Relações entre propriedades de rigidez para distintas solicitações mecânicas visando projetos de estruturas de madeira

For the elaboration of projects on timber structures, the Brazilian standard (ABNT, in Portuguese Associação Brasileira de Normas Técnicas) 7190 (ABNT 1997) ensures the correct application of physical-mechanical properties according to strength classes of lignocellulosic materials. This procedure eliminates the need for botanical identification of woods, since these strength classes support the efficient utilization of a wide range of woody varieties available in Brazil. Due to high mechanical resistances, the hardwoods are usually applied for structural projects of timber construction. This Brazilian standard document prescribes four strength classes (C20, C30, C40 and C60) for these woods, which are determined by characteristic value from the compressive strength parallel to the grain (fc0,k). But, these classes were obtained from experimental outcomes using a few wood varieties. The reorganization of strength classes should result in the best use of mechanical potentials of woods since the updating of these categories leads to the optimization of structural projects for timber construction in order to reposition this biomaterial at even more competitive levels. In this context, the present study aims to verify the current strength classes of hardwoods and if they lead to a good allocation of the fc0,k characteristic values. Otherwise, new strength classes can be determined for better allocations for efficient structural uses. As a result, 56 hardwoods were considered using 672 experimental determinations. Statistically, the current categories can lead to 12,5 % of incorrectly allocated values. The inclusion of C50 and C70 classes allow greater representation for these categories, in order to optimize the use of the hardwoods given the new strength classes. These findings ought to support future revisions of this Brazilian standard document.

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Strength classes of brazilian hardwoods for structural design

Silva,

Almeida,

Daciolo

et al. 2024

“…La madera se ha aplicado como material estructural desde los tiempos más remotos, motivado por sus propiedades mecánicas, abundancia y facilidad de manejo con herramientas simples (Almeida et al, 2020). Este material ha ido ganando protagonismo en la ingeniería estructural (Mam et al, 2020) y especialmente en el diseño de construcciones rurales (estructuras de techado), ya que la madera se caracteriza por ser un material de carbono cero (Bita;Tannert, 2018), además de ser una fuente renovable con un bajo consumo energético requerido durante su procesamiento (Bita;Tannert, 2018).…”

Section: Introductionunclassified

Análisis paramétrico comparativo del comportamiento mecánico de las cerchas planas de madera

Moraes,

Fraga,

Pereira Junior

et al. 2024

El diseño de sistema de cubiertas de trecho de madera se aplica generalmente en construcciones de varios tipos, el sistema estructural adoptado es la cercha. La cercha es ampliamente utilizada debido a su versatilidad de dimensionamiento y facilidad de ejecución, con numerosos tipos de cercha. Por lo tanto, es necesario comprender y evaluar el comportamiento a solicitaciones de las distintas tipologías existentes. Para ello, se utilizaron las hipótesis de cálculo establecidos por la norma brasileña de estructuras de madera, los métodos de elementos finitos, un algoritmo de optimización de la inteligencia de enjambre y un estudio paramétrico, con el fin de evaluar y comparar el comportamiento mecánico de dos tipologías de cerchas (Fink y Howe). Se obtuvieron curvas que describen el peso mínimo y el desplazamiento nodal máximo en función del tramo, y se observó que la cercha Howe presentó un peso entre 16 % e 125 % menor con relación a la cercha Fink. En cuanto a los desplazamientos, la tipología Howe presentó valores entre cuatro y seis veces inferiores a la tipología Fink, que señala que la tipología Howe tiene una mejor distribución de los esfuerzos normales y presenta valores máximos de desplazamiento nodal más cercanos al límite normativo verificado por el análisis de varianza con 5 % de significancia.

Estimativa da resistência à tração perpendicular em função da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras de madeiras de florestas nativas

Ferreira,

Menezes,

De Morais

et al. 2024

A existência humana depende especialmente da exploração dos recursos disponíveis no planeta. Com o aumento da população mundial, torna-se necessária a utilização de materiais renováveis, com baixa emissão de poluentes, duráveis e que demandem o mínimo de energia para sua produção. Nesse contexto, a madeira é apresentada como uma solução muito adequada. Considerando o uso da madeira como material estrutural, o conhecimento das suas propriedades e comportamentos diante das mais diversas solicitações é fundamental para que o dimensionamento da edificação proporcione segurança, economia e bom desempenho em sua utilização. Em virtude da anisotropia, própria da madeira, uma série de propriedades são requeridas para que o material possa ser caracterizado. A exemplo disso a ABNT NBR 7190-3 (2022) estabelece que para a caracterização completa da madeira serrada, sejam realizados ensaios que estimem onze propriedades distintas. Realizar todos os ensaios pode ser um grande desafio em virtude da indisponibilidade de materiais, equipamentos e pessoal treinado para realização dos procedimentos normativos. Em situações nas quais, se utiliza madeira de florestas nativas e os ensaios são feitos em corpos de prova, é possível estimar o valor de um parâmetro a partir de outro já conhecido, a ABNT NBR 7190:2022 apresenta diversas dessas relações. Esse artigo traz a proposta de estabelecer uma equação que relaciona as resistências entre o cisalhamento paralelo às fibras (fv0,k) e a tração perpendicular às fibras (ft90,k), que ainda não foi proposta pela norma. Para propor a equação foi utilizado o método dos mínimos quadrados e para avaliar sua precisão utilizou-se análise estatística. A principal conclusão do trabalho foi estabelecer a relação ft90,k / fv0,k = 0,24 a ser sugerida para a próxima revisão da norma.