Aula_05_Madeiras

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Profº Ms. Engº Civil Claiton de Oliveira Souza 
Ponte no parque Tingui 
Curitiba 
Universidade Livre do 
Meio Ambiente - Curitiba 
Introdução 
A utilização de madeira na construção não é nenhuma 
novidade. 
Desde a antiguidade: 
 
– É utilizada seja de uma maneira funcional 
(estrutura, cobertura, etc.), seja de maneira 
decorativa. 
• A madeira é um dos materiais de utilização mais 
antiga nas construções 
• Foi utilizada por todo o mundo: 
– Civilizações primitivas / Civilizações desenvolvidas 
– Oriente / ocidente. 
Introdução 
Modelo comum na Noruega 
Ano:1250 
Nova Guiné 
Indonésia 
Réplica de Construção 
medieval polonesa em 
madeira. 
 Bosque do Papa - Curitiba 
Introdução 
• O que mudou com o tempo foram as técnicas de 
construção com madeira, seu melhoramento em 
relação à resistência ao tempo e a forma que este 
material é utilizado na arquitetura. 
Introdução 
• Muita coisa hoje em dia que é feita com madeira tem 
a mesma resistência de uma estrutura construída com 
outro material. 
• O conforto numa casa de madeira é percebido 
através da manutenção de uma temperatura sempre 
estável, em qualquer época do ano. 
• Algumas características marcantes: 
 - Isolantes naturais (térmico e acústico) 
Introdução 
• No início da colonização do Brasil a madeira maciça 
foi largamente explorada!!! 
• Nesta lei existia uma lista das melhores madeiras para 
serem usadas na Construção Civil. 
• Para que essa exploração não fosse feita de forma 
indiscriminada, foi criada pelo império uma lei para 
evitar o esgotamento das reservas das melhores 
madeiras. 
• É por isso que hoje em dia se denomina “madeira de 
lei” uma madeira que possui boas qualidades. 
Introdução 
São exemplos de madeiras de lei: 
• Angelim 
• Ipê 
• Jatobá 
• Maçaranduba 
Introdução 
• Madeira – material anisotrópico 
 – Resistência depende da direção de aplicação da 
carga. 
Introdução 
Cerne: parte do tronco constituído 
de células mortas. É em geral 
preferido para usos em que se 
requeira durabilidade e resistência 
mecânica. 
• Madeira 
– Resistência depende da posição na estrutura 
fisiológica do tronco. 
Alburno: porção viva do tronco. 
Possui células menos resistentes do 
que as do cerne. 
Introdução 
• Madeira 
– A presença de nós reduz significativamente a 
resistência mecânica da madeira. 
Introdução 
Pedra = arco 
Pedra = vão reto robusto 
• Madeira 
– Antiguidade: Quais os materiais baratos para vencer 
um vão? 
Madeira = vão reto 
Concreto armado 
mudou isso. 
Introdução 
• Motivos da decadência da madeira: 
– Revolução industrial: Inglaterra impõe a arquitetura 
em metal. 
– Invenção do concreto armado: técnicos de nível 
superior concentraram seus estudos no novo 
material. 
Observação: Os mestres de obras, ainda guardaram pôr 
algum tempo o conhecimento prático sobre estruturas 
de madeira. 
Introdução 
Madeira no Brasil: 
– Está limitado o uso de peças robustas, pois isso vai 
de encontro a ideia de preservação das florestas 
naturais. 
– Para se usar peças robustas se tem partido para a 
utilização de madeira laminada colada que deve ser 
produzida com madeira certificada.. 
Introdução 
Um mito: 
• Construções de madeira estão ligadas às 
construções populares. 
Trabalho em 
mutirão 
Introdução 
Obras importantes: 
• Estruturas de madeira são utilizadas em construções 
importantes. 
Ginásio do Tarumã 
Curitiba 
Torre de rádio Gliwice 118 m com 
estrutura de madeira 
Introdução 
Obras importantes: 
• Estruturas de madeira são utilizadas em construções 
importantes. 
Superior Dome Marquette, 
Michigan, EUA 
Lower Burnett Road Bridge 
Buckley, Washington, USA 
Introdução 
Pontes: 
Introdução 
Pontes Cobertas 
Ponte L’Anse St 
–Jean, Amqui, 
Quebec, Canadá. 
Snoqualmie 
Pedestrian Bridge, 
Washington, USA 
Introdução 
Pontes Arcos Colados 
Lower Burnett Road Bridge Buckley, 
Washington USA. 
Introdução 
Pontes Arcos Colados 
Introdução 
• Desenvolvimento da tecnologia do uso de madeira 
nas estruturas permitiu que ela fosse utilizada não só 
para pequenas construções como também em 
edificações maiores. 
Choparia Bavarium Park 
Curitiba 
Introdução 
• Noruega - Igrejas 
Introdução 
• Curitiba - Igrejas 
Memorial Ucraniano 
Bosque Alemão 
Introdução 
Oráculo de lago Expo 
Arq. Thomas Herzog 
• É verdade? Está limitada a estruturas populares? 
Introdução 
– Estrutura de um mesmo galpão foi construída em madeira, 
concreto, ferro e alumínio. 
Material estrutural Energia despendida 
Madeira 1 unidade 
Concreto 6 unidades 
Ferro 16 unidades 
Alumínio 160 unidades 
• Economia de energia 
Experiência realizada na Suíça: 
– Uma comparação da energia despendida desde a fabricação dos 
materiais ate o final da obra apresentou o seguinte quadro: 
Introdução 
 – Concreto armado 
MATERIAL 
• Simplicidade - concreto armado X madeira na obra: 
• Cimento 
• Madeira (descartável) 
• Pregos 
• Parafusos 
• Arame 
• Vergalhões 
• Areia 
• Brita 
• Água 
• Aditivos 
• Acabamentos diversos. 
– Madeira 
MATERIAL 
• Madeira 
• Prego 
• Parafusos 
Introdução 
 – Concreto armado 
Mão de Obra 
• Simplicidade - concreto armado X madeira na obra: 
• Carpinteiros 
• Armadores de ferro 
• Pedreiros 
• Ajudantes. 
– Madeira 
Mão de Obra 
 
• Carpinteiros 
• Armadores de ferro 
Introdução 
 – Concreto armado 
Equipamentos: 
• Simplicidade - concreto armado X madeira na obra: 
• Serra circular 
• Furadeira 
• Tesoura de cortar ferro 
• Chave de dobrar ferro 
– Madeira 
Equipamentos: 
• Serra circular 
• Furadeira 
• Sargentos 
• Betoneira 
• Vibrador 
• Sargentos 
Sustentabilidade 
– que as madeireiras procurem a utilização de madeiras de 
reflorestamento (certificadas), porque a extração é 
controlada e não agride o meio ambiente. 
– Forma de exigir: Selo FSC (Forest Stewardship Council) 
de certificação ambiental que assegura que a madeira é 
de origem responsável. 
• Meio ambiente – Certificação de origem 
Sustentabilidade 
– A madeira é composta principalmente de carbono; 
– Retira CO2 da atmosfera; 
• Meio ambiente – Fixador de CO2 
– O uso de madeira, certificada, como elemento permanente 
em uma edificação durável é uma forma de fixar carbono; 
– Madeira é considerada um fixador de CO2; 
– Média 28,5 t de CO2 em uma casa wood frame de 116 
m²; 
Tipos de Estruturas 
• Estruturas de madeira bruta 
• Estruturas de madeira plana 
• Wood frame 
Tipos de Estruturas 
• Estruturas de madeira bruta 
• Estruturas de madeira plana 
Concepção semelhantes a 
uma estrutura de concreto 
armado sustentada por 
pilar e vigas. 
Tipos de Estruturas 
• Wood Frame 
Semelhante a concepção 
da alvenaria estrutural. 
(paredes portantes) 
Tipos de Estruturas 
Espécies de madeiras mais usuais: 
– Estruturas de madeira bruta; 
• Eucalipto autoclavado; 
– Estruturas de madeira plana 
• Pinho; 
• Cambará; 
• Itaúba; 
• Tauari... 
– Wood frame; 
• Ripamento e vigotes: Pinho; cambará ... 
• Chapas compensadas: pinus, virola, ... 
Edificação com estrutura 
de eucaliptos auto clavados 
e elevações em drywall com 
chapas cimentícias nas 
paredes externas 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• As construções de madeira têm a grande vantagem de 
que praticamente qualquer elemento estrutural pode 
ser reparado ou substituído. 
• Condição impensável para estruturas de concreto. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
 – Regra geral: 
• As mais claras estão mais sujeitas a proliferação 
de fungos, que causam manchas e 
apodrecimento. 
• Sobre a madeira: 
• As madeiras mais escuras são mais duráveis 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
• Usa-se a expressão “madeira branca”: 
 
“...qualquer essência florestalde contextura mole, e 
de segunda qualidade, seja qual for a cor do seu 
lenho”. 
Dicionário Aurélio 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
• Processo de conservação: 
 - Deve ser iniciado no tratamento da madeira e 
prolongado até a manutenção. 
- Tratamento: - consiste em introduzir produtos 
químicos dentro da madeira, tornando-as tóxicas 
aos organismos que a utilizam como fonte de 
alimento 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
- Processo de conservação: 
• A aplicação dos produtos na madeira pode ser 
realizada: 
– Sem pressão (impregnação superficial) 
 
– Com pressão: a impregnação é profunda e 
realizada por meio de uma autoclave 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
– Com pressão: a impregnação é profunda e 
realizada por meio de uma autoclave 
Usinas para tratamento de 
madeira sob pressão 
 
Objetivo: impregnar 
profundamente a 
madeira com produtos 
inseticidas e fungicidas, 
protegendo-a contra o 
apodrecimento, o cupim 
e outros agentes 
biológicos. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
– Processo de conservação: 
• Autoclave: disponível em usinas de preservação de madeiras; 
• "Os tratamentos proteção realizado sem pressão conferem à 
madeira uma proteção limitada contra organismo xilófagos, 
sendo recomendados para preservação de peças que estarão 
sujeitos a baixo risco de deterioração biológica”. (Sérgio 
Brazolim – Biólogo) 
 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
– Cuidados Pertinente: 
• É sempre conveniente reduzir a umidade do meio no qual se 
encontram as partes da obra.; 
 Convém proteger vigas da intempérie 
 Permitir a aeração das peças 
 As uniões não devem estar perto do solo e do nível da água 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
– Cuidados Pertinente: 
 Um dos grandes problemas nas estruturas de madeira é o 
ataque por fungos que causa o apodrecimento. 
 Isto depende diretamente da quantidade de água na madeira; 
 Umidade de equilíbrio < que 20% é considerado insuficiente 
ação dos fungos 
• Umidade ideal para proliferação: 40 a 75% 
• Temperatura ideal para proliferação: 25 30 ºC 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Sobre a madeira: 
– Cuidados Pertinente: 
 Além dos fungos: Cupins, formigas, abelhas carpinteiras, 
besouros e brocas de mariposas. 
Cupins Besouros Broca 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Recomendações quanto à implantação da obra:: 
 É recomendável fixar o imóvel elevado no terreno. 
China 
Ano da foto: 1936 
Foto do Profº Zanine Caldas 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Recomendações quanto à implantação da obra:: 
 É recomendável fixar o imóvel elevado no terreno. 
Vantagens: 
• Favorece a manutenção. 
• Isola do contato com o solo. 
• Ajuda na ventilação das 
peças de madeira. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Recomendações quanto à implantação da obra:: 
o Mesmo elevado, alguma parte de madeira precisa servir de apoio 
na base. 
 Não deixar a madeira em contato direto com o terreno. 
 
 Colocar sapatas para o apoio de pilares, que devem ser impermeabilizadas 
para evitar o ascensão de umidade até o encontro com a madeira. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Recomendações quanto à implantação da obra:: 
Certo ou Errado? 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Recomendações quanto à implantação da obra:: 
Certo ou Errado? 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Recomendações quanto à implantação da obra:: 
• As estruturas não devem ter uniões susceptíveis a umidade. 
 
• Todas as peças devem estar bem ventiladas, podendo receber 
água ocasionalmente desde que não permaneça úmida e muito 
menos encharcada continuamente. 
• Evitar rachaduras nas lajes e fundações e proceder à correta 
vedação quando verificadas, para dificultar o acesso de cupins. 
 
• Deixar espaço livre entre o forro e a cobertura para ventilação. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• A execução: 
• Ser típico de marcenaria com ligações realizadas por entalhes 
pregados, parafusados ou fixados com chapas denteadas. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Apoio de Pilares: 
• Deve evitar o contato direto do solo com a base do pilar. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Apoio de Pilares: 
Para isso, são utilizadas peças metálicas de transição. 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Apoio de Pilares: 
- Cuidado com alguns detalhes 
Muito próximo do chão 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Apoio de Pilares: 
- Cuidado com alguns detalhes 
Detalhe facilita o acúmulo de água 
Estruturas de madeira bruta ou madeira plana 
• Apoio de Pilares: 
- Cuidado com alguns detalhes 
Mais ou menos 
importante em 
função das condições 
de exposição: 
Incidência de chuva 
ESTRUTURA PORTANTE DE VIGA E PILAR 
CARACTERÍSTICAS DAS CONSTRUÇÕES EM ESTRUTURA DE VIGA E PILAR DE 
MADEIRA 
A estrutura 
das casas em 
madeira 
pode ser 
composta de 
pilares 
portantes e 
vigas 
principais 
como 
disposto no 
desenho. 
Piso Vigas 
Secundárias 
Pilar 
Viga Principal 
Base de Concreto 
Cabo de aço 
Elemento de contraventamento 
ESTRUTURA PORTANTE DE VIGA E PILAR 
CARACTERÍSTICAS DAS CONSTRUÇÕES EM ESTRUTURA DE VIGA E PILAR DE 
MADEIRA 
As vigas secundarias estão posicionadas unidirecionalmente sobre as vigas 
principais. 
Em geral, essas estruturas possuem um vão máximo de madeiras maciças 
de 4 a 5m de vão. 
Quando os vãos são maiores, recomenda-se trabalhar com madeiras 
laminadas. 
As vigas secundárias apresentam uma distância que varia de 40 a 60cm 
uma da outra. Em geral a estrutura de madeira deve ser contraventada e 
estabilizada ao vento. 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
Viga Secundária 
6x16 
Viga Principal 
 6x16 
Pilar 20 x 20 
Viga Secundária 
6x16 
Viga Principal 
10x30 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
Fonte Construire em Bois, Adaptado por Meireles ; Silva 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
EM AMBAS AS SITUAÇÕES OS PROFISSIONAIS DEVEM TRABALHAR COM A 
LIGAÇÃO ASSOCIADADA A UMA LIGAÇÃO POR PREGOS OU PARAFUSOS. 
CORTE 
Parafusos 
Viga 
Secundária 
Viga 
Principal 
Pilar 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
EM AMBAS AS SITUAÇÕES OS PROFISSIONAIS DEVEM TRABALHAR COM A 
LIGAÇÃO ASSOCIADADA A UMA LIGAÇÃO POR PREGOS OU PARAFUSOS. 
CORTE 
Parafusos 
Viga 
Secundária 
Viga 
Principal 
Apoio 
Pilar 
CORTE 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
Obs: Tomar cuidado ao utilizar a ligação abaixo, pois o esforço fica perpendicular à fibra. 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
Obs: Tomar cuidado ao utilizar a ligação abaixo, pois o esforço fica perpendicular à fibra. 
Viga 
Secundária 
Viga 
Principal 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA. 
Pilar Interno 
Fonte: Construire Em Bois 
Pilar para uso interno 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA. 
Pilar Externo 
Fonte: Construire Em Bois 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA. 
Pilar com chapa interna, encostado da base 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA. 
Pilar com chapa interna, afastado da base 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA. 
Pilar em tora com chapa interna. Para uso em pilar interno 
Parafusos 
Chapa de aço por dentroParafusos 
Chapa de aço por dentro 
Parafusos 
Chapa de aço 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA. 
Pilar em tora com chapa externa. Para uso em pilar externo 
Parafusos 
Chapa de aço por fora 
Parafusos 
Chapa de aço 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES E CONEXÕES METÁLICAS. 
As ligações representam um importante ponto no 
dimensionamento das estruturas de madeira. 
As ligações representam um importante ponto no 
dimensionamento das estruturas de madeira. 
A norma de madeira brasileira considera pinos metálicos, 
cavilhas de madeira e conectores metálicos. 
Os pinos metálicos são os parafusos e pregos. Os conectores 
metálicos podem ser conectores em L, conectores em T, 
chapas de aço (para os estribos, presilhas), chapas denteadas 
( tipo Gang-Nail) e anéis metálicos. 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES E CONEXÕES METÁLICAS. 
O diâmetro mínimo dos pregos é de 3 mm com tensão de 
escoamento mínima de 600Mpa 
O diâmetro mínimo dos parafusos é 10 mm com tensão de 
escoamento mínima de 240Mpa 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
CONECTOR UTILIZADO PARA PEÇAS SUBMETIDAS A TRAÇÃO - Chapas de 
aço associados com parafusos 
Parafuso 
Chapa de aço 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
CONECTOR GANG-NAIL ( CHAPA DENTADA ) 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
CONEXÃO EM SANDUÍCHE COM REFORÇO EM MADEIRA 
Reforço de 
Madeira 
Parafusos 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
LIGAÇÕES PILAR E VIGA / VIGA SECUNDÁRIA E PRINCIPAL 
Conector Metálico Tipo T 
= 10 mm 
ou maior 
Conector metálico tipo T ( conector utilizado nas ligações de vigas principais e secundárias e ligação 
de pilar e viga) 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
LIGAÇÕES PILAR E VIGA / VIGA SECUNDÁRIA E PRINCIPAL 
Conector metálico tipo L ( conector utilizado nas ligações de vigas principais e secundárias 
e ligação de pilar e viga) 
Chapa em “L” ou 
Cantoneira 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
LIGAÇÕES PILAR E VIGA / VIGA SECUNDÁRIA E PRINCIPAL 
Conexão com peças metálicas 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
LIGAÇÕES PILAR E VIGA / VIGA SECUNDÁRIA E PRINCIPAL 
Conexão a partir do encaixe 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
PILARES COMPOSTOS 
Almofada 
PILARES 
COMPOSTOS 
DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA 
LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL. 
PILARES COMPOSTOS 
PILARES EM 
TRELIÇAS