Estruturas de Madeira - Aula 01

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Curso: Engenharia Civil
Disciplina: Estruturas de Madeira
Professor: Ramon Reis Rodrigues 
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▪A madeira é, provavelmente, o material de construção mais 
antigo dada sua disponibilidade na natureza e sua relativa 
facilidade de manuseio.
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▪Na construção Civil:
▪Material Definitivo e Permanente = Estruturas e 
Ambientação
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▪Na construção Civil:
▪Elementos Provisórios = 
Andaimes, formas, escoras, etc. 
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▪Reflorestamento
▪“O ciclo de regeneração,
pode facilmente superar o
volume que está sendo
utilizado garantindo a
SUSTENTABILIDADE.
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As 
Gimnospermas
e 
Angiospermas
são as de 
interesse da 
engenharia, 
pois são elas 
que produzem 
madeira.
▪Gimnospermas:
▪Não apresentam frutos.
▪Ordem principal de interesse são as
Coníferas:
▪Flores que se assemelham a cones.
▪Maioria com folhas em forma de
agulha. = ACICULIFOLIADA
▪Raízes pivotante.
▪Madeira mole = “SOFTWOODS”
▪Na América do sul , destacam-se o Pinus e
Araucária.
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▪Angiospermas:
▪São vegetais mais evoluídos.
▪Possuem flores e frutos, os quais
protegem a semente e fornecem
substância nutritivas que
enriquecem o solo onde as
sementes germinarão.
▪Monocotiledôneas e Dicotiledôneas
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▪Angiospermas: Monocotiledôneas
▪Ex.: Capim, cana-de-açúcar, milho,
arroz, palmeiras, bambu, etc.
▪As palmeiras fornecem madeiras não
duráveis = Estruturas Provisórias
▪O bambu apresenta boa resistência
mecânica e pequeno peso específico
= pode ser aplicado como material
estrutural.
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▪Angiospermas: Dicotiledôneas
▪Madeiras duras = “HARDWOODS”
▪Nem todas dicotiledôneas produzem
madeira
▪Ex.: feijão, amendoim, abacateiro, ipê,
peroba, mogno, etc.
▪Principais espécies utilizadas na
construção civil, principalmente as
denominadas “Madeiras de Lei”.
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Madeiras duras
▪Crescimento lento
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Madeiras moles
▪Crescimento rápido
Madeiras duras
▪Crescimento lento
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Madeiras moles
▪Crescimento rápido
Essas categorias distinguem-se pela
estrutura celular dos troncos e não
propriamente pela resistência.
▪Madeiras de Lei
▪São mais pesadas e densas.
▪Resistente ao ataque de fungos e
insetos.
▪Agradável aspecto estético.
▪Valor comercial alto.
▪Ex.: Ipê, mogno, etc.
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▪Raiz:
▪ Ancora a árvore no solo e dele retira
água contendo sais minerais
dissolvidos.
▪Tronco:
▪ Sustenta a copa com sua galharia e
conduz por capilaridade a seiva bruta
e a seiva elaborada.
▪Copa:
▪ Ramos, folhas, flores e frutos
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▪ Casca: proteção externa da
árvore, formada por uma
camada externa morta e fina
camada interna de tecido
vivo e macio.
▪ Alburno: madeira jovem,
mais permeável, menos
denso, mais propensa a
ataque de fungos
apodrecedores, menor
resistência.
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▪ Cerne ou durâmen: com o
crescimento, as células vivas
do alburno tornam-se
inativas e constituem o
cerne, de coloração mais
escura, passando a ter
apenas função de sustentar o
tronco, por isso é mais densa
e resistente.
▪ Medula: tecido macio, em
torno do qual se verifica o
primeiro crescimento da
madeira.
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▪Anéis de crescimento:
▪ Os troncos das árvores
crescem pela adição de
anéis em volta da medula.
▪ Registram a idade da
árvore e servem de
referência para o estudo
de anisotropia da madeira.
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DEFEITOS DAS MADEIRAS
▪É pouco provável a obtenção
da matéria-prima isenta de
defeitos.
▪Por ser material biológico, a
genética determina suas
características físicas e
mecânicas.
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DEFEITOS DAS MADEIRAS
NÓS
▪Defeitos muito comuns.
▪Controle sistemático da poda
reduz a ocorrência desse
problema.
▪Dificulta o processo de
desdobro, aplanaimento,
colagem e acabamento. =
FISSURAS
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DEFEITOS DAS MADEIRAS
DEFEITOS DE SECAGEM
▪Provocados por efeitos da retratilidade do material,
quando perde umidade nos processos de secagem
natural ou artificial.
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DEFEITOS DAS MADEIRAS
DEFEITOS DE SECAGEM
Rachaduras Arqueamento Encurvamento
Colapso
Abaulamento
Torcimento
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DEFEITOS DAS MADEIRAS
DEFEITOS DE SECAGEM
Rachaduras Esmoado
DEFEITOS DAS MADEIRAS
DEFEITOS DE ALTERAÇÃO
▪Provocados por agentes de
deterioração, como fungos,
insetos, etc.
▪Em caso de estrutura em
ambientes nocivos,
recomenda-se inspeção
periódica e a substituição
das peças em que ocorram
incidências. 26
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“Existem diversas espécies, portanto, com 
diferentes propriedades. É necessário o 
conhecimento de todas essas características, 
para um melhor aproveitamento do material.”
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▪Alguns fatores que influenciam:
▪Espécie da árvore.
▪O solo e o clima da região de origem da árvore.
▪Fisiologia da árvore.
▪Anatomia do tecido lenhoso.
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i. Anisotropia
▪Material que não possui as
mesmas propriedades
físicas ou químicas nas
diversas direções em que se
pode analisar.
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T = Tangencial
R = Radial
L = Longitudinal
ii. Higroscopia
▪A madeira absorve umidade da atmosfera
quando seca, e a libera quando úmida, para
manter equilíbrio.
Absorção = INCHAÇO
Liberação = RETRAÇÃO
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ii. Higroscopia
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Rachaduras Arqueamento Encurvamento
Colapso
Abaulamento
Torcimento
As diferentes 
retrações nas três 
dimensões explicam 
a maioria dos 
defeitos na secagem.
iii. Umidade
▪O grau de umidade (U) é o peso de água contido
na madeira, em porcentagem do peso da madeira
seca em estufa (ms).
𝑼(%) =
𝒎𝒖 −𝒎𝒔
𝒎𝒔
∗ 𝟏𝟎𝟎
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𝒎𝒖 = massa úmida
𝒎𝒔 = massa seca
U(%) = teor de umidade
iii. Umidade
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▪O teor de umidade corresponde ao mínimo de
água livre e ao máximo de água de
impregnação.
= PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS (PSF)
iii. Umidade
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iii. Umidade
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iii. Umidade
▪A perda de água até o PSF não causa problemas
para a estrutura da madeira.
▪A partir desse ponto a perda de umidade é
acompanhada pela retração e aumento de
resistência = SECAGEM.
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iii. Umidade
▪Madeira verde = U(%) ≥ PSF, em torno 30%
▪Madeira seca = atingiu o ponto de equilíbrio com
o ambiente.
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iii. Umidade
Ex.: Uma tora de madeira verde de 650 kgf de peso
apresenta, no ponto de saturação, uma umidade de
30%. Considerando a aceleração da gravidade
igual a 10 m/s², o seu peso seco em estufa, em kN,
é:
(A) 4,55 (B) 45,5 (C) 455,0 (D) 50,0
(E) 5,0 39
iii. Umidade
Ex.: Uma tora de madeira verde de 650 kgf de peso
apresenta, no ponto de saturação, uma umidade de
30%. Considerando a aceleração da gravidade
igual a 10 m/s², o seu peso seco em estufa, em kN,
é:
(A) 4,55 (B) 45,5 (C) 455,0 (D) 50,0
(E) 5,0 40
𝑼(%) =
𝒎𝒖 −𝒎𝒔
𝒎𝒔
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝒎𝒖 = 650 kg
U(%) = 30%
𝟑𝟎 =
𝟔𝟓𝟎 −𝒎𝒔
𝒎𝒔
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝟑 ∗ 𝒎𝒔 = 𝟔𝟓𝟎 −𝒎𝒔 ∗ 𝟏𝟎
𝒎𝒔 = 𝟓𝟎𝟎 𝒌𝒈
𝒑𝒆𝒔𝒐𝒔 = 𝟓𝟎𝟎 ∗ 𝟏𝟎 = 𝟓𝟎𝟎𝟎 𝑵 = 𝟓 𝒌𝑵 41
÷ 10
iv. Densidade
▪A umidade apresenta grande influência na
densidade da madeira.
- Densidade Básica - Densidade Aparente
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𝜌 =
𝑚𝑠
𝑉𝑢
𝜌 =
𝑚
𝑣
Massa e 
volume a 12% 
de umidade
iv. Densidade
▪Fatores que influenciam:
▪Espécie
▪Teor de umidade = altera o peso e volume
𝑚𝑢 = 𝑚𝑠 ∗ (1 − 𝑈)
𝑉𝑢 = 𝑉𝑠 ∗ 1 − 𝛼𝑉
▪Fatores externos: clima, solo, adubação, poda.
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𝛼V = Coeficiente de 
inchamento volumétrico
v. Retratibilidade
▪É a redução das dimensões
em uma peça da madeira
pela saída de água de
impregnação.
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vi. Desempenho ao fogo
▪É errado a afirmação de que a madeira não é
resistente ao fogo.
▪Quando bem dimensionada apresenta
desempenho ao fogo superior à de outros
materiais estruturais.
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vi. Desempenho ao fogo
1. exposição ao fogo
2. carbonização camada
externa.
3. carbonização retém o
calor, contendo o fogo.
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vi. Desempenho ao fogo
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▪As estruturas metálicas não
tem reação inflamável, mas
perdem resistência
mecânica rapidamente em
temperaturas elevadas.
vi. Desempenho ao fogo
▪Alguns países preferem construções de madeira
devido ao seu comportamento previsível quanto à
ação de incêndio.
▪Normas já preveem um aumento na espessura da
seção transversal das peças para atender esse
risco. 48
vii. Dilatação linear
▪Longitudinal = 0,3 * 10-5 a 0,45 * 10-5 ºC-1
1/3 do coeficiente de dilatação do aço.
▪Tangencial ou radial varia como peso específico
Madeiras duras = 4,5 * 10-5 ºC-1
Madeiras moles = 8,0 * 10-5 ºC-1
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Vulnerabilidade a ataques biológicos
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▪Depende:
➢Da camada do tronco
onde foi estraída
(alburno é mais
sensível que o cerno).
Vulnerabilidade a ataques biológicos
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▪Depende:
➢Da espécie.
➢Algumas são mais
resistentes que outras.
Vulnerabilidade a ataques biológicos
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▪Depende:
➢Das condições ambientais.
➢Reumidificação
➢Contato com o solo.
➢Agentes biológicos (cupins, fungos, etc.).
Vulnerabilidade a ataques biológicos
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“A baixa durabilidade natural de algumas 
espécies pode ser compensada por um 
tratamento preservativo adequado às peças, 
alcançando-se assim melhores níveis de 
durabilidade, próximos dos apresentados pelas 
espécies naturalmente resistentes.”
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Questionário.
+
Construa um texto dissertativo-argumentativo diante do
Tema “Os desafios do uso da madeira na construção
civil”. Apresente o tema, identifique o problema, e
expresse uma possível solução.
Mínimo de linhas: 25.
Máximo de linhas: 30.
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BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção –
Concreto, Madeira, Cerâmica, Metais, Plástico, Asfalto. 5.
ed. vol. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
PFEIL, Walter; PFEIL, Michèle. Estruturas de Madeira. 6.
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003.