PUC – Campinas

CEATEC

Estruturas de Madeira

COBERTURAS DE MADEIRA

Profa.: Ana Elisabete P. G. A. Jacintho1

Bibliografia

MOLITERNO, A. Caderno de projetos de telhados em estruturas de madeira. Editora BLUCHER. São Paulo. 2009.

Notas de aula.

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Definições

Telhado:

Destina-se a proteger o edifício contra a ação das

intempéries:

Chuva; Vento;

Sol; Neve;

Poeira; Ruído.

Provém do uso de telhas, mas nem todo

sistema de proteção superior é um telhado:

Lajes com espelho d’água;

Terraços;

Jardins suspensos.3

Definições

O telhado compõe-se de duas partes

principais:

Cobertura:

Impermeável à água e resistente á ação do vento e

intempéries;

Telhas cerâmicas, telhas de concreto, chapas onduladas

de fibrocimento, aço galvanizado, PVC, fiberglass;

Telhas de ardósia e chapas de cobre foram

praticamente banidas da nossa arquitetura.

Armação:

Conjunto de elementos estruturais → ripas, caibros,

terças, tesouras e contraventamentos.

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Terminologia

Terminologia dos Construtores:

Ripas → peças pequenas de madeira que

sustentam as telhas e se apoiam nos caibros;

Caibros → sustentam as ripas e se apoiam nas

terças;

Terças → sustentam os caibros e se apoiam nas

tesouras ou nas paredes;

Cumeeira → terça da parte mais alta do telhado;

Contrafrechal → terça da parte inferior do telhado;

Frechal → viga de madeira colocada em todo o

perímetro superior da parede para amarração e

distribuição da carga concentrada da tesoura. 5

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Terminologia

Terminologia dos Construtores:

Guarda-pó → forro empregado sobre os caibros, numa largura de 30cm a 60cm, junto à platibanda, destinado ao apoio da calha;

Platibanda → prolongamento do alinhamento da parede externa, acima dos frechais, para camuflagem dos telhados. A platibanda é sempre contornada por calha e rufo.

Lanternim → empregado em edifícios industriais, quando a iluminação e ventilação forem consideradas insuficientes;

Beiral → prolongamento da cobertura, fora do alinhamento da parede.

7

8

Terminologia

Terminologia Estrutural:

Terças → vigas de madeira (apoiadas nas tesouras);

Mãos francesas → escoras empregadas para aliviar a flexão das terças. Também servem para travar os nós inferiores da tesoura;

Tesoura → viga principal da cobertura em treliça;

Contraventamento Vertical → barras cruzadas dispostas perpendicularmente ao plano das tesouras;

Contraventamento Horizontal → barras cruzadas dispostas no plano abaixo da cobertura, para amarração do conjunto tesoura-terças;

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Terminologia

Terminologia Estrutural:

Oitões → paredes extremas paralelas às tesouras;

Espigão → aresta saliente inclinada do telhado,

quando é horizontal é cumeeira.

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Comparação com projetos executados

e apropriados

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PARTICULARIDADES DE

RESISTÊNCIA PARA

ESTRUTURAS DE MADEIRA

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Anisotropia

(ani: não, iso: igual, tropia: volta)

“É a característica que um material ou

substância possui em que uma certa

propriedade física varia com a direção”

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Prof. Magid Elie Khouri EEC/UFG 15

Madeira

Propriedades a Serem Consideradas

Densidade:Peso específico da madeira;

Peso próprio do madeiramento

Resistência:

Rigidez ou módulo de elasticidade

Umidade.

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Classes de Resistência

17

Resistência de Algumas Madeiras

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Resistência de Cálculo

Para se obter a resistência de cálculo das

estruturas de madeira usa-se:

Onde:

w = é o coeficiente de ponderação da resistência da

madeira;

Kmod = é o coeficiente modificador, produto de 3

coeficientes.

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w

kd

fKf

mod

Coeficientes de ponderação

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Coeficientes Modificadores

Kmod = Kmod1 Kmod2 Kmod3

Onde:

Kmod1 leva em conta o efeito da duração do

carregamento.

21

Coeficientes Modificadores

Kmod2 leva em conta o efeito da umidade do

ambiente:

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Coeficientes Modificadores

Kmod3 leva em conta o efeito da categoria da madeira

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SOLICITAÇÕES NORMAIS

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Tração

Condição de segurança:

25

tdtd f Para 6º

dttd ff , Para > 6º

2

90

2

0

900

cosfsenf

fff

Fórmula de HANKINSON

Obs: a fórmula de HANKINSON leva em consideração a influência

da inclinação das tensões normais em relação às fibras da

madeira, para quando esta inclinação for maior que 6º

Compressão

< 40 (peças curtas)

Compressão paralela às fibras

Na compressão normal às fibras

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cdcd f

i

kL

Comprimento de flambagem

Raio de giração

A

Ii

dccd f ,90

ndcdc ff ,0,90 25,0

Compressão

O coeficiente n para correção da

resistência normal às fibras é igual à 1,0

quando a extensão da aplicação da carga

na direção das fibras for maior ou igual a

15cm;

Quando menor e a carga estiver afastada

pelo menos 7,5cm da extremidade da peça,

usa-se a tabela a seguir que também se

aplica ao caso de arruelas, tomando-se

como extensão da carga o seu diâmetro ou

lado.27

Compressão

28

Estabilidade

Nas peças comprimidas com esbeltez igual

ou superior à 40, a verificação deve ser feita

por flexocompressão admitindo-se que a

força normal seja aplicada com uma

excentricidade que leva em conta as

excentricidades acidentais da peça e do

carregamento, e os acréscimos em

decorrência dos efeitos de segunda ordem;

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Estabilidade

A excentricidade acidental mínima é:

E a excentricidade inicial devido ao

carregamento é:

Excentricidade de primeira ordem:

30

300

kLea

d

di

N

Me 1

ia eee 1

Peças Medianamente Esbeltas

A verificação é feita por:

Onde:

31

8040

1,0,0

dc

Md

dc

Nd

ff

ddd eNM

dE

Ed

NF

Fee 1

2

,0

2

kL

IEF

efc

E

Peças Esbeltas

A verificação é feita por:

Onde:

A excentricidade ec leva em consideração

os efeitos da fluência da madeira.

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14080

1,0,0

dc

Md

dc

Nd

ff

dE

Eefdd

NF

FeNM ,1 caief eeee ,1

Flecha

Estado Limite de Deformação Excessiva:

Adota-se o módulo efetivo, calculado a partir do

valor médio fornecido pela Norma para cada classe

de resistência:

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mcef EKE ,mod

Ações à Considerar Deslocamentos

Calculados

Deslocamentos

Limites

Construções

Correntes

Permanentes + variáveis em

combinação de longa duração

Em um vão L entre

apoios

L/200

Em balanço de vão L L/100

Construções

com Materiais

frágeis não

estruturais

Permanentes + variáveis em

combinação de média e curta

duração

Em um vão L entre

apoios

L/350

Em balanço de vão L L/175

Variáveis em combinação de

média e curta duração

Em um vão L entre

apoios

L/300 < 15mm

Em balanço de vão L L/150 < 15mm

Dimensionamento da treliça

H I J K L

Dados:

Linha(banzo inferior) – 6 x 16 (cm)

Perna(banzo superior) – 6 x 16 (cm)

Tirantes(montantes) e Diagonais – 6 x 12 (cm)

Terças – 6 x 12 (cm)

Madeira espécie – Eucalipto Citriodora – Densidade = 999 kg/m3

fc = 62 MPa

ft = 123,6 MPa

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Barra Comprimento

(m)

Seção

(cm)

Carga

(kgf)

AB = FG 1,69 6 x 16 -1840

BC = EF 1,69 6 x 16 -1520

CD = DE 1,69 6 x 16 -968

AH = LG 1,66 6 x 16 +1990

HI = KL 1,66 6 x 16 +1990

IJ = JK 1,66 6 x 16 +1580

BH = FL 0,33 6 x 12 0

CI = EK 0,67 6 x 12 80

DJ 1,00 6 x 12 400

BI = FK 1,67 6 x 12 -420

CJ = EJ 1,79 6 x 12 -580

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Dimensionamento das barras

tracionadas

w

wk

wd

fkf

mod

ft = 12,36 kN/cm2

Kmod = Kmod1 * Kmod2 * Kmod3 = 0,48

Kmod1 = 0,6

Kmod2 = 1

Kmod3 = 0,8

w = 1,8

ftd = 3,296 kN/cm2

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Dimensionamento das barras

comprimidas

w

wk

wd

fkf

mod

fc = 6,2 kN/cm2

Kmod * Kmod1 * Kmod2 * Kmod3 = 0,48

Kmod1 = 0,6

Kmod2 = 1

Kmod3 = 0,8

w = 1,4

fcd = 2,126 kN/cm2

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38

Tipo de elementoMedidas

(cm)

Comprimento

(m)

Ripas1,5 x 5,0

2,0 x 5,02 a 5,5

Pontalete 7,0 x 7,0 3 a 6,0

Caibros

4,5 x 5,0

5,0 x 5,0

5,0 x 7,0

2 a 7,5

Vigas5,0 x 11,0

5,0 x 15,02 a 7,5

Tábuas

2,3 x 15,0

2,3 x 20,0

2,3 x 25,0

2,3 x 30,0

2 a 7,5

Sarrafo2,3 x 7,0

2,3 x 10,02 a 7,5

Pranchas

6,0 x 20,0

6,0 x 25,0

6,0 x 30,0

2 a 7,5