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7/23/2019 Estruturas Metlicas e de Madeira 5
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Estruturas Metlicas e de
Aula 5 Propriedades Mecnicas e Bases de
Clculo Madeira
Prof. Eng. Fernando Parucker
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Projeto de estruturas de madeira Propriedades e Bases de Clculo
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Estruturas de Madeira
As propriedades mecnicas e fsicas das espcies de madeira, sodeterminadas por ensaios padroniados em amostras sem defeitos!
Com os ensaios mecnicos definidos no Brasil pela AB"# "B$ %&'( Ane)o B
Para a caracteria*o completa da madeira, as se+uintes propriedadesprecisam ser determinadasa- $esist.ncias / compresso paralela /s fi0rasfce normal /s fi0rasfcn1
Propriedades e Bases de Clculo
es st nc as e tra* o para e a s ras te norma s ras tn1c- $esist.ncia ao cisal2amento paralelo /s fi0rasfv1d- $esist.ncias ao em0utimentofeparalelo e normal /s fi0ras1e- M3dulo de elasticidade na compresso paralela /s fi0ras Ece normal as
fi0rasEcn1
f- 4ensidade Bsica, basdefinida pela rao entre a massa seca e o olumesaturado1 e densidade aparente, aparente, calculada com a massa do corpode proa a &67 de umidade!
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Estruturas de Madeira
As propriedades mecnicas e fsicas das espcies de madeira, sodeterminadas por ensaios padroniados em amostras sem defeitos!
Para a caracteria*o das espcies de madeira, outros ensaios podem ser
efetuados+- Esta0ilidade 4imensional 8 deforma*9es especficas de retra*o e
inc2amento-12- :le)o com c2o;ue, utiliando se p.ndulo de c2arp
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Estruturas de Madeira
Para a caracteria*o das espcies de madeira, outros ensaios podem serefetuados+- Esta0ilidade 4imensional 8 deforma*9es especficas de retra*o e
inc2amento-1
2- :le)o com c2o;ue, utiliando se p.ndulo de c2arp
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Estruturas de Madeira
>rficos das etapas de carre+amento para determina*o de tenso resistente8 fr ? tenso resistente estimada e s ? tenso atuante - e m3dulo de
elasticidade E!
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Estruturas de MadeiraEnsaio de compresso paralelo /s fi0ras! E
mecanismo de ruptura associado a flam0a+em em8c -!
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Estruturas de MadeiraPropriedades e Bases de Clculo
Ensaio de compresso dia+rama tenso ) deforma*o!
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Estruturas de Madeira
Es;uema de ensaio de compresso normal as fi0ras!
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Estruturas de Madeira
>rficos de dia+rama tenso ) deforma*o do ensaio decompresso normal /s fi0ras!
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Estruturas de Madeira
Mecanismo de deforma*o do ensaio de compresso normal /sfi0ras!
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Estruturas de Madeira
Ensaio de compresso normal /s fi0ras em corpo de proa nopadroniado!
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Estruturas de Madeira
Ensaio de tra*o paralela /s fi0ras, demonstra*o do modelo docorpo de proas!
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Estruturas de Madeira
Ensaio de #ra*o paralela as fi0ras, dia+rama tenso s )deforma*o e.
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Estruturas de Madeira
Ensaio de tra*o paralelo as fi0ras, mecanismo de ruptura!
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Estruturas de Madeira
Cisal2amento em i+as de madeira, ista lateral do ensaio!
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Estruturas de Madeira
Cisal2amento em i+as de madeira, trec2o da i+a com car+astransersais, mostrando as solicita*9es atuantes8 cortante @ emomento fletor M -!
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Estruturas de Madeira
Ensaio de cisal2amento em i+as de madeira, tens9es cisal2antesatuando num elemento retan+ular AA da i+a, mostrando astens9es cisal2antes paralelas e normal /s fi0ras!
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Estruturas de Madeira
:le)o em i+as demadeira, corpo deproa e es;uema deensaio, +rfico da
deformada edia+rama demomento fletor!
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Estruturas de Madeira
Ensaio de fle)o, dia+rama de momento ) deslocamento no meiodo o!
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Estruturas de Madeira
Ensaio de fle)o dia+rama das tens9es de tra*o e compresso!
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Estruturas de Madeira
Ensaio de fle)o esttica em pin2o do paran, madeira semdefeito, monta+em!
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Estruturas de Madeira
>rficos das etapas de
Propriedades e Bases de Clculo
Ensaio de fle)o esttica em pin2o do paran, madeira sem
defeito, resultados1 >rfico : 8"- ) d 8mm-!
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Estruturas de Madeira
$esist.ncia / compresso ou tra*o inclinada /s fi0ras, tensoinclinada em rela*o /s fi0ras!
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d d d l l
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$esist.ncia a compresso ou tra*o inclinada /s fi0ras, +rfico dae;ua*o de aninson!
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P i d d B d Cl l
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d d iP i d d B d Cl l
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Estruturas de Madeira
Variao das propriedades mecnicas das madeiras de cada espcie.
:atores de maior influ.ncia
Posi*o na rore, defeitos na te)tura da madeira, decomposi*o1
Dmidade1
Propriedades e Bases de Clculo
empo e ura* o a car+a!
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E d M d iPropriedades e Bases de Clculo
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Estruturas de Madeira
Variao das propriedades mecnicas das madeiras de cada espcie.
:atores de maior influ.ncia
Posi*o na rore, 0ase da rore e seu interior possuem maior resist.nciae densidade! Pe*as de maior resist.ncia possuem em mdia o cresimentode &( anis anuais por centmetro de raio, com maior percenta+em demadeira escura 8 madeira de ero - nos anis!
Propriedades e Bases de Clculo
presen*a e n s, pro u concentra* o e tens es! re u* o e
resist.ncia maior na tra*o do ;ue na compresso! A influ.ncia dos n3sdepende de sua posi*o relatia e do percentual de ocupa*o na se*o!
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E t t d M d iPropriedades e Bases de Clculo
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Estruturas de Madeira
Variao das propriedades mecnicas das madeiras de cada espcie.
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E t t d M d iPropriedades e Bases de Clculo
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Estruturas de Madeira
@aria*o da resist.ncia da madeira! @aria*o de resist.ncia defi0ras reersas, comparadas a fi0ras paralelas! 8Bodi+, a
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Estruturas de Madeira
@aria*o das propriedades da madeira em fun*o da umidade! 8Bodi+, a
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Estruturas de Madeira
:enGmeno de acumula*o de danos1 >rfico da resist.ncia damadeira 8f- em ensaios na ;ual aplicada a car+a de cinco minutos8f5min-!
Propriedades e Bases de Clculo
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Estruturas de Madeira
A madeira possui naturea iscoelstica, sofrendo deforma*o conforme o2ist3rico de carre+amento!
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:lu.ncia da Madeira, >rfico de duas car+as, & e 6! Em & perce0emos a car+a;ue +era uma ruptura retardada! Em 6, com uma car+a inferior, a deforma*oelstica imediata acrescida de uma deforma*o de flu.ncia e esta0ilia!
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Estruturas de Madeira
H comportamento reol3+ico da madeira comple)o, ir depender de fatorescomo
>rau de umidade e sua aria*o1Caractersticas fsicas da madeira 8 densidade e retra*o -1"el de tenso1ist3rico de carre+amento1#empo1 emperatura!
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@aria*o das Propriedades Mecnicas das Madeiras de 4iferentes Espcies!
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Estruturas de Madeira
>rfico da aria*o mdiada resist.ncia /compresso fc e do m3dulode elasticidade E, emfun*o do peso especfico e8 propriedades a &57 deumidade -
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Estruturas de Madeira
Percentual de redu*o de resist.ncia de i+as de madeira serrada, se+undo a
norma AI#M 46J5, em fun*o da dimenso dos n3s para dois alores de lar+ura ealtura %K e &(K! #ratase de uma classifica*o isual e portanto mais su0jetia!
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Estruturas de Madeira
ME#H4HI 4E CLCDH
Projeto Estrutural e "ormas
>arantia de se+uran*a estrutural!
>arantia de 0om desempen2o, eitandose deslocamentos e)cessios, i0ra*9ese danos a componentes da estrutura e seus acess3rios!
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
Anteprojeto Clculo
Estrutural 4etal2amento
Iistema 4imens9es4esen2os
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strutura
Materiais
IistemaConstrutio
ementos
i+a*9es
Ie+uran*a
Especifica*9es
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
$e+ras
Critrios de +arantia de se+uran*a1
ClculoEstrutural
4etal2amento
Padr9es de testes e +arantias dos materiais e limites dos alores de caractersticasmecnicas1
4efini*o dos neis de car+a da situa*o mais desfaorel1
imites de tolerncias para imperfei*9es na e)ecu*o1
$e+ras construtias!
"H$MAI Prof. Eng. Fernando Parucker
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
ME#H4H 4AI #E"INEI A4MOII@EOI
Hri+em na resist.ncia dos materiais em re+ime elstico!
Hnde #enso m)ima solicitante
#enso resistente caracterstica
#enso admissel
Coeficiente de Ie+uran*aProf. Eng. Fernando Parucker
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
ME#H4H 4HI EI#A4HI OMO#EI
Estados limites ltimos;
Estados limites de utilizao;
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
ME#H4H 4HI EI#A4HI OMO#EI
Estados limites ltimos;
Associados / ocorr.ncias de a*9es e)cessias e conse;Qente colapso da estruturadeido a
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Perda de e;uil0rio como corpo r+ido1
$uptura de uma li+a*o ou se*o1
Onsta0ilidade em re+ime elstico ou no!
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
ME#H4H 4HI EI#A4HI OMO#EI
Estados limites de utilizao;
Associados / car+as em seri*o
4eforma 9es e)cessios e o conse Qente dano a acess3rios da estrutura como
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alenarias e es;uadrias1
@i0ra*9es e)cessias e conse;Qente mau funcionamento de e;uipamentos edesconforto de usurios!
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
ME#H4H 4HI EI#A4HI OMO#EI
Estados limites ltimos ( LRFD Load and Resistance Fator
Design);
A se+uran*a no mtodo, dada pela e;ua*o
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Hnde Id ndice de solicita*o de projeto, menor ;ue a resist.ncia de projeto $d:i Com0ina*o de car+as ;ue ir definir a solicita*o de projeto1Rfi fator de majora*o das car+as1$u $esist.ncia Sltima do material1T :ator de redu*o da resist.ncia interna!
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E#APAI 4H P$HE#H EI#$D#D$A
Com0ina*9es de a*9es
Segundo a NBR 88! "#es e Segurana nas Estruturas;
4ada pela e;ua*o
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Hnde Id ndice de solicita*o de projeto, menor ;ue a resist.ncia de projeto $d:i Com0ina*o de car+as ;ue ir definir a solicita*o de projeto1Rf& Coeficiente li+ado / disperso das a*9es1Rf6 Coeficiente de com0ina*9es de a*9es!RfU Coeficiente relacionado tolerncia de e)ecu*o
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E)erccios
Com0ina*9es de a*9es
$ma trelia de uma estrutura de madeira% est& su'eita aos
carregamentos de carga acidental !%* +N,m% -ento emso.re/resso 0! !%1 +N,m e -ento em suco 02 3!%8 +N,m4
Sendo seu /eso /r5/rio mais o /eso da co.ertura 6 7%8 +N,m%
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calcule a com.inao de a#es4
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E)erccios
Com0ina*9es de a*9es
Iendo duas a*9es e)cludentes 8@& e @6- em tr.s a*9es arieis 8V&, @& e @6-,
teremos U com0ina*9es de a*9es a serem analisadas
C& &,J > W &,J V W &,J XY! @& ? &,J ) (,F W &,J ) &,5 W &,J ) (,5 ) &,U ? J,& "Zm
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C6 &,J > W (,%5 ) &,J @& W &,J XY! V ? &,J ) (,F W (,%5 )&,J ) &,U W &,J ) (,J ) &,5 ?
U,U "Zm
CU (,' > (,%5 ) &,J @6 ? (,' ) (,F (,%5 ) &,J ) &,F ? &,6 "Zm
Para o caso da a*o CU, temos a condi*o do ento de suc*o como a*o arielprincipal, de forma ;ue as car+as de peso so reduidas, j ;ue tem a*o faorel/ a*o ariel! Assim, a estrutura dee ser dimensionada para as condi*9es decom0ina*o C& e CU!
Estruturas de Madeira
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Bibliografias: Estruturas de Madeira, Walter Pfeil
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Obrigado
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