manual de projeto e construcao de estruturas

7/29/2019 Manual de Projeto e Construcao de Estruturas

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MANUAL DE PROJETO E CONSTRUODE ESTRUTURAS COM PEAS ROLIASDE MADEIRA DE REFLORESTAMENTO

Prof. Tit. Dr. Carlito Calil Junior

Eng. Civil MSc. Leandro Dussarrat Brito

So Carlos

2010

UNIVERSIDADE DE SO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SO CARLOS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ESTRUTURAS

LABORATRIO DE MADEIRAS E DE ESTRUTURAS DE MADEIRA

LaMEM

FINANCIAMENTO


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Capa: Melina Benatti Ostini


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EDITORES

Carlito Calil Junior professor Titular da Escola de Engenharia deSo Carlos do Departamento de Engenharia de Estruturas daUniversidade de So Paulo. Formado em Engenharia Civil pelaEscola de Engenharia de Piracicaba em 1975, mestre emEngenharia de Estruturas pela EESC/USP em 1978, Doutor emEngenharia Industrial pela Universidade Politcnica de Catalunia Espanha em 1982. Realizou estgio de ps-doutorado nasUniversidades de Twente-Holanda (1988), Braunschweig Alemanha (1988) e no Forest Products Laboratory (2000-2001) e(2008).

Prof. Calil diretor do Laboratrio de Madeiras e de Estruturas de Madeira (LaMEM),coordenador da Comisso de Estudos CE 02:126.10 da Associao Brasileira de Normas

Tcnicas ABNT, Presidente por dois mandatos e membro fundador do Instituto Brasileirode Madeira e das Estruturas de Madeira, e o representante do Brasil na InternationalAssociation of Wood Products Societies (IAWPS) Japan e na International Association forBridge and Structual Engineering USA.

Leandro Dussarrat Brito Engenheiro Civil, Mestre em Engenhariade Estruturas. Formado em Engenharia Civil pela PontifciaUniversidade Catlica de Poos de Caldas em 2001. Ps-graduadoLato Sensu em Saneamento Ambiental pela PUC-Minas em 2004.Ps-graduado Lato Sensu em Engenharia de Estruturas pela PUC-Minas em 2006. Mestre em Engenharia de Estruturas pela Escola deEngenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo em 2010,com o tema da dissertao, Recomendaes para o projeto econstruo de estruturas com peas rolias de madeira dereflorestamento.

Participou dos congressos, Frum Nacional das guas em junho de 2003 em Poos de

Caldas MG; XI EBRAMEM, Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira,em julho de 2008 em Londrina PR; 51 CBC IBRACON, Congresso Brasileiro do Concreto,em outubro de 2009 em Curitiba PR. Desde a graduao, profissionalmente atua na reade desenvolvimento de Projetos Arquitetnicos e Estruturais de edificaes residenciais,comerciais e industriais.


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PREFCIO

Este manual apresenta recomendaes para o projeto e a construo de estruturas

de madeira utilizando elementos estruturais com peas rolias de madeira de

reflorestamento, particularmente os eucaliptos e os pinus.

Alm de um banco de dados de propriedades de resistncia e rigidez de peas

rolias de eucalipto e de pinus, tambm so apresentados os sistemas de classe deuso e mtodos de tratamento da madeira para garantir a durabilidade, os tipos de

ligaes usuais entre os elementos estruturais, os tipos de sistemas estruturais e

construtivos, com os exemplos de dimensionamento de coluna, de tera com viga

rolia e tabelas de pr-dimensionamento de pontes em viga rolia, pontes em

placa mista de madeira rolia e concreto armado, e galpes tipo prtico rgido.

No final so apresentadas vrias fichas tcnicas de projetos e obras construdas

no Brasil e no exterior utilizando peas rolias como exemplos de projetos dearquitetura e de engenharia, com enfase no potencial da utilizao deste nobre

material como uma alternativa sustentvel para a construo civil.

So Carlos, junho de 2010

Calil e Leandro


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SUMRIO1 INTRODUO .....................................................................................................1

1.1 NORMAS TCNICAS ...........................................................................................3

1.2 CLASSIFICAO DAS RVORES...........................................................................4

1.3 FASES DE CRESCIMENTO DA RVORE..................................................................5

1.4 EVOLUO DAS FLORESTAS PLANTADAS DE EUCALIPTO E PINUS NO BRASIL ..........6

1.5 PRINCIPAIS CARACTERSTICAS ...........................................................................8

2 CLASSIFICAO E CARACTERIZAO ESTRUTURAL...............................11

2.1 CLASSIFICAO ESTRUTURAL ..........................................................................112.1.1 Classificao visual ...............................................................................12

2.1.1.1 Curvatura............................................................................................14

2.1.1.2 Sinuosidade........................................................................................15

2.1.1.3 Fendas ...............................................................................................16

2.1.1.4 Rachas ...............................................................................................17

2.1.1.5 Ns ou cordes ..................................................................................17

2.1.1.6 Veios inclinados ou espiralados .........................................................18

2.1.1.7 Razo crescimento nas conferas ......................................................19

2.1.1.8 Abertura entre os anis de crescimento.............................................20

2.1.2 Classificao mecnica .........................................................................20

2.1.2.1 Ensaio esttico ...................................................................................21

2.1.2.2 Ensaio pela vibrao transversal........................................................25

2.2 CARACTERIZAO ESTRUTURAL .......................................................................27

2.2.1 Ensaios compresso de peas rolias estruturais ..............................27

2.2.3 Ensaios de peas rolias estruturais realizados no LaMEM..................28

2.2.3.1 Caracterizao da espcie de Eucalipto Alba (dm=7cm)....................29

2.2.3.2 Caracterizao da espcie de Eucalipto Alba (dm=7,5cm).................30

2.2.3.3 Classificao da espcie de Eucalipto Citriodora (dm=7cm)...............30

2.2.3.4 Caracterizao da espcie de Eucalipto Citriodora (dm=26,4cm).......32

2.2.3.5 Classificao da espcie de Eucalipto Citriodora (dm=34,3cm)..........33

2.2.3.6 Caracterizao da espcie de Pinus Oocarpa (dm=42cm) .................34

2.2.3.7 Caracterizao da espcie de Eucalipto Camaldulensis....................34

2.2.3.8 Caracterizao da espcie de Eucalipto Cloeziana ...........................38


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3 DURABILIDADE E TRATAMENTO DA MADEIRA........................................... 39

3.1 DETERIORAO DA MADEIRA ........................................................................... 40

3.2 SISTEMA DE CLASSES DE USO E PRESERVAO DA MADEIRA ............................. 44

3.2.1 Sistema de Classe de Uso.................................................................... 45

3.2.2 Seleo da espcie da madeira ............................................................ 47

3.2.3 Quanto ao uso e tratamento de madeiras de reflorestamento .............. 47

3.2.4 Escolha do mtodo de tratamento e do produto preservativo............... 49

3.2.4.1 Produtos preservativos ...................................................................... 50

3.2.4.2 Mtodos de tratamento...................................................................... 51

3.2.4.3 Penetrao e reteno do produto preservativo ................................ 52

3.2.4.4 Precaues gerais ............................................................................. 54

3.3 SECAGEM DA MADEIRA.................................................................................... 55

4 LIGAES ........................................................................................................ 57

4.1 LIGAES POR ENTALHES ............................................................................... 59

4.2 LIGAES COM CAVILHAS DE MADEIRA ............................................................. 59

4.3 LIGAES COM BARRAS ROSQUEADAS, ARRUELAS E PORCAS............................. 60

4.4 LIGAES COM BARRA ROSQUEADA E PINO METLICO (DOWEL-NUT)................... 614.5 LIGAES COM CHAPAS METLICAS EXTERNAS PARAFUSADAS ........................... 62

4.6 LIGAES COM CHAPAS METLICAS INTERNAS PARAFUSADAS ............................ 63

4.7 LIGAES COM CONSOLES METLICOS PERFURADOS E PARAFUSADOS ............... 64

4.8 LIGAES COM CHAPAS METLICAS GALVANIZADAS PERFURADAS E PREGADAS ... 64

4.9 CHAPAS METLICAS GALVANIZADAS COM DENTES ESTAMPADOS ......................... 66

4.10 LIGAES PARA NS DE TRELIAS ESPACIAIS ................................................... 67

4.11 LIGAES COM CINTAS METLICAS ENTRELAADAS........................................... 70

4.12 LIGAES COM ANIS, BARRAS DE AO, ARRUELAS E PORCAS............................ 71

4.13 LIGAES COM CONECTORES DE AO PARA ESTRUTURAS MISTAS ...................... 75

4.14 LIGAES NA INTERFACE DA ESTRUTURA DE MADEIRA COM A ALVENARIA ............ 75

4.15 LIGAES DE SISTEMAS PARA CONSTRUES DE PAREDES AUTOPORTANTES...... 76

4.16 LIGAES EM PEAS COMPRIMIDAS ................................................................. 76

4.17 LIGAES NAS BASES DAS COLUNAS ................................................................ 79

5 SISTEMAS ESTRUTURAIS E CONSTRUTIVOS.............................................. 865.1 POSTES DE LINHA DE TRANSMISSO DE ENERGIA ELTRICA ................................ 86


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5.2 EDIFICAES RURAIS ......................................................................................87

5.3 FUNDAES COM ESTACAS DE MADEIRA ROLIA ................................................88

5.4 SISTEMAS ESTRUTURAIS DE MUROS DE CONTENES DE TERRA .........................90

5.5 SISTEMAS ESTRUTURAIS E CONSTRUTIVOS DE BARREIRAS ACSTICAS .................91

5.6 SISTEMAS ESTRUTURAIS DE DEFENSAS .............................................................92

5.7 SISTEMAS ESTRUTURAIS E CONSTRUTIVOS DE PONTES E PASSARELAS ................94

5.7.1 Pontes compostas por vigas..................................................................95

5.7.2 Pontes compostas por vigas treliadas .................................................97

5.7.3 Pontes compostas por prticos..............................................................98

5.7.4 Pontes em placas mistas de madeira rolia e concreto armado............99

5.7.5 Pontes pnseis ....................................................................................1015.7.6 Passarelas estaiadas...........................................................................103

5.7.7 Passarelas compostas por prticos e trelias......................................104

5.7.8 Passarelas rainbow bridge ..................................................................105

5.8 SISTEMAS ESTRUTURAIS E CONSTRUTIVOS DE EDIFICAES .............................106

5.8.1 Sistemas estruturais de viga-coluna para edificaes.........................107

5.8.2 Sistemas estruturais de prticos para edificaes...............................109

5.8.3 Sistemas estruturais compostos por painis de paredes autoportantes..................................................................................................................112

5.9 SISTEMAS ESTRUTURAIS E CONSTRUTIVOS DE COBERTURAS.............................114

5.9.1 Coberturas compostas por trelias planas...........................................114

5.9.2 Coberturas compostas por tensoestruturas.........................................115

5.9.3 Coberturas compostas por trelias espaciais (tridimensionais) ...........115

5.9.4 Coberturas do tipo parabolide hiperblica .........................................116

5.9.5 Coberturas de pontos de nibus de linhas urbanas............................. 1165.10 SISTEMAS ESTRUTURAIS E CONSTRUTIVOS DE TORRES ....................................117

5.10.1 Torres compostas por estruturas em trelias.......................................117

5.10.1.1 Torre de diagonal nica, parafusada ou pregada (a) .......................118

5.10.1.2 Torre de diagonais cruzadas, parafusadas ou pregadas (b) ............118

5.10.1.3 Torre com semi-diagonais dispostas em forma de tringulo equiltero

com as bases horizontais (c).........................................................................119

5.10.1.4 Torre com diagonais em losango (d)................................................119

5.10.1.5 Torre treliada estaiada (e) ..............................................................120

5.11 SISTEMAS ESTRUTURAIS DE CIMBRAMENTOS ...................................................120


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6 CRITRIOS DE DIMENSIONAMENTO........................................................... 123

6.1 CLASSIFICAO GEOMTRICA DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS.......................... 123

6.1.1 Elementos estruturais ......................................................................... 123

6.1.1.1 Elementos estruturais lineares (estruturas reticuladas) ................... 123

6.1.1.2 Elementos estruturais de superfcie (estruturas laminares) ............. 124

6.1.1.3 Elementos estruturais de volume (estruturas volumtricas) ............ 125

6.2 CRITRIOS PARA O DIMENSIONAMENTO .......................................................... 125

6.2.1 Propriedades de Resistncia e Rigidez .............................................. 126

6.2.2 Propriedades a serem consideradas no Projeto Estrutural ................. 127

6.2.3 Critrio de clculo para o dimensionamento da seo da pea rolia 131

6.2.4 Propriedades geomtricas da seo transversal de peas rolias...... 132

6.2.5 Limites de Esbeltez para peas de madeira ....................................... 137

6.2.6 Peas submetidas flexo ................................................................. 137

6.3 EXEMPLOS DE APLICAO ............................................................................. 139

6.3.1 Exemplo de pea rolia solicitada por compresso axial .................... 139

6.3.2 Exemplo de uma tera de madeira rolia de seo varivel ............... 147

7 DIRETRIZES PARA PROJETO....................................................................... 150

7.1 PONTE EM VIGAS COM PEAS ROLIAS DE MADEIRA......................................... 150

7.1.1 Esquema geral da ponte..................................................................... 151

7.1.2 Hipteses de clculo ........................................................................... 152

7.1.3 Etapas de dimensionamento............................................................... 153

7.1.4 Tabelas prticas de pr-dimensionamento ......................................... 159

7.1.5 Recomendaes construtivas ............................................................. 160

7.2 PONTE EM PLACA MISTA DE MADEIRA ROLIA E CONCRETO ARMADO ................. 161

7.2.1 Esquema geral da ponte..................................................................... 162



7.2.4 Tabela prtica de pr-dimensionamento............................................. 172

7.2.5 Recomendaes construtivas ............................................................. 172

7.3 PROJETO DE GALPO TIPO PRTICO RGIDO.................................................... 173

7.3.1 Esquema geral do modelo de galpo tipo prtico rgido ..................... 173




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7.3.4 Tabelas prticas de pr-dimensionamento.......................................... 183

7.3.5 Recomendaes construtivas..............................................................188

8 ANEXO: FICHAS TCNICAS DE PROJETOS E CONSTRUES................189

9 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................302


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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLASABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ABPM - Associao Brasileira de Preservadores de MadeiraABRAF - Associao Brasileira de Produtores de Florestas Plantadas

ANSI - American National Standards Institute

ASTM - American Society for Testing Materials

BCE - Beaudette Consulting Engineers Inc.

CCA - Cobre Cromo Arsnio

CCB - Cobre Cromo Boro

CP - Corpo-de-prova

CPs - Corpos-de-prova

EBRAMEM - Encontro Brasileiro da Madeira e das Estruturas de Madeira

EC5 - Eurocode 5

EESC - Escola de Engenharia de So Carlos

ELS - Estado Limite de Servio

ELU - Estado Limite ltimo

EPFL - cole Polytechnique Fderale de Lausanne

FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations

FPL - Forest Products Laboratory

IBAMA - Instituto Brasileiro de Aparo ao Meio Ambiente

IBDF - Instituto Brasileiro de Desenvolvimento Florestal

IBRAMEM - Instituto Brasileiro da Madeira e das Estruturas de Madeira

INMET - Instituto Nacional de Meteorologia

IPT - Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo

LaMEM - Laboratrio de Madeiras e de Estruturas de Madeira

LPF - Laboratrio de Pesquisas FlorestaisLPSA - Light Post-tensioned Segmented Arch

MEL - Mtodo dos Estados Limites

NBR - Norma Brasileira Registrada

PDA - Pile Driving Analyser

SET - Departamento de Engenharia de Estruturas

STCP - Engenharia de Projetos Ltda.

UPM - Usina de Preservao de Madeira

USDA - United States Department of Agriculture

USP - Universidade de So Paulo


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LISTA DE SMBOLOSLetras romanas maisculas

A - rea da seo transversal; linha de afloramento, ponto de superfcie do poste na seosuperior do engastamento; linha de afloramento, ponto mdio na seo superior doengastamento

B - topo do poste, aresta; topo do poste, ponto mdio

C - circunferncia na seo de engastamento; comprimento de barras de ao; classe deresistncia da madeira; centro; nomenclatura de coluna

CG - Centro de Gravidade

Cmx - curvatura mxima

CO2 - Dixido de CarbonoCV - coeficiente de variao

D - o dimetro do topo ou da base para determinar abertura de racha; amortecimento;dimetro do furo da broca de fundao; dimetro inicial estimado da viga rolia de madeira

Dmm - dimetro mnimo

Ds - Dimetro da seo mdia das partes sinuosas

E - mdulo de elasticidade; mdulo de deformao longitudinal.

Ec - mdulo de elasticidade secante compresso do concreto, NBR 6118:2003

Ec0 - mdulo de elasticidade longitudinal pelo ensaio de compresso paralelo s fibras

(EL)eq- mdulo de elasticidade flexo longitudinal da placa ortotrpica equivalente

(ET)eq- mdulo de elasticidade flexo transversal da placa ortotrpica equivalente

Ew = EM,ef - mdulo de elasticidade flexo efetivo da madeira

F - aes (em geral); foras (em geral)

Fa - fora de empuxo ativo

Fd - valor de clculo das aes

FE - fora de euler

Fk - valor caracterstico das aes

Fp - fora de empuxo passivo

Fw - fora de ao do vento

G - ao permanente; mdulo de deformao transversal

Gd - valor de clculo da ao permanente

Gk - valor caracterstico da ao permanente

(GLT)eq - mdulo de elasticidade toro da placa ortotrpica equivalenteGPa - Giga Pascal


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H - altura

Hmx - altura mxima

Hu - comprimento til do poste (altura total descontada da rea de engastamento e aplicao

da carga)Hz - Hertz

I - momento de inrcia

K - constante; rigidez da mola; mdulo de deslizamento da ligao

KE - parmetro de flambagem da barra em funo das vinculaes impostas nasextremidades

Kser- mdulo de deslizamento da ligao para verificar o estado limite de servio

Ku - mdulo de deslizamento da ligao para verificar os estado limite timo

L - vo; comprimento (em substituio a l para evitar confuso com o nmero 1)

L/d - relao vo pelo dimetro

Lm - comprimento mdio

L0 - comprimento de flambagem da barra

M - momento (em geral, momento fletor); massa da mola

Md - momento de clculo

M gk - momento caracterstico devido carga permanente

MLg,k - momento fletor mximo longitudinal devido carga permanente da pavimentaoasfltica

MLq,k - momento fletor mximo longitudinal devido carga acidental

Mqk - momento caracterstico devido carga acidental

Mr,d - momento resistente de clculo

MT1q,k - momento fletor mximo positivo transversal devido carga acidental

MT2q,k - momento fletor mximo negativo transversal devido carga acidental

Mx,d - momento de clculo em relao ao eixo xM1d - momento de clculo devido carga permanente

M2d - momento de clculo devido carga varivel

MOE - Mdulo de elasticidade longitudinal obtido no ensaio flexo

MOR - Mdulo de resistncia obtido no ensaio flexo

MPa - Mega Pascal

N - fora normal (Nd , Nk , Nu); Newton

Nd - Fora Normal de clculoP - carga de ruptura; carga concentrada; permetro


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P0 - fora de estao igual a zero

Q - carga concentrada de ao varivel

Qg,k - cortante mxima devido carga permanente

Qq,k - cortante mxima devido carga acidental

Rd - valor de clculo da resistncia; reao de apoio de clculo

Rg,k - reao de apoio devido carga permanente

Rq,k - reao de apoio devido carga acidental

S - comprimento do trecho onde existe sinuosidade; momento esttico

Sd - valor de clculo da solicitao

S3 - fator probabilstico da NBR 6123:1988

U - umidade

Uamb - umidade relativa do ambiente

Ueq - umidade de equilbrio da madeira

V - cortante; velocidade de deformao

Vd - cortante de clculo

Vgk - cortante caracterstica devido carga permanente

Vqk - cortante caracterstica devido carga acidental

Vy,d - cortante de clculo em relao ao eixo y

V0 - velocidade bsica conforme a NBR 6123:1988

Xd - valor de clculo da amostra

Xk - valor caracterstico da amostra

Xm - valor mdio da amostra

W - carga do vento, mdulo de resistncia flexo; massa da viga

Letras romanas minsculas

a - comprimento

b - largura

c - conicidade; circunferncia no ponto de aplicao de carga

cm - centmetro

cm/m - centmetro por metro

cm/min centmetro por minuto

d - dimetro; desvio entre eixos

daN - deca Newton


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dbase - o dimetro da base das peas rolias de madeira com seo varivel, calculado emfuno do comprimento da circunferncia na base do poste

deq - o dimetro equivalente de clculo das peas rolias de madeira com seo varivel,

situado L/3 da extremidade mais delgada da pea, desde que 2eq d5,1d deq,c - corresponde ao dimetro equivalente da coluna

deq,v - corresponde ao dimetro equivalente da viga

deq,t - corresponde ao dimetro equivalente da tera

dm - dimetro mdio das peas rolias de madeira com seo varivel, calculado em funodo comprimento da circunferncia da tora em (L/2)

dmx - corresponde ao dimetro mximo (base da pea rolia)

dmn

- corresponde ao dimetro mnimo (topo da pea rolia)

dp - distncia entre prticos

dtopo - o dimetro do topo das peas rolias de madeira com seo varivel, calculado em

funo do comprimento da circunferncia no topo do poste

dt - variao em relao ao tempo

dx - variao em relao coordenada x

d1 - o dimetro da base das peas rolias de madeira com seo varivel, calculado emfuno do comprimento da circunferncia na base do poste (maior dimetro da pea), algunsautores o denominam como dmx

d2 - o dimetro do topo das peas rolias de madeira com seo varivel, calculado emfuno do comprimento da circunferncia no topo do poste (menor dimetro da pea), algunsautores o denominam como dmn

e - excentricidade; comprimento de engastamento

ea - excentricidade acidental mnima

ec - excentricidade suplementar de primeira ordem que representa a fluncia da madeira

ed

- excentricidade de clculo

ei - excentricidade de primeira ordem decorrente da situao de projeto

e1,ef -excentricidade efetiva de primeira ordem

f - abertura da racha

fc0 - resistncia compresso paralela s fibras

fc0,d - resistncia de clculo compresso paralela s fibras

fc0,k - resistncia caracterstica compresso paralela s fibras

fck,28 - resistncia compresso caracterstica do concreto aos 28 dias

fr- freqncia de ressonncia

fv - resistncia ao cisalhamento


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fv0 - resistncia ao cisalhamento paralelo s fibras

fv0,d - resistncia de clculo ao cisalhamento paralelo s fibras

fyk - resistncia caracterstica de escoamento do ao

g - acelerao da gravidade de 9,8 m/s2; carga distribuda permanente

h - altura

ha - hectare

hu - brao de alavanca

h1 - altura da cobertura

i - raio de girao

imim - raio de girao mnimo

kg - quilogramakgf - quilograma fora (MKS)

kg/m - quilogramas por metro cbico

kmod - coeficiente de modificao

kmod,1 - leva em conta a classe de carregamento e o tipo de material empregado conformeapresentado na tabela 6.4

kmod,2 - leva em conta a classe de umidade, que pode ser analisado conforme o mapa dafigura 6.7 e o tipo de material empregado na tabela 6.5

kmod,3 - leva em conta a categoria da madeira utilizada

kN - quilo Newton

l - vo; comprimento; (pode ser substitudo por L para evitar confuso com o nmero 1)

m - metro

mm - milmetros

mm/h - milmetros por hora

n - nmero de corpos-de-prova da amostra ensaiados

nv - nmero de vigas de madeira rolia

q - carga acidental distribuda

t - tempo de aplicao da fora; espessura de elementos delgados

teq - espessura da placa equivalente

ug,k - flecha mxima caracterstica, devido carga permanente

uLim - deslocamento limite

uy - deslocamento em relao ao eixo y

x - coordenada longitudinal

y - posio linha neutra


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Letras gregas minsculas

(alfa) ngulo; coeficiente

(beta) ngulo; coeficiente, razo

(gama) - coeficiente de segurana; peso especfico; (pode ser substitudo por g);deformao tangencial especfica

g - coeficiente de majorao das aes permanentes

q - coeficiente de majorao das aes variveis

w - coeficiente de minorao da resistncia da madeira

wc - coeficiente de minorao da resistncia da madeira compresso paralela s fibras

wt- coeficiente de minorao da resistncia da madeira trao paralela s fibras

wv- coeficiente de minorao da resistncia da madeira ao cisalhamento paralelo s fibras(delta) coeficiente de variaog,k - flecha mxima devido carga permanente

q,k- flecha mxima devido carga acidental

(lambda) - ndice de esbeltez = L0/i

(pi) - emprego matemtico ~ 3,1416

(ro) - massa especfica (densidade)

12%- massa especfica a 12% de umidade

(sigma) - tenso normal (d ,k, u)

F - limite de resistncia da madeira na seo de engastamento

Nd- tenso normal de clculo

Md- tenso mxima de clculo devido componente de flexo

Mx,d- tenso mxima de clculo devido componente de flexo, em relao ao eixo x

1wg,k - tenso normal mxima de compresso caracterstica na face superior da viga demadeira rolia, devido carga permanente, no instante inicial com concreto fresco

2wg,k - tenso normal mxima de trao caracterstica na face inferior da viga de madeirarolia, devido carga permanente, no instante inicial com concreto fresco

(tau) - tenso tangencial (d, k, u)

d - tenso tangencial de clculo

(omega) - freqncia de estao igual a zero

- coeficiente de impacto vertical

(fi) - dimetro de barras de ao

# - espessura de chapa de ao


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1 INTRODUO

A utilizao de elementos estruturais de madeira no Brasil tem crescido ao longo dos

ltimos anos em virtude das pesquisas realizadas, no sentido de torn-la um material

mais competitivo com relao a outros materiais empregados com funo estrutural,

tais como o ao e o concreto. A madeira abundante, verstil e facilmente obtida.

Sem ela, a civilizao como conhecemos teria sido impossvel. Quase metade da

rea do Brasil coberta por floresta. Se tecnologicamente manipulada e protegida

de desastres naturais causados por fogo, eroses, insetos e doenas, as florestas

iro garantir condies de sobrevivncia para as geraes futuras.

O plantio e o abate de rvores reflorestadas so efetuados em processo de ciclo de

regenerao. Conforme as rvores mais velhas so retiradas, elas so substitudas

por rvores novas para reabastecer a oferta de madeira para as geraes futuras. O

ciclo de regenerao, pode facilmente superar o volume que est sendo utilizado,

garantindo a sustentabilidade.

H a necessidade de se desenvolver estudos para encontrar alternativas de

materiais viveis economicamente e que atendam os requisitos da construo

sustentvel. As construes com peas rolias de madeira, usadas em construes

civis, construes rurais, pontes, passarelas, defensas e postes de linha de

transmisso de energia eltrica, aparecem como opo a este grande desafio por

conciliar aspectos de sustentabilidade social, econmica e ambiental.

Embora a madeira seja suscetvel ao apodrecimento e ao ataque de insetos sob

condies especficas, ela um material muito durvel quando utilizada com

tecnologia, pois pode ser efetivamente protegida contra deteriorao por perodo de

50 anos ou mais. Alm disso, a madeira tratada com preservativos requer pouca

manuteno e pinturas.

Neste estudo, so abordadas as principais caractersticas de madeiras de

reflorestamento com peas rolias tratadas, os principais tipos de caracterizao,

classificaes, propriedades de resistncia e elasticidade, e as classes de

tratamento de preservao da madeira, para garantir o aumento da vida til das

estruturas. Tambm so apresentados os principais tipos de ligaes usuais entre os

elementos estruturais com peas rolias. E por fim, so apresentadas por meio de

catalogaes em 124 fichas tcnicas, possveis alternativas na rea de estruturas e


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2

na construo civil, de sistemas estruturais e construtivos utilizando madeiras com

peas rolias, tais como estacas de fundaes, passarelas, pontes, quiosques,

galpes rurais, edificaes residenciais, estabelecimentos comerciais, hotelarias,

igrejas, instituies de ensino, sedes de parques ecolgios e ambientais, estruturas

de locais de eventos, coberturas especiais, estruturas de arquibancadas, parques

tursticos e com brinquedos infantis, terminal de aeroporto, torres de observao,

estruturas provisrias de cimbramentos para formas de estruturas de concreto,

defensas de rodovias, barreiras acsticas, entre outros, construdos no Brasil e no

exterior.

Grande parte das construes com peas rolias de madeira no Brasil no soprojetadas e construdas por tcnicos e construtores especializados em madeiras.

Isso resulta em estruturas caras, inseguras e de baixa durabilidade refletindo num

quadro negativo no uso da madeira como um material estrutural. A utilizao

tecnolgica da madeira como material para a construo civil apresenta inmeras

vantagens, por mais que ainda persista a equivocada idia de que a madeira tem

pequena vida til. A resistncia da madeira rolia, baixo peso, baixo consumo

energtico para processamento, sua disponibilidade e seu fcil manuseio fazem com

que ela se torne um material altamente competitivo e sustentvel. A baixa densidade

da madeira, se comparada com outros materiais, traz um alvio s estruturas de

fundaes assim como sua resistncia faz com que as estruturas sejam mais

esbeltas. Ela capaz de suportar sobrecargas de curta durao sem efeitos nocivos.

Sua disponibilidade, baixo consumo energtico e fcil manuseio fazem com que os

custos sejam reduzidos, que seja desnecessrio o emprego de mo-de-obra

altamente especializada e a execuo de sua construo seja efetivamente rpida.

Este trabalho tem como objetivo a apresentao de recomendaes para o projeto e

construo de estruturas com peas rolias de madeira de reflorestamento, a fim de

oferecer a estudantes e profissionais das reas de Engenharia Civil e Arquitetura,

informaes tecnolgicas para projeto e construo de diversos sistemas estruturais

e construtivos utilizando peas rolias de madeira.


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1.1 NORMAS TCNICAS

As normas tcnicas referentes s especificaes tem o intuito de fornecer uma base

comum para a comunicao entre compradores e produtores de madeiras rolias de

reflorestamento. J as normas de tratamento para preservao e conservao,

servem de subsdios para garantir o uso adequado do tratamento qumico da

madeira para assegurar a durabilidade. As normas de projeto oferecem

procedimentos para que os projetistas possam promover a imagem dos elementos

estruturais de engenharia e assegurar uma boa performance com o tempo,

garantindo a segurana e durabilidade de acordo com o sistema estrutural envolvido.

Na Amrica do norte, as referncias normativas mais utilizadas para madeira rolia

so publicadas pela American Society for Testing Materials (ASTM):

- ASTM D2899, Standard methods for establishing design stress for round timber

piles;

- ASTM D25-99 (2005), Standard especification for round timber piles;

- ASTM D3200-94, Method for establishing recommended design stress for round

timber construction poles;

- ASTM D3957-80, Establishing stress grade for structural members in log buildings.

- ASTM D198-97. Standard Test Methods of Static Tests of Lumber in Structural

Sizes.

Tambm so utilizadas normas da American National Standards Institute (ANSI):

- ANSI O5.1-1992, American national standard for wood poles: specification and

dimensions;

- ANSI C2, National electric safety code, Institute of Electrical and Electronics

Engineers.

Segundo WOLF e HERNANDEZ (1999), dentre essas a ASTM 25-98 e ANSI O5publicaram especificaes de madeira rolia, recomendando requisitos mnimos de

qualidade e classificaes de tamanho para aplicaes em fundaes e postes

respectivamente.

J, no Brasil, pesquisas com madeira rolia, so estudos ainda recentes, no

existindo uma norma especfica para projetos e construes com peas rolias de

madeira de reflorestamento. No entanto, as referncias normativas existentes para

madeira rolia, publicadas na ABNT, Associao Brasileira de Normas Tcnicas,so:


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- ABNT, NBR 6231:1980 - Postes de madeira - Resistncia flexo Mtodo de

ensaio;

- ABNT, NBR 6232:1973 - Penetrao e reteno de preservativo em postes de

madeira;

- ABNT, NBR 8456:1984 - Postes de eucalipto preservado para redes de distribuio

de energia eltrica Especificao;

ABNT, NBR 8457:1984 - Postes de eucalipto preservado para redes de distribuio

de energia eltrica Dimenses;

- ABNT, NBR 7190:1997 Projeto de estruturas de madeira. Esta norma est

fundamentada essencialmente s madeiras serradas em geral. Porm vlida para

o dimensionamento das peas rolias de madeira de seo varivel, com indicativosespeciais, no item 7.2.8 para o critrio de clculo do dimetro equivalente (deq).

1.2 CLASSIFICAO DAS RVORES

Botanicamente as rvores so classificadas como Fanerogamas, que constituem um

grupo de plantas superiores, de elevada complexidade anatmica e fisiolgica. O

grupo das Fanerogamas se subdivide em Gimnospermas e Angiospermas, CALIL et

al (2009).Dentro do grupo das Gimnospermas destacam-se as Conferas, conhecidas

internacionalmente como madeiras moles ou softwoods. Constituem

principalmente no hemisfrio norte por grandes florestas e fornecem madeiras das

mais empregadas na indstria e na construo civil. Na Amrica do Sul destacam-se

os Pinus e a Araucria.

O grupo das Angiospermas se divide em duas categorias: Monocotilednias e

Dicotiledneas.Na categoria das Monocotiledneas encontram-se as palmas e gramneas. As

palmas so madeiras que no apresentam boa durabilidade, mas podem ser

utilizadas de modo satisfatrio em estruturas temporrias, como escoramentos e

cimbramentos. Nas gramneas destaca-se o bambu, que no madeira no sentido

usual da palavra, mas tendo em vista a sua boa resistncia mecnica associada

sua baixa densidade, presta-se para a construo leve.

J as Dicotiledneas so usualmente designadas como madeira dura ouhardwoods. Nesta categoria encontram-se as principais espcies utilizadas na

construo civil no Brasil, atualmente, CALIL et al (2009).


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1.3 FASES DE CRESCIMENTO DA RVORE

O crescimento principal da rvore ocorre verticalmente. Esse crescimento

contnuo, apresentando variaes em funo das condies climticas e da espcie

da madeira. Alm desse crescimento vertical, ocorre tambm um aumento do

dimetro do tronco devido ao crescimento das camadas perifricas responsvel pelo

crescimento horizontal (cmbio), CALIL et al (2009). No corte transversal de um

tronco de rvore estas camadas aparecem, anualmente, como anis de crescimento.

Em cada anel, existe uma madeira mais clara, que menos densa e resistente,

proveniente do crescimento mais acelerado que ocorre na primavera/vero, ao

contrrio da madeira de outono/inverno. Como pode ser observado na figura 1.1,

esta diferena mais pronunciada para a confera, por ser proveniente de regies

nas quais as diferenas entre as estaes do ano so bem pronunciadas. Nesta

figura, tambm pode ser observado, que o cerne, regio mais escura formada pelo

depsito de substncias ao longo da vida da rvore, mais pronunciado no caso

das dicotiledneas (folhosas).

(a) confera (b) dicotilednea (folhosa)Figura 1.1 - Exemplos de sees transversais de troncos de rvore. Fonte: CALIL et al (2009).

A figura 1.2 mostra as diversas camadas constituintes da seo transversal, do

ponto de vista macroscpico.


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Figura 1.2 - Elementos macroscpicos da seo de uma rvore (fonte: RITTER, 1990).

Podem ser observadas as seguintes caractersticas: medula, que a madeira

proveniente da fase inicial do crescimento da rvore, geralmente a madeira mais

fraca ou defeituosa; lenho, formado pelos anis de crescimento, se apresentando

recoberto por um tecido especial chamado casca; entre a casca e o lenho existe

uma camada extremamente delgada, aparentemente fluida, denominada cmbio.

A seiva bruta, retirada do solo, sobe pela camada perifrica do lenho, o alburno, at

as folhas, onde se processa a fotossntese produzindo a seiva elaborada que desce

pela parte interna da casca, o floema, at as razes. Parte desta seiva elaborada

conduzida radialmente at o centro do tronco por meio dos raios medulares.

As substncias no utilizadas pelas clulas como alimento so lentamente

armazenadas no lenho. A parte do lenho modificada por essas substncias

designada como cerne, geralmente mais densa, menos permevel a lquidos e

gases, mais resistente ao ataque de fungos apodrecedores e de insetos. Em

contraposio, o alburno, menos denso, constitudo pelo conjunto das camadas

externas do lenho, mais permeveis a lquidos e gases est mais sujeito ao ataque

de fungos apodrecedores e insetos.

1.4 EVOLUO DAS FLORESTAS PLANTADAS DE EUCALIPTO E PINUS NO BRASIL

No Brasil, a partir de 1966, o governo instituiu um programa de incentivos fiscais

para aumentar a rea plantada de Eucalipto e Pinus no pas. Em poucos anos, a

rea com plantaes de Eucalipto saltou de 400 mil para 3 milhes de hectares.

Atualmente, no pas, existe uma grande disponibilidade destas espcies. A tabela

1.1 apresenta as reas de florestas plantadas com Eucalipto e Pinus em alguns

estados no Brasil no perodo entre 2004 e 2008.


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Tabela 1.1 - rea de florestas plantadas com Eucalipto e Pinus no Brasil (2004 a 2008).

Fonte: ABRAF (2009).

Com destaque histrico, as reas de florestas plantadas no Brasil acumularam em

2008 o total estimado de 6.126.000 ha com eucalipto e pinus. Este total representa

um acrscimo de cerca de 282.000 ha plantados em relao ao total estimado do

ano anterior (5.844.367 ha). Constata-se crescimento de 7,3% na rea plantada com

eucalipto e queda de 0,4% no pinus, o que resulta em aumento de 4,38% da rea

com florestas plantadas acumulada at 2008, em relao a 2007, conforme

estatstica da ABRAF (2009).

O grfico 1.1 retrata a evoluo da rea com florestas plantadas no Brasil entre 2004

e 2008, por espcie, com suas respectivas taxas anuais de crescimento e noperodo. Observa-se que a rea plantada com pinus apresenta pequena queda a

partir de 2007, enquanto o eucalipto est em contnuo crescimento.

Eucalipto: Taxa mdia de Crescimento Anual de 7,4%. Pinus: Taxa mdia de Crescimento Anual de 1,4%.Taxa de Cresc. de 33,1% no Perodo de 2004 a 2008. Taxa de Cresc. de 5,9% no Perodo de 2004 a 2008.

Grfico 1.1: Evoluo da rea com florestas plantadas de Eucalipto e Pinus no Brasil (2004-2008).Fonte: ABRAF e STCP (2009).

No grfico 1.2 observa-se o percentual da distribuio das florestas plantadas, entre

Eucalipto e Pinus, nos principais estados brasileiros.


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Grfico 1.2: Distribuio das florestas plantadas com Eucalipto e Pinus no Brasil por estado em 2008.Fonte: ABRAF e STCP (2009).

Na atualidade, a utilizao da madeira de reflorestamento Eucalipto e Pinus para fins

estruturais na construo civil, como uma alternativa s espcies tropicais uma

soluo adequada.As peas estruturais so normalmente utilizadas rolias ou

serradas com tratamento preservativo.

1.5 PRINCIPAIS CARACTERSTICAS

A utilizao de peas rolias de madeira de reflorestamento como material para a

construo civil apresenta inmeras vantagens, por mais que ainda persista a

equivocada idia de que a madeira tem pequena vida til. A resistncia da madeirarolia, o baixo peso, o baixo consumo energtico para processamento, a sua

disponibilidade e o seu fcil manuseio fazem com que ela se torne um material

altamente competitivo, com custos reduzidos e de maneira sustentvel. Seu baixo

peso traz um alvio s estruturas de fundaes assim como sua relao peso versus

resistncia faz com que as estruturas sejam mais esbeltas. Ela capaz de suportar

sobrecargas de curta durao sem efeitos nocivos.

Para a execuo da estrutura com madeira rolia torna-se desnecessrio o emprego

de mo-de-obra altamente especializada e a execuo de sua construo torna-se

efetivamente rpida.

A utilizao da madeira de reflorestamento por contar com espcies apropriadas

construo civil, rpido crescimento se comparado ao das madeiras de lei, e

adequao a vrias regies do solo brasileiro, possibilita ainda, o seu cultivo prximo

aos grandes centros, diminuindo assim, o custo com transporte e prejuzos

ecolgicos, PARTEL (1999).

As estruturas projetadas com peas de madeira rolia apresentam grandes

vantagens quando comparadas com as de peas de madeira serrada,


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correlacionando, sustentabilidade econmica e ambiental. No processo de

industrializao das Peas de Madeira Rolias Tratadas, h uma grande reduo de

custo, pois requer menos investimento em equipamentos e maquinrios, gerando

reduo na mo-de-obra, menor consumo de energia e menos desperdcios dos

recursos naturais e matria prima. Durante os processos de cortes das Madeiras

Serradas, geram-se resduos da ordem de 60% a 70% da pea original, para garantir

a planicididade das peas e consequentemente, as peas estruturais apresentaro

menores dimenses transversais, diminuindo a resistncia e a rigidez da pea CALIL

(2007). A figura 1.3 representa um comparativo de aproveitamento entre a pea de

madeira rolia e a madeira serrada.

a) Vista da seo longitudinal

b) Vista da seo transversal

Figura 1.3: Comparativo de aproveitamento entre a Pea de Madeira Rolia e a Madeira Serrada.Fonte: CALIL (2007).

Para o desenvolvimento de pesquisas na aplicao da madeira em sua forma rolia,

podem ser citadas as seguintes vantagens; melhoria da estabilidade, principalmente

das espcies reflorestadas; melhoria das caractersticas mecnicas, porque o

material deixado na sua forma natural e as fibras longitudinais no so cortadas

como na madeira serrada, PARTEL (1999). Desta forma, s caractersticas fsicas,

das Peas de Madeira Rolia, apresentam maior resistncia mdia, maior rigidez e

menor variao que as Peas Serradas. Este fato ocorre devido utilizao eficiente

de toda seo transversal, sem sofrer grandes mudanas das propriedades das

peas.


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As principais desvantagens das peas rolias de madeira, devido s caractersticas

geomtricas, esto em garantir a aquisio de peas retilneas e a variabilidade

dimensional. O principal fator relacionado com a variabilidade dimensional a

diminuio de 1% a 3%, por metro, da resistncia ao momento fletor, ao longo da

altura da pea referente conicidade, sendo que a poro da madeira juvenil

aumenta esta relao e a regio com ns tem um efeito amplificador deste

fenmeno, CALIL (2007).

Outra vantagem importantssima na atualidade, para a utilizao em construes de

estruturas com peas rolias de madeira, alm do fato de que estas madeiras so

sempre provenientes de rvores reflorestadas, preservando as florestas nativas, tem

a questo do seqestro de dixido de carbono (CO2). Apesar dos reflorestamentos

de eucaliptos e pinus serem monoculturas (ecossistemas pobres), estas plantaes

apresentam um grande beneficio ambiental compensador. O importante fator

positivo o grande potencial de seqestro de dixido de carbono (CO2), ARRUDA et

al (2006). As rvores jovens de grande produo de biomassa e de curto ciclo

necessitam de grandes quantidades de CO2 para promover fotossntese. O

potencial de seqestro de CO2 considerado pela maioria dos pesquisadores um

dos principais critrios na avaliao do benefcio eco-ambiental de uma planta. A

elevada produo de biomassa e a alta rotao transformam o eucalipto em um

campeo de seqestro de gs carbnico sendo este o principal causador de efeito

estufa, REVISTA DA MADEIRA (2007). Em florestas virgens nativas essa relao de

seqestro de CO2 est em equilbrio. Os grandes devoradores de CO2 so as

rvores em fase de crescimento. Quanto maior sua rotatividade mais eficiente o

processo. O engenheiro e professor Eugen Stumpp apud REVISTA DA MADEIRA

(2007), pesquisador da Universidade de Caxias do Sul, em sua tese de doutoradocitou muitos pesquisadores e baseou suas informaes com muito destaque ao

Eucalipto. O pesquisador da USP Aziz AbSaber apud REVISTA DA MADEIRA

(2007) procurou introduzir no Brasil as florestas sociais, ou seja, o aproveitamento

de solos pobres para o plantio de rvores de alta rotao, reconhecimento que o

eucalipto seria uma das espcies que melhor se enquadraria na proposta.


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2 CLASSIFICAO E CARACTERIZAO ESTRUTURAL

2.1 CLASSIFICAO ESTRUTURAL

A classificao estrutural um processo de selecionar as peas de madeira rolia

com base na estimativa de suas propriedades mecnicas. A nica maneira de saber

o valor real da resistncia da madeira romper cada pea, o que no vivel.

Portanto, necessrio estimar as propriedades estruturais pela relao com outros

indicadores das propriedades CALIL et al (2003).

O processo de classificao estrutural realizado pela escolha de algumas

caractersticas da madeira que so razoavelmente bem correlacionadas com todas

as propriedades estruturais. Devido natural variabilidade das propriedades da

madeira, h uma grande faixa de resistncia e rigidez em cada classe ou grupo

CALIL et al (2006).

O agrupamento das propriedades estruturais realizado utilizando-se:

- Resistncia: o mais prximo do menor valor esperado em cada grupo ou classe.

Tipicamente tomado como um valor caracterstico da resistncia, baseado no valor

do quantil de 5% da distribuio estatstica, dividido por um coeficiente de

segurana. As propriedades de resistncia so usadas para avaliar a capacidade

ltima dos elementos estruturais, pela anlise do Estado Limite ltimo (ELU),

envolvendo o risco de vida dos usurios da edificao ou da estrutura.

- Rigidez: a caracterstica de rigidez baseada no valor mdio do mdulo de

elasticidade das peas. Esta apropriada para uso em pisos, prticos e sistemas

onde ocorre a diviso da carga entre elementos paralelos. tambm apropriado

para predeterminar os deslocamentos da estrutura. As propriedades de rigidez so

usadas na avaliao dos Estados Limites de Servio (ELS) da estrutura, os quais

esto relacionados com a funcionalidade da estrutura.

Outro parmetro importante considerado para o dimensionamento de postes de

eucalipto a conicidade (c) da rvore, que corresponde variao do dimetro da

seo ao longo do comprimento.

Segundo CHRISTOFORO (2007), os documentos normativos da atualidade que

tratam da determinao das propriedades de rigidez e resistncia para elementos

rolios estruturais de madeira no levam em considerao em seus modelosmatemticos a influncia das irregularidades existentes na geometria dessas peas.


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Para os postes de eucalipto, a variao na conicidade, pode ser adotada como

aproximao simplificada, com valores entre 5mm/m


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Conforme o item 4.5.2 Defeitos inaceitveis da NBR 8456:1984, os postes devem:

- ser isentos de sinais de apodrecimento, principalmente no cerne, figura 2.1b;

- avarias no alburno provenientes do corte ou transporte;

- fraturas transversais;

- depresses acentuadas;

- orifcios, pregos, cavilhas ou quaisquer peas metlicas, no especificamente autorizadas.

Segundo a ASTM D25-99 (2005), os principais defeitos naturais de degradao, proibitivos

para estruturas, em peas rolias de madeira aps o abate, expostas ao meio de

agressividade ambiental so:

- sinais de apodrecimento ao redor do n, figura 2.1a;

- sinais de apodrecimento da medula e do cerne, figura 2.1b.

- separao devido s propriedades diferenciais de retrao e fibras retorcidas, figura 2.2.

a) Sinais de apodrecimento ao redor do N b) Sinais de apodrecimento da medula e do Cerne.Figura 2.1: Sinais de apodrecimento. Fonte: CALIL (2007).

Figura 2.2: Separao devida s propriedades diferenciais de retrao e fibras retorcidas. Fonte: CALIL (2007).


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No item 4.5.3 Defeitos Aceitveis da NBR 8456:1984, so tolerados os seguintes defeitos

com extenso limitada:

- curvatura, figuras 2.3 e 2.4;

- sinuosidade em qualquer trecho, figuras 2.6, 2.7 e 2.8;

- fendas1 no topo, corpo e base, figura 2.9;

- rachas2 no topo e na base e com profundidade mxima de 5 cm, figura 2.10;

- ns ou orifcios de ns existentes em qualquer trecho de 30 cm, figura 2.11;

- veios inclinados ou espiralados, conforme figura 2.12.

Os subitens a seguir descrevem as conformidades para aceitao de postes preservados, de

peas rolias de madeira de reflorestamento, conforme a NBR 8456:1984.

2.1.1.1 Curvatura

Conforme descrito na NBR 8456:1984, curvatura o desvio de direo longitudinal do poste.

Os critrios de curvaturas mximas tolerveis em postes so:

- Curvatura Simples, conforme figura 2.3;

- Curvatura Dupla, conforme figura 2.4.

Figura 2.3: Curvatura Simples, um plano e uma direo. Fonte NBR 8456:1984

Onde, para Curvatura Simples:A linha de afloramento, ponto de superfcie do poste na seo superior do engastamento.B topo do poste, arestaCmx curvatura mxima, e deve ser igual ou inferior a 1,4 cm p/ cada metro de distncia entre os pontos A e B.e comprimento de engastamento

Figura 2.4: Curvatura Dupla, dois planos ou em duas direes no mesmo plano. Fonte NBR 8456:1984

Onde, para Curvatura Dupla:A linha de afloramento, ponto mdio na seo superior do engastamentoB topo do poste, ponto mdioe comprimento de engastamento

Conforme NBR 8456:1984, a linha imaginria que passa pelos pontos A e B no deveultrapassar a superfcie externa do poste.

1

Fenda a separao do tecido lenhoso, ao longo das fibras, em geral transversalmente aos anis de crescimento, podendose estender de um lado ao outro do poste, e nesse caso denominada fenda diametral. Fonte: NBR 8456:1984.2Racha a separao dos tecidos lenhosos, ao longo das fibras, entre dois anis de crescimento. Fonte: NBR 8456:1984.


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Na figura 2.5, pode ser observado um poste com curvatura simples acentuada.

Figura 2.5:Poste com curvatura simples acentuada. Fonte: CALIL (2007).

2.1.1.2 Sinuosidade

Conforme descrito na NBR 8456:1984, sinuosidade o desvio de direo do poste, medido

em um comprimento definido.

A NBR 8456:1984 divide os critrios de sinuosidade mximas admitidas em postes

de eucalipto, em trs tipos:

- Sinuosidade com eixos de referncia aproximadamente paralelos, conforme figura 2.6;

- Sinuosidade com eixos de referncia praticamente coincidentes, conforme figura 2.7;

- Sinuosidade com eixos de referncia no paralelos, conforme figura 2.8.

Critrios anlogos a estes, esto descritos na ASTM D25-99 (2005).

Figura 2.6: Sinuosidade com eixos de referncia aproximadamente paralelos. Fonte: NBR 8456:1984.

Figura 2.7: Sinuosidade com eixos de referncia praticamente coincidentes. Fonte: NBR 8456:1984.

Figura 2.8: Sinuosidade com eixos de referncia no paralelos. Fonte: NBR 8456:1984.Onde:S Comprimento do trecho onde existe sinuosidadeDs Dimetro da seo mdia das partes sinuosasd Desvio entre eixos

Conforme a NBR 8456:1984, deve-se verificar, simultaneamente: S > 1,5 md < Ds/2


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2.1.1.3 Fendas

Conforme descrito na NBR 8456:1984, fenda a separao do tecido lenhoso, ao longo das

fibras, em geral transversalmente aos anis de crescimento, podendo se estender de um lado

ao outro do poste, e nesse caso denominada fenda diametral.

As fendas surgem nas peas rolias de madeira, oriundas do processo de secagem natural,

ou artificial devido ao efeito de retrao que provocam o fendilhamento. Podem ocorrer em

todo o comprimento da pea.

A ocorrncia predominante nas peas transversalmente na direo radial e tendem ao

crescimento na direo longitudinal. Na tabela 2.1 so apresentadas as dimenses mximas

das fendas, tolerveis para peas estruturais, referentes aos procedimentos para realizar este

tipo de classificao visual. E a figura 2.9 detalha estes procedimentos.

Figura 2.9: Dimenses Mximas das Fendas. Fonte: NBR 8456:1984.

Notas:

- no corpo do poste as fendas no podem ter profundidade superior a 2 cm.

- no topo do poste no se admite fenda diametral.

Tabela 2.1: Comprimentos Mximos das Fendas.Topo Corpo Base

L (m) G2(cm)

f2(cm)

G(cm)

f(cm)

G1(cm)

f1(cm)

10 30 1 200 0,5 75 1Fonte: NBR 8456:1984.


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2.1.1.4 Rachas

Conforme descrito na NBR 8456:1984, racha a separao dos tecidos lenhosos, ao longo

das fibras, entre dois anis de crescimento.

As rachas surgem nas peas rolias de madeira, oriundas do processo de secagem natural,

ou artificial, tambm devido ao efeito retrao. Podem ocorrer no topo ou na base das peas,

com ocorrncia predominante transversalmente na direo tangencial aos anis de

crescimento nas conferas ou tangenciais ao cerne nas dicotiledneas, e tendem ao

crescimento na direo longitudinal.

Para utilizao de elementos estruturais com peas rolias de madeira, as dimenses

mximas tolerveis das rachas no topo e na base com profundidade mxima de 5 cm, devem

atender as seguintes relaes:

a) rachas com ngulo de at 90: f = 0,10 D

b) rachas com angulo superior a 90: f = 0,05 D

A figura 2.10 detalha as especificaes das dimenses mximas das rachas, tolerveis para

peas estruturais, referentes aos procedimentos para realizar este tipo de classificao visual.

a) Rachas c/ ngulo de at 90 b) Rachas c/ ngulo superior a 90Figura 2.10: Dimenses Mximas das Rachas. Fonte: NBR 8456:1984.Onde: f a abertura; D o dimetro do topo ou da base

2.1.1.5 Ns ou cordes

Conforme descrito na NBR 8456:1984, n a parte inicial de um galho, remanescente no

poste. Os ns ou cordes so defeitos naturais das peas, oriundos das regies onde existiam

galhos nas rvores e surgem transversalmente nas peas. A tabela 2.2 apresenta as

dimenses mximas de ns ou cordes, aceitveis para peas estruturais, referentes aos

procedimentos para realizar a classificao visual. A figura 2.11 detalha com clareza estes

procedimentos.


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Figura 2.11: Dimenses Mximas de Ns ou Cordes. Fonte: NBR 8456:1984.

Notas:- No devem ser considerados ns ou orifcios de ns com dimetro D igual ou inferior a

1,5cm.

- Protuberncia ou n fechado no constitui defeito, no devendo, portanto, ser levado em

conta, quando aparecer na superfcie do poste.

Recomendaes conforme descrito na ASTM D25-99 (2005):

- no deve ser aceito N com dimenso maior que um sexto (1/6) da circunferncia do poste

localizado na seo onde ocorre o n;

- Ns de agrupamento so considerados como um nico n, e o agrupamento inteiro no

pode ser maior que a dimenso permitida para um nico n.

- A soma dos dimetros dos ns em qualquer trecho de 304 mm, ao longo do comprimento do

poste, no poder exceder um tero (1/3) da circunferncia na regio onde eles ocorrem.

2.1.1.6 Veios inclinados ou espiralados

Conforme descrito na NBR 8456:1984, veio a disposio na direo longitudinal dos

elementos constitutivos da madeira. Pode ser expresso como veio reto, inclinado, entrelaado,

etc. Veio inclinado, o desvio angular em relao ao eixo longitudinal do poste. A figura 2.12

detalha com clareza estes procedimentos.

Tabela 2.2: Dimenses Mx. de Ns ou Cordes.DimensesMx. de

N ou Cordo

Somat. Dimetrosnum trechode 30 cmL (m)

D (cm) D (cm)

14 13,00 25,00Fonte: NBR 8456:1984.


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19

Figura 2.12: Veios inclinados. Fonte: NBR 8456:1984.

Os veios inclinados, tambm conhecidos como gr-espiralada, determinada pela orientao

espiral dos elementos axiais constituintes da madeira em relao ao fuste da rvore. Em

rvores vivas, sua presena pode ser muitas vezes visualizada pela aparncia espiralada da

casca, podendo, no entanto, estar oculta sob uma casca de aspecto normal.

A existncia de gr-espiralada traz srias conseqncias para a utilizao da madeira, como adiminuio da resistncia mecnica, aumento das deformaes de secagem e dificuldade

para se conseguir um bom acabamento superficial. Alm das conseqncias citadas, quando

ocorre uma volta completa do elementos axiais em menos de 10 m de comprimento do fuste,

a madeira apresenta srias limitaes quanto sua utilizao, sobretudo para fins estruturais.

Conforme descrito na ASTM D25-99 (2005), a gr-espiralada no poder exceder 180 deg de

toro, medido em qualquer trecho de 6,1 metros, ao longo do comprimento do poste.

2.1.1.7 Razo crescimento nas conferas

Segundo a ASTM D25-99 (2005), a razo de crescimento para postes, deve ser admitida pelo

menos de 6 anis por polegada, nos 50% do raio externo no topo do poste e com 33% de

madeira de vero. Exceo: Postes com menos de 6 anis por polegada so aceitveis se a

mdia for de 50% ou mais de madeira de vero e apresentam dentro de 50% do raio externo,

no topo do poste.

Tabela 2.3: Veios inclinados

Toro mxima em 1 voltaL (m) < 10 10 e 14 > 14G (m) 3 4 6

Fonte: NBR 8456:1984


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20

Figura 2.13: Razo crescimento nas conferas. Fonte: CALIL (2007).

2.1.1.8 Abertura entre os anis de crescimento

Conforme a ASTM D25-99 (2005), a abertura entre os anis de crescimento (Shake), figura

2.14, definido como sendo uma separao circunferencial dos anis de crescimento,

proveniente do descolamento entre os anis. A dimenso de qualquer abertura entre os anis

de crescimento ou combinao de aberturas entre os anis de crescimento, da extremidade a

metade do raio ao centro do poste, quando medido ao longo da curva do anel de crescimento,

no deve exceder um tero da circunferncia do poste.

Figura 2.14: Abertura entre os anis de crescimento. Fonte: CALIL (2007).

2.1.2 Classificao mecnica

Os principais ensaios de classificao Mecnica para elementos estruturais com peas rolias

de madeira so: o ensaio esttico e a tcnica da vibrao transversal. Estes processos de

ensaios envolvem os testes de todos os corpos de prova, usando alguns parmetros de fcil

medida para correlacionar com as propriedades de resistncia e rigidez.


42/333

21

2.1.2.1 Ensaio esttico

Segundo ZANGIACOMO (2007), com base nas anlises dos resultados de ensaios realizados

com peas rolias estruturais versus corpos-de-prova isentos de defeitos, conclui-se que hdiferenas significativas entre os valores de mdulos de elasticidade obtidos em ensaios de

flexo esttica, em elementos estruturais, e em corpos-de-prova de dimenses reduzidas, h

diferenas significativas entre os valores de mdulos de elasticidade obtidos em ensaios de

compresso paralela s fibras em elementos estruturais e em corpos-de-prova de dimenses

reduzidas, e tambm h diferenas significativas entre os valores de resistncia obtidos em

ensaios de compresso paralela s fibras em elementos estruturais e em corpos-de-prova de

dimenses reduzidas.

Diante das diferenas significativas resultantes de ensaios com peas rolias estruturais

versus corpos-de-prova isentos de defeitos, ZANGIACOMO (2007) recomenda o

estabelecimento de metodologia de ensaio especfica para peas estruturais rolias, sendo

proposta a de ensaios de flexo esttica com fora concentrada aplicada no meio do vo.

Neste mtodo de classificao, um carregamento conhecido aplicado sobre a pea

biapoiada, flexionando a mesma. Com o objetivo de reduzir a influncia do esforo cortante no

deslocamento vertical e com isso determinar de forma mais precisa o mdulo de elasticidade recomendado uma relao L/deq maior ou igual a 20. Para analisar os resultados dos

deslocamentos utilizam-se os relgios comparadores com sensibilidade de um centsimo de

milmetro. A figura 2.15 apresenta o esquema esttico bi-apoiado para o ensaio flexo de

peas estruturais.

Figura 2.15: Esquema esttico do ensaio flexo de peas estruturais (vigas). Fonte: Base de Dados LaMEM.

Onde: L comprimento entre apoios da pea, vo da pea (m) e deq o dimetro equivalente da pea (m).

A NBR 6231:1980 Postes de madeira Resistncia Flexo, prescreve apenas o mtodo

pelo qual deve ser feito o ensaio de resistncia flexo de postes de madeira, supondo a


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22

pea engastada na base e livre no topo, figura 2.16, simulando o sistema estrutural de postes

de eletrificao.

Figura 2.16: Dispositivo para ensaios de postes. Fonte: (NBR 6231:1980).

O procedimento de execuo do ensaio conforme a NBR 6231:1980, determina que seja

aplicada uma carga continuamente a 30 cm do topo do poste, ate ocorrer ruptura, de tal

forma que a velocidade de deformao seja constante e igual ao valor dado pela expresso:

C

hKV

u

=

Onde: V a velocidade de deformao em cm/min;

hu o brao de alavanca em cm;

C a circunferncia na seo de engastamento em cm;

K igual constante 0,00146.

A medida das foras deve ser efetuada atravs de um dinammetro ou dispositivo

equivalente, com erro inferior a 5% e cujo mostrador apresente indicador de presena

no ponto de carga mxima aplicada aps a ruptura do corpo-de-prova.


44/333

23

A medida da flecha (x), no ponto de aplicao de carga, deve ser feita na direo do

esforo. Igualmente deve ser medido o deslocamento do ponto de aplicao de carga

(y) em direo a base do poste, em conseqncia da deformao do mesmo.

0 limite de resistncia da madeira na seo de engastamento deve ser calculado

atravs da expresso:

3

2

FC

p32 l=

Onde: F o limite de resistncia da madeira na seo de engastamento em MPa;

P a carga de ruptura em N;

l distncia da seo de engastamento ao ponto de aplicao da carga

menos o valor de (y) em cm;

C a circunferncia na seo de engastamento em cm.

0 Mdulo de Elasticidade da madeira rolia deve ser calculado pela expresso:

v3

23

cC3

64E

=

l

Onde: E o Mdulo de Elasticidade da madeira rolia em MPa

l a distancia da seo de engastamento ao ponto de aplicao da cargamenos o valor de (y) em cm

C a circunferncia na seo de engastamento

c a circunferncia no ponto de aplicao de carga

Arruda et al (2006), realizaram um estudo sobre a caracterizao de postes de madeira rolia,

utilizados em linha de transmisso de energia, atravs de ensaios de flexo e compresso.

Os ensaios de flexo foram realizados segundo a norma: NBR 6231:1980 Postes deMadeira Resistncia Flexo. Os postes foram fixos na altura do engastamento em um

bero plano. A carga foi ento aplicada continuamente at a ruptura, Arruda et al (2006).

Os ensaios de resistncia flexo foram realizados em dois postes de cada uma das

espcies estudadas. Os parmetros e resultados do ensaio esto demonstrados na tabela 2.4,

onde se pode observar uma considervel variabilidade entre postes da mesma espcie,

indicando que uma amostragem de dois postes por espcie insuficiente para testar a

resistncia de um lote de nove postes.


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24

Tabela 2.4 - Ensaio de Flexo de postes segundo a NBR6231/1980. Parmetros e resultados obtidos.

Fonte: ARRUDA et al (2006).

Parmetros do ensaio, ARRUDA et al (2006): X : Flecha em cm; P : Carga de ruptura, em kg; Hu :

Comprimento til do poste (altura total descontada da rea de engastamento e aplicao da carga), em cm; C :

Circunferncia do poste na regio de engastamento, em cm; c : Circunferncia do poste na regio de aplicaoda carga, em cm. Resultados : f : Limite de resistncia flexo, em Kgf/cm.; Ef : Mdulo de elasticidade

flexo, em kgf/cm.

Os valores obtidos de densidade aparente e do teor de umidade foram comparados com os

valores de densidade padro para cada espcie estudada, retirados do banco de dados do

IPT e os valores mdios presentes no anexo E da NBR 7190:1997. A mdia dos resultados de

cada espcie, comparando com o banco de dados do IPT (valores para madeira verde), so

apresentados na tabela 2.5. A espcie Eucalipto Citriodora apresentou resultados muito

prximos aos valores tericos (IPT), porm, as espcies de menor densidade apresentaram

uma variao de at (47%) para o mdulo de elasticidade.

Tabela 2.5 - Testes de flexo comparados com o banco de dados do IPT para madeira verde.


Arruda et al (2006), constatou a superioridade mecnica do Eucalipto Citriodora, no apenas

pelo resultado do ensaio, mas tambm observando o modo de ruptura durante o ensaio de

flexo, apresentado na figura 2.17. O Eucalipto Grandis apresentou uma ruptura lisa, o

Eucalipto Saligna uma ruptura fibrosa ao longo de seu comprimento enquanto o Eucalipto

Citriodora uma ruptura fibrosa na regio de engastamento.


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25

Figura 2.17 : Diferentes modos de ruptura observadas aps ensaio de flexo: (a) Eucalipto Grandis ruptura lisa,

(b) Eucalipto Saligna ruptura fibrosa ao longo do poste e (c) Eucalipto Citriodora ruptura fibrosa na base.


2.1.2.2 Ensaio pela vibrao transversal

Esta tcnica de ensaio onde o indicador da classe a rigidez obtida por vibrao transversal.

Todas as peas so classificadas pela imposio de um impacto, atravs de um martelo, e

pela medida da propagao transversal da onda, relacionando-a com a rigidez do materialCARREIRA (2003). A figura 2.18, retrata ensaio de peas rolias pela tcnica da vibrao

transversal, realizados no LaMEM.

Figura 2.18: Ensaios de Peas Rolias pela Tcnica da Vibrao Transversal. Peas simplesmenteapoiadas em Trips. Fonte: Ensaios realizados no LaMEM, CALIL (2007).

O mtodo da vibrao transversal faz-se uma analogia do comportamento da vibrao de uma

viga com a vibrao de uma massa M apoiada sobre uma mola CARREIRA (2003).


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26

Figura 2.19: Sistema massa-mola e viga vibrando transversalmente. Fonte: CARREIRA (2003).

Equao da massa M, quando colocada em vibrao, pode ser expressa por:

tsenPxKdtdxD

dtxdM 02

2=+

+

Onde: D o amortecimento;K a rigidez da mola;M massa da mola;P0 a fora de estao igual a zero; a freqncia de estao igual a zero;t o tempo de aplicao da fora;x a coordenada longitudinal;dx a variao em relao coordenada x;

dt a variao em relao ao tempo.A equao pode ser resolvida em K e D; soluo em K leva a seguinte expresso do mdulo

de elasticidade (MOE) para uma viga simplesmente apoiada nas extremidades:

gI46,2

LWfMOE

32r

=

Sendo: fr a freqncia de ressonncia em hz;W a massa da viga em kgf;L o vo da pea em metros;I o momento de inrcia da seo transversal em cm4;

g a acelerao da gravidade de 9,8 m/s2

.

Figura 2.20: Esquema de um equipamento de vibrao transversal. Fonte: CARREIRA (2003).

As principais vantagens deste tipo de ensaio consistem em tcnicas simples e que no

danificam as peas, porm com a desvantagem de que a conicidade e ns influenciam nos

resultados, levando a imprecises numricas.


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27

2.2 CARACTERIZAO ESTRUTURAL

Entendendo-se por caracterizao a determinao das propriedades fsicas, de resistncia e

rigidez das peas rolias de madeira, a fim de elaborar tabelas especficas apresentando os

valores mdios destas propriedades de algumas espcies de madeira rolia de

reflorestamento, para o dimensionamento de elementos estruturais.

Com a finalidade de obter os subsdios para o projeto de estruturas com peas rolias de

madeira de reflorestamento no Brasil, torna-se fundamental a criao de tabelas de

caracterizao de vrios dimetros e de vrias espcies de madeira rolia de reflorestamento,

considerando efetivamente a seo circular das peas, e que podero ser anexadas a uma

futura reviso da NBR 7190.

Os ensaios usuais para caracterizao estrutural de peas rolias de madeira so:

- ensaios compresso;

- ensaios flexo.

2.2.1 Ensaios compresso de peas rolias estruturais

No ensaio compresso atravs de uma prensa hidrulica, a pea estrutural submetida a

uma carga uniformemente distribuda sobre a superfcie do corpo de prova, numa direo

paralela ao eixo longitudinal das fibras da madeira, e a carga distribuda uniformemente ao

longo da amostra, mantendo o carregamento at a ruptura, sem que ocorra flambagem.

O objetivo deste mtodo experimental envolve a determinao das propriedades de

resistncia e rigidez de peas submetidas compresso. A figura 2.21 ilustra ensaios

compresso de corpos de prova, e os modos de ruptura de peas rolias de pequeno

dimetro.

a) Prensa hidrulica b) Corpos de prova: Modos de ruptura.

Figura 2.21:Ensaio compresso do Eucalipto Alba: fco e Eco. Fonte: CALIL (2007).


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28

2.2.2 Ensaios flexo de peas rolias estruturais

O objetivo deste mtodo de ensaio cobre a determinao das propriedades de resistncia e

rigidez de vigas estruturais submetidas flexo. A pea estrutural submetida a um momentofletor apoiando-a prxima s suas extremidades, em locais denominados apoios, e aplicando

cargas transversais simetricamente impostas entre estes apoios. A viga deformada em uma

taxa pr-determinada, e as observaes das cargas e das deformaes so feitas at que

ocorra a ruptura, figura 2.22.

Figura 2.22: Ensaio esttico de flexo com relgios comparadores de deslocamentos. Fonte: LaMEM.Fonte: Ensaios realizados no LaMEM em 2008, BRITO (2010).

A grande vantagem destes tipos de ensaios que os resultados so precisos, porm como

so ensaios destrutivos, apresentam a desvantagem de danificar as peas estruturais que so

submetidas ao carregamento at que ocorra Ruptura.

2.2.3 Ensaios de peas rolias estruturais realizados no LaMEM

Para o estudo proposto nesse trabalho, foram inicialmente avaliados todos os materiais

envolvidos em ensaios com peas rolias de madeira de reflorestamento, com base no banco

de dados de vrios trabalhos j desenvolvidos no Laboratrio de Madeira e Estruturas de

Madeira (LaMEM), para caracterizao e ou classificao das peas rolias utilizadas para

fins estruturais na construo civil.A caracterizao segue as recomendaes da ASTM D198-97 (Standard Test Methods of

Static Tests of Lumber in Structural Sizes).


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29

2.2.3.1 Caracterizao da espcie de Eucalipto Alba (dm=7cm)

Na tabela 2.6, so apresentados resultados de ensaios de compresso, com relgios

comparadores de deslocamentos, realizados em 42 (corpos-de-prova) peas de madeira

rolia de Eucalipto Alba com pequeno dimetro (dm=7cm).

Tabela 2.6: Ensaio compresso da espcie de Eucalipto Alba: fco e Eco

.

Corpos-de-prova Densidade

(kg/m3)

Cerne(%)

umidade(%)

Eco(MPa)

fco(MPa)

1 848,05 36,73 9,4 12914 59,09

2 782,51 39,06 13,2 15791 54,06

3 742,72 31,64 13,3 16552 45,38

4 755,99 51,66 19,5 18694 47,33

5 709,24 40,11 21,5 18843 45,19

6 872,04 36,41 10,8 22048 57,27

7 814,18 25,00 20,0 14331 54,17

8 614,27 25,71 19,7 17548 38,06

9 633,79 1,00 19,4 15771 44,97

10 798,90 49,83 10,6 24605 46,68

11 764,70 45,96 10,1 15236 52,82

12 762,21 48,50 9,5 15163 45,63

13 668,61 7,67 9,7 7999 40,30

14 648,88 0,00 9,9 10205 45,74

15 764,70 63,46 19,8 17327 46,62

16 843,80 65,24 18,2 23580 56,32

17 751,90 67,82 11,0 18605 43,22

18 775,15 57,55 13,0 21711 54,89

19 836,15 26,08 14,0 9892 54,82

20 753,96 57,27 13,8 15693 47,44

21 773,22 50,71 18,6 19719 53,95

22 698,46 37,73 24,2 16781 39,1523 856,98 26,89 20,5 14773 60,86

24 779,53 41,33 9,9 19052 46,01

25 673,63 31,36 9,8 14270 48,12

26 727,57 12,76 11,4 23236 53,28

27 795,88 0,00 10,7 13250 55,16

28 783,53 59,17 8,7 21385 45,38

29 831,50 64,57 9,9 22962 55,44

30 773,58 46,14 9,8 16054 51,65

31 844,06 50,28 9,3 13690 59,33

32 730,93 34,03 8,5 8021 49,79

33 754,24 56,96 9,9 11800 47,81

34 852,04 51,97 9,4 18785 60,09

35 832,17 32,92 10,7 16778 51,67

36 763,44 19,56 9,5 23270 53,5137 799,78 38,03 14,2 15982 51,41

38 717,88 27,61 10,7 19630 43,86

39 811,55 2,22 10,3 21145 60,43

40 769,25 31,64 13,7 21723 47,03

41 790,18 22,35 10,8 26598 57,61

42 764,70 60,79 10,3 25657 47,77

Mdia 768,23 37,52 13,029 17549 50,460

Desvio padro 61,37 18,93 4,342 4598 5,992

Coeficiente de variao 26,20 11,87

Valor caracterstico 10008 41

Intervalo de confiana (90%) (16382;18716) (49; 52)

Fonte: CALIL (2007) apudCALIL e MOLINA (2010).


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30

2.2.3.2 Caracterizao da espcie de Eucalipto Alba (dm=7,5cm)

Na tabela 2.7, so apresentados os resultados dos ensaios estticos de flexo e com relgios

comparadores de deslocamentos, para a caracterizao, de 25 peas rolias de madeira da espcie

de Eucalipto Alba com comprimento de 2,5 m e dimetro mdio dm de 7,5 cm. A figura 2.23b ilustra um

destes ensaios.

a) 25 peas rolias de Eucalipto Alba b) Ensaio esttico de flexoFigura 2.23: Ensaios de flexo com peas rolias de Eucalipto Alba: L=2,5m e dm=7,5cm. Fonte: CALIL (2007).

2.2.3.3 Classificao da espcie de Eucalipto Citriodora (dm=7cm)

Na tabela 2.8, so apresentados os resultados dos ensaios realizados no LaMEM, com Tcnica da

Vibrao Transversal, para a caracterizao, de 66 peas rolias de madeira de pequenos dimetrosda espcie de Eucalipto Citriodora com comprimento de 4,5 m e de 7 cm de dimetro em mdia. Os

valores do Mdulo Dinmico foram calculados pela equao de MOE apresentada no subitem 2.1.2.2.

Tabela 2.7: Caracterizao da espcie de Eucalipto Alba: L = 2,5 m e dm = 7,5 cm

Peas estruturaisDensidade

(kg/m3)

Cerne(%)

Umidade(%)

MOE(MPa)

MOR(MPa)

1 1003,40 36,73 13,5 15856 109

2 1081,72 44,44 15,3 15392 71

3 1028,83 47,72 15,2 15423 1154 1102,13 46,08 14,3 14210 101

5 1036,35 32,11 13,1 13699 98

6 1062,10 9,18 27 10299 75

7 1015,99 41,87 25,2 13723 84

8 1035,38 41,87 20,8 13255 819 1070,05 4,79 21,4 12312 77

10 992,30 52,44 13,7 14511 86

11 1034,15 54,07 14,7 13171 88

12 1007,57 32,11 16,3 11562 79

13 1018,97 54,29 15,2 13775 92

14 1104,24 28,22 15,4 15712 102

15 1047,14 32,65 16,1 12862 87

16 1053,97 3,70 18,2 15741 96

17 1032,78 58,78 17,7 14251 84

18 1063,70 44,44 15,5 15358 92

19 1049,67 32,65 14,4 15910 112

20 1018,09 51,84 15,3 17124 99

21 1069,83 23,31 16,8 15008 98

22 722,85 33,71 16,5 6380 52

23 1068,04 20,10 20,8 14953 8924 893,59 34,36 17,8 12108 83

25 947,21 67,82 17,3 9650 83

Mdia 1022,40 37,17 17,10 13690 89Desvio Padro 77,22 16,33 3,50 2366 13,70

Fonte: CALIL (2007) apud Coeficiente de variao 17,28 15,35CALIL e MOLINA (2010). Valor caracterstico 9809,76 66,81

Intervalos de confiana a 90% (12911;14468) (84,77;93,78)


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Tabela 2.8: Classificao da espcie de Eucalipto Citriodora: L = 4,50 m e dm = 7 cm. CALIL (2007).

N PecaPeso(N)

Frequncia fr(Hz)

Dimetro da Base(cm)

Dimetro do Topo(cm)

DimetroMdio dm

(cm)

Inrcia(cm4)

Mdulo

Dinmico

(GPa)

1 173,80 6,95 9,00 6,50 7,75 177,08 16,75

2 199,00 7,55 8,50 7,00 7,75 177,08 22,633 164,90 6,71 7,75 6,00 6,88 109,66 23,92

4 161,60 6,71 8,25 6,75 7,50 155,32 16,55

5 109,80 6,46 7,00 5,50 6,25 74,90 21,62

6 197,40 7,64 8,50 7,00 7,75 177,08 22,99

7 166,10 6,75 8,50 6,25 7,38 145,22 18,41

8 133,00 6,78 7,75 6,00 6,88 109,66 19,70

9 134,80 5,91 8,25 5,50 6,88 109,66 15,17

10 171,00 6,89 8,25 6,25 7,25 135,62 21,15

11 159,80 6,56 9,00 5,75 7,38 145,22 16,73

12 157,80 6,23 8,00 6,25 7,13 126,51 17,11

13 215,20 7,33 9,50 7,25 8,38 241,50 16,92

14 159,30 6,85 7,75 6,50 7,13 126,51 20,88

15 157,10 6,08 9,00 5,75 7,38 145,22 14,13

16 178,20 6,55 8,25 6,00 7,13 126,51 21,35

17 136,10 5,91 7,75 5,75 6,75 101,90 16,4818 145,30 6,51 7,25 6,00 6,63 94,56 23,01

19 171,30 6,63 8,75 6,00 7,38 145,22 18,32

20 182,50 7,08 9,00 7,00 8,00 201,06 16,08

21 149,60 6,30 8,00 6,25 7,13 126,51 16,58

22 159,80 6,38 8,25 5,75 7,00 117,86 19,50

23 166,50 6,82 7,75 6,50 7,13 126,51 21,63

24 174,00 6,55 8,00 6,50 7,25 135,62 19,45

25 133,90 7,06 7,75 6,00 6,88 109,66 21,50

26 151,20 6,53 9,00 6,75 7,88 188,79 12,07

27 164,30 6,61 8,50 6,50 7,50 155,32 16,33

28 143,80 6,71 8,00 5,75 6,88 109,66 20,86

29 151,40 6,00 9,00 6,00 7,50 155,32 12,40

30 132,90 6,35 8,00 5,75 6,88 109,66 17,27

31 130,90 6,41 7,50 5,50 6,50 87,62 21,69

32 124,20 6,17 8,50 5,25 6,88 109,66 15,2333 121,30 5,38 8,25 5,75 7,00 117,86 10,53

34 169,70 6,60 8,75 6,75 7,75 177,08 14,75

35 155,50 6,42 8,00 6,00 7,00 117,86 19,21

36 218,20 7,54 9,00 6,50 7,75 177,08 24,75

37 119,90 6,12 6,50 5,25 5,88 58,48 27,13

38 152,60 6,30 7,75 6,00 6,88 109,66 19,52

39 167,40 7,36 8,25 6,25 7,25 135,62 23,63

40 122,80 6,05 7,25 5,25 6,25 74,90 21,20

41 124,90 5,69 6,60 5,20 5,90 59,48 24,02

42 165,90 6,57 7,90 6,10 7,00 117,86 21,47

43 142,70 6,23 7,50 5,90 6,70 98,92 19,78

44 143,50 6,14 9,40 5,70 7,55 159,50 11,98

45 177,60 7,41 8,50 6,90 7,70 172,56 19,97

46 172,80 7,37 8,40 6,90 7,65 168,12 19,73

47 156,80 6,73 9,00 6,50 7,75 177,08 14,1748 166,10 6,82 7,70 6,40 7,05 121,26 22,51

49 135,90 6,21 7,60 5,90 6,75 101,90 18,17

50 133,20 6,22 7,70 5,50 6,60 93,14 19,55

51 129,30 5,92 8,50 6,50 7,50 155,32 10,31

52 151,60 7,09 7,80 6,30 7,05 121,26 22,21

53 146,00 6,20 8,00 6,20 7,10 124,74 15,90

54 148,30 6,84 8,20 6,00 7,10 124,74 19,65

55 134,80 5,79 8,00 5,80 6,90 111,27 14,35

56 117,20 6,10 7,60 5,50 6,55 90,35 17,05

57 144,90 6,12 8,00 5,70 6,85 108,08 17,74

58 162,90 6,90 8,20 6,00 7,10 124,74 21,97

59 153,30 6,80 8,00 6,20 7,10 124,74 20,08

60 135,40 6,15 7,50 5,80 6,65 96,00 18,85

61 164,70 6,52 8,50 6,10 7,30 139,40 17,75

62 185,00 7,45 8,90 6,90 7,90 191,20 18,9863 148,00 6,62 7,80 6,10 6,95 114,53 20,01

64 138,80 6,31 8,80 6,20 7,50 155,32 12,57

65 143,60 6,28 8,00 6,10 7,05 121,26 16,50

66 173,80 6,45 8,50 6,10 7,30 139,40 18,33

Mdia 154,26 6,56 8,16 6,12 7,14 130,88 18,62


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32

2.2.3.4 Caracterizao da espcie de Eucalipto Citriodora (dm=26,4cm)

Na tabela 2.9, so apresentados os resultados dos ensaios estticos de flexo e com relgios

comparadores de deslocamentos, para a caracterizao, de 25 peas rolias de madeira da

espcie de Eucalipto Citriodora com comprimento de 6,01 m e dimetro mdio dm de 26,4 cm.

Figura 2.24: Ensaios de flexo com peas rolias c/ Eucalipto Citriodora: L = 6,01 m e dm = 26,4 cm.Modo de ruptura: fratura fibrosa dctil, no centro da viga. Fonte: CALIL (2007).

Tabela 2.9: Caracterizao da espcie de Eucalipto Citriodora: L = 6,01 m e dm= 26,4 cm.

Fonte: CALIL et al (2006) apudCALIL (2007).

Pea L (cm) dm (cm) (kg/m) MOE (MPa) MOR (MPa)

1 600 28.5 1062 16083 103

2 605 26.9 928 16287 102

3 603 27.4 1070 20713 105

4 603 27.7 1013 18549 1075 603 25.9 1034 18371 96

6 590 26.6 988 17416 103

7 607 25.3 1047 25354 123

8 610 25.4 1042 23817 118

9 606 28.9 1009 13401 82

10 603 27.7 1054 19946 106

11 603 26.1 1055 22861 134

12 605 26.3 930 19817 130

13 615 25.7 1085 19055 121

14 600 25.1 1032 21089 114

15 594 26.3 885 16181 84

16 590 26.2 990 18920 106

17 590 27.8 1010 15336 81

18 604 29.9 975 15562 92

19 604 25.7 1055 25729 128

20 608 25.8 1016 17018 120

21 573 25.2 1011 15262 100

22 602 23.7 1039 20359 119

23 608 24.0 1037 23758 109

24 608 26.5 1008 16943 91

25 603 25.8 1035 20084 106

Mdia 601 26.4 1016 19116 107

Desvio Padro 8.5 1.45 47.1 3314.2 14.7

Coef. de Variao (%) 1.4 5.5 4.6 17.3 13.7


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2.2.3.5 Classificao da espcie de Eucalipto Citriodora (dm=34,3cm)

Na tabela 2.10, so apresentados os resultados dos ensaios estticos de flexo e com

relgios comparadores de deslocamentos, para a classificao, de 23 peas rolias de

madeira da espcie de Eucalipto Citriodora com comprimento mdio de 11,4 m e dimetro

mdio dm de 34,3 cm, ensaiados in loco utilizando-se uma retro escavadeira e um ca

manual de projeto e construcao de estruturas

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