CMAD-AULA 4_PROPRIEDADES MADEIRA_DPADAP

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CONSTRUÇÕES DE MADEIRA_REV0 – Prof. Patricia de Almeida Página 1 
AULA 4 – CONSTRUÇÕES DE MADEIRA 
 
Textos e exercícios extraídos do livro Estruturas de Madeira de Walter/Michèle Pfeil, Revista Téchne, 
Carlito Carlil Neto, Alan Dias, USP São Carlos e NBR 7190/2010 
 
1. PROPRIEDADES MECÂNICAS 
A madeira pode sofrer solicitações de compressão, tração, cisalhamento e flexão. Ela tem 
resistências com valores diferentes conforme variar a direção da solicitação em relação às 
fibras e também em função do tipo de solicitação. Isso significa que, mesmo mantida uma 
direção da solicitação segundo às fibras, a resistência à tração é diferente da resistência à 
compressão. Além disso, as propriedades mecânicas de cada peça, de uma determinada 
madeira, variam de acordo com: 
• Teor de umidade 
• Tempo de duração da carga 
• Ocorrência de defeitos 
 
 
1.1 Compressão 
A compressão na madeira pode ocorrer segundo três orientações: 
• Paralela: as forças agem paralelamente ao 
comprimento das células. As células reagindo em 
conjunto conferem uma grande resistência da madeira à compressão. 
• Normal: solicitação perpendicular às fibras, a madeira apresenta resistências 
menores que na compressão paralela, pois a força é aplicada na 
direção normal ao comprimento das células, direção na qual 
possuem baixa resistência. Os valores de resistência à compressão 
normal às fibras são da ordem de 25% dos valores de resistência à 
compressão paralela. 
• Inclinada em relação às fibras: age tanto paralela como 
perpendicularmente às fibras. 
 
1.2 Tração 
A tração pode ocorrer: 
• Para le la às fibras: a ruptura por tração paralela 
pode ocorrer por deslizamento entre as células 
ou por ruptura das paredes das células. 
 
 
 
 
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Provoca alongamento das células ao longo do eixo longitudinal. Baixos valores de 
deformação para ruptura, o que a caracteriza como frágil com altos valores de 
resistência. 
• Normal às fibras: a resistência de ruptura por tração normal às fibras apresenta 
baixos valores de deformação. A solicitação age na direção 
normal ao comprimento das fibras, tendendo a separá-las, 
afetando a integridade estrutural e apresentando baixos 
valores de deformação. Pela baixa resistência apresentada 
pela madeira sob este tipo de solicitação, essa deve ser 
evitada nas situações de projeto. 
 
1.3 Cisalhamento 
O cisalhamento na madeira pode ocorrer sob três formas: 
 
• ação perpendicular às fibras: este tipo de solicitação não é crítico, 
pois, antes de romper por cisalhamento, a peça apresentará 
problemas de esmagamento por compressão normal. 
• ação aplicada no sentido longitudinal às fibras 
(cisalhamento horizontal): tendência das células da 
madeira separarem e escorregarem longitudinalmente. 
Caso mais crítico: rompe por escorregamento entre as células da madeira. 
• ação perpendicular às linhas dos anéis de crescimento (cisalhamento rolling): 
tendência das células da madeira rolarem umas sobre as 
outras de forma transversal em relação ao eixo 
longitudinal. 
 
 
1.4 Flexão 
Na flexão simples, ocorrem quatro tipos de esforços: 
• compressão paralela às fibras 
• tração paralela às fibras 
• cisalhamento horizontal 
• regiões dos apoios: compressão normal às fibras. 
 
1.5 Torção 
 
 
 
 
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O comportamento da madeira, quando solicitada por torção, é 
pouco investigado. A NBR7190/97 recomenda evitar a torção de equilíbrio em peças 
de madeira em virtude do risco de ruptura por tração normal às fibras decorrente do 
estado múltiplo de tensões atuante. 
 
2. VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MADEIRA DE CADA 
ESPÉCIE 
2.1 Fatores de maior influência 
• Posição na árvore 
• Defeitos na textura da madeira 
• Decomposição 
• Umidade 
• Tempo de duração da carga 
 
2.2 Posição da peça na árvore 
Não influi na resistência. Resistência e densidade são maiores na base da árvore e nas 
camadas interiores, entre a medula e o anel anual médio. 
 
2.3 Influência de defeitos na resistência 
Tem enorme influência na resistência. 
• Nós: tem efeito predominante na redução da resistência a tração. Também tem 
efeitos na resistência à compressão e ao cisalhamento. Defeitos na secagem e 
decomposição também reduzem a resistência. Produz concentração de tensões. 
• Fibras reversas: Reduz a resistência, em especial nas peças tracionadas. 
• Nós + Fibras Reversas: Reduz muito a resistência à tração paralela às fibras. 
• Fendas e ventas: Influencia a resistência ao cisalhamento paralelo às fibras. 
 
2.4 Influência da umidade na resistência 
Grande efeito sobre as propriedades da madeira. 
• Aumento de umidade redução da resistência até o ponto de saturação 
das fibras. Acima do ponto de saturação das fibras (U=30%), se mantém constante. 
• Propriedades começam a aumentar em um valor médio de U=25%. 
 
 
 
 
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• Abaixo de U= 25% até U=2%: relação aproximadamente linear na variação das 
propriedades. 
 
2.5 Influência do tempo de duração da carga na resistência (Ruptura Retardada) 
A perda de resistência com o tempo de duração da carga pode ser entendida como uma 
acumulação de danos. A umidade neste caso terá bastante influência para a vida útil da 
peça. 
 
2.6 Fluência da madeira 
Sendo um material viscoelástico (classe de materiais que ao deformar-se, sofrem 
simultaneamente deformações elásticas e viscosas), apresenta deformações que 
dependem do histórico do carregamento. Apresenta a deformação elástica acrescida 
de deformação com o tempo da carga constante. Somente uma parte da deformação é 
recuperada, quando se retira a carga. 
A MADEIRA SOFRE DEFORMAÇÃO LENTA (FLUÊNCIA) SOB AÇÃO DE CARGAS 
DE ATUAÇÃO DEMORADA. 
 
2.7 Relaxação da madeira 
Impondo-se uma deformação constante à madeira, a tensão elástica inicial sofre 
relaxação, sendo reduzida de seu valor inicial. 
 
2.8 Influência da temperatura na resistência 
A resistência é reduzida com elevação da temperatura e vice-versa. 
Para condições normais de obras de madeira, as flutuações de temperatura são 
transitórias e não são levadas em consideração. 
 
2.9 Resistência à fadiga (cargas cíclicas) 
A resistência das madeiras é, em geral, superior à dos metais (material cristalino). O 
efeito de fadiga não é considerado nos dimensionamento, em função das tensões 
adotadas. 
 
2.10 Resistência a efeitos de curta duração 
A resistência sob ação de curta duração, é maior do que a obtida em ensaios rápidos 
(5min). Sob a ação de impacto, a madeira apresenta módulo de elasticidade elevado.