Mestrado Integrado em Engenharia Civil. Estruturas de Alvenaria e Madeira. DECivil. (Madeira) Luís Guerreiro

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1 Mestrado Integrado em Engenharia Civil Estruturas de Alvenaria e Madeira (Madeira) Luís Guerreiro Ano lectivo

2 Direcções de crescimento Tangencial ao cerne Radial ao cerne Longitudinal às fibras

3 Constituição da secção transversal do tronco casca borne cerne medula

4 Propriedades da madeira Anisotropia e higrospicidade O principal factor que afecta as propriedades da madeira é a água A diferença de propriedades entre a direcção longitudinal as direcções transversais ao tronco está relacionada com a estrutura celular da madeira Água Livre preenche os vazios celulares (fácil de perder) Água retida ou de saturação - impregna as paredes celulares (difícil de perder) Água de constituição = água livre + água retida (psf) Ponto de saturação das fibras perdeu toda a água livre

5 Retracção e inchamento da madeira

6 Retracção da madeira

7 Efeito do teor de água na resistência da madeira

8 Variação do volume em função do teor em água saturação das fibras Faia Carvalho Abeto

9 Modos de deformação e fissuração da secção antes da retracção após a retracção

10 Evolução da fluência em flexão para 3 níveis de teor de água Deformação devido á fluência Deformação elástica instantânea Tempo [dias]

11 Evolução de deformação por fluência dum elemento sujeito a ciclos de variação de teor de água Deformação Fluência Relaxação Teor de água Tempo Tempo Tensão Tempo

12 Curva de tensão-extensão (exemplo)

13 Efeito do desvio do fio Compressão Tracção

14 Classes de Duração das Acções Load-duration Classes Classe Class Descrição Description Exemplos Examples Permanente Permanent Mais de 10 anos More than 10 years Peso-próprio Self-weight Longa duração Long-term 6 meses 10 anos 6 months 10 years Sobrecargas de carácter permanente Storage Média duração Medium-term 1 semana 6 meses 1 week 6 months Sobrecargas correntes Imposed floor load Curta duração Short-term Menos de 1 semana Less than 1 week Neve, vento Snow, wind Instantânea Instantaneous Vento, sismo, acção de acidente Accidental load

15 Classes de Serviço Service Classes Classe Class Descrição Description Observações Observations 1 Teor de água dos elementos correspondente a humidade relativa do ar que excede 65% (à temperatura de 20ºC) apenas nalgumas semanas do ano O teor médio de humidade não deve exceder 12% Ambiente protegido Protected environment 2 Teor de água dos elementos correspondente a humidade relativa do ar que excede 85% (à temperatura de 20ºC) apenas nalgumas semanas do ano O teor médio de humidade não deve exceder 20% Ambiente moderadamente exposto Moderatly Protected environment 3 Teor de água dos elementos correspondente a humidade relativa superiores à da Classe 2 O teor médio de humidade é superior a 20% Ambiente exposto Exposed

16 Valores do parâmetro k mod Values of k mod Material Material Madeira Maciça Solid Timber Madeira laminada e colada Glued Laminated Timber Classe de Serviço Service Class Perman. Classe de duração das acções Load-duration class Longa duração Média duração Curta duração Instant. 1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10 2 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10 3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90 1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10 2 0,60 0,70 0,80 0,90 1,10 3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90

17 Valores do parâmetro k def Values of k def Material Material Madeira Maciça Solid Timber Madeira laminada e colada Glued Laminated Timber Classe de Serviço Service Class 1 0,60 2 0,80 3 2,00 1 0,60 2 0,80 3 2,00

18 Factor parcial de segurança para as propriedades dos materiais e resistências (γ M ) (Valores recomendados) Combinações fundamentais Madeira maciça 1,3 Madeira laminada colada 1,25 Combinações acidentais Qualquer material 1,0

19 Valores de cálculo Madeira Nova (Resinosas - Softwood) Fonte: EN338 (2003)

20 Valores de cálculo Madeira Nova (Folhosas - Hardwood) Fonte: EN338 (2003)

21 Compressão perpendicular às fibras Viga sobre apoios

22 Instabilidade Lateral de Vigas Factor de correcção

23 Estabilidade

24 Pavimentos

25 Esquema Estrutural Exemplos

26 Esquema Estrutural Exemplos Adaptado de Appleton, J.

27 Esquema Estrutural Exemplos Adaptado de Appleton, J.

28 Esquema Estrutural Exemplos Adaptado de Segurado, J.

29 Esquema Estrutural Exemplos Adaptado de Segurado, J.

30 Esquema Estrutural Exemplos Adaptado de Segurado, J.

31 Esquema Estrutural Exemplos Adaptado de Segurado, J.

32 Esquema Estrutural Exemplos Adaptado de Segurado, J.

33 Ligações

34 Tensão de contacto (por densidade da madeira) fh,k / k Sem Furação Com Furação Diâmetro d (mm)

35 Tensão x diâmetro (por densidade da madeira) fh,k d / k Sem Furação Com Furação Diâmetro d (mm)

36 Momento Plástico (por tensão última do prego) My,Rk / fu Redondos Quadrados Diâmetro d (mm)

37 Momento Plástico (tensão última = 600 N/mm 2 ) f u = 600 N/mm My,Rk [N.mm] Redondos Quadrados Diâmetro d (mm)

38 Modelos de rotura em ligações pregadas

39 Modelos de rotura em ligações pregadas d = 4mm 5000 FV,Rk [N] (a) 8.6 (b) 8.6 (c) 8.6 (d) 8.6 (e) 8.6 (f) Espessura t 2 (mm) t 1 = 50mm ρ k = 320 kg/m 3 f u = 600 n/mm 2

40 Modelos de rotura em ligações pregadas d = 5mm FV,Rk [N] (a) 8.6 (b) 8.6 (c) 8.6 (d) 8.6 (e) 8.6 (f) Espessura t 2 (mm) t 1 = 50mm ρ k = 320 kg/m 3 f u = 600 n/mm 2

41 Modelos de rotura em ligações pregadas d = 6mm FV,Rk [N] (a) 8.6 (b) 8.6 (c) 8.6 (d) 8.6 (e) 8.6 (f) Espessura t 2 (mm) t 1 = 50mm ρ k = 320 kg/m 3 f u = 600 n/mm 2

42 Modelos de rotura em ligações pregadas d = 4mm 5000 FV,Rk [N] (a) 8.6 (b) 8.6 (c) 8.6 (d) 8.6 (e) 8.6 (f) Espessura t 2 (mm) t 1 = 20mm ρ k = 320 kg/m 3 f u = 600 n/mm 2

43 Modelos de rotura em ligações pregadas d = 5mm 5000 FV,Rk [N] (a) 8.6 (b) 8.6 (c) 8.6 (d) 8.6 (e) 8.6 (f) Espessura t 2 (mm) t 1 = 20mm ρ k = 320 kg/m 3 f u = 600 n/mm 2

44 Modelos de rotura em ligações pregadas d = 6mm FV,Rk [N] (a) 8.6 (b) 8.6 (c) 8.6 (d) 8.6 (e) 8.6 (f) Espessura t 2 (mm) t 1 = 20mm ρ k = 320 kg/m 3 f u = 600 n/mm 2

45 Modelos de rotura em ligações pregadas d = 5mm 7000 FV,Rk [N] (a) 8.6 (b) 8.6 (c) 8.6 (d) 8.6 (e) 8.6 (f) Espessura t 2 (mm) t 1 = 50mm ρ k = 530 kg/m 3 f u = 600 n/mm 2

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