PARTE 02- MADEIRA E SUAS PROPRIEDADES

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ESTRUTURAS DE MADEIRA
 
PARTE 02 – MADEIRA E SUAS PROPRIEDADES
 
DIOGO RAMOS
 
 
 
 
 
1.0 – ANATOMIA DA MADEIRA E CLASSIFICAÇÃO DAS ÁRVORES

1.
As árvores para aplicações estruturais são classificadas em
dois tipos quando a sua anatomia:
As coníferas são chamadas de madeiras moles, pela sua
menor resistência, menor densidade em comparação com
as dicotiledôneas. São típicas de regiões de clima frio. Os
dois exemplos mais importantes desta categoria de madeira
são o Pinho do Paraná e os Pinus.
1.0 – ANATOMIA DA MADEIRA E CLASSIFICAÇÃO DAS ÁRVORES

2.
As árvores para aplicações estruturais são classificadas em
dois tipos quando a sua anatomia:
As dicotiledôneas são chamadas de madeiras duras pela sua
maior resistência; têm maior densidade e aclimatam-se
melhor em regiões de clima quente. Como exemplo temos as
seguintes espécies: Peroba Rosa, Aroeira, os Eucaliptos
Garapa, Canafístula, Ipê, Maçaranduba, Mogno, Pau Marfim,
Faveiro, Angico, Jatobá, Maracatiara, Angelim Vermelho, etc.
1.0 – ANATOMIA DA MADEIRA E CLASSIFICAÇÃO DAS ÁRVORES
 A madeira é um material anisotrópico, ou seja, possui
diferentes propriedades em relação aos diversos
planos ou direções perpendiculares entre si. Não há
simetria de propriedades em torno de qualquer eixo.
1.0 – ANATOMIA DA MADEIRA E CLASSIFICAÇÃO DAS ÁRVORES


Na prática, agrupam-se as direções Radial e Tangencial
em uma única direção, dada a pequena variação das
propriedades nestas duas direções. Esta direção única
costuma receber a denominação de “direção normal às
fibras”.
A outra direção (Longitudinal) também tem uma
denominação comum que é “direção paralela às fibras”.
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 Algumas bitolas comerciais, comuns de serem
encontradas prontas no mercado:
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 A Norma Brasileira para Projeto de Estruturas de
Madeira, NBR 7190, no seu item 10.2 apresenta as
seções e dimensões mínimas exigidas pela norma para
peças usadas em estruturas conforme descrito abaixo:
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 A Norma Brasileira para Projeto de Estruturas de
Madeira, NBR 7190, no seu item 10.2 apresenta as
seções e dimensões mínimas exigidas pela norma para
peças usadas em estruturas conforme descrito abaixo:
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.



Umidade:
 
 
A água contida na madeira se encontra sob diferentes
formas, água livre ou capilar e água de impregnação ou
higroscópica.
Água livre : É a água que se encontra nos lumens dos
elementos vasculares e espaços intercelulares, retidas
por forças capilares, resultando numa condição “verde”
para a madeira.
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.



Umidade:
 
 
A água contida na madeira se encontra sob diferentes
formas, água livre ou capilar e água de impregnação ou
higroscópica.
Água de impregnação : É a água que se encontra nas
paredes celulares, ou seja, aquela que se encontra nas
camadas polimoleculares e nos espaços
submicroscópicos da parede celular, ligada por forças
elétricas.
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 Umidade:
 
 
 
O teor de umidade que correspondente ao mínimo de água livre e
ao máximo de água de impregnação é denominado de ponto
de saturação das fibras (PSF). Para as madeiras brasileiras
esta umidade encontra-se em torno de 30%. A perda de água
na madeira até o ponto de saturação das fibras se dá sem a
ocorrência de problemas para a estrutura da madeira. A partir
deste ponto a perda de umidade é acompanhada pela retração
(redução das dimensões) e aumento da resistência, por isso a
secagem deve ser executada com cuidado para se evitarem
problemas na madeira.
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 Umidade:
 
 
 
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.


Umidade:
 
 
 
Para fins de aplicação estrutural da madeira, a NBR-7190, no seu item
6.2.1 especifica a umidade de 12% como Teor de Referência para
Ensaios e Cálculos.
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 Umidade:
 
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 Umidade:
 
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.


Umidade:
 
 
 
Ao final do processo de secagem há um equilíbrio
dinâmico entre a umidade relativa do ar, em que a
madeira se encontra exposta, e a umidade da madeira,
denominado de umidade de equilíbrio (UE). A umidade
de equilíbrio é, então, função da umidade do ar e da
temperatura ambiente, portanto, podendo ser
especificada para cada região onde será empregada.
 
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 Umidade:
 
 
 
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.


Umidade:
 
 
 
Exércicios:
 
 
 
 
 
 
2.0 – CARCTERÍSTICAS GERAIS DE PEÇAS DE MADEIRAS
EMPREGADAS NAS ESTRUTURAS.
 Densidade:
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades elásticas: São definidos diversos
módulos de elasticidade em função do tipo e da
direção da solicitação em relação às fibras. O
valor básico refere-se ao módulo de elasticidade
longitudinal na compressão paralela às fibras. A
seguir são definidos sucintamente os diversos
valores dos módulos de elasticidade da madeira.
Observar que estes valores são definidos em função
do tipo de solicitação: compressão paralela e
normal, flexão e torção. A NBR 7190/97 considera
que o valor de E é igual para solicitações de
compressão e tração, ou seja, Et = Ec.
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.



Módulo de elasticidade longitudinal na compressão, e
na tração, paralela às fibras (E0):
 
 
 
Módulo de elasticidade longitudinal normal às fibras
(E90):
 
Módulo de elasticidade longitudinal na flexão (EM):
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.


Módulo de Elasticidade Tranversal (G):
 
 
 
 
Coeficiente de POISSON ( ν ):
 
 Não é referido pela NBR-7190.
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência: São diferentes
segundo as três direções principais da madeira, mas
muito parecidas para os eixos Tangencial e Radial.
Por esta razão, como já foi salientado, na prática,
são referidas apenas como as direções paralela às
fibras e normal às fibras.
 
 
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência:
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência:
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência:
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência:
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência:
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência:
 
 
 
 
3.0 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA.
 Propriedades de resistência:
 
 
 
 
4.0 – CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADES DA MADEIRA.
 
 
 
 
4.0 – CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADES DA MADEIRA.
 
 
 
 
4.0 – CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADES DA MADEIRA.
 
 
 
 
4.0 – CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADES DA MADEIRA.
 
 
 
 
4.0 – CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADES DA MADEIRA.
 
 
 
 
4.0 – CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADES DA MADEIRA.
 
 
 
 
4.0 – CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADES DA MADEIRA.
 
 
 
 
5.0 – CLASSES DE RESISTÊNCIA.


Visando-se a padronização, a NBR 7190/1997 adota o
conceito de classes de resistência, permitindo a
utilização de várias espécies com propriedades
similares em um mesmo projeto. O lote deve ter sido
classificado e o revendedor deve apresentar
certificados de laboratórios idôneos para um
determinado lote.
Nesse caso não épreciso adotar a madeira, que varia
muito de região com a espécie, disponibilidade de
mercado e região de construção. O proprietário da
obra e seu fornecedor deverão se adequar à classe
definida em projeto.
 
5.0 – CLASSES DE RESISTÊNCIA.
5.0 – CLASSES DE RESISTÊNCIA.
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
 Os valores característicos das propriedades da
madeira permitem que se obtenham os valores de
cálculo Xd, empregando-se o coeficiente de
modificação (K mod) e o coeficiente de minoração das
propriedades da madeira .
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
6.0 – VALORES DE CÁLCULO


Exemplo 01
 
 
 
 
 
Exemplo 02:
6.0 – VALORES DE CÁLCULO
 Exemplo 03
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Estados limites:
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Estados limites:
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Estados limites:
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Ações: São as causas que provocam o aparecimento de
esforços ou deformações nas estruturas. As forças são
consideradas ações diretas e as deformações impostas
como ações indiretas.
 
 
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Tipos de carregamentos: NBR 8681 : Ações e segurança
nas estruturas - Procedimento
 
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Tipos de carregamentos:
 
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Tipos de carregamentos:
 
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Classe de carregamento: Refere-se ao tempo
acumulado das ações na estrutura.
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Combinações de ações:
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Combinações de ações para estado limite último:
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Combinações de ações para estado limite último:
 
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 
 
 
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA


Exercício 01:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS : Considere a não simultaneidade dos tipos de
vento : vento de sucção e vento de sobrepressão.
 
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA



Exercício 02:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Considerar de grande variabilidade.
OBS : Considere a não simultaneidade dos tipos de
vento : vento de sucção e vento de sobrepressão.
7.0 – CONSIDERAÇÕES SOBRE AÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
 Exercício 03: