aula 01 - madeira

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ESTRUTURAS DE MADEIRA
Profº Linardy Moura Sousa
Engenheiro Civil
Especialista em Segurança do Trabalho
Mest. Engenharia de Produção
GENERALIDADES
O solo, o clima e as condições locais de onde provem a árvore, a classificação botânica e a fisiologia da árvore, a anatomia do tecido lenhoso, a variação da composição química e possíveis outros fatores, têm influência sobre as características mecânicas da madeira 
No Brasil a madeira é empregada para diversos fins, tais como, em construções de igrejas, residências,depósitos em geral, cimbramentos, pontes (grande utilização do Eucalipto), passarelas, linhas de transmissão de energia elétrica, na indústria moveleira, construções rurais e, especialmente, em edificações em ambientes altamente corrosivos, como à beira-mar, nas indústrias químicas, curtumes, etc
PRECONCEITO QUANTO AO USO DA MADEIRA: desconhecimento do material e de projetos específicos
Caro? Barato?
em relação aos custos, sempre será necessário fazer uma avaliação criteriosa, comparando-se orçamentos provenientes de projetos bem feitos e racionais
Tem resistência?
depende da cultura e dos costumes.
a madeira pode ser proveniente de florestas naturais ou induzidas. (REFLORESTAMENTO)
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Boa resistência : boa resistência a tração, a compressão e a flexão, PORÉM INFERIOR AO AÇO E CONCRETO
Baixo peso
Maleabilidade : pode ser facilmente cortada e moldada utilizando ferramentas simples 
material combustível (DETERIORAÇÃO – AÇÃO FOGO)
Durabilidade 
suscetível as infestações de insetos (DETERIORAÇÃO –ATAQUE BIOLÓGICO)
Aparência ;
Variabilidade : variação considerável de propriedades devido a sua condição de material natural 
*DETERIORAÇÃO – AUMENTO NO CUSTO FINAL
DEFEITOS naturais : fendas, fissuras entre as fibras, o abaulamento, e os nós, resultante do processo de crescimento.
razões ecológicas estejam também pressionando por uma diminuição do seu uso
o seu valor arquitetônico, com textura, cor .
sua estrutura interna é fibrosa e quimicamente seus componentes internos tem um baixo peso atômico - LEVE
 A durabilidade;
Bom desempenho ao fogo
 a madeira é um material renovável (questão ecológica)
 a extração da árvore e o seu desdobro são um processo que envolve baixíssimo consumo de energia, além de ser praticamente não poluente 
 (1 tonelada de aço consome 3000x103 kcal de energia; 1 tonelada de concreto consome 780x103 kcal de energia; 1 tonelada de madeira consome 2,4x103 kcal de energia) e gera grande poluição ambiental 
um material anisotrópico: propriedades variam com a direção considerada; 
 processo reversívela madeira pode ser plantada novamente. 
 concreto, que utiliza grande quantidade de madeira para fôrmas e cimbramentos. É significativo o volume de madeira usada como auxiliar na construção ;
permite a criação de estruturas leves e de construção simples 
 resistência- relativamente baixa,(com peças de dimensões pequenas e as dificuldades associadas com o fato de se obter boas junções estruturais) limitam o tamanho das estruturas sendo elas normalmente de pequenos vãos e com poucos pavimentos. 
Características químicas da madeira
A análise elementar da madeira indica a seguinte composição: 
Carbono... 50 % 
Oxigênio... 43 % 
Hidrogênio... 6,1% 
Nitrogênio... 0,04 – 0,2 % 
Cinzas... 0,26 – 0,6 %
PROCESSO DE FORMAÇÃO DA MADEIRA
Fisiologia da árvore e a formação da madeira
A madeira tem um processo de formação que se inicia nas raízes;
As árvores produtoras de madeira para construção são do tipo EXOGÊNICO – crescem pela adição de camadas externas sobre a casca;
CASCA : Proteção externa da árvore.A morte de uma árvore ocorrerá caso seja feita a extração da casca envolvendo todo o perímetro a qualquer altura do tronco –OBSTRUÇÃO DO FLUXO SEIVA
Alburno :Localiza-se na periferia mais próximo à casca/É a parte mais clara do tronco/Constituído por células vivas /Função: Suporte/ fornece suporte ao tronco, conduz a seiva bruta.
Cerne :Parte mais escura /Constituída por tecido morto/ não tem nenhuma atividade vegetativa /Função:suporte/ não armazena alimento nem faz condução de seiva e funciona somente como suporte
MEDULA – tecido macio, em torno do qual se verifica o primeiro crescimento da madeira.
CLASSIFICAÇÃO DAS MADEIRAS
MADEIRAS DURAS: angiospermas(dicotiledôneas).
Crescimento lento.
Madeira dura, “de lei”.
Peroba,
ipê,
aroeira,
carvalho...
MADEIRAS MACIAS: gimnospermas(coníferas)
Crescimento rápido;
Baixa densidade
Pinheiros
CONÍFERAS
são chamadas de madeiras moles;
menor resistência;
Menor densidade;
típicas de regiões
 de clima frio
DICOTILEDÔNEAS :
São chamadas de madeiras duras;
Maior resistência;
Maior densidade;
Típicas de regiões
 de clima quente
dicotiledônea: PEROBA ROSA
dicotiledônea: AROEIRA
dicotiledônea: EUCALIPTOS
Citriodora,
Tereticornis,
 Robusta,
 Saligna,
 Puntacta, etc.
dicotiledônea: EUCALIPTOS
dicotiledônea: MAÇARANDUBA
dicotiledônea: IPÊ
dicotiledônea: IPÊ
dicotiledônea: ANGICO
dicotiledônea: ANGELIM VERMELHO
Dimensões mínimas especificadas
pela norma brasileira NBR 7190
Propriedades físicas:
Anisotropia : direção corte (radial, longitudinal e tangencial0 prop. Diferenciadas;
Umidade : 
 I –no interior das cavidades das celulas( fibras)
II – agua absorvida nas paredes 
PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS
MADEIRA MEIO SECA SECAR-> EQUILIBRIO
MADEIRA SECA AO AR
RETRAÇÃO – INCHAÇAMENTO – VARIAÇÃO DA UMIDADE
DILATAÇÃO LINEAR
DETERIORAÇÃO : ATAQUE BIOLÓGICO OU COMBUSTÃO
DEFEITOS
HIGROSCOPIA :Capacidade da madeira para absorver humidade da atmosfera
envolvente (entumecimento) e de a perder por evaporação (retracção).
Flexibilidade - Capacidade da madeira para fletir por ação de forças exercidas sobre si, sem quebrar.
Durabilidade – Propriedade que mede a resistência temporal da madeira aos agentes prejudiciais, sem putrificar.
PROPRIEDADES MECÂNICAS: 
Resistência à compressão – Resistência da madeira a forças que tendem a encurtar o seu comprimento.
Resistência à tracção – Resistência da madeira a forças com tendência a estender o seu comprimento
Resistência à flexão – Resistência da madeira a forças ao longo do seu comprimento.
Dureza – Resistência oferecida pela madeira a forças de penetração.
SISTEMAS ESTRUTURAIS
Evolução  devido a evolução dos materiais
TRELIÇAS
VIGAMENTO PARA PISOS
PÓRTICOS
ESTRUTURAS PARA EDIFICAÇÃO
CIMBRAMENTO
Treliças de madeira :
Elementos de constituição :
 - banzo superior
 - banzo inferior
 - montante
 - diagonal
 alternância entre esforços de tração e compressão
O banzo superior é a parte superior da treliça, na qual geralmente são apoiados os demais itens que sustentam o telhado, como as terças, caibros, ripões e telhas.
 o banzo superior tem a mesma inclinação do próprio telhado telha ->escoamento da água proveniente da chuva ( variação minima de 5º telha metálica e de 25º cerâmica)
O banzo inferior fica na parte inferior da treliça, apoia-se sobre estruturas que servem para receber as cargas da treliça;
Montantes são as peças que ligam o banzo superior ao inferior, sempre na vertical, fazendo a transição das cargas entre os componentes da estrutura;
Diagonais : barras inclinadas
Ações de carregamento :
Cargas de distribuição sobre o telhado que se transmitem como forças concentradas aos nós das treliças
Cargas da gravidade – peso próprio/telah/vigas
Ação do vento ( sucção/ pressão)
Dispostas em planos verticais  estabilidade
CONTRAVENTAMENTO
SISTEMA TRIDIMENSIONAL : capaz de reisistir as ações do vento proveniente de qualquer direção.
VIGAMENTO :
TERÇAS
CAIBROS
RIPAS
Vigamento para pisos :
Os pisos ou asoalhos de madeira são constituidos de vigas biapoiados
Calculado para uma carga estática uniformemente distribuida;Vibração excessivas caminhar das pessoas
Inclusão do contraventamento
Norma NBR 7190
PÓRTICOS:
Sistemas portantes usualmente adotados em galpões, estádios, estações e etc
Vãos livres variando entre 20 e 100m
Estruturas biarticuladas e triarticuladas
Facilidade e rapidez na montagem (grua)
Est. Isostática  não sofre variação de temperatura e umidade
Usado contraventamento  rigidez ao conjunto
Ação das cargas dos ventos é absorvidas ;
TIPOS: 
 - Pórtico biarticulado treliçado
 - pórtico biarticulado de alma cheia
 - Pórtico triarticulado em madeira laminada e colada
Estruturas aporticadas para edificações
Sistema constituidos de pisos vigas pilares
As vigas secundárias (pisos)  transfere cargas para vigas principais e estas para os pilares;
Ligação vigas-pilares (conectores ou pinos metálicos)
ESTABILIDADE RIGIDEZ DA LIGAÇÃO
SE AS LIGAÇÕES FOREM RÍGIDAS : As cargas atuam diretamente no pórtico
LIGAÇÕES FLEXÍVEIS : (RÓTULA) – a estabilidade depende do sistema de contraventamento.
Cimbramentos de madeiras
São estruturas provisórias destinadas a suportar o peso de uma estrutura em construção até que se torne autoportante
Elevada resistência/menor peso específico da madeira
Facilidade de montagem e desmontagem
São projetados para resistir aos esforços de modo a garantir a rigidez do sistema com deformações moderadas
Muito utilizado para estruturas auxiliares -fôrmas de estruturas de concreto armado, em vigamento para apoio de formas e em escoramentos.
Formas de madeira – ABCP
Principais requisitos :
 - rigidez (para resistir a cargas sem deformação)
 - estanqueidade (evitar o vazamento da nata)
 - facilidade de montagem e desmontagem
FORMAS :
Substituição de tábuas serradas por chapas de madeira compensada
Redução de juntas
Reaproveitamento
ESCORAS: 
 - madeira roliça
 -calços (nivelamento)
 - ligação (emendas)