Aula 2 - Madeira - Produtos de madeira e sistemas estruturais, Notas de aula de Estruturas Metálicas e Construção Mista

Baixe Aula 2 - Madeira - Produtos de madeira e sistemas estruturais e outras Notas de aula em PDF para Estruturas Metálicas e Construção Mista, somente na Docsity! 6/9/2011 1 CAMPUS CATALÃO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Estruturas de Madeira Tópico: Produtos de madeira e sistemas estruturais Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1 CONTEÚDO: 1. Obtenção da Madeira 2. Tipos de Madeira de Construção 3. Madeira Roliça 4. Madeira Falquejada 5. Madeira Serrada 6. Madeira Compensada 7. Madeira Laminada e Colada 8. Madeira Microlaminada e Colada 9. Produtos de Madeira Recomposta 10.Sistemas Estruturais em Madeira 2Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 6/9/2011 2 1- Obtenção da Madeira • Extração:
Devem ser abatidas de preferência ao atingir a maturidade, ocasião em que o cerne ocupa a maior porcentagem do tronco (madeira de melhor qualidade);
O tempo necessário para a maturidade varia conforme as espécies (pode chegar a 100 anos);
A melhor época para o abate é a estação seca (tronco com pouca umidade);
As arvores (na estação seca) contém menores teores de amidos e açucares (menos suscetível ao ataque de insetos xilófagos);
As fendas produzidas por secagem natural da madeira serrada são mínimas na estação seca.
O desdobramento deve ser feito o mais cedo possível após corte (evitar defeitos decorrentes da secagem da madeira); 3Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade Processamento Desdobro Secagem Armazenamento 4Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1- Obtenção da Madeira 6/9/2011 5 A Secagem pode produzir deformações transversais diferenciais nas peças serradas, dependendo da posição original da peça no tronco (empenamentos e rachas). 9Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1- Obtenção da Madeira • Secagem natural: – Metade da umidade é evaporada em 30 dias – Atinge-se o equilíbrio higrotérmico em 90 a 150 dias • Secagem artificial (Estufas): – Vantagens: Rapidez de secagem, teor de umidade final homogêneo, menor perda de material, esterilização do material (fungos e insetos) – Desvantagem: Custo 10Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1- Obtenção da Madeira 6/9/2011 6 Secagem Natural  Redução da umidade a um valor mínimo compatível com as condições climáticas regionais.  É realizada em pátios junto ao desdobro e ficam organizadas e orientadas em relação aos ventos predominantes.  Os locais de secagem devem ser bem arejados  As pilhas de madeira devem ser estáveis, bem definidas, com pequenas alturas e isoladas do terreno natural.  As madeiras atacadas devem ser retiradas das pilhas imediatamente. 11Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1- Obtenção da Madeira As fundações evitam o contato da pilha de madeira com o solo. 12Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1- Obtenção da Madeira 6/9/2011 7 13Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1- Obtenção da Madeira Secagem Artificial É conduzida em estufas com temperaturas crescentes e graus higrométricos adequados. Elementos de uma estufa de secagem:  Fonte de aquecimento (serpentinas a vapor);  Dispositivos de umidificação (borrifadores de água ou dispersores de vapor);  Circuladores de ar (ventiladores, exautores) e aparelhos para controle de temperaturas (termômetros). 14Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1- Obtenção da Madeira 6/9/2011 10 • Utilização: estacas, postes, colunas, em construções rústicas e em construções provisórias como escoramento. • Os roliços mais freqüentes são o pinho-do-paraná e os eucaliptos. • Após a extração, remove-se a casca, deixando-se o tronco secar em local arejado e protegido contra o sol. • As que não passam por um período mais ou menos longo de secagem, ficam sujeitas as retrações transversais, que provocam fissuras nas extremideades. 3- Madeira Bruta ou Roliça 19Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade Diâmetro nominal (d) de madeira roliça (d < 1,5 dmín) • Obtida de troncos por corte com machado. • Dependendo do tronco, podem ser obtidas seções de até 60x60 cm. • As partes laterais cortadas constituem perda. Seção retangular de menor perda (36% de perda) Seção retangular de maior módulo resistente (40% de perda) 4- Madeira Falquejada 20Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 6/9/2011 11 • Os troncos são cortados em serras especiais, de fita contínua, que os divide em lâminas ou pranchas paralelas, na espessura desejada (desdobro) • O desdobramento radial é mais oneroso, por isso é utilizado com menor freqüência, porém produz um material mais homogêneo 5- Madeira Serrada 21Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade Seções comerciais serradas (Unidades em cm) Ripas 1,5 x 5,0 < 10,0 < 2,0 Sarrafos 2,5 x 7,5 2 a 10 2 a 4 Tábuas 2,5 x15; x20; x25 e x30 > 10,0 1 a 4 Caibros 5x6; 6x6; 6x8; 7,5x7,5 5 a 8 4 a 8 Vigotas 6 x 12 4 a 8 8 a 12 22Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 5- Madeira Serrada 6/9/2011 12 Seções comerciais roliças (Unidades em cm) Vigas 6 x 16 e 6 x 20 4 a 8 11 a 20 Pranchas 8 x 30; 10 x 40; 12 x 50; etc > 7 > 20 Postes 15 a 60 23Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 5- Madeira Serrada Peças Estruturais – Dimensões Mínimas da Seção Transversal 24Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 5- Madeira Serrada 6/9/2011 15 • É formada a partir de resíduos da madeira serrada e compensada convertidos em partículas e colados sobre pressão resultando num produto final em forma de placas. • O OSB (Chapa de partículas orientadas) tem aplicação estrutural almas de vigas I, além de revestimentos de pisos e coberturas. • Nos painéis de OSB, as lascas são alinhadas com a direção longitudinal nas duas camadas superficiais e são dispostas aleatoriamente nas camadas internas. 9- Madeira Recomposta 29Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade • A Madeira é um material utilizado há muito tempo, com evolução das diversas tipologias estruturais e a criação de outras tantas. • A evolução dos sistemas estruturais se dá, por um lado, pelo conhecimento tecnológico dos diversos derivados industrializados da madeira, por outro, pelo crescente conhecimento das formas de cálculo (dimensionamento) cada vez mais eficiente e ao mesmo tempo seguro. Sistema mais utilizado Treliças para coberturas Pórticos para galpões Pórticos para edificações Outros sistemas arcos abóbodas 10- Sistemas Estruturais em Madeira 30Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 6/9/2011 16 Treliças para Cobertura Vãos de até 30m! 10- Sistemas Estruturais em Madeira 31Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 32Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 10- Sistemas Estruturais em Madeira Treliças para Cobertura 6/9/2011 17 33Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 10- Sistemas Estruturais em Madeira Treliças para Cobertura 34Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 10- Sistemas Estruturais em Madeira Treliças para Cobertura 6/9/2011 20 • Sistemas constituídos de grelhas planas para os pisos com vigas principais apoiadas em pilares (pórtico espacial) e vigas secundárias transferindo a carga vertical do piso para as vigas principais. 39Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade Pórticos 10- Sistemas Estruturais em Madeira Pórtico triarticulado de hastes curvas em madeira laminada e colada 40Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade Pórticos 10- Sistemas Estruturais em Madeira 6/9/2011 21 Vãos de até 100m!Vãos de até 60m! 41Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade Pontes e Passarelas 10- Sistemas Estruturais em Madeira 10- Sistemas Estruturais em Madeira Ponte de Vihantasalmi (Finlândia) 42Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 6/9/2011 22 Cimbramentos • São estruturas provisórias destinadas a suportar o peso de uma estrutura em construção até que se torne autoportante. • Os cimbramentos necessitam ter rigidez suficiente para resistir aos esforços sem deformação exagerada. 43Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 10- Sistemas Estruturais em Madeira Sistemas Mistos 10- Sistemas Estruturais em Madeira 44Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 6/9/2011 25 Interior de uma timber-house atual 49Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Exemplo de timber-house moderna na Alemanha. 50Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 26 Timber-house – Estados Unidos 51Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Timber-house – Estados Unidos 52Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 27 Canadá – Estrutura de Madeira com Revestimento de Pedra. 53Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Canadá - Vista Interna 54Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 30 MADEIRAS LAMINADAS 59Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MADEIRAS LAMINADAS 60Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 31 MADEIRAS LAMINADAS 61Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MADEIRAS LAMINADAS 62Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 32 Peças de madeira serrada na forma de vigas, caibros, pranchas e tábuas 63Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Peças de madeira serrada na forma de tábuas e pontaletes 64Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 35 69Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 70Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 36 71Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 72Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 37 73Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 74Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 40 Vista Externa 79Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Arco 80Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 41 Estrutura 81Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Arquibancada São Carlos Clube • 50 anos; • Treliça em balanço; • 2 apoios fixos; • 11,5 m vão livre; • Apoios em CA a cada 4,0 m; • Contraventamento: peças de madeira e barras de aço intercaladas. 82Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 42 Vista Geral 83Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Detalhes 84Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 45 Armalam Itália - Escritório de Engenharia A Armalam Itália (http://www.armalam.it/) é um escritório de estruturas de madeira localizado em Trento, na Itália. Criada por dois engenheiros calculistas, Lucca Gotardi e Claudio Cattich, foi formada em 2003 e seu carro chefe são as vigas Armalam, de madeira laminada colada e armada com ferragens. Mas também projetam com vigas de madeira maciça. 89Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Madeira Laminada Maciça e Armada 90Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 46 Madeira Laminada Maciça e Armada 91Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Madeira Laminada Maciça e Armada 92Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 47 Madeira Laminada Maciça e Armada 93Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Madeira Laminada Maciça e Armada 94Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 50 Madeira Laminada Maciça e Armada 99Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Madeira Laminada Maciça e Armada 100Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 51 Madeira Laminada Maciça e Armada 101Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Madeira Laminada Maciça e Armada 102Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 52 Madeira Laminada Maciça e Armada 103Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Madeira Laminada Maciça e Armada 104Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 55 MLC e Pregada – Brasil (1950-60) Estruturas da década de 50 e 60 construídas pelo Brasil pelo Dr. Edmundo Callia. As peças são da época da LAMINARCO. A madeira utilizada sempre foi o pinho do paraná, laminado e colado ou laminado e pregado. 109Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 110Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 56 MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 111Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 112Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 57 MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 113Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 114Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 60 MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 119Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 120Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 61 MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 121Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 122Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 62 MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 123Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos MLC e Pregada – Brasil (1950-60) 124Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 65 Essing Bridge - Ponte curva em madeira Local : Essing (Alemanha) Tempo De Construção : 1978-1986 Arquiteto : Richard Johann Dietrich Cálculo Estrutural : Heinz Brüninghoff Vão livre : 73,282m Comprimento Total : 189,91m Largura : 3,20m 129Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Essing Bridge - Ponte curva em madeira 130Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 66 Essing Bridge - Ponte curva em madeira 131Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Essing Bridge - Ponte curva em madeira 132Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 67 Essing Bridge - Ponte curva em madeira 133Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Essing Bridge - Ponte curva em madeira 134Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 70 Casa Folha 139Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Casa Folha 140Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 71 Casa Folha 141Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Casa Folha 142Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos 6/9/2011 72 Casa Folha 143Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos Casa Folha 144Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 11- Exemplos