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08/09/2017 1 Profª. Msc. Catherine CoelhoProfª. Msc. Catherine Coelho catherine.silva@docentes.unip.brcatherine.silva@docentes.unip.br Sistemas Estruturais (Madeira e Metais)Sistemas Estruturais (Madeira e Metais) Madeira Madeira Nomenclaturas/Propriedades/ResistênciasNomenclaturas/Propriedades/Resistências Capítulo 03Capítulo 03 Shopping Iguatemi - Fortaleza Shopping Iguatemi - Fortaleza 08/09/2017 2 Metropol Parasol - Sevilha Metropol Parasol - Sevilha Metropol Parasol - Sevilha Metropol Parasol - Sevilha 08/09/2017 3 Metropol Parasol - Sevilha Ponte Vechio – Itália Ponte Vihantasalmi – Finlândia Mercat Santa Caterina - Barcelona 08/09/2017 4 Mercat Santa Caterina - Barcelona Mercat Santa Caterina - Barcelona Mercat Santa Caterina - Barcelona Mercat Santa Caterina - Barcelona 08/09/2017 5 Comparação com outros materiais de construção civil. 17 VANTAGENS Produto Natural e Renovável Baixo Consumo Energético Excelente Isolante Térmico e Acústico Fácil de Trabalhar Durabilidade Versatilidade de uso Reutilizável Propriedades Físico-mecânicas DESVANTAGENS Variabilidade Heterogêneo Isotrópico Umidade Vulnerabilidade Agentes Externos Necessidade de Tratamento Combustível Dimensões Limitadas Estrutura e Crescimento da madeira 20 08/09/2017 6 Idade das árvores 21 CLASSIFICAÇÃO Coníferas Madeiras Moles Menor Resistência Menor Densidade Clima Frio Ex.:Pinho do Paraná e os Pinus Pinheiro do Paraná 23 Pinus 24 08/09/2017 7 Coníferas - estrutura fibrosa do lenho 25 CLASSIFICAÇÃO Dicotiledôneas Madeiras Duras Maior Resistência Maior Densidade Clima Quente Ex.: Peroba Rosa, Aroeira, Eucaliptos, Ipê, Maçaranduba, Mogno, Jatobá, entre outras Peroba 27 Ipê 28 08/09/2017 8 Eucalipto 29 Dicotiledôneas – estrutura fibrosa do lenho 30 PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS Material Isotrópico Diferença de propriedades na direção longitudinal, radial e tangencial. PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS Umidade Madeira Verde: caracterizada por uma umidade igual ou superior ao ponto de saturação, ou seja, umidade em torno de 25% Madeira Seca ao Ar: caracterizada por uma umidade adquirida nas condições atmosféricas local, ou seja, é a madeira que atingiu um ponto de equilíbrio com o meio ambiente. A NBR 7190/97 considera o valor de 12% como referência 08/09/2017 9 PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS Densidade Densidade Básica: definida pelo quociente da massa seca pelo volume saturado Densidade Aparente: umidade padrão de referência calculada para umidade a 12% PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS Retratibilidade Redução das dimensões pela perda da água de impregnação da madeira. PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS Resistência ao Fogo Inflamabilidade (propagação do fogo) Em altas temperaturas tem maior resistência que o aço, pois sua resistência não se altera sob altas temperaturas Deterioração da madeira Pode ser de origem: - biológica (fungos, cupins e moluscos); - ação do fogo; 36 08/09/2017 10 Defeitos da madeira 37 NOMENCLATURAS E BITOLAS NOMENCLATURAS E BITOLAS Tipos de madeira de construção madeira maciças: � bruta ou roliça � falquejada � serrada madeira industrializadas � compensada � laminada � recomposta 40 08/09/2017 11 Bruta ou roliça 41 Madeira roliça Madeira Roliça – utilizada em escoramentos, geralmente em pinho do paraná e eucaliptos 42 Falquejada 43 Madeira falquejada Madeira Falquejada – obtidas por corte com machado. As partes laterais cortadas constituem as perdas. 44 08/09/2017 12 45 Falquejada Serradas 46 Madeira serradas Madeira Serrada – produto estrutural mais comum. O tronco é cortado nas serrarias em dimensões padronizadas para o comércio. Comprimento padronizado em 4 e 6m. 47 48 Desdobro da madeira 08/09/2017 13 Dimensões mínimas de madeira serrada. 49 Dimensões padronizadas da madeira serrada. 50 51 - Pranchões 15,0 x 23,0 10,0 x 20,0 7,5 x 23,0 - Vigas 15,0 x 15,0 7,5 x 15,0 7,5 x 11,5 5,0 x 20,0 5,0 x 15,0 Dimensões da madeira serrada (cm) - Caibros – 7,5 x 7,5 – 7,5 x 5,0 – 5,0 x 7,0 – 5,0 x 6,0 - Sarrafos – 3,8 x 7,5 – 2,2 x 7,5 - Tábuas – 2,5 x 23,0 – 2,5 x 15,0 – 2,5 x 11,5 - Ripas – 1,2 x 5,0 Louro Faia - Brasil 08/09/2017 14 Compensada 53 Madeira compensada Madeira Compensada – formada pela colagem de três, cinco ou mais lâminas, alterando-se as direções das fibras em ângulo reto. 54 As chapas de compensado são fabricadas com dimensão de 2,50x1,25m e espessura de 4 e 30mm 55 Laminada 56 Madeira laminada e colada 08/09/2017 15 A madeira laminada e colada é um produto estrutural formado por associação de lâminas de madeira, coladas com adesivo e sob pressão. 57 Recomposta 58 Madeira Recomposta A madeira recomposta desenvolvida a partir de resíduos de madeira serrada coladas sob pressão. Um exemplo o OSB, fabricados com finas lascas de madeira. 59 PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS Compressão Paralela às Fibras Compressão Normal às Fibras Tração Paralela às Fibras Cisalhamento Módulo de Elasticidade 08/09/2017 16 ESPÉCIE DE MADEIRA 61 62 VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA 63 VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA CLASSE DE MADEIRA 64 08/09/2017 17 65 CLASSES DE RESISTÊNCIA Sistemas Estruturais (Madeira e Metais)Sistemas Estruturais (Madeira e Metais) Ligações Metálicas e MadeiraLigações Metálicas e Madeira Capítulo 04Capítulo 04 3.1 TIPOS DE CONECTORES E DE LIGAÇÕES O conectar é um meio de união que trabalha através de furos feitos nas chapas. Tipos de conectares: rebites, parafusos comuns e parafusos de alta resistência. CONECTORES Rebites - são conectores instalados a quente, o produto final apresentando duas cabeças. REBITES 08/09/2017 18 Parafuso comum - Eles têm numa extremidade uma cabeça quadrada ou sextavada e na outra uma rosca com porca PARAFUSO COMUM Os parafusos comuns são instalados com aperto, que mobiliza atrito entre as chapas. Entretanto, o aperto nas chapas é muito variável, não se podendo garantir um valor mínimo. PARAFUSO COMUM Os parafusos de alta resistência, eles podem ser instalados com esforços de tração mínimos garantidos. PARAFUSO ALTA RESISTÊNCIA PARAFUSO - CORTE SIMPLES E DUPLO 08/09/2017 19 3.2 DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS O furo-padrão para parafusos comuns deverá ter uma folga de 1,5 mm em relação ao diâmetro nominal do parafuso. FUROS Como o corte do furo por punção danifica uma parte do material da chapa, considera-se, para efeito de cálculo da seção líquida da chapa furada, um diâmetro fictício igual ao diâmetro do furo (d') acrescido de 2 mm FUROS - EQUAÇÃO Espaçamentos Mínimos Construtivos para Furos do Tipo Padrão FUROS - ESPAÇAMENTO 3.3 DIMENSIONAMENTO DOS CONECTORES E DOS ELEMENTOS DA LIGAÇÃO PROPRIEDADE MEC. CONECTORES 08/09/2017 20 Tipos de Rupturas em Ligações com Conectares RUPTURAS LIGAÇÕES 4.1 TIPOS, QUALIDADE E SIMBOLOGIA DE SOLDAS SOLDA Tipos de Eletroldo ELETROLDO - fw Classificação de Soldas de Eletrodo Quanto à posição do Material de Solda em Relação ao Material-base POSIÇÃO DO MATERIAL DE SOLDA 08/09/2017 21 Classificação Quanto à Posição Relativa das Peças Soldadas POSIÇÃO RELATIVA Posição de soldagem POSIÇÃO DE SOLDAGEM Simbologia de Solda SIMBOLOGIA DE SOLDA Solda de Entalhe SOLDA DE ENTALHE 08/09/2017 22 Dimensão mínima PENETRAÇÃO PARCIAL – TABELA 4.1 Garganta da solda SOLDA FILETE Dimensões mínimas SOLDA FILETE – TABELA 4.2 Dimensões máximasSOLDA FILETE – DIM. MÁXIMA 08/09/2017 23 Ligações Rígidas Ligações Semi-Rígidas Ligações Flexíveis CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAÇÕES Ligação Engastada Ocorre uma restrição à rotação da ordem de 90% Ângulo entre os elementos estruturais que se interceptam permanece essencialmente o mesmo após o carregamento da estrutura Ligações Soldadas Ligações com chapas na alma e mesa do perfil LIGAÇÕES RÍGIDAS Ocorre uma restrição à rotação da ordem de 20% a 90% O momento transmitido através da conexão não é nem próximo de zero como no caso de ligações flexíveis e nem o momento máximo como no caso de conexões rígidas As ligações semi-rígidas são raramente utilizadas, devido à dificuldade de se estabelecer esta relação Ligações com chapas na alma ou mesa do perfil LIGAÇÕES SEMI-RÍGIDAS Ligação Articulada Rotação relativa entre as partes, após o carregamento, atingir 80% A restrição à rotação relativa entre os elementos estruturais deve ser tão pequena quanto se consiga obter na prática Nas vigas, sujeitas à flexão simples, por exemplo, a ligação flexível transmite apenas a força cortante Ligações com chapas na alma ou mesa do perfil LIGAÇÕES FLEXÍVEIS 08/09/2017 24 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A RIGIDEZ EXEMPLO LIGAÇÃO SOLDADA - RÍGIDA EXEMPLO CHAPA DE BASE (a) Rotulada (b) Articulada (c) Engastada Encaixes Cavilhas de Madeira Pregos Cavilhas ou Pinos Metálicos Parafusos Barras Rosqueadas Anéis Metálicos Colas Chapas de Dentes Estampados (Gang-Nail) TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA 08/09/2017 25 Encaixes TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA Encaixes TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA Cavilhas de Madeira TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA Pregos TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA 08/09/2017 26 Cavilhas ou Pinos Metálicos TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA Parafusos TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA Barras Rosqueadas TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA Anéis Metálicos TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA 08/09/2017 27 Colas TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA Chapas de Dentes Estampados (Gang-Nail) TIPOS LIGAÇÕES EM MADEIRA
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