Aula_05_Estruturas_de_Madeira

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30/9/2011
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CAMPUS CATALÃO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Estruturas de Madeira
Tópico:
Ações e Segurança em Projetos de Estruturas de 
Madeira
Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1
CONTEÚDO:
1. Introdução
2. Hipóteses Básicas de Segurança
3. Ações nas Estruturas de Madeira
4. Carregamentos
5. Situações de Projetos a Serem Consideradas
6. Combinações de Ações
7. Exemplos de Aplicação
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1- Introdução
• Memorial justificativo;
• Desenhos (devem atender o Anexo A);
• Plano de execução, quando há particularidades do projeto que interfiram
na construção (seqüência de execução e juntas de montagem).
Composição do Projeto de Estruturas de Madeira (NBR 7190/1997):
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1- Introdução
Memorial Justificativo:
• Descrição do arranjo global tridimensional da estrutura;
• Ações e condições de carregamento admitidas, incluídos os percursos de
cargas móveis;
• Esquemas adotados na análise dos elementos estruturais e identificação
de suas peças;
• Análise estrutural;
• Propriedades dos materiais;
• Dimensionamento e detalhamento esquemático das peças estruturais;
• Dimensionamento e detalhamento esquemático das emendas, uniões e
ligações.
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2- Hipóteses Básicas de Segurança
Estados Limites - estados a partir dos quais a estrutura apresenta desempenhos
inadequados às finalidades da construção.
Estados Limites Últimos - estados que por sua simples ocorrência determinam
a paralisação, no todo ou em parte, do uso da construção. São caracterizados
por:
• Perda de equilíbrio, global ou parcial, admitida a estrutura como corpo
rígido;
• Ruptura ou deformação plástica excessiva dos materiais;
• Transformação da estrutura, no todo ou em parte, em sistema hipostático;
• Instabilidade por deformação;
• Instabilidade dinâmica (ressonância).
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Estados Limites de Utilização - estados que por sua ocorrência, repetição ou
duração causam efeitos estruturais que não respeitam as condições
especificadas para o uso normal da construção. São caracterizados por:
• Deformações excessivas, que afetem a utilização normal da construção,
comprometam seu aspecto estético, prejudiquem o funcionamento de
equipamentos ou instalações ou causem danos aos materiais de acabamento
ou às partes não estruturais da construção;
• Vibrações de amplitude excessiva que causem desconforto aos usuários
ou causem danos à construção ou ao seu conteúdo.
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2- Hipóteses Básicas de Segurança
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2- Hipóteses Básicas de Segurança
Condição de Segurança:
• Sd - solicitação de cálculo;
• Rd - resistência de cálculo;
• Rk – resistência característica ou resistência estimada;
• Kmod – coeficiente de modificação;
• γk– coeficiente de ponderação.
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3- Ações nas Estruturas de Madeira
Ações São as causas que provocam esforços ou deformações 
nas estruturas (NBR 8681).
Ações Permanentes
Ações Variáveis
Ações Excepcionais
Ações Permanentes Pequena variabilidade durante a vida de 
construção
Ações Variáveis Variabilidade significativa durante a vida de construção
Ações Excepcionais Duração extremamente curta, com baixa probabilidade de ocorrência, durante a 
vida da construção
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Cargas usuais
nas estruturas
de madeira
• Peso próprio da estrutura;
• Peso próprio dos materiais e acessórios (aço, revestimentos, piso,
telhas, etc.);
• Sobrecarga de utilização (uso do ambiente, classe da ponte, etc.);
• Sobrecargas de construção e/ou transporte (içamento, etc.);
• Vento;
• Terremotos, nevascas, etc.;
• Impactos vertical e lateral (ferrovias);
• Forças longitudinais (frenagem e aceleração) e centrífugas
(curvas);
• Cargas no guarda-corpo e no guarda-rodas.
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3- Ações nas Estruturas de Madeira
• É constituída pelo peso próprio da estrutura e o das partes fixas não
estruturais;
• Os elementos devem ser considerados com um teor de umidade igual a
12%;
• Na falta de determinação experimental, adotar a densidade aparente
estipulada para a classe de resistência a que pertence a madeira utilizada;
• O peso próprio real da estrutura não pode diferir em mais de 10% do
peso próprio inicialmente admitido no cálculo.
Carga Permanente:
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3- Ações nas Estruturas de Madeira
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• NBR 6120/1980 – Cargas para o cálculo de estrutura de edificações;
• NBR 7187/2003 – Projeto de pontes de concreto armado e de concreto
protendido - Procedimento ;
• NBR 7188/1982 – Carga móvel em ponte rodoviária e passarela de
pedestres;
• NBR 7189/1983 – Carga móvel para projeto estrutural de obras
ferroviárias.
Cargas Acidentais Verticais:
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3- Ações nas Estruturas de Madeira
• NBR 6123/1988 – Forças devidas ao vento em edificações;
• NBR 7190/1997 – Item 5.5.8 (ação do vento sobre veículos e pedestres,
no caso de projetos de pontes e passarelas.
Vento:
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3- Ações nas Estruturas de Madeira
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4- Carregamentos
Classe de 
Carregamento
• É definida pela duração acumulada prevista para a ação
variável principal
Carregamento
• Conjunto de ações com probabilidade não desprezível
de ocorrência simultânea.
• As ações devem ser combinadas de diferentes de
maneira, a fim de se determinar os efeitos mais
desfavoráveis para a estrutura.
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Tipos de Carregamento Normal - Classe
Especial
Excepcional
de Construção
Carregamento Normal
Inclui apenas ações decorrentes do uso
previsto para a construção. Ex: peso-próprio
+ vento
Carregamento Especial
Ações variáveis de natureza ou intensidade
especiais, superando os efeitos para um
carregamento normal. Ex: transporte de
equipamento sobre ponte.
Carreg. Excepcional Ações de efeitos catastróficos. Ex: terremoto.
Carreg. de Construção Procedimentos de construção podem levar a
estados limites últimos. Ex: içar uma treliça.
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4- Carregamentos
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Normal – Classe de Carregamento: longa duração.
Especial – Classe de Carregamento: definida pela duração acumulada
prevista para a ação variável especial.
Excepcional – Classe de Carregamento: duração instantânea.
Carregamento de Construção – Classe de Carregamento: determinada pela
duração acumulada da situação de risco.
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4- Carregamentos
5- Situações e Projeto
Duradouras
Devem ser consideradas em todos os projetos
Duração igual ao período de referência da estrutura
EL Último – Combinações Últimas Normais 
EL de Utilização
Verificar
TransitóriasSituações
Duradouras
Excepcionais
Combinações de Longa Duração
Combinação de Média Duração
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Transitórias
Verificar
Considerar se houver carregamento especial
Duração muito menor que o período de vida da estrutura
EL Último – Combinações Últimas Normais 
EL de Utilização
Combinações de Média Duração
Combinação de Curta Duração
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5- Situações e Projeto
Excepcionais
Estados Limites ÚltimosVerificar
Situações com duração extremamente curta
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5- Situações e Projeto
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6- Combinaçõesde Ações
Combinações para ELU
Comb. Últimas Normais
Comb. Últimas Especiais ou de 
Construção
Comb. Últimas Excepcionais
Combinações para ELS
Comb. de Longa Duração
Comb. de Média Duração
Comb. de Curta Duração
Comb. de Duração Instantânea
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Comb. Últimas Normais
Comb. Últimas Especiais ou de Construção
Tendo em vista que a condição de segurança é para uma situação duradoura, portanto
classe de carregamentos de longa duração e que a resistência de projeto leva em conta
um tempo grande de atuação da solicitação, as ações variáveis FQ1,k e/ou FQj,k deverão
ser reduzidas pelo fator de 0,75.
Onde: ψ0,j,ef é igual ao fator ψ0j adotado nas combinações normais, salvo quando a ação
principal FQ1,k tiver um tempo de atuação muito pequeno, caso em que ψ0,j,ef pode ser
tomado como correspondente a ψ2.
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6- Combinações de Ações
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Comb. Últimas Excepcionais
Comb. de Longa Duração
Comb. de Média Duração
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6- Combinações de Ações
Comb. de Curta Duração
Comb. de Duração Instantânea
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6- Combinações de Ações
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Coeficiente de ponderação para ações permanentes de pequena variabilidade.
Coeficiente de ponderação para ações permanentes de grande variabilidade.
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6- Combinações de Ações
Coeficientes de ponderação para ações permanentes indiretas (incluem os efeitos de
recalque de apoio e de retração dos materiais).
Coeficientes de ponderação para ações variáveis.
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6- Combinações de Ações
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Fatores de combinação
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6- Combinações de Ações
7- Exemplos de Aplicação
01- A treliça da figura está submetida a carregamentos permanentes (grande
variabilidade) e variáveis causados pelo efeito do vento. Os esforços causados nas
barras por esses carregamentos estão indicados Tabela a seguir. Determinar os
esforços de cálculo para o estado limite último, na situação mais crítica (tração ou
compressão axiais) em cada uma das barras.
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Barra
Ação Permanente
Ação Variável (vento)
Sobrepressão Sucção
kgf Kgf Kgf
1-2 -2649 -1267 6731
1-10 2386 1235 -6558
3-4 -2156 -1129 5994
4-5 -1830 -965 5126
4-11 404 234 -1243
4-12 -350 -197 1041
5-12 507 285 -1513
5-13 0 0 0
12-13 1401 662 -3522
(+) Tração Compressão
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7- Exemplos de Aplicação
2) A viga da Figura está submetida a carregamentos permanentes de grande
variabilidade (g), cargas acidentais (q) de longa duração e pressão do vento (w).
Sabe-se que as ações valem g = 40 kgf/m, q = 10 kgf/m e w = 20 kgf/m. Pede-se:
a) a avaliação das combinações para estado limite de utilização;
b) a determinação do valor do momento de cálculo (MB,d) na seção B, para
estado limite último.
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7- Exemplos de Aplicação