ESTRUTURA DE MADEIRA - O que é cobrado em concursos públicos.

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Este é um assunto corriqueiramente cobrado em concursos e assim com no meu post de estruturas metálicas, minha principal intenção aqui é fazer um apanhado sobre o que é mais cobrado deste assunto, OK? Peço que complemente o seu estudo.

A madeira tem muita utilização na construção civil, podendo ser empregada de forma temporária, na instalação do canteiro de obras, nos escoramentos, nas formas, entre outros. Também de forma definitiva, quando usada em esquadrias, nas estruturas de cobertura, podendo também ter função estrutural na construção. Lembre-se que a madeira é um material anisotrópico.

Saiba que deficiências na condução da secagem ou cuidados insuficientes no armazenamento das peças serradas provocam uma série de defeitos que restrigem ou podem inutilizar o aproveitamento de tais peças, dentre eles torcimento, encanoamento e encurvamento

Apesar da inflamabilidade, as peças de madeira mostram desempenho muitas vezes superior a outros materiais em condições severas de exposição. Isso se deve à ocorrência de carbonatação superficial das peças.

Para se fazer o cálculo estrutural, leva-se em conta diversos tipos de ações que interferem na estrutura e seu funcionamento. As ações são as causas que provocam o aparecimento de esforços ou deformações nas estruturas. Em relação às ações usuais no projeto de estruturas correntes de madeira, podemos considerar:

• Força centrífuga.

• Vento.

• Cargas acidentais verticais.

*Em estruturas de madeira, a ação do vento, agindo com seu valor característico, é uma carga de curta duração. O esforço do vento sobre os veículos nas pontes rodoviárias é fixado em 2kN/m. Nas pontes para pedestre, o vento sobre estes deve ser fixado num valor de 1,8 kN/m. Nas pontes para pedestre, o vento deve ter seu esforço calculado a uma altura fixada de 0,85 m acima do piso.

Com relação ao dimensionamento de estruturas de madeira, os esforços atuantes nas peças estruturais devem ser calculados de acordo com os princípios básicos da estática das construções, admitindo sempre o comportamento elástico linear dos materiais.

• As ações usuais que devem ser consideradas na estrutura de madeira são as ações usuais, cargas permanentes, cargas acidentais verticais, impacto vertical, força longitudinal, força centrífuga, impacto lateral, dentre outros aspectos.

• Os furos na zona tracionada das seções transversais das peças podem ser ignorados, desde que a redução da área resistente ocasionada pelo furo, não supere 10% da área da zona tracionada da peça integra.

Outro fator a considerar é a direção do plano de atuação das tensões de cisalhamento, que tem influência direta na resistência da madeira para esse tipo de solicitação. Obtém-se resistência mais alta quando o plano de atuação do cisalhamento é perpendicular às fibras, se comparado à atuação paralela às fibras.

1. Propriedades da madeira

As propriedades mecânicas da madeira são condicionadas por sua estrutura anatômica, sendo os valores correspondentes à resistência na direção paralela às fibras diferentes dos correspondentes a direção normal das fibras

a) Quanto à disposição de suas fibras é maior na direção paralela às fibras para uma unidade interna baixa, o mesmo acontece para a ruptura por tração que é paralela às fibras. Pode ocorrer por deslizamento entre as fibras ou por ruptura de suas paredes. As estruturas de madeira possuem boa resistência a tração na direção das fibras

b)Apresenta Bom Comportamento mecânico, tanto para tração quanto para a compreensão. O valor da resistência à tração é normalmente superior ao valor da resistência à compressão.

c) Apresenta inércia química, não reagindo agentes oxidantes ou redutores

d) Apesar de ser um material inflamável, a estrutura de madeira pode apresentar boa resistência ao fogo

Segundo Verçoza (1991), os defeitos congênitos da madeira são os que a madeira já tenha em si ou que seja consequência da presença de casca na hora do desdobramento, que na sequência acaba por se destacar, tais como:

• Nós

• Quina morta

2. Estados limite últimos

É o estado da estrutura que determinam a paralisação do seu uso, no todo ou em parte.

• Ressonância (instabilidade dinâmica)

• Instabilidade por deformação

• Vibrações excessivas

• Deformações excessivas

• Transformação da estrutura, no todo ou em parte, em sistema hipostático

• perda de equilíbrio parcial ou total

*Em relação aos limites de deformações excessivas, os deslocamentos finais devem ser inferiores a valores limites de modo a evitar a ocorrência de danos

3. Considerações sobre os projetos de estruturas de madeira

A resistência é determinada convencionalmente pela máxima tensão que pode ser aplicada a corpo de prova isentos de defeitos de material considerado, até o aparecimento de fenômenos como ruptura ou deformação excessiva

Os coeficientes de majoração (Kmol) afetam os valores de cálculos das propriedades da madeira em função da classe de carregamento da estrutura, da classe de umidade admitida e do eventual emprego da madeira de segunda qualidade

Os coeficientes de majoração influenciam diretamente no módulo de elasticidade na direção paralela às fibras nas verificações que dependem da rigidez da madeira e ainda leva em conta a categoria da madeira utilizada , sendo também obtido por classificação visualizar o visual normalizada e por classificação mecânica

a) O coeficiente de modificação é formado pelo produto de outros três coeficientes parciais. Kmod= Kmod1+ Kmod2 + Kmod3, sendo que não vale a pena um estudo mais minucioso sobre para concursos.

b) O coeficiente de modificação é utilizado por abranger fatores não considerados pelo coeficiente de ponderação.

c) Nenhum coeficiente de modificação parcial leva em conta a classe de umidade da madeira utilizada.

• Retratibilidade=propriedade da madeira de sofrer alterações de volume e dimensões quando o seu teor de umidade varia

Como exemplo, podemos citar as membranas para telhados(já foi cobrado em prova) - membranas betuminosas (executadas no local ou com betume modificado)

• índice de esbeltez= É o comprimento teórico de referência e o raio de gração mínima de sua seção transversal

a)para peças curtas, que na situação de projeto admite-se como sendo solicitadas apenas á compreensão simples, dispensa-se a consideração de eventuais efeitos de flexão

b) para o cálculo de tensão, devido à sua solicitação dos esforços de compreensão deve-se utilizar a área bruta

c) Segundo a ABNT NBR 7190:1997, dependendo do valor do índice de esbeltez (λ) da peça de madeira solicitada à compressão simples, os efeitos de eventuais esforços de flexão podem ser desprezados.

d) O valor de índice de esbeltez que permite a dispensa de tais efeitos de flexão deve ser: λ ≤ 40.

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ESTRUTURAS DE TELHADOS

Peças destinadas a transferir os esforços da cobertura às vigas, lajes, pilares e paredes. Para o nosso estudo, vamos considerar como elemento principal a madeira.

A madeira é um material anisotrópico que reage diferente a depender da direção das fibras e em qual parte de sua estrutura é exercida a tração.

Fonte Isabelle Pain(5) Pinterest

• Trama

Entrelaçamento de Terças, Caibros e Ripas que se apoiam sobre as Tesouras e por sua vez servem de apoio às telhas.

• Terças

São as vigas de madeira que recebem o carregamento dos Caibros e descarregam nas Tesouras ou nos Pontaletes. Também funcionam como travamento, consequentemente reduzindo o comprimento de flambagem da Empena na Tesoura.

• Caibros

São os elementos perpendiculares as Terças e servem de apoio às Ripas.

• Ripas

Fica perpendicular aos Caibros e são responsáveis por receberem as Telhas

• Água-mestra

Água principal de maior área, geralmente trapezoidal, existente em telhados de três ou quatro águas.

1. TESOURAS

As tesouras são uma montagem de várias peças formando uma estrutura rígida treliçada, geralmente de forma triangular. São capazes de suportar cargas sobre vãos mais ou menos grandes, sem suporte intermediário.

Primeiro gostaria de te falar que são usados no Brasil vários tipos de tesouras

*lambrequim= Ornamento recortado em madeira que arremata forros e beirais

• Vejamos os elementos de uma tesoura simples

Fonte - Telhados - Escola Engenharia

Na figura acima, vemos os principais elementos que compõem uma tesoura e alguns são cobrados com exatidão em provas, ok?

1.1 Perna ou Empena

Corresponde a vigota superior que define a inclinação do caimento do telhado

1.2 Pendural

Peça vertical localizada no centro da tesoura para garantir que ela não fique abaulada, pode também receber as cargas provenientes da mão francesa ou diagonal. Muitos acham que a Empena é apoiada no Pendural, mas é justamente o contrário, o Pendural é que fica pendurado nas Empenas por isso seu nome.

1.3 Asna, mão francesa ou diagonal

É uma peça estratégica da Tesoura que também recebe as cargas das Terças

1.4 Linha ou banzo inferior

Viga horizontal com função de resistir aos esforços de tração gerados pelo telhado e distribuí-los para as vigas ou pilares.

1.5 Contrafrechal

Viga de madeira assentada na extremidade da tesoura.

1.6 Frechal

Componente do telhado, a viga que se assenta sobre o topo da parede, servindo de apoio à tesoura. Distribui a carga concentrada das tesouras sobre a parede.

Gostaria de complementar com uma nova imagem para o melhor entendimento

Fonte- Telhados - Escola Engenharia

*Chapus- é o calço de madeira, geralmente em forma triangulas que serve de apoio lateral para a terça ou qualquer outra peça de madeira. São peças feitas com sarrafos usadas como suporte e reforço de pregação de peças de escoramento ou como apoio dos extremos das escoras.

2. ELEMENTOS EXTERNOS DE UM TELHADO

Fonte Todas as partes do Telhado de Madeira - Guia Definitivo (obraexpertise.com.br)

Saiba que um conceito muito cobrado é a água de um telhado, nada mais é que o plano inclinado para escoamento das águas pluviais. Água mestra é a principal de maior área, geralmente trapezoidal, existentes em telhados de 3 ou 4 águas

2.1 Cumeeira

É o divisor de águas mais alto de um telhado. São usadas telhas próprias para o revestimento da cumeeira, deve-se utilizar também argamassa impermeável passa assentamento das peças e calafetação de acordo com a NBR 8039:1983

2.2 Espigão

Encontro entre duas águas do telhado, nesta aresta do telhado geralmente também é usado telhas próprias para seu revestimento, sendo comum usar as mesmas da cumeeira. É UM DIVISOR DE ÁGUAS

2.3 Rincões ou água furtada

Aresta que delimita o encontro entre duas águas com a função de coletar águas pluviais. Geralmente nesta aresta é colocada uma Calha para direcionar estas águas. É UM CAPTADOR DE ÁGUAS

2.4 Beiral

Prolongamento do telhado para além das paredes com função de evitar que a água da chuva caia diretamente sobre a estrutura da edificação, protegendo portas e janelas. No Beiral é opcional, porém aconselhável, instalar calha

3. Ligações em estruturas de madeiras

A maioria das ligações mecânicas das peças de madeira podem ser feitas por meio dos seguintes elementos:

• Encaixes e entalhes são ligações em que a madeira trabalha à compressão. Os encaixes são mantidos no lugar com cavilhas (pinos de madeira torneados), pregos, parafusos ou grampos que não são levados em conta no cálculo destas ligações.

• Pinos metálicos (pregos e parafusos) são utilizados em ligações de montagem e ligações definitivas.;

• Conectores ( anéis ou chapas metálicas) são anéis ou chapas metálicas especiais. Os anéis são encaixados em ranhuras feitas na superfície da madeira.

Tome nota!

1. Recomenda se evitar a torção de equilíbrio em peças de madeira, em virtude dos riscos de ruptura por tração normal às fibras, decorrentes do estado múltiplos de tensões atuantes no cálculo das ligações,

2. Não é permitido levar em conta o atrito das superfícies em contato, nem o de esforços transmitidos por estribos, braçadeiras ou grampos

3. Ligações com cola somente podem ser empregadas em juntas longitudinais da madeira laminada colada

*sambladuras são as emendas e ligações realizadas entre peças

Curiosidades...

As Membranas para telhados mais usuais são

• membranas betuminosas

• membranas de camada única

• membranas de aplicação de fluido

As membranas betuminosas podem ser de 2 tipos - executadas no local ou com betume modificado

1. executadas no local - a partir de múltiplas camadas de feltro de telhado impregnado com asfalto embebidas em camadas adicionais de betume

2. betume modificado - (menos usual) camadas de mastiques aplicadas a frio

Lanternim: trecho de telhado sobreposto e afastado das águas, destinado a ventilar e/ou iluminar o ambiente coberto.