 MPa 
Coeficiente de influência de umidade: 1,6 % 
Limite de proporcionalidade - Madeira vermelha: 50,4 MPa 
Módulo de elasticidade - Madeira vermelha: 18054 Mpa
Resultados foram obtidos de acordo com a Norma ABNT MB26/53 (NBR 6230/85).
Observação: Informações para a espécie Tabebuia ochraceae (Cham.) Rizz. 
Fonte: (IPT,1989a).  
Outras propriedades: 
Resistência ao impacto na flexão - Madeira a 15% (choque): 
Trabalho absorvido: 42,5 MPa
Cisalhamento - Madeira vermelha: 15,4 MPa 
Dureza janka paralela - Madeira vermelha: 10807 N 
Tração normal às fibras - Madeira vermelha: 11,1 MPa 
Fendilhamento - Madeira vermelha: 1,2 Mpa
Resultados foram obtidos de acordo com a Norma ABNT MB26/53 (NBR 6230/85).
Observação: Informações para a espécie Tabebuia ochraceae (Cham.) Rizz. 
Fonte: (IPT,1989a)  
3.7 Usos e aplicações
Construção civil: 
Pesada externa: 
      pontes
      dormentes ferroviários
      cruzetas
      defensas 
Pesada interna: 
      vigas
      caibros 
Leve em esquadrias: 
      portas
      janelas
      batentes 
Leve interna, decorativa: 
      guarnições
      rodapés
      forros
      lambris 
Assoalhos: 
      tábuas
      tacos
      parquetes
      degraus de escada 
Mobiliário: 
 Alta qualidade: 
      partes decorativas de móveis 
Outros usos: 
      artigos de esporte e brinquedos
      cabos de ferramentas
      implementos agrícolas
      peças torneadas
      transporte
      instrumentos musicais ou parte deles 
Dados e especificações
Planta Baixa e Corte
 Corte
Vista Lateral
Especificações para dimensionamento de estrutura em madeira
Tipo de madeira: Maçaranduba
Tensões de Ensaio:
Tensão à Tração (
) = 1.605,00 kg/cm2
Tensão à Compressão (
) = 829,00 kg/cm²
Tensão ao Cisalhamento (
) = 154,00 kg/cm²
Memória de cálculo
Cálculo das Tensões Admissíveis para dimensionamento
Com base nas tensões de ensaio, calculamos as tensões admissíveis da espécie da madeira Maçaranduba:
Tração → 
adm = 0,15 x 1.605,00 → 
adm = 240,75 Kg/cm²
Compressão → 
adm = 0,20 x 829,00 → 
adm = 165,80 Kg/cm²
Cisalhamento → 
adm = 0,10 x 154,00 → 
adm = 15,40 Kg/ cm²
Cálculo das cargas
Peso Próprio da Estrutura...................................................100,00 kg/m²
Sobre Carga da Passarela (S.C.) .......................................300,00 kg/m²
Peso Próprio das Telhas.....................................................100,00 kg/m²
Carga Total .......................................................................................500,00 kg/m²
Cálculo dos Esforços nas Vigas 
Viga V4 = V5
q = 380,00 kg/m2 x 4,50 m 
q = 1.710,00 kg/m
RA = RB = (1.710,00 kg/m x 4,50 m) / 2
RA = RB = 3.847,50 kg
Viga V3 = V6
q = 380,00 kg/m² x (4,50 / 2) m 
q = 855,00 kg/m
RA = RB = (855,00 kg/m x 4,50 m) / 2
RA = RB = 1.923,75 kg
Viga V1 = V2
q = 120,00 kg/m² x (4,50 / 2) m
q = 270,00 kg/m
RA = RB = [(3.847,50 kg x 2) + (270,00 kg/m x 4,50 m)] / 2
RA = RB = 4.455,00 kg
Viga V7 = V8 = V9 = V10
q = 120,00 kg/m² x (4,50 / 2) m
q = 270,00 kg/m
RA = RB = (270,00 kg/m x 4,50 m) / 2
RA = RB = 607,50 kg
Dimensionamento das Vigas e Verificação ao Cisalhamento
Viga V4 = V5
Momento Fletor:
M = 4.328,44 kgm
Esforço Cortante:
Q = 3.847,50 kg
Dimensionamento da Viga:
 → 
 
Adotando a = 6” → a = 15,0 cm
 
→ b = 26,82 cm
Adotando b = 30 cm → b = 12”
V4 e V5 terão 15 cm x 30 cm ou seja, 6” x 12”
Verificação ao Cisalhamento:
 = 12,825 Kg/cm² < 
adm = 15,40 Kg/ cm² (Ok)
Viga V3 = V6
Momento Fletor:
M = 2.164,22 kgm
Esforço Cortante:
Q = 1.923,75 kg
Dimensionamento da Viga:
 → 
 
Adotando a = 4” → a = 10,0 cm
 
→ b = 23,22 cm
Adotando b = 25 cm → b = 10”
V3 e V6 terão 10 cm x 25 cm ou seja, 4” x 10”
Verificação ao Cisalhamento:
 = 11,54 Kg/ cm² < 
adm = 15,40 Kg/ cm² (Ok)
Viga V1 = V2
Momento Fletor:
M = 2.847,65 kgm
Esforço Cortante:
Q = 2.531,25 kg
Dimensionamento da Viga:
 → 
 
Adotando a = 4” → a = 10,0 cm
 
→ b = 26,64 cm
Adotando b = 25 cm → b = 10”
V1 e V2 terão 10 cm x 25 cm ou seja, 4” x 10”
Verificação ao Cisalhamento:
 = 15,19 Kg/ cm² < 
adm = 15,40 Kg/ cm² (Ok)
Viga V7 = V8 = V9 = V10
Momento Fletor:
M = 683,44 kgm
Esforço Cortante:
Q = 607,50 kg
Dimensionamento da Viga:
 → 
 
Adotando a = 3” → a = 7,5 cm
 
→ b = 15,07 cm
Adotando b = 15 cm → b = 6”
V1 e V2 terão 7,5 cm x 15 cm ou seja, 3” x 6”
Verificação ao Cisalhamento:
 = 8,10 Kg/ cm² < 
adm = 15,40 Kg/ cm² (Ok)
Dimensionamento dos Pilares
 = 829,00 kg/cm²
Ec = 180.540 kg/cm²
Se λ > λo → 
 
Pilar P1= P2 = P3 = P4 
P1 = R1V1 + R2V3 + 0,5R2V4 + 0,5R2V5 + R1V7 + R2V10
P1 = 4.455,00 + 1.923,75 + 3.847,50 + 607,50 + 607,50
P1 = 11.441,25 Kg → Pilar 1 – 6” x 6”
P2 = R2V1 + R1V6 + 0,5R2V4 + 0,5R2V5 + R2V7 + R1V10
P2 = 4.455,00 + 1.923,75 + 3.847,50 + 607,50 + 607,50
P2 = 11.441,25 Kg → Pilar 2 – 6” x 6” 
P3 = R1V3 + R1V2 + 0,5R1V4 + 0,5R1V5 + R1V9 + R1V8
P3 = 4.455,00 + 1.923,75 + 3.847,50 + 607,50 + 607,50
P3 = 11.441,25 Kg → Pilar 3 – 6” x 6”
P4 = R2V2 + R2V6 + 0,5R1V4 + 0,5R1V5 + R2V8 + R2V10
P4 = 4.455,00 + 1.923,75 + 3.847,50 + 607,50 + 607,50
P4 = 11.441,25 Kg → Pilar 4 – 6” x 6”
6. Referências
MOTA, Cláudio. Construção de estruturas de Aço e Madeira. Recife: EDUPE, 2008;
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DENORMAS TÉCNICAS (1997). NBR 7190 – Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro.
PFEIL, Walter. PFEIL, Michèle. Estruturas de Madeira. 6ª edição. São Paulo: LTC, 2003.
INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS
 Disponível em < http://www.ipt.br/informacoes_madeiras/38.htm > Acesso em 27/10/2016 .
4,50 m
4,50 m
3.847,50 kg
3.847,50 kg
2,25 m
2,25 m
2,25 m
2,25 m
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