Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Universidade Presbiteriana Mackenzie
APOSTILA: PROCESSO CONSTRUTIVO EM MADEIRA
6º semestre – 2010
Professor(a): Prof Dr Célia Regina Meirelles Prof Ms Adhemar Pala
APOSTILA DE MADEIRA
6ª semestre/2010
1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MECÂNICAS DAS MADEIRAS
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1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MECÂNICAS DAS MADEIRAS
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1.1 – GENERALIDADES. A madeira por ser material natural apresenta como características características uma beleza própria própria pois apresenta diferentes cores, cheiro, textura, de origem vegetal encontrada em florestas naturais e em florestas artificiais art ificiais resultantes de reflorestamentos. Existe na sociedade brasileira um preconceito quanto à durabilidade e à resistência da madeira, que foi sendo formado ao longo do tempo, principalmente porque as indústrias do aço e do concreto, investiram em pesquisas e divulgação dos resultados, acompanhados pela atualização de suas normas de cálculo. Entretanto a madeiras brasileiras quando analisadas do ponto de vista estrutural, em comparação com o concreto e aço, apresenta grande resistência mecânica e possui um peso específico específico muito menor que que o aço aço e o concreto. concreto. O concreto armado armado apresenta um peso especifico de de 2500 Kgf/m3, o aço aproximadamente 8000 kgf/m3 e a madeira 1000 Kgf/m3. No Brasil devido a um desenvolvimento desenvolvimento desordenado desordenado das industria industria madereira e também devido a preferência do meio técnico técnico por por materiais como concreto e aço, aço, o primeiro primeiro texto da norma brasileira para estruturas de madeira, a NBR 7190 – Cálculo e Execução de Estruturas de Madeira foi editado pela primeira vez por volta de 1950 e foi atualizada novamente por volta do ano de 1997. (CALIL et al ,1999) A madeira pode ser considerada um material estrutural muito resistente quando utilizamos uma espécie espécie adequada adequada na classificação, associado a um sistema estrutural apropriado. apropriado. A característica estrutural da madeira mais importante é chamada de anisotropia. A anisotropia é responsável por diferentes comportamentos de acordo com a direção de aplicação da carga em relação às fibras f ibras A durabilidade da construção em madeira depende diretamente do projeto arquitetônico, como uso de beirais largos, formas de proteger a madeira do contato direto com a umidade do solo, deixar a madeira respirar, etc... podem garantir garantir uma vida útil de 50 anos ou mais. Muitas pesquisas foram realizadas nas últimas duas décadas no Brasil e com isso realizouse a revisão da norma brasileira para estruturas de madeira com grande contribuição da Escola de Engenharia da USP/ São Carlos e o LAMEM que resultou na aprovação da atual norma brasileira para projeto de estruturas de madeira, NBR 7190:1997. Muitas pesquisas precisam ser realizadas para o desenvolvimento da tecnologia da madeira no Brasil e a parceria entre as indústrias e as instituições de pesquisas, gerando publicações e criando um melhor envolvimento de arquitetos e engenheiros.
1.2 - FISIOLOGIA E CRESCIMENTO DA ÁRVORE Segundo CALIL et al (1999) (1999) o principal crescimento principal da árvore ocorre verticalmente. verticalmente. Na direção vertical o crescimento é contínuo e a fibra apresenta uma maior densidade. O crescimento do tronco é demarcado a cada ano pelos anéis de crescimento, pois além do crescimento vertical ocorre o crescimento crescimento de camadas camadas periféricas chamadas de cambio. cambio.
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Em uma analise da tora da árvore pode ser identificado os seguintes elementos: A medula ponto mais central ( pode apresentar defeitos); O lenho definido como o conjunto dos anéis de crescimento recoberto por um tecido chamado casca; entre a casca e o lenho existe uma camada extremamente delgada, conhecida por câmbio.
Segundo CALIL et al (1999) as seivas brutas, retiradas do solo, sobem pela camada periférica do lenho, o alburno, até as folhas, onde se processa a fotossíntese produzindo a seiva elaborada que desce pela parte interna da casa, o floema, até as raízes. Parte dessa seiva elaborada é conduzida radialmente até o centro do tronco por meio dos raios medulares. As substâncias não utilizadas pelas células são lentamente armazenados no lenho. A parte do lenho modificada por essa substância é designada como cerne, geralmente mais densa, menos permeável a líquidos e gases, mais resistentes ao ataque de fungos apodrecedores e insetos, apresenta maior resistência mecânica. Em contraposição, o alburno, menos denso, constituído pelo conjunto das camadas externas do lenho, mais permeáveis a líquidos e gases está mais sujeito ao ataque de fungos apodrecedores e insetos, além de apresentar menor resistência mecânica.
Figura: Anatomia do Tecido Lenhoso Fonte: CALIL (1999)
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1.3 - PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA As principais propriedades físicas da madeira que podem influenciar significativamente no desempenho e resistência da madeira como material de construção Umidade Densidade Retratibilidade Durabilidade natural Resistência química. • • • • •
A característica estrutural mais importante da madeira é o fato da madeira ser um material anisotrópico, isto é, apresenta diferentes comportamento em relação à direção de crescimento das fibras e a direção do esforço atuante. Ao longo do tempo foi sendo identificado três direções principais com comportamento estrutural semelhantes: longitudinal, radial e tangencial . A propriedades estruturais na direção longitudinal apresentam diferenças consideráveis em relação as propriedades estruturais nas direções radial e tangencial. A NBR 7190:1997 norma define as propriedades na direção paralela as fibras ( longitudinal) 0º e para propriedades no sentido perpendicular às fibras (radial e tangencial) a 9 0º.
. A) TEOR DE UMIDADE A umidade da madeira é determinada pela seguinte expressão: m w
=
1
−
m
m
2
Onde: m1= massa úmida em gramas m2= massa seca em gramas w= umidade (%)
2
.100
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Na árvore, a célula da madeira apresenta água de duas formas, água livre contida nas cavidades das células (lumens), e água impregnada contida nas paredes das células. No momento que a árvore é cortada tende a perder a água na forma livre rapidamente enquanto que a água na forma de impregnação é perdida lentamente. A umidade da madeira tende a encontrar um equilíbrio com a umidade e temperatura do ambiente em que se encontra. Segundo Calil et al (1999) O teor de umidade corresponde ao mínimo de água livre e o máximo de água de impregnação é denominado de “ponto de saturação das fibras”. Para as madeiras brasileiras esta umidade encontra-se em torno de 25%. A perda de água na madeira até o ponto de saturação das fibras se dá sem a ocorrência de problemas para a estrutura de madeira. A partir deste ponto a perda de umidade é acompanhada pela retração (redução das dimensões) e o aumento da resistência, por isso a secagem deve ser executada com cuidado para se evitar problema na madeira.
Para as aplicações na construção civil a madeira é considerada seca quando seu teor de umidade estiver entre de 12% a 15%. Este teor de umidade depende do local da obra. B) RETRATIBILIDADE A retratibilidade é definida como sendo a redução das dimensões em uma peça de madeira pelo processo de secagem, devido a saída da água de impregnação. A retração ocorre em porcentagens diferentes nas direções tangencial, radial e longitudinal. A retração longitudinal ocorre com valores de 0,5% de variação dimensional, a retração tangencial ocorre em valores de até 10% de variação dimensional, podendo causar problemas de torção nas peças de madeira. A retração radial ocorre com valores da ordem de 6% da variação dimensional, podendo causar problema de rachaduras nas peças de madeira.
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D) DURABILIDADE NATURAL A durabilidade da madeira, com relação a biodeterioração, depende da espécie, das características anatômicas de onde a peça de madeira foi retirada e do projeto arquitetônico. Algumas espécies apresentam apresentam uma grande durabilidade natural natural ao ataque de fungos, em geral madeiras nativas como por exemplo o ipê, o jatobá, a cupiúba, enquanto outras espécies como as madeiras de reflorestamento apresenta uma pequena durabilidade em relação ao ataque de fungos e bactérias e geralmente precisam ser tratadas. trat adas. A diferença na na durabilidade durabilidade da madeira também também é diferente de acordo acordo com com a região da tora da qual a peça de madeira foi extraída. o cerne apresenta durabilidade natural, e o alburno é mais vulnerável ao ataque biológico. O cerne é mais resistente ao ataque biológico, devido ao deposito de resinas que são depositadas no cerne ao longo dos dos anos. O projeto arquitetônico é um fator decisivo na durabilidade da construção, pois pode permitir uma arquitetura onde onde a durabilidade da madeira será muito muito maior como grandes grandes beirais, levantar a construção construção do solo e deixar a construção de madeira respirar. .
1.4 - PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA 1.4.1 PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA As propriedades de resistência definem as resistências últimas de um material quando solicitado por uma esforço em relação a fibra da madeira. A resistência da madeira difere segundo os três eixos principais, longitudinal, radial e tangencial. A resistência da madeira na direção paralela a fibra é muito grande devido a densidade e a continuidade da fibra na direção longitudinal. Enquanto que que na direção direção perpendicular a fibra (radial e tangencial ) existem maiores vazios. Quando a peça é solicitada por compressão paralela às fibras, as forças agem paralelamente ao comprimento das células. As células reagindo em conjunto conferem uma grande resistência da madeira à compressão. No caso de solicitação normal ou perpendicular às fibras, a madeira apresenta resistências menores que na compressão paralela, paralela, pois a força é aplicada na direção normal ao comprimento das células, direção na qual possuem baixa
A) COMPRESSÃO Podemos analisar a compressão compressão da madeira na compressão: compressão: normal, paralela ou inclinada em relação às fibras. Em situações onde a estrutura de madeira madeira é solicitada por compressão paralela paralela às fibras, as forças agem paralelamente à direção do comprimento das células. As paredes das células, trabalhando em conjunto, conjunto, conferem uma uma grande resistência à madeira na compressão paralela a fibra. A NBR 7190:1997 chama direção paralela a fibra de direção 0º 0º e define a resistência limite de compressão paralela a fibra f ibra como fc0º. fc0º. fc0º
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Em situações onde a estrutura de madeira é solicitada com compressão normal ( perpendicular) fc90º. fc90 às fibras, a madeira apresenta valores de resistência menores que os de compressão paralela, devido a força ser aplicada na direção normal (perpendicular) ao comprimento das células, direção esta onde as células apresentam baixa resistência. Os valores de resistência à compressão normal (perpendicular) às fibras são da ordem de ¼ dos valores apresentados pela madeira na compressão paralela as fibras da madeira.( CALIL, 1999)
ESFORÇOS INCLINADO INCLINADO EM RELAÇÃO RELAÇÃO A FIBRA DA MADEIRA Nas solicitações inclinadas em relação às fibras da madeira adotam-se valores intermediários entre a compressão paralela e a normal, valores estes obtidos pela expressão do Hankison:
B) TRAÇÃO Devemos analisar a tração em peças da madeira: tração paralela ou tração perpendicular às fibras da madeira, pois as propriedades da madeira referente a estas solicitações diferem consideravelmente. Na tração paralela às fibras da madeira a madeira apresenta baixos valores de deformação e uma alta resistência. Entretanto na ruptura por tração normal ( perpendicular ) às fibras, a madeira madeira apresentam valores de resistência perpendicular perpendicular muito pequeno. Na tração perpendicular os esforços agem na direção perpendicular ao comprimento das fibras tendendo a separá-las, alterando significativamente a sua integridade estrutural e apresenta baixos valores de deformação. Deve-se evitar, para efeito de projetos, a consideração da resistência da madeira quando solicitada à tração na direção normal às fibras.( CALIL, 1999).
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RESUMO:
º): encurtamento das células da madeira ao longo do seu COMPRESSÃO PARALELA fc0º ( fc0 eixo longitudinal. TRAÇÃO PARALELA ft0 ft 0º): alongamento das células da madeira ao longo eixo ( 0º longitudinal.
FONTE: RITTER,1990
COMPRESSÃO NORMAL AS FIBRAS fc90 ( 90º fc 90º): comprime as células da madeira perpendicular ao eixo longitudinal. TRAÇÃO NORMAL AS FIBRAS ft90 ( 90º ft 90 ): tende a separar as células da madeira perpendicular aos seus eixos, onde a resistência é baixa, devendo ser evitada.
FONTE: RITTER,1990
D) CISALHAMENTO A resistência ao cisalhamento é a medida da capacidade capacidade da peça resistir a esforços esforços que tende a causar causar o deslizamento de uma parte da peça sobre a outra.
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A palavra cisalhamento representa cortar. O cisalhamento tende a ocorrer de diferentes modos em peças estruturais de madeira. Segundo CALIL ( 1999) o cisalhamento vertical acontece quando o carregamento atua no sentido perpendicular às fibras (cisalhamento vertical), este tipo de solicitação não é crítico na madeira, pois, antes de romper por cisalhamento a peça já apresentará problemas de resistência na compressão normal. O cisalhamento vertical: deforma as células da madeira perpendicularmente ao eixo longitudinal. O cisalhamento horizontal: produz a tendência das células da madeira de separarem e escorregarem longitudinalmente. Quando o cisalhamento surgiu devido a carregamento aplicado no sentido longitudinal às fibras o esforço é chamado cisalhamento horizontal. A resistência ao cisalhamento horizontal chega a ser 6 vezes menor que a resistência a compressão paralela a fibra da madeira. Este é a situação mais crítica do cisalhamento horizontal que leva à ruptura pelo escorregamento entre as células.
A norma brasileira define as resistências de cisalhamento paralelo a fibra da madeira
f v
E) FLEXÃO SIMPLES Na flexão simples ocorrem quatro tipos de esforços: compressão paralela às fibras, tração paralela às fibras, cisalhamento horizontal e nas regiões dos apoios compressão normal às fibras. A madeira apresenta uma alta resistência na flexão devido ao fato dos esforços internos ocorrerem paralelos a fibra da madeira. Na flexão o carregamento atua na direção perpendicular a fibra entretanto o esforço interno ocorre paralelo a fibra longitudinal da madeira. A madeira apresenta uma ótima eficiência estrutural quando utilizada como viga.
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1.6 - MADEIRAS UTILIZADAS COMO ESTRUTURA
Engloba as peças de madeira serrada na forma de vigas, caibros, pranchas e tábuas utilizadas em estruturas de cobertura, onde tradicionalmente era empregada a madeira de peroba-rosa. ITAÚBA ARARACANGA ANGELIM-PEDRA JARANA ANGELIM-VERMELHO MAÇARAMDUBA ANGÍCO-PRETO MUIRACATIARA ANGÍCO-VERMELHO PAU-AMARELO PAU-MULATO BACURI BACURI-DE-ANTA ROSADINHO CUPIÚBA PAU-ROXO EUCALIPTO-R SAPUCÁIA FAVA-ORELHA-DE-NEGRO TANIBUCA FAVEIRA-AMARGOSA TALAJUBA TIMBORANA GARAPA UXI GOIABÃO FONTE: IPT – MADEIRA – USO SUSTENTÁVEL NA CONSTRUÇÃO CIVIL, 2003
1.7 - DIMENSÕES COMERCIAIS DA MADEIRA Apresenta-se a nomenclatura, seguida das seções comerciais das madeiras encontradas comercialmente no Brasil. A) DIMENSÕES COMERCIAIS DA MADEIRA SERRADA
NOMENCLATURA SEÇÃO TRANSVERSAL NOMINAL (CM) Ripas 1,2 x 5,0 1,5 X 5,0
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B) DIMENSÕES USUAIS DAS TORAS DE MADEIRAS (POSTES ROLIÇOS)
TIPO
DIÂMETRO BASE (CM)
TOPO (CM)
7 8
Leve Leve
9
Leve
18,5 19,7 20,8 23,6 27,7
13,7 14,0 14,3 17,2 21,3
10
Leve Médio Pesado
21,6 24,8 28,6
14,6 17,8 21,6
11
Leve Médio Pesado
22,6 25,8 29,9
15,0 18,1 22,3
12
Leve Médio Pesado
23,6 26,7 30,8
15,3 18,5 22,6
13
Médio Pesado
25,4 29,6
16,2 20,4
14
Médio Pesado
26,4 30,6
16,5 20,7
15
Médio Pesado
27,0 30,8
16,5 20,4
COMPRIMENTO (M)
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Médio Pesado
28,0 32,4
16,9 21,3
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Médio Pesado
29,3 33,7
17,5 22,0
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Médio Pesado
29,9 34,4
17,5 22,0
19
Médio Pesado
31,2 36,3
17,8 22,0
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Médio Pesado
32,5 37,7
17,8 22,6
C) TABELA TIPOS DE MADEIRA E RESISITENCIA NORMA NBR 7190/1997
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D) CLASSIFICAÇÃO DAS PEÇAS DE MADEIRA DE ACORDO COM A NORMA NBR 7190/1997
Primeira categoria: são peças cujas características mecânicas são iguais a, pelo menos, 85% das obtidas em pequenos corpos de prova isentos de defeitos. A madeira é de qualidade excepcional, sem nós e retilínea. Segunda categoria: apresenta características mecânicas iguais a, pelo menos, 60% dos valores correspondentes aos obtidos em ensaios com pequenos corpos de prova isentos de defeitos. A madeira é de qualidade estrutral corrente, com pequenas incidências de nós firmes e outro defeitos. Terceira categoria: madeira de qualidade estrutural inferior, com nós em ambas as faces.
E) TENSÃO ADMISSÍVEL A tensão admissível na madeira pode ser determinada pela fórmula:
O coeficiente de segurança para a madeira é:
O conceito de tensão admissível é muito aplicado para os pré-dimensionamentos da estrutura e portanto, muito utilizado na concepção inicial da estrutura no projeto de arqutitetura. Para dimensionamento final devemos buscar o dimensionamento com um especialista em estrutura de madeira.
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2 - ESTRUTURA PORTANTE DE VIGA E PILAR CARACTERÍSTICAS DAS CONSTRUÇÕES EM ESTRUTURA DE VIGA E PILAR DE MADEIRA A estrutura das casas em madeira pode ser composta de pilares portantes e vigas principais como no desenho abaixo. As vigas secundarias estão posicionadas unidirecionalmente sobre as vigas principais. Em geral, essas estruturas possuem um vão máximo de madeiras maciças de 4 a 5m de vão. Quando os vãos são maiores, recomenda-se trabalhar com madeiras laminadas. As vigas secundárias apresentam uma distância que varia de 40 a 60cm uma da outra. Em geral a estrutura de madeira deve ser contraventada e estabilizada ao vento.
ELEMENTO DE CONTRAVENTAMENTO – ESTABILIZAÇÃO AO VENTO
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DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA
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FONTE CONSTRUIRE EM BOIS, ADAPTADO POR MEIRELLES;SILVA.
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.
EM AMBAS AS SITUAÇÕES OS PROFISSIONAIS DEVEM TRABALHAR COM A LIGAÇÃO ASSOCIADADA A UMA LIGAÇÃO POR PREGOS OU PARAFUSOS.
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Obs: Tomar cuidado ao utilizar a ligação acima, pois o esforço fica perpendicular à fibra.
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ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA
Figura: Pilar Interno. Fonte: CONSTRUIRE EN BOIS.
Figura: Pilar Externo. Fonte: DIAS, ALAN ; 2008
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Pilar com chapa interna, encostado da base
Pilar com chapa interna, afastado da base.
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Figuras: Pilar em tora com chapa interna. Para uso em pilar interno.
Figura: Pilar em tora com chapa externa. Para uso em pilar externo.
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10 - LIGAÇÕES E CONEXÕES METÁLICAS As ligações representam um importante ponto no dimensionamento das estruturas de madeira. A norma de madeira brasileira considera pinos metálicos,c cavilhas de madeira e conectores metálicos. Os pinos metálicos são os parafusos e pregos. Os conectores metálicos podem ser conectores em L, conectores em T, chapas de aço (para os estribos, presilhas), chapas denteadas ( tipo Gang-Nail) e anéis metálicos. O diâmetro mínimo dos pregos é de 3 mm com tensão de escoamento mínima de 600Mpa O diâmetro mínimo dos parafusos é 10 mm com tensão de escoamento mínima de 240Mpa
A) LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL CONECTOR UTILIZADO PARA PEÇAS SUBMETIDAS A TRAÇÃO - Chapas de aço associados com parafusos
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CONECTORES GANG-NAIL ( CHAPA DENTADA )
CONEXÃO EM SANDUÍCHE COM REFORÇO EM MADEIRA
Figuras: Conexão em sanduíche com reforço de madeira.
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B) LIGAÇÕES PILAR E VIGA / VIGA SECUNDÁRIA E PRINCIPAL
Figuras: Conector metálico tipo T ( conector utilizado nas ligações de vigas principais e secundárias e ligação de pilar e viga)
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Figura: Conector metálico tipo L ( conector utilizado nas ligações de vigas principais e secundárias e ligação de pilar e viga)
Figuras: Conexão com peças metálicas
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Figura: Conexão com apoio de madeira.
Figura: Conexão a partir do encaixe.
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3 COBERTURAS
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3.1 - TRELIÇAS São estruturas planas verticais, pois recebem cargas paralelamente ao seu plano, transmitindo-as aos seus apoios. As treliças apresentam formas triangulares, com nós articulados e carregamento aplicados nos nós. A) TRELIÇA PRATT Em geral mais utilizada na estrutura metálica, pois suas diagonais são tracionadas.
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B) TRELIÇA HOWE Em geral é mais utilizada nas estruturas de madeira, pois suas diagonais são comprimidas podendo ser confeccionada no sistema de sambladuras (encaixes). A madeira quando aplicada na treliça é tão eficiente quanto o aço, pois as barras da treliça são pequenas barras, e apresentam compressão, ou tração pura na direção paralela a fibra da madeira.
APOSTILA DE MADEIRA 3.2 – TESOURAS As tesouras são treliças de banzos inclinados. D) TESOURA PRATT:
E) TESOURA HOWE:
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3.3 - COMPONENTES DA COBERTURA DE MADEIRA PARA TELHAS CERÂMICAS A estrutura principal é constituída pelas tesouras, etc...E a trama é o quadriculado constituído de terças, caibros e ripas, que se apoiam sobre a tesoura, e servem de apoio às telhas.
A) MATERIAIS UTILIZADOS NAS ESTRUTURAS Podemos utilizar todas as madeiras naturais brasileiras para a estrutura de telhado, no entanto a peroba rosa foi à madeira mais utilizada em coberturas. Hoje a peroba rosa está em extinção e os pesquisadores do instituto de pesquisas tecnológicas IPT(2003) recomendam outras madeiras em substituição à peroba rosa. Veja Tabela (NBR 7190/1997) apresentada outros tipos de madeira em substitução a peroba rosa. Observar com atenção que uma madeira que apresenta a mesmas características físicas e mecânicas da peroba rosa é a cupiúba, vendida muitas vezes como peroba rosa ou peroba do Pará. Esta madeira apresenta como característica física um odor característico muito forte. As madeiras serradas das toras já são padronizadas em bitolas comerciais. No entanto, existem casos onde os dimensionamentos das peças exigem peças maiores ou diferentes, assim sendo deve-se partir para seções compostas.
Terças e vigas: 6x12cm ou 6x16cm Caibros: 5x6cm ou 6x8 cm; 5x7 Ripas: 1,5x5cm ou 1,2X5
OBS: Para bitolas diferentes ou comprimentos maiores, o preço da peça aumenta.
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3.4 - ELEMENTOS UTILIZADOS NAS TESOURAS A tesoura é compostas pelos elementos •
•
• •
•
Banzo Superior : peça de sustentação da terça, indo do ponto de apoio da tesoura do telhado ao cume, geralmente trabalham à compressão. Popularmente conhecido como Perna Banzo Inferior : peça que corre ao longo da parte inferior da tesoura e vai de apoio a apoio, geralmente trabalham à tração. Popularmente conhecido como Linha. Estribo: são ferragens que garantem a união entre as peças das tesouras. Montante: peças que ligam a banzo superior ao banzo inferior. Popularmente são conhecidos como pendural o montante central, e os demais de tirantes. Diagonal e escoras são peças inclinadas que ligam o banzo superior ao banzo inferior, encontram-se, geralmente, em posição oblíqua. Popularmente são chamadas de asna a que sai do pé do montante central, as demais de escoras. Na treliça howe trabalham à compressão.
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A) FORMAS DE LIGAÇÕES USADAS NA TESOURA COM PEÇAS MACIÇAS:
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Em tesouras simples no mínimo devemos saber: •
As tesouras devem ser contraventadas, com mãos francesas e diagonais na linha da cumeeira.(contraventamento no plano longitudinal)
•
O espaçamento máximo entre duas tesouras é de aproximadamente 4 m; 4,5m
•
O espaçamento ideal entre duas terças, com telhas cerâmica é de 1,6 m.
•
O espaçamento entre dois caibros é de 50 cm
•
O espaçamento entre duas ripas depende da galga da telha (gabarito da telha).
Quando todas peças são maciças temos que ligar os nós da estrutura, principalmente o encontro dos montantes com os banzos com chapa de aço. A chapa de aço pode ser por fora da estrutura (chapa dentada tipo gang-nail ou chapa lisa associada com parafuso). Quando o projetista não quer a chapa apareça ela pode ser inserida dentro da madeira e passamos o parafuso.
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OBS: L= acima de 6 metros, até 25 metros de comprimento. CONTRAVENTAMENTO NO PLANO LONGITUDINAL DA COBERTURA
A) TERÇAS As terças apóiam-se sobre duas tesouras consecutivas ou pontaletes, e suas bitolas dependem do espaço entre elas (vão livre entre tesouras), do tipo de madeira e da telha empregada. Podemos adotar na prática as madeiras.
6x12 se vão entre tesouras não exceder a 2,50m a 3m 6x16 para vãos entre 2,50 a 4,0m.
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Para vãos maiores que 4,0 devemos utilizar bitolas especiais o que não é aconselhável pelo seu custo. As terças são peças horizontais colocadas em direção perpendicular às tesouras e recebem o nome de cumeeiras quando são colocadas na parte mais alta do telhado (cume), e contra frechal na parte baixa. A tabela abaixo mostra modulações entre terças e entre duas tesouras em função do tipo de telha.
Distância entre Francesa, romana, Colonial ou paulista terças (m) portuguesa ou plan 1.00 a 1.20 2.85 3.50 2.65 3.40 1.21 a 1.40 2.70 3.30 2.50 3.20 1.41 a 1.60 2.60 3.15 2.40 3.10 1.61 a 1.80 2.45 3.05 2.30 2.45 1.81 a 2.00 2.40 2.90 2.20 2.85 2.01 a 2.20 2.30 2.80 ----Seção transversal 6 X 12 6 X 16 6 X 12 6 X 16 da terça (cm) TABELA – DISTÂNCIAS ENTRE TESOURAS (Vão das terças)( telha cerâmica ) B) CAIBROS Os caibros são colocados em direção perpendicular as terças, portanto paralela às tesouras. São inclinados, sendo que seu declive determina o caimento do telhado. A bitola do caibro varia com o espaçamento das terças, com o tipo de madeira e da telha. Podemos adotar na prática e utilizando as madeiras.
terças espaçadas até 2,00m usamos caibros de 5x6. quando as terças excederem a 2,00, e não ultrapassarem a 2,50, usamos caibros de 6x8 chamado de caibrões. Os caibros são colocados com uma distância máxima de 0,50m (eixo a eixo) para que se possa usar ripas comuns de 1,2x5 cm C) RIPAS As ripas são a última parte da trama e são pregadas perpendiculares aos caibros. São encontradas com seções de 1,2x5,0cm ou 1,5x5,0cm. O espaçamento entre ripas depende da telha utilizada. Para a colocação das ripas é necessário que se tenha na obra algumas telhas para medir a sua galga. Elas são colocadas do beiral para a cumeeira, iniciando-se com duas ripas ou sobre testeira. Portanto, para garantir esse espaçamento constante, o carpinteiro prepara uma guia (galga). As ripas suportam o peso das telhas, devemos, portanto, verificar o espaçamento entre os caibros. Se este espaçamento for de 0,50 em 0,50m, podemos utilizar as ripas 1,2x 5,0m.
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D) GALGAS Gabaritos das telhas cerâmicas que definem o espaçamento entre duas ripas, observando que as dimensões apresentadas acima para cada telha devem ser verificadas com o fabricante, pois existe muita variação no tamanho da telha de fabricante para f abricante.
Fonte: IPT
3.4 - LIGAÇÕES E EMENDAS POR SAMBLADURAS As sambladuras são encaixes realizados entre as peças inclinadas da tesoura, como entre a diagonal e os banzos. Segundo Moliterno (1999)
d = altura da peça a = recorte, a > 2cm 1/8d < a < 1/4 d
A figura abaixo mostra a tensão de cisalhamento paralelo à fibra, gerado pelo banzo inclinado:
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ETAPAS PARA GERAR UM ENCAIXE POR SAMBLADURA (1 DENTE): Traçar primeiro linhas de eixo. -
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DETALHE COM 2 DENTES:
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FONTE: MOLITERNO, A
FONTE: MOLITERNO, A.
FONTE: MOLITERNO, A.
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Fonte: PFEIL, adaptado por MEIRELLES; SILVA.
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TESOURA COM MONTANTES EM SANDUÍCHES
DETALHE 1
DETALHE 2
DETALHE 3
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CONCEITO DE NÓ:
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3.5 - REVESTIMENTO EXTERNO - TELHAS Neste capítulo iremos abordar as telhas cerâmicas visto serem as mais utilizadas em obras residenciais. As demais telhas (fibrocimento, alumínio, galvanizada) são mais utilizadas em obras comerciais e industriais. Para a sua utilização, é conveniente solicitar a orientação de um técnico do fabricante ou mesmo o uso de catálogos técnicos atualizados. Para inclinações de telhados acima de 45º, recomenda-se que as telhas sejam furadas para serem amarradas ao madeiramento, com arame galvanizado ou fio de cobre. Ao cobrir, usar régua em vez de linha, desde a ponta do beiral até a cumeeira, e deslocar de acordo com a medida da telha, cobrindo sempre do beiral para a cumeeira, colocando duas ripas sobreposta ou testeira para regularmos a altura da 1ª telha. As telhas cerâmicas mais utilizadas são: Francesa ou Marselha Paulista ou Canal ou Colonial Plan Romana Portuguesa
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A) TELHA FRANCESA Tem forma retangular, são planas e chatas, possuem numa das bordas laterais dois canais longitudinais. Nas bordas superior e inferior possue dois cutelos em sentido oposto para encaixe. Os encaixes em seus extremos servem para fixação e para evitar a passagem da água. 15 unidades por m2 Peso: 45 kgf/m2 - seca e 54 kgf/m2 - saturada dimensões: aproximadamente 40 cm de comprimento, 24 cm de largura
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B) TELHA PAULISTA Constituem-se de duas peças diferentes capa e canal. O canal tem função de conduzir a água e a capa de cobrir o espaço entre dois canais. 26 - 27 unidades por m 2 peso: 69 kgf/m2-seca; 83 kgf/m2-saturada dimensões aproximadas: canal - comprimento 46cm, largura 18cm capa - comprimento 46cm, largura 16cm
C) TIPO PLAN Constituem-se de duas peças diferentes capa e canal, com cantos arredondados e a seção retangular. 26 unidades por m2 Declividade de 20 a 30% peso: 72 kgf/m2-seca: 86 kgf/m2-saturada dimensões do canal aproximadas : comprimento 46cm e largura 18cm dimensões da capa aproximadas: comprimento 46cm e largura 16cm
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D) TELHA ROMANA E TELHA PORTUGUESA A telha romana tem o mesmo formato que as telhas plan, somente que nesses tipos o canal é junto com a capa. 16 peças por m2 peso: 48 kgf/m2-seca; 58 kgf/m2-saturada dimensões: 41,5cm de comprimento e 21,6cm de largura
F) BEIRAIS Beiral é a parte do telhado que avança além das paredes externas, geralmente tem uma largura variando entre 0,40 a 1,00m e o mais comum é 0,60; 0,80.
3.6 - FORMAS DOS TELHADOS Os telhados são constituídos por linhas (vincos) que lhes confere as diversas formas. As principais linhas são:
Cumeeiras (C) Espigões (E) Águas-furtadas ou rincões. (A)
A cumeeira é um divisor de águas horizontais e está representada na figura pela letra (C) os espigões são, também, um divisor de águas, porém, inclinados, letra (E) as águas-furtadas ou rincões são receptadores de água inclinados, letra (A)
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O telhado pode terminar em oitão ou em água. Temos um telhado com duas águas e, portanto dois oitões. Os telhados de quatro águas, não possuem oitões.
TIPOS DE TELHADO COM UMA ÁGUA:
COM DUAS ÁGUAS:
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COM TRÊS ÁGUAS:
COM QUATRO ÁGUAS:
3.7 - REGRA GERAL PARA DESENHO DAS LINHAS DO TELHADO As águas do telhado ou os panos tem seu caimento ou inclinação de acordo com o tipo de telha utilizada. Considerações para o traçado do telhado: Iniciamos o traçado pelo maior retângulo em planta, pos ele irá apresentar a cumeeira mais alta
1- Os espigões são as bissetrizes do ângulo interno da planta, formado entre as paredes e saem dos cantos internos. 2- As águas-furtadas são as bissetrizes do ângulo externo da planta, formado entre as paredes e saem dos cantos externos. 3- Quando temos uma cumeeira em nível mais elevado da outra, fazemos a união entre as duas com um espigão, e no encontro do espigão com cumeeira mais baixa nasce uma água furtada.
APOSTILA DE MADEIRA 3.8 – SOLUÇÃO PARA ESTRUTURA DE UMA COBERTURA
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4 TRELIÇAS
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APOSTILA DE MADEIRA Tipos de ligações usadas em treliças:
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Fonte: Construire en Bois adaptado por MEIRELLES; SILVA.
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MADEIRA LAMINADA
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CARACTERÍSTICAS
Laminas de madeira maciças coladas com espessuras inferiores a 4,5cm. As laminas são retiradas na direção longitudinal da fibra da madeira e coladas compondo uma viga de altura maior mantendo a direção longitudinal ao longo do comprimento da viga. As colas mais utilizadas são as resorcinas, melanina, uréia e acetato. Sendo que resorcina e a melanina podem ficar expostas ao tempo (podem ser usadas como estruturas externas), exemplo: a estrutura do barco. A madeira laminada é muito utilizada em estruturas curvas como os arcos e cascos dos barcos. As madeiras utilizadas são madeiras de reflorestamento.
Bitolas Padronizadas: Largura (mm) 65 90 110 145 180
Altura (mm) 104, 130, 156, 182, 208, 234, 260, 286, 312, 338 104, 130, 156, 182, 208, 234, 260, 286, 312, 338 104, 130, 156, 182, 208, 234, 260, 286, 312, 338 104, 130, 156, 182, 208, 234, 260, 286, 312, 338 104, 130, 156, 182, 208, 234, 260, 286, 312, 338
Bitolas especiais sob consulta Fonte: STELLA (www.stella.com.br )
Comprimento (mm) 6400 6400 6400 6400 6400
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SISTEMAS UTILIZADOS EM MADEIRA LAMINADA E SEU PRÉ-DIMENSIONAMENTO
FONTE: www.habitlegno.it/assets/images/tabgrigia.gif
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PÓRTICOS
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TIPOS DE PÓRTICOS:
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Vãos usuais em pórticos de madeira no formato capelinha: 30 a 40 metros no máximo.
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A) Ligação por conector:
B) Madeira laminada colada.
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PÓRTICO EM MADEIRA LAMINADA COLADA:
F = ¼ L (ideal) H = 2% L
F = flecha L= vão
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Detalhe da base do arco de madeira laminada com articulação metálica:
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VIGAS VAGÕES: As vigas armadas são vigas simples ou compostas, reforçadas com tirantes inferiores. Estes tirantes são em geral vergalhões redondos, de aço comum, ancorados nas extremidades com rosca e porca. Os pontos de apoio dos tirantes na madeira são em geral guarnecidos de chapas metálicas, com o fim de reduzir as tensões de apoio.
