engenharia civil 5º semestre · lastro de vias férreas, postes, torres, pontes e outros;...

Professora ROSELLI VALLE Outubro - 2015

ENGENHARIA CIVIL – 5º SEMESTRE

Presente nas civilizações desde os primórdios;

Primeiro material de construção usado em

vigas e pilares;

Diversas funções:

combustível – fogões, lareiras, carvão;

construção geral – construção civil, móveis,

lastro de vias férreas, postes, torres, pontes e

outros;

indústria – papel, resinas, plásticos

Possui uma infinidade de padrões estéticos;

Material renovável.

Pode ser obtida a um preço relativamente baixo

Pode ser trabalhada com ferramentas simples

Tem facilidade de afeiçoamento (dar forma) e simplicidade de ligações e emendas

Resisti tanto a esforços de compressão como de tração

Resiste excepcionalmente a choques e esforços dinâmicos: sua resiliência permite absorver impactos que romperiam ou estilhaçariam outros materiais

Boas condições naturais de isolamento térmico e absorção acústica

É um material heterogêneo que pode possuir

falhas em seu interior

É bastante vulnerável aos agentes externos, e

sua durabilidade, quando desprotegida é

limitada

É combustível

É muito sensível aos agentes atmosféricos,

aumentando ou diminuindo de dimensões com

as variações de umidade

Possui limitação dimensional

Estas características negativas

podem ser eliminadas ou

atenuadas através de processos

especiais de beneficiamento

Madeira roliça

Madeira serrada: peças estruturais

Madeira laminada: chapas de madeira compensada (lâminas)

Aparas: chapas de madeira aglomerada (partículas)

Fibras: chapas de madeira reconstituída (partículas longas)

Celulose Lignina

Polpa: papéis

Moléculas: rayon

Compostos químicos:

açúcares, álcoois, resinas

Resinas

Taninos

Madeira roliça

Madeira serrada

Madeira compensada

Madeira aglomerada

Madeira reconstituída

ENDÓGENAS

EXÓGENAS

Endógenas

De germinação interna, em que o desenvolvimento transversal do caule se processa de dentro pra fora; a parte externa do lenho é mais antiga e mais endurecida.

São pouco aproveitadas na produção de madeiras para fins estruturais. São ocas. Ex.: Palmeiras e bambus.

Exógenas

De germinação externa, em que o desenvolvimento da árvore se processa pela adição de novas camadas concêntricas de células, de fora para dentro (anéis anuais de crescimento).

Compreendem o grande grupo de árvores aproveitáveis para a produção de madeira para a construção.

As árvores exógenas diferenciam-se, morfológica

e anatomicamente, em dois grandes grupos:

Gymnospermas

Angiospermas ou dicotiledôneas

Gymnospermas:

* madeiras coníferas ou resinosas;

* não produzem frutos;

* possuem folhas perenes;

* madeira branca;

* correspondem a 35% das espécies conhecidas;

* Soft wood

Angiospermas ou dicotiledôneas:

* frondosas, folhosas;

* denominadas de “madeiras de lei” - Hard

wood

* correspondem a 65% das espécies conhecidas

* cedro, jatobá, imbuia, peroba, etc.

A produção das madeiras se inicia com o corte das

árvores e desenvolve-se na

toragem,

falquejamento,

desdobro e

aparelhamento da peças.

Na exploração bem conduzida de reservas

florestais, a operação de corte é sempre

precedida de um levantamento dendrométrico

(altura e diâmetro) que esclarece sobre o

aproveitamento adequado dos espécimes a serem

abatidos.

O corte deve ser realizado em épocas

apropriadas, geralmente no inverno, por questões

de durabilidade, tendo em vista que:

A secagem é lenta, sem rachar ou fendilhar.

A vida vegetativa das árvores é reduzida,

contendo menos seiva elaborada, amido e

fosfato que nutrem os fungos e insetos

destruidores da madeira.

O corte pode ser feito com machado de

lenhador, serra manual ou mecânica.

A árvore abatida e desgalhada é traçada em

toras de 5 a 6 metros para facilitar o

transporte.

São retiradas quatro costaneiras, ficando a

seção grosseiramente retangular, com o uso

de machado ou serra.

Etapa final para transformação em madeira de construção (pranchas).

Realiza-se nas serrarias com a utilização de serras de fita contínua.

Dois são os principais tipos de desdobro:

A – Tangencial

B – Radial


A – Tangencial

Também chamado de desdobro normal: quando as pranchas são paralelas aos anéis de crescimento;

Produz peças inteiras de lado a lado do tronco.


B – Radial

Produz pranchas normais aos anéis de crescimento;

Corta o tronco na direção do seu diâmetro, evitando a medula;

Produz pranchas de melhor qualidade, mas exige mais mão de obra e gera maior desperdício.

Tangencial Radial

As peças após o desdobro são serradas novamente em bitolas comerciais.

Localiza a espécie no reino vegetal: * Família * Gênero * Espécie Identificação: * Vulgar: nome popular * Botânica: nome científico * Botânico-tecnológica: é cientificamente exata

e baseia no estudo da estrutura anatômica do lenho. Ex.: Pinho-do-paraná ou Araucária – nome vulgar Araucaria angustifolia – nome botânico Araucariaceas – nome botânico-tecnológico

As espécies

industrialmente úteis, são identificadas pela

denominação vulgar

e científica

ABNT

Câmbio – tecido que

sob ação de hormônios

é estimulado a dividir

as camadas de

crescimento tanto em

direção ao centro do

tronco como em direção

a casca da árvore,

constituindo os anéis de

crescimento

Lenho – Consiste no

núcleo de sustentação

da árvore. Compreende

as células que crescem

para o centro do tronco

denominadas de

alburno e cerne.

O Alburno é a parte

mais permeável do

caule e apresenta

maior importância para

a trabalhabilidade. É a

parte mais atacada

pelos insetos, fungos e

outros

microorganismos.

O Cerne é constituído

de células mortas.

Apresenta baixa

permeabilidade e

durabilidade mais

elevada.

O cerne e o alburno são

formadas por células

que crescem para o

centro do tronco: fibras,

elementos de vaso; e

outros.

Definem o comportamento da madeira quando submetida a esforços de natureza mecânica.

Característica mecânica principal:

exercidas no sentido axial ou

no sentido das fibras; são elas:

compressão, tração, flexão

Definem o comportamento da madeira quando submetida a esforços de natureza mecânica.

Característica mecânica secundária: exercidas transversalmente às fibras; são elas:

compressão, tração, torção, cisalhamento, fendilhamento

COMPRESSÃO: carga aplicada sobre a peça de madeira a fim de verificar o valor

máximo que a espécie suporta sem romper.

COMPRESSÃO:

TRAÇÃO: esforço aplicado que provoca a aproximação dos feixes de fibras

alongando-os.

TRAÇÃO:

FLEXÃO: esforço aplicado por meio de carga central que pode chegar a provocar

a ruptura das fibras.

FLEXÃO:

CISALHAMENTO: ocorre a separação das fibras, resultando num deslizamento de um plano sobre outro, devido a um esforço no sentido Paralelo ou oblíquo as mesmas.

CISALHAMENTO:

FENDILHAMENTO: característico de materiais fibrosos; traduz-se por um descolamento ao longo das fibras, separando os tecidos e provocando “rachaduras” na madeira; provocado por esforço de tração.

FENDILHAMENTO:

ELASTICIDADE: capacidade de apresentar

deformação proporcional à intensidade de

carga, e retornar à sua forma original.

DUREZA SUPERFICIAL: propriedade de

resistir à penetração localizada, ao desgaste

e abrasão.

Massa específica: forma que se apresenta

aparentemente, pelo peso por unidade e

volume do material, demonstrando um índice

de distribuição ou concentração de material

no tecido lenhoso.

Espécie botânica: estrutura anatômica e a

constituição do tecido lenhoso variam entre

as espécies – responsáveis pelo

comportamento físico e mecânico

Localização da peça no lenho: para ensaio, o

corpo de prova apresentará alterações

dependendo de onde for extraído – próximo

às raízes, copa...

Presença de defeitos: dependendo da

distribuição, dimensão e localização, provoca

anomalias físico-mecânico.

Umidade: determina alterações nas

propriedades do material, portanto, quanto

mais seca maior será a resistência mecânica.

Defeitos da madeira: nós

Defeitos da madeira: fenda

Defeitos da madeira: fibra torcida

Defeitos da madeira: ataque de cupim

Defeitos da madeira: fungos apodrecedores

Definem o comportamento do material e as

alterações de seu estado físico.

As características da madeira permite classificar

quanto ao uso e emprego recomendado.

Umidade: pode ser extraída sobre três estados

1- Água de constituição: faz parte do material

e se for eliminada destrói o mesmo; não é

eliminada na secagem;

* quando a madeira não contém outra umidade

além da água de constituição, diz-se que está

completamente seca ou pode ser seca em estufa;

* seca em estufa: tempo pré-determinado com a

estufa aquecida a 100-150º


2- Água de impregnação: umidade infiltrada

ou impregnada nas paredes das células lenhosas;

* provoca inchamento das mesmas e, notável

alteração do volume;

* altera fatores físicos-mecânicos;


3- Água livre: depois de impregnada, a água

enche os vazios capilares;

* a presença ou a retirada desta água não alteram

o estado ou comportamento do material;

* quando evaporada por secagem, a umidade do

material fica em torno de 30%, dependendo da

espécie.


3- Água livre:

Secagem da madeira impregnada por exposição ao

ar = estabiliza seu peso e denomina-se “ seca ao ar”.

Teor de umidade entre 13 e 17%

Teor de umidade da madeira:

madeira verde: teor acima de 30%

madeira semi-seca: acima de 23%

madeira comercialmente seca: entre 18 e 23%

madeira seca ao ar: entre 13 e 18%

madeira dessecada: entre 0 e 13%

madeira completamente seca: 0%

* Diminui o peso da madeira e favorece o transporte;

* A madeira seca é mais estável e, dificilmente,

apresenta retração em suas dimensões;

*A medida que a água de impregnação vai sendo

eliminada, a resistência do material aumenta

progressivamente;

* A madeira seca é mais resistente aos agentes de

deterioração como os fungos.

Retratilidade: propriedade da madeira em alterar

o volume e dimensões quando a umidade varia

entre o ponto de saturação ao ar e a secagem em

estufa.

Também chamado de contração, inchamento ou

“trabalho” das madeiras.

Densidade: massa específica aparente – peso por

unidade de volume aparente – maior ou menor

concentração do tecido lenhoso;

Condutibilidade elétrica: quando bem seca, a

madeira é isolante mas quando úmida é

condutora.

Resinas podem melhorar a característica

isolante e mecânica;

Condutibilidade térmica: a madeira é um mau

condutor de calor devido ao aprisionamento de

massas de ar em suas células.

Condutibilidade sonora: a madeira é

contraindicada como isolante acústico mas

aconselhável para tratamento de absorção

acústica; apresenta pequena capacidade de

redução sonora quando em paredes de vedação.

Resistência ao fogo: em um incêndio normal, a

velocidade de combustão da madeira é de 10mm

para cada 15 minutos.

* a madeira não se rompe rapidamente;

* mais resistente do que um perfil metálico;

* a propagação do calor na madeira é maior no

sentido paralelo às fibras e menor no sentido

perpendicular.

* peças com espessura inferior a 20mm é

propagadora de incêndio;

* peças com espessura acima de 25mm oferece

menos risco;

* peças com mais de 50mm podem ser usadas e

oferecem menos perigo que as metálicas;

*** Uso de retardantes do fogo

Reestruturação da madeira com rearranjo de suas fibras resistentes, a partir da aglomeração de fragmentos do lenho original

Possibilidades ampliadas de tratamento, quando o material está reduzido a fibras, fragmentos ou lâminas

Possibilidade de melhoria de determinadas característica físicas ou mecânicas

Maior variabilidade dimensional

Economia: possibilita o aproveitamento integral do material lenhoso

Tábuas de fina espessura associadas por colagem com resinas ou colas para madeira, resistente entre si, de maneira a compor peças com seções adequadas.

A madeira é cortada em forma de tábuas, seca em estufa, tratada ou não, aplainada, colada e

então prensada geralmente na forma de vigas;

Podem ser retas ou curvas, de qualquer largura e comprimento, e prontas para o uso.

Madeira transformada

Diversas lâminas finas de madeira, coladas umas sobre as outras, de maneira que as fibras de uma lâmina se disponham perpendicularmente sobre as da outra lâmina

Os compensados de três folhas são indicados apenas para serviços de marcenaria e revestimentos

Aplicados em móveis e formas para concreto


Aglomeração de pequenos fragmentos de madeira, utilizando-se como aglomerante materiais minerais (cimento, gesso) ou resinas, sob pressão variada;

Podem ser utilizadas para a fabricação de móveis, esquadrias, pisos, divisórias, escadas, telhados



Chapas obtidas pela aglomeração das fibras da madeira.

As fibras são lavadas a quente, peneiradas e esparramadas para reaglomeração e passam por rolos aquecidos ou prensas.

São usadas resinas sintéticas ou a resina natural lignina;

Aplicadas em revestimentos, forros, entrepisos, em vedação, esquadrias, mobiliário

Aplicações da madeira


O wood frame é um sistema construtivo

industrializado, durável, estruturado em perfis de

madeira reflorestada e tratada;

Formando painéis de pisos, paredes e telhado

que são combinados e/ou revestidos com outros

materiais;

Finalidade de aumentar o conforto térmico e

acústico, proteger a edificação das intempéries e

contra o fogo.


Permite a construção de casas de até cinco

pavimentos com total controle dos gastos já na fase

de projeto devido à possibilidade de industrialização

do sistema;

Estrutura leve e de rápida execução, são

industrializados e montados por equipes

especializadas, em momentos definidos da obra, e de

forma independente


Nos EUA a tecnologia wood frame é utilizada

em 95% das casas construídas;

Construções residenciais de até dois pavimentos

que utilizam o sistema wood frame são mais

econômicas.

A utilização da madeira como elemento

estrutural no Brasil ainda é cercada de muito mitos

e pouco usada.


A cobertura é a parte superior da edificação.

É constituída por uma parte resistente (laje,

estrutura de madeira, estrutura metálica, etc.) e

por um conjunto de telhas com função de

vedação (telhado), podendo apresentar ainda um

forro e uma isolação térmica.


FUNÇÕES BÁSICAS DE UMA COBERTURA:

• Proteção contra as intempéries;

• Proteção das partes internas das construções;

• Dar inclinação adequada, de acordo com o tipo

de telha utilizada, para drenar águas pluviais;


FUNÇÕES BÁSICAS DE UMA COBERTURA:

• Formar um "colchão de ar" entre o forro e a

telha, possibilitando controle da temperatura

interna, melhorando as condições de conforto

térmico.


TELHADO: Peças de madeira ou ferro que

suportam a cobertura de um edifício.

A estrutura é considerada como o conjunto de

componentes ligados entre si, com a função de

suportar o telhado.


A estrutura é composta por uma armação

Principal e outra secundária:

• Estrutura principal: tesouras, pontaletes ou

por vigas.

• Estrutura secundária constituída pelas ripas,

caibros e terças.

Referência:

BAUER, L.A.F. Materiais de Construção volume 2. 5ª.

ed. São Paulo: LTC, 2007.

http://www.ipt.br/

Material didático preparado por Roseli A. do Valle – Arquiteta e Urbanista, Mestranda em Engenharia Urbana pela UEM - [email protected]

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