monografia reforço estrutural de madeira

8/2/2019 Monografia Reforo estrutural de madeira

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Universidade do AlgarveInstituto Superior de EngenhariaDisciplina: Construo e Processos; Ano lectivo: 2008/2009Docentes: Eng Antnio Andr ; Eng Ftima Farinha

Reforo de Estruturas de Madeira

Realizado por:

Pedro Evangelista n 32286Rben Rosrio n 32291

18 de Maio de 2009


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Instituto Superior de Engenharia................................................................................Reforo de Estruturas de Madeira

Sumrio

O presente trabalho realizou-se no mbito da disciplina de Construo e Processos

leccionada no 3 ano, do curso de Engenharia Civil. Tem como objectivo o estudo de mtodos dereforo/reabilitao de estruturas de madeira.

Incide-se nos mtodos pouco intrusvos, com o recurso a materiais compsitos, e tambm

os mtodos tradicionais, com a substituio integral de elementos, e uso de ligaes metlicas.

Palavras Chave: Madeira; Estrutura; Reforo; Compsito; Patologia; Polmero.

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Declarao de autoria

Os discentes Rben Rosrio e Pedro Evangelista declaram que o contedo do documento

da sua exclusiva autoria, estando os elementos produzidos por terceiros devidamentereferenciados. Mais se declara que o contedo no constitui traduo, reorganizao ou qualquer

forma de manipulao de documentos produzidos por terceiros.

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ndice

Introduo 5

Anatomia da madeira 5

Propriedades fsicas da Madeira 8

Caractersticas Mecnicas da Madeira 9

Diagnstico de Patologias 14

Mtodos de Reforo de Estruturas de Madeira com Materiais Compsitos 16

Meios Compsitos 16

Reforo de ligaes Mecnicas 18

Substituio parcial de elementos deteriorados 20Reforo de Vigas a meio vo 23

Mtodos Tradicionais 25

Reforo atravs de elementos Metlicos 25

Substituio integral do elemento deteriorado 28

Controlo de Qualidade 29

Concluso 30

Bibliografia 32

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Introduo

A madeira utilizada na construo desde os primrdios da humanidade. Esta tem uma

variedade de caractersticas que lhe conferem uma grande versatilidade. A sua fcil obteno eadaptao para os fins previstos permitiram o emprego por vrias populaes primitivas, mesmo

com os escassos meios da poca. um material renovvel ecolgico, reciclvel e duradouro.

Trata-se de um material estrutural, com capacidades de isolamento trmico e acstico, em que

por vezes a prpria estrutura utilizada como decorao interiores.

Ao longo dos tempos foram conseguidos avanos importantes na unio da madeira, na

sua renovao e na produo de pesticidas que lhe garantem uma prolongada proteco e

conservao.Para uma melhor utilizao da madeira como material estrutural que compreender bem

as caractersticas mecnicas desta. Por sua vez, necessrio conhecer a anatomia e propriedades

fsicas da madeira, de modo a se poder avaliar as estruturas e as suas patologias.

Anatomia da madeira e sua constituio

A madeira caracteriza-se por ser um material natural orgnico, anisotrpico, higroscpico

e com uma estrutura celular complexa, que tem tem como funes, para alm da funo

estrutural, o transporte de seiva, transformao e armazenamento dos produtos da fotossntese.

A madeira caracterizada essencialmente em duas categorias, as madeiras duras e as

madeiras macias.

As duras so provenientes de rvores folhosas em que o seu crescimento lento. As suas

caractersticas mais visveis so a folhagem larga e achatada com tendncia a cair no Outono(rvores de folha caduca).

As macias so provenientes de rvores conferas ou resinosas, em que o seu crescimento

rpido. As suas folhas so em forma de agulha.

A composio qumica da madeira importante, pois esta est directamente relacionada

com as caractersticas mecnicas, trabalhabilidade, durabilidade e esttica. Os nveis que melhor

explicam o comportamento mecnico e fsico da madeira so: a sua estrutura submicroscpica,

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microscpica e macroscpica.[6]

Comeando pela sua estrutura submicroscpica, a madeira formada por clulas de

diferentes tipos, limitadas por paredes celulares que so essencialmente compostas por celulose,

sendo constitudas por trs membranas (parede primria exterior, parede secundria com sub-membranas e parede terciria). A membrana exterior ou parede intercelular tem como funo a

juno das membranas constituintes da parede. A parede secundria a que resiste aos esforos

de traco e compresso. Quando o esforo de compresso, as faces das fibras dessa parede

comportam-se como colunas comprimidas em que a primeira camada e a ltima actuam como

reforo impedindo o seu empenamento, e proporcionam elasticidade e durabilidade do conjunto.

[6]

Quanto estrutura microscpica, esta muda consoante se trate de uma madeira resinosa

ou folhosa. Esta diferena deve-se basicamente distribuio das clulas no sentido longitudinal

e transversal. Nas resinosas as fibras so essencialmente do tipo traquedas (tubulares de seco

rectangular, com aberturas nas extremidades), com o seu eixo longitudinal paralelo ao eixo da

rvore. As folhosas tm um tecido celular formado por clulas do tipo traquedas s que com as

paredes mais espessas do que as resinosas. As fibras constituem cerca de 50% do volume total da

madeira.[6]

Em relao estrutura macroscpica a madeira tem como caracterstica a anisotropia.

Esta caracterstica devido orientao das clulas constituintes da madeira, apresentando trs

orientaes principais, como se pode ver na figura.

Fig. 1 e 2

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A medula o ncleo do tronco da rvore onde se verifica o primeiro crescimento. O cerne

apresenta maior densidade, maior resistncia mecnica e maior resistncia ao ataque por fungos

xilfagos (devido presena de minerais).[6]

O borne o nome que se d aos anis mais externos e mais claros. Este caracterizadopor ter baixa resistncia mecnica e baixa resistncia ao ataque de fungos e insectos.

impregnvel e com elevada absoro. Os anis de crescimento so classificados por dois tipos,

ou seja, os anis anuais e os estacionais (zonas tropicais). Dentro de cada anel de crescimento

distingue-se a madeira formada na Primavera e a formada no Vero. Dependente de a madeira ser

resinosa ou folhosa, a densidade diminui ou aumenta respectivamente, com o aumento da largura

do anel. Os raios lenhosos permitem identificar espcies, e so responsveis pelas propriedades

de retraco e inchao, assim como resistncia fendilhao e a esforos de compresso.

As madeiras resinosas esto mais aptas a resistirem a esforos de compresso enquanto

que as madeiras folhosas resistem melhor a esforos de traco.

As madeiras de compresso (denominam-se assim por reagirem melhor a este tipo de

esforos) tm anis de crescimento com largura maior e com uma proporo de madeira de Vero

maior do que na madeira normal. Diz-se madeira de reaco quando esta reage a aces, como

por exemplo o vento.

Fig. 3 e 4 Estrutura de madeira Folhosa e Resinosa respectivamente.

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Propriedades fsicas da madeira

A madeira um material com uma superfcie interna muito grande, devido sua estrutura

alveolar, o que torna esta com uma grande capacidade de absorver ou perder gua conforme ascondies ambientais. A esta caracterstica d-se o nome de higroscopia.

A madeira pode ter dois tipos de efeitos negativos, os directos e os indirectos. Os

indirectos devido presena de fungos e insectos xilfagos que deterioram a estrutura. E os

directos relacionados com as variaes de dimenses e peso dela prpria, muitas vezes

motivadas por esta ser higroscpica e heterognea. A humidade da madeira tem uma grande

influncia nas suas propriedades, e apresenta-se na madeira sob trs formas:

gua da constituio da prpria madeira; gua de impregnao (gua contida nas paredes celulares);

gua livre (encontra-se na madeira numa percentagem maior a correspondente ao

ponto de saturao das fibras)

A gua de impregnao a que possui maior importncia nas propriedades fsicas e

mecnicas da madeira. Pois medida que o grau de humidade diminui aumenta a resistncia

desta, mas no entanto a dureza e a resistncia ao choque diminui. Normalmente para valores dehumidade de 0 a 30% observa-se retraco da madeira, e inchao para valores acima dos 30%.

A variao dimensional, na direco tangencial a mais elevada (5 a10%), metade desta na

direco radial, e na longitudinal praticamente desprezvel (0,1 a 0,4%). Sendo assim, a

retraco volumtrica a soma destas trs retraces lineares ortogonais.[6]

A retraco da madeira pode levar a vrios problemas nas estruturas, tais como, tenses

nas ligaes originando fendas, desajustes e folgas, e favorecendo ataques biolgicos,

principalmente de insectos xilfagos.A densidade da madeira a relao entre a massa e o volume para um determinado teor

em gua (12% geralmente), e depende da espcie.[6]

A durabilidade natural outra propriedade fsica da madeira importante, pois esta a

resistncia natural que a madeira possui face aos ataques de agentes xilfagos, durante um

intervalo de tempo varivel. Para uma boa durabilidade natural a madeira deve ter:

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Elevada densidade;

Elevado numero de anis por centmetro para as resinosas e reduzido para as

folhosas;

Elevada % de cerne; Substncias txicas (taninos, resinas, etc.);

Baixo teor em gua.

Na avaliao da durabilidade fundamental conhecer a impregnabilidade da madeira,

para se poder escolher um determinado mtodo preservador com o fim de aumentar a sua

durabilidade.

O quadro seguinte apresenta os valores de massa volmica para teores em gua dereferncia, de algumas madeiras usadas na construo em Portugal.

Espcie Massa volmica (kg/m3)

Choupo 500Carvalho 500 - 650

Pinho 400 -600

Eucalipto 600 - 800Tabela 1 Massa volmica das madeiras.

Caractersticas Mecnicas da Madeira

A madeira um material difcil de caracterizar devido sua heterogeneidade, anisotropiae influncia de inmeros factores que afectam a sua a sua resistncia mecnica, como o ngulo

que a direco que o fio faz com a direco do esforo aplicado, durao da actuao do mesmo,

defeitos (ns, fendas, ataque de insectos, etc).[5]

De forma a contornar estes problemas, permitir uma comparao entre espcies e chegar

a resultados fidedignos de tenso mximas de limite de proporcionalidade e de rotura

necessrio impor normas standard s amostras e realizar um grande nmero de ensaios. O

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objectivo a obteno de valores mdios cada vez mais representativos mas sobretudo a

determinao das flutuaes em torno desses valores, pois esta disperso de caractersticas que,

em termos de utilizao prtica, determina fortemente os valores das tenses de segurana a

adoptar nos clculos.[5]Para se ter uma noo da disperso do comportamento da madeira perante as vrias

solicitaes, segue-se a seguinte figura (fig.5), de vrios ensaios a Pinho Bravo da Mata Nacional

de Leiria:

Fig. 5 grficos de ensaios de madeira.[5]

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Pretende-se chegar a uma constncia que evidentemente probabilstica, quer seja

procurada atravs de uma mdia, de um valor mnimo, ou ainda, por exemplo de um valor que,

do lado do material de menor resistncia, que s se verifique com uma certa frequncia,

suficientemente baixa e previamente fixada de acordo com um critrio de segurana.[5]Algumas concluses gerais:

A resistncia compresso paralela s fibras cerca de metade da que oferece

traco paralela;

traco perpendicular s fibras a madeira tem uma resistncia de 30 a 70

vezes inferior do que traco paralela s mesmas;

A resistncia flexo elevada;

Tem uma boa resistncia ao corte, factor importante nas zonas de apoio. Ocorte produz tenses tangenciais que tanto secciona as fibras por

esmagamento, como provoca o deslizamento das fibras na direco

longitudinal e transversal.

Os factores que mais influenciam as propriedades da madeira so o teor de humidade, a

durao da carga aplicada, defeitos e densidade.

No caso de o teor de humidade da madeira aumentar, significa que ira existir maior

quantidade de gua na parede celular e consequente diminuio da resistncia e do mdulo de

elasticidade.[5]

Em relao ao tempo de aplicao da carga, sabido que a madeira, mesmo para tenses

relativamente baixas, sofre deformaes plsticas no tempo se permanecer a aco das

solicitaes a que foi submetida, havendo uma contnua cedncia do material.

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Fig. 6 e 7 Ensaios de com diferentes teores de humidade, e estudo de fluncia.[5]

Os defeitos definem-se como irregularidades ou anomalia da estrutura do lenho, tais

como, ns, fendas, bolsas de resina e ataques de agentes biolgicos que tornam irregular a

distribuio das tenses na seco, diminuindo em muito a resistncia mecnica da pea.

A densidade uma das caractersticas que mais determina a variabilidade da resistncia

da madeira. Esta est intimamente relacionada com os factores de clima e de solo da regio. A

carncia ou a abundncia de gua dos terrenos, a riqueza ou pobreza em sais minerais, a

exposio ao sol, a altitude so factores que imprimem ao lenho caractersticas diversas. A

resistncia mecnica aumenta com a densidade, como representado no grfico seguinte:

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Fig. 8 Relao densidade tenso de rotura compresso da madeira.[5]

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Diagonstico e Patologias das Estruturas de Madeira

As patologias das estruturas de madeira podem ser divididos em dois tipos, os directos e

os indirectos como anteriormente foi explicado. Dentro dos indirectos, a deteriorao biolgicada madeira a mais perigosa, porque os sinais exteriores s so visveis num estado j muito

avanado da deteriorao, podendo conduzir a perda total de resistncia com o colapso sbito da

estrutura.

Para melhor se compreender o estado de deteriorao do elemento, que atender ao tipo

de madeira, pois estas apresentam diferentes susceptibilidades a ataques biolgicos.

Um dos factores mais importantes para a proliferao de determinado organismo na

madeira, a humidade desta. Cada organismo tem os seus requisitos especficos, como porexemplo os fungos e bactrias de podrido, em situaes de elevada humidade, e as trmitas e

carunchos em situaes de madeira seca. Logo deve-se garantir que a madeira quando aplicada

em obra e j na sua utilizao, esteja protegida de humidade, provenientes de maus arejamentos e

infiltraes.

Fig. 9 e 10 Ataques de fungos e bactrias da podrido.[11]

Estes seres, como trmitas, formigas-carpinteiro, carunchos e perfuradores marinhos

criam orifcios e galerias na madeira, de modo a se alimentarem e abrigarem. Indicadores da

presena destas infestaes na madeira, serradura, orifcios e lminas superfcie do elemento.

Tambm existe a presena de trmitas subterrneas, que so das mais preocupantes devido ao

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facto de estas procederem a sua depredao no interior da madeira.

Fig. 11 e 12 Galerias formadas pelas trmicas, e orifcios feitos pelos carunchos (insectos xilfagos)

respectivamente.

Quanto deteriorao no biolgica, ou seja, aces mecnicas fsicas e qumicas, estas

incluem, juntamente com a exposio solar, a fotodegradao pela aco da radiao UV. Esta

provoca alteraes qumicas da camada superficial exposta numa espessura inferior a 1 mm que

corresponde a uma tonalidade cinzenta da madeira (na gria denominada por madeira velha) e

que no corresponde a qualquer reduo das propriedades mecnicas do material abaixo da

camada alterada. A chuva provoca um efeito de lavagem do material alterado devido

fotodegradao, acelerando o processo de degradao. Estes fenmenos so agravados pela

retraco e inchao da madeira, ou seja, a criao de fendas nos elementos.

Fig. 13 Fotodegradao da madeira.

A exposio da madeira a uma humidade elevada no s implica um abaixamento

transitrio da resistncia mecnica como amplia os fenmenos de fluncia da madeira, podendo

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acarretar grandes deformaes sob a aco de cargas.[1]

Tambm se pode considerar como patologia de uma estrutura, o mau dimensionamento

desta, ou um aumento efectivo das cargas no considerado inicialmente em projecto, assim como

fenmenos de fluncia.Uma forma de diagnstico, levantamento e controlo de qualidade das peas de madeira,

o ensaio de tomografia de raios x de elementos, que detecta falhas nas madeiras assim como

variaes de densidade e a datao das peas.

Mtodos de Reforo de uma Estrutura de Madeira por Meios Compsitos

Meios Compsitos

Este mtodo permite intervenes mais ligeiras e menos intrusivas, quer do ponto de vista

dos utentes, quer do ponto de vista do funcionamento da estrutura.

Os polmeros reforados com fibras apresentam propriedades muito interessantes para o

uso na reabilitao. Estes so denominados como materiais compsitos que definido por ser,

um conjunto de dois ou mais materiais que se distingue vista desarmada complementando-seem propriedades mecnicas trabalhando para o mesmo objectivo. Estes so constitudos como

material de reforo (fibras) envolvidas e ligadas por uma matriz polimrica.[1]

As matrizes polimricas podem ser termoplsticas ou trmoendureciveis.

Os polmeros (resinas) caracterizam-se por apresentam boa aderncia, elevada resistncia

a esforos, agentes qumicos e abraso. Estas so usadas numa serie de aplicaes, desde os

revestimentos s injeces, assim como colagem dos selantes de juntas. As suas limitaes

devem-se ao facto de terem um perodo reduzido de aplicabilidade, e a sua incompatibilidadecom os materiais de construo tradicionais como o beto. Maneiras de minimizar o problema

dos prazos de aplicabilidade, atravs de um sistema de resina/endurecedor, de forma a controlar

tempos de gel e viscosidade, assim como propriedades depois da cura, como o mdulo de

elasticidade, resistncia qumica e percentagem de alongamento.[4]

A tabela seguinte apresenta valores das caractersticas mecnicas de alguns polmeros

usados:

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Tabela 2. [4]

Quanto as fibras mais utilizadas nos materiais compsitos, so as de vidro, carbono e

aramdicas (Kevlar por exemplo).

As fibras de vidro so as mais utilizadas, devido ao seu custo moderado face a boas

propriedades mecnicas. Podem apresentar-se nas seguintes formas:

Bobinas de filamentos ou de fios de base que recebem um revestimento

plstico.

Manta (fios cortados ou contnuos aglomerados entre si por meio de umligante qumico).

Tecidos (conjuntos de fios entretecidos, como um tear podendo variar o tipo

de fio utilizado e a forma de entrecruzamento dos fios).

As vantagens da fibra de carbono relativamente s outras fibras incidem nas propriedades

mecnicas, em particular no mdulo de elasticidade em traco, que muito elevado. O produto

base o fio continuo de carbono, que pode ser tecido para obter: fitas, entranados, tecidos,tecidos hbridos (vidro-carbono ou aramdicas-carbono). Pode tambm ser cortado em

comprimentos de alguns milmetros e incorporados como cargas em resinas (caldas epoxidicas).

[1]

As fibras aramdicas so fibras orgnicas obtidas por extruso e fiao a partir de

poliamidas aromticas. A fibra aramitica mais conhecida o Kevlar produzido pela Dupon

(EUA). Estas so comercializadas em folhas, tecidos, cordas e fitas.[4]

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Valores tpicos de alguns polmeros de uso corrente como matriz

920 960 0,1 1,2 8 38 15 800

900 1,1 1,5 28 41 10 700

1360 2,8 4,1 55 72 50 300

Policarbonato 1200 2,1 2,8 62 76 110 130

1250 2,5 4,1 28 125 0 8

1240 1270 1,5 9,0 24 62 0 2

1280 2,1 4,5 41 90 0 3

Poliuretano 1300 - 34 68 3 6

1060 2,1 52 61 100 320

M. Volmica(Kg/m3)

Mod. Elastico(Gpa)

Resistncia traco (Mpa)

Ext. Rotura(%)

Termoplsticascomuns

Polietileno

Poliropileno

Poliester

Termoendurecveiscomuns

Epxido

Fenlica

Poliester

Poliamida


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Tabela 2. [1]

As propriedades finais do compsito so influenciadas pela natureza dos constituintes,

pela quantidade de fibras presentes e pela sua orientao.

Para efeitos de reforo estrutural, estes compsitos devem ter as fibras numa direco

secundria, embora apresentando predominncia destas numa direco principal (dependente doesforo a que o elemento est submetido). O mximo valor de fibras incorporadas no material,

depende da respectiva orientao, andando a volta dos 70 a 80% para fibras dispostas numa s

direco, 45 a 65% para tecidos e 20 a 40% para distribuio aleatria.[1]

O facto de estes materiais apresentarem resistncias superiores 5 a 10 vezes s do ao e

serem em mdia 4 vezes mais leves, possibilitam o reforo estrutural seco (sem recurso ao

cimento), pouco invasivas e reversveis.[1] Este material em associao com a madeira

possibilita dispositivos de dissipao de energia, o que permite utilizaes inovadoras no mbito

da melhoria do comportamento estrutural, em particular do comportamento ao sismo.

Reforo local de zonas de ligao Mecnica com recurso a materiais Compsitos

As ligaes mecnicas nas estruturas so pontos delicados, em especial nas estruturas de

madeira. O reforo de ligaes exige especial ateno uma vez que o objectivo no passa peloaumento da rigidez da ligao, mas pelo aumento da sua capacidade de carga e da sua

capacidade dissipativa. Visando o aumento da capacidade de carga da ligao, o reforo passa

pelo controlo das traces da madeira perpendiculares s fibras, especialmente relevante no caso

de ligaes com reduzido numero de conectores de grande dimetro, uma vez que se pode dar a

rotura frgil da madeira antes que se consiga desenvolver plasticidade dos ligadores metlicos.

[4]

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Propriedades Fsicas e Mecnicas mdias de fibras de reforo, antes da sua incorporao em compsitos

Propriedades Vidro E Vidro R Carbono HS Carbono HE Kevlar 49

2600 2550 1750 1800 1450

Mdulo de Elasticidade (Gpa) 74 83 230 400 130

Mdulo especfico (Mpa) 28 32 130 220 90Tenso de Rotura Traco (Mpa) 3400 4400 3500 2500 4000Extenso na Rotura (%) 4,7 5,2 1,3 0,6 2,3

Massa Volmica (kg/m3)


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Com o reforo das ligaes mecnicas atravs de materiais compsitos, consegue-se

distribuir as foras por uma maior rea, diminuindo as tenses aplicadas nos elementos da

ligao, logo melhorando o comportamento em traco perpendicular as fibras. Desta forma,

evita-se a ocorrncia da rotura na madeira, passando o desempenho da ligao a ser determinadopela capacidade de carga da madeira bem como pela resistncia e qualidade dos ligadores e no

tanto pela sua resistncia a tenses no sentido perpendicular as fibras (ver grficos fig.5). Este

mtodo de reforo alem de exibir maior capacidade resistente e rigidez, apresenta uma melhoria

substancial na ductilidade garantindo um maior nmero de ciclos de carga e descarga resultando

num incremento da capacidade dissipativa de energia. Em particular em zonas ssmicas, esta

capacidade dissipativa, previne a perda de resistncia e possvel separao das superfcies de

contacto.[3]

Os compsitos com fibras de vidro so mais usadas quando pretendido o aumento da

ductilidade das ligaes. J com as fibras de carbono o objectivo o incremento de rigidez e

resistncia.

Fig. 14 Reforo de uma ligao mecnica atravs de material compsito.[3]

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Fig. 15 Ensaio de traco do material compsito para reforo de ligao mecnica.[3]

Substituio parcial dos elementos deteriorados com recurso a materiais

compsitos

Em edifcios antigos em que a estrutura de madeira e alvenaria, a zona das entregas dasvigas de madeira e a alvenaria onde apoiam, tendem a sofrer problemas de humidade que

favorece o desenvolvimento dos fungos e bactrias de podrido, o que leva a deteriorao da

madeira localmente.

Neste contexto importante mencionar um projecto Europeu que visa o estudo de

mtodos pouco intrusivos de reabilitao de estruturas de madeira, LICONS (Low intrusion

conservation systems for timber strutures), que estabelece procedimentos de execuo e

controlo da qualidade das intervenes.[9]A soluo para a recuperao de entregas de vigas consiste na substituio dos troos

deteriorados por prteses de madeira macia. A prtese de madeira deve ser da mesma espcie da

madeira do elemento a reabilitar, com propriedades mecnicas de durabilidade e cor semelhante.

No entanto caso a durabilidade da madeira original seja manifestamente insuficiente para a

classe de risco de aplicao poder-se- optar por uma com caractersticas mais adequadas.

Os principais componentes deste sistema so os materiais de colagem, como as colas e

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caudas epoxidicas, os elementos de reforo ou ligao como vares e chapas e ainda as prteses

de madeira.

Fig. 16 Sequncia de trabalhos na substituio dos troos de madeira deteriorados.

Fig. 17 Troo de madeira com vares.[9]

Fig. 18 e 19 Pormenorizao da colocao do troo do substituio.

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Fig.20 Substituio de troo e seu escoramento.[3]

Ordem de trabalhos para a execuo deste mtodo:

Escoramento das vigas afectadas, e montagem de andaimes;

Cortes e remoo dos troos de madeira deteriorada;

Execuo de furos horizontais ou rasgo vertical, dependente do mtodo

escolhido;

Limpeza da madeira;

Injeco da cola epoxidica nos furos ou rasgo;

Colocao dos vares;

Preparao das prteses, incluindo limpeza;

Colocao e alinhamento das prteses com as vigas;

Injeco de calda epoxdica nos entalhes das prteses;

Remoo do escoramento aps polimerizao dos materiais epoxdicos.

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Reforo de vigas a meio vo com recurso a materiais compositos

Este mtodo refora o elemento de madeira por a colagem de perfis ou chapas pr-

fabricadas de FRP (polmeros reforados com fibras), ou metlicas. A colagem dever ser feitana parte superior, inferior ou em ambas da seco do elemento, de modo a absorver as tenses de

traco e compresso provocadas pelos momentos flectores e assim permitir a viga vencer o vo

e reduzir a flexa.

Para execuo do entalho ao longo da viga, o corte dever ser feito atravs de

equipamento elctrico de modo a no danificar a madeira e garantindo a regularidade e rectido

do mesmo. Devem-se evitar temperaturas excessivas produzidas pelo equipamento elctrico. Os

elementos de reforo devero ficar ancorados em madeira s.Nas figuras seguinte pode-se ver um esquema de possveis solues de aplicao deste

mtodo (fig. 21 e 22)

Fig. 21 Esquema de reforo de uma viga flexo.[8]

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Fig. 22 Esquema de reforo de uma viga flexo.[8]

Fig. 23 Viga reforada flexo atravs de instalao de laminado preenchido com cola.[8]

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Mtodos Tradicionais de Reforo de Estruturas de Madeira

Reforo da estrutura por elementos metlicos

Outro modo de reforar as estrutura de madeira aumentando a rigidez global do

conjunto atravs do uso de ligaes metlicas. A transmisso e distribuio dos esforos feita

atravs de chapas aplicadas face e presas a estas atravs de ligadores do tipo cavilha (cavilhas,

pregos ou parafusos de porca).

Como referido anteriormente este mtodo no muito eficaz porque pressupe uma

grande resistncia traco no sentido perpendicular as fibras, na zona das cavilhas.

Fig. 24 Formas de ligaes metlicas.[3]

Fig. 25 Formas de ligaes metlicas.[3]

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A dificuldade em prever o real comportamento das ligaes tradicionais geralmente

conduz a intervenes exageradamente do lado da segurana (ligaes sobredimensionadas). A

incompreenso do comportamento global da estrutura poder resultar em tenses inaceitveis

nos restantes elementos, em consequncia de um inadequado reforo de ligao que no preservaa rigidez inicial. Esta situao est bem latente na imagem seguinte (fig.26).

Fig. 26 Ligao mecnica sobre-dimensionada.[3]

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Fig. 27 Reforo de cobertura atravs de ligaes metlicas.

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Substituio Integral do elemento

Por vezes devido a um estado avanado de degradao de um elemento da estrutura

torna-se mais fcil e econmico a substituio integral.Esta substituio deve ser feita de modo a que o elemento de substituio tenha as

mesmas caractersticas mecnicas do substitudo. O material e as dimenses das seces devero

ser escolhidas de forma a manter a rigidez inicialmente considerada em projecto, de modo a no

interferir na distribuio de esforos por toda a estrutura.

Fig. 28 Substituio de viga de madeira por dois tirantes metlicos.

Na situao a cima (fig.28) existia um elemento de madeira que estava a trabalhando

traco, que para efeitos de reforo foi substitudo por dois tirantes metlicos. O elemento de

madeira foi mantido apenas para efeitos decorativos.

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Controlo de Qualidade

As exigncias de aplicao dos produtos bem como as especificidade das intervenes,

inclui com a adopo de um conjunto de medidas capazes de garantir a qualidade dos trabalhos,a execuo e a eficcia das intervenes. Destaca-se a seleco adequada dos materiais, e

pormenorizao cuidada, recurso a mo de obra qualificada e a implementao de um plano de

qualidade.

Devido a vasta gama de FRP's existentes no mercado, de possveis variaes de

preparao e execuo dos mesmos, haver flutuaes das caractersticas mecnicas do produto

final. Logo que ter o cuidado de preparar em obra provetes para ensaios laboratoriais

subsequentes destinados ao controlo de qualidade.Estes ensaios incluem a resistncia ao corte e ao arrancamento. A resistncia ao corte das

juntas coladas medido por ensaios de corte por compresso. A resistncia ao arrancamento

medida atravs de ensaios de traco do varo/chapa colados.

Na execuo do reforo atravs de ligaes metlicas presas por elementos tipo cavilha, o

controlo de qualidade restringe-se ao bom dimensionamento em projecto e execuo em obra,

garantindo que os dois materiais ficam devidamente ligados.

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Concluso

Deve-se garantir que os edifcios sejam estruturalmente seguros, no s em casos de

utilizao normal, mas tambm em casos de solicitaes extraordinria.Actualmente grande parte das estruturas de madeira necessitam de reabilitao por

apresentarem anomalias prprias do envelhecimento ou por evidenciarem sinais de degradao

prematuro, devido falta de manuteno, erros de projecto, construo deficiente ou causas

acidentais. Se em determinados casos, a substituio de elementos estruturais de madeira

inevitvel, noutras situaes, por exigncia de preservao dos materiais originais, ou mesmo por

motivos econmicos, prefervel optar por uma soluo de recuperao localizada dos troos

danificados ou pelo reforo de elementos estruturais existentes[3].O reforo/reabilitao de estruturas de madeira por materiais compsitos abre novas

possibilidades neste sector, pois permitem intervenes de reabilitao e consolidao com

versatilidade e eficincia, sem aumento do peso prprio e com reduzido impacto visual,

possibilitando a preservao da estrutura e materiais originais. Tm a vantagem de apresentar

valores de resistncia e rigidez muito elevados para uma baixa massa volmica, sendo materiais

no metlicos, logo com uma boa resistncia corroso. Estes apresentam uma boa capacidade

de dissipao de energia perante um sismo, o que abona a favor de uma estrutura antiga visto naaltura estas no terem sido dimensionadas de acordo com exigncias ssmicas. Deve-se reduzir

ao mnimo o perigo a que esto sujeitos pessoas e bens, em caso de sismo. A desvantagem

principal, o custo elevado, apesar de nos ltimos anos ter sofrido uma reduo significativa.

Uma boa reabilitao e reforo estrutural deve-se eliminar ou reduzir as irregularidades,

aumentar a rigidez global, a resistncia, a reduo da massa e isolamento ssmico.

As ligaes mecnicas nas estruturas so pontos delicados, em especial nas estruturas de

madeira. O reforo de ligaes exige especial ateno uma vez que o objectivo no passa pelo

aumento da rigidez da ligao, mas pelo aumento da sua capacidade de carga e da sua

capacidade dissipativa.

Verificou-se que em alguns mtodos tradicionais, a dificuldade em prever o

comportamento

No caso de substituies parciais de elementos deteriorados, as prteses de madeira

devem ser da mesma espcie da madeira do elemento a reabilitar, com propriedades mecnicas

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de durabilidade e cor semelhante.

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Bibliografia

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monografia reforço estrutural de madeira

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