ESTRUTURAS METALICAS E DE MADEIRAS - PEF 2402

ESTRUTURAS METALICAS E DE MADEIRAS - PEF 2402 Prof. Dr. Pedro A. O. Almeida Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 1

Conectores Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 2

Pinos para ligações alta resistencia Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 3

Chapa de ligação interna Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 4

Nó de treliça chapa interna Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 5

Nó de treliça chapa prego interna Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 6

Ferramentas para ligações com parrafuso auto atarraxante Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 7

Ligações de vigas com chapa metálicas fixadas por parafusos Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 8

Mesa de montagem de treliças de madeira com chapa metálica Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 9

Viga laminada colada Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 10

Arranjo misto com madeira-açoconcreto Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 11

Arranjo misto pilar-treliça Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 12

nó de pórtico - MLC MLC: madeira laminada colada Ligação com chapa de dentes estampados Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 13

Arranjo Pórticos triarticulados (a) MLC Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 14

Arranjo Pórticos triarticulados (b) apoios metálicos Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 15

Nó de pórtico - madeira densificada Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 16

Nó de pórtico misto Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 17

Nó de pórtico misto Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 18

Arranjo nó de portico MLC Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 19

Nó de pórtico Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 20

Nó de pórtico finger joints Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 21

Nó de pórtico - montagem Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 22

Nó de pórtico MLC Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 23

Nó de pórtico montagem MLC Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 24

Nó de pórtico finger joints Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 25

Pórtico triarticulado - montagem Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 26

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Sumário Madeira como material estrutural no Brasil Propriedades estruturais da madeira (classes de resistência) Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 56

Madeira como material estrutural no Brasil 1905 - Manual de Resistência dos Materiais, parte VII, Escola Politécnica: 47 espécies; Gabinete de Resistências dos Materiais - EP 1989 - Fichas de características das madeiras brasileiras, IPT: 200 espécies; 1996 - NBR 7190 - proposta de agrupamento de espécies em classes de Resistência valor de referência: compressão paralela às fibras fco,k - coníferas: C20; C25; C30 - dicotiledôneas: C20; C30; C40; C60 Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 57

classes de resistência da madeira Coníferas (Valores na condição padrão de referência U = 12%) Classes fcok (MPa) fvk (MPa) Eco,m (MPa) bas,m (kg/m3) aparente (kg/m3) C 20 C 25 C 30 20 25 30 4 5 6 3 500 8 500 14.500 400 450 500 500 550 600 Dicotiledôneas (Valores na condição padrão de referência U = 12%) Classes fcok (MPa) fvk (MPa) Eco,m (MPa) bas,m (kg/m3) aparente (kg/m3) C 20 C 30 C 40 C 60 20 30 40 60 4 5 6 8 9 500 14.500 19.500 24.500 500 650 750 800 650 800 950 1000 Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 58

MADEIRA COMO MATERIAL ESTRUTURAL estrutura interna da madeira comportamento estrutural da madeira modos de ruptura das peças de madeira fenômenos que afetam as propriedades físicas da madeira modelo macroscópico (contínuo) Anisotropia - ortótropo - frágil - dúctil -umidade - temperatura - duração do carregamento Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 59

Tipos de madeira considerados pela NBR 7190/1996 - Madeira serrada; - Madeira laminada colada; - Madeira compensada; - Madeira recomposta. Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 60

Propriedades para Projeto - Densidade - Densidade Básica e Densidade Aparente - Resistência - ruptura ou de deformação específica excessiva - Rigidez - Ew0 e Ew90. Permite-se adotar: Ew0=Ew90/20 - Umidade - MB 26: umidade de referência 15% - NBR 7190/1996 - Anexo B: umidade de referência 12 % Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 61

Tabela 7 - Classes de umidade Classes de umidade Umidade relativa do ambiente U amb Umidade de equilíbiro da madeira U eq 1 65% 12% 2 65% < U amb 75% 15% 3 75% < U amb 85% 18% U amb > 85% 4 durante longos períodos 25% Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 62

Método de projeto Método probabilista dos Estados Limites Condição de segurança Analíticas Sd Rd Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 63

Modelo Probabilista S R 0.05 0.05 0.04 ( ) f ck f cm 1 1.645 δ 0.03 dnorm( x, 45, 8) dnorm( x, 70, 8) 0.02 0.01 1.643 10 10 0 20 34 48 62 76 90 20 x 90 f ck f m Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 64

Valores representativos valores de cálculo das resistências Xd = k Xk mod γ w valores de rigidez E = k k k E co, ef mod, 1 mod, 2 mod, 3 co, m Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 65

Resistencia a compressão f c0 CP NBR 7190-97 diagrama tensão-deformação 5 cm Tensão (MPa) σ c0 5 cm 15 cm f c0 σ 50% σ 10% ε 10% arctg E ε 50% Deformação específica ε c0 µ m m valor da resistencia F c0i,max f c0 i = A Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 66 i

Relações entre as resistencias da madeira valor característico f f f f f / f = 077, co, k to, k t, / f, = 10, Mk to k c90, k / fco, k = 025, / f = 10, eo, k co, k e90, k / fco, k = 025, f f / f = 015, vo, k co, k / f = 012, vo, k co, k compressão/tração flexão/tração flexão/tração flexão/tração flexão/tração Para coníferas Para dicotiledôneas Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 67

erificar a resistencia da viga com seção transversal 6cmx16cm, com vão principal teórico de L=4,5m, isostática, onsiderando como carga permanente característica o peso proprio da viga acrescido de 2,5 kn/m e carga acidenta aracteristica de 1,5 kn/m. Considerar a situação de projeto duradoura, com madeira da classe C 60 icotiledônea), umidade ambiente de 75 % e madeira de 1a. categoria. Verificar para os estados limites últim de utilização. bh 3 I z := 12 W z := I z h 2 q k := 1.5 kn m f c0k := 60MPa valor da tabela de resistencia k mod := 0.7 1 1 γ c0 := 1.4 g k := A γ w + 1.25 kn g k = 1.37 kn m m ( ) L 2 1.4 g k + q k M zd := M zd = 10.171kN m 8 aracterísticas geométricas := 6cm largura da viga := 20cm altura da viga := bh w := 10 kn m 3 γ fg γ fq 1, 4 := 4.5 m E c0m M zd σ Mzd := σ Mzd = 25.426MPa W z := 24500MPa modulo de elasticidade da tabela de resistencia f c0k f c0d := k mod f c0d = 30MPa γ c0 E ef := k mod E c0m E ef 1.715 10 3 kn = cm 2 ( ) L 4 5g k + q k v ef := v ef = 22.338mm 384 E ef I z L v lim := v lim = 22.5mm 200 Prof. Pedro Afonso de Projeto de Estruturas de Madeira 68