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01 (29 04-08) tesouras de madeira

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01 (29 04-08) tesouras de madeira

  1. 1. Aula 5 – Tesouras de madeira 1 Disciplina: Prop. mecânicas e fundamentos das estrut. madeira TESOURAS DE MADEIRA GRADUAÇÃO 3º Florestal AULA 05 Prof. Adriano Wagner Ballarin
  2. 2. Aula 5 – Tesouras de madeira PLANO DE AULA 1. Introdução 1.1 Definições (treliça, nós, barras, articulações) 1.2 Partido arquitetônico e partido estrutural 2. Tipologia das tesouras de madeira 2.1 Geometria 2.2 Nomenclaturas 2.3 Traçado 3. Detalhamento das tesouras de madeira 3.1 Telhados com telhas cerâmicas 3.2 Telhados com telhas de fibrocimento 3.3 Emendas e ligações 4. Projeto de tesouras de madeira 4.1 Definição geométrica 4.2 Definição dos carregamentos 4.3 Determinação dos esforços solicitantes 4.4 Dimensionamento dos elementos 4.5 Dimensionamento das ligações 4.6 Contraventamento 4.7 Detalhamento 5. Bibliografia para aprofundamento no tema 1. INTRODUÇÃO 2
  3. 3. Aula 5 – Tesouras de madeira 3 DEFINIÇÕES TESOURA treliça plana destinada ao suporte de uma cobertura TRELIÇA estrutura linear composta de barras retas ligadas por articulações TESOURA Barra 6-8 nó 4 11 6 8 10 2 12 3 5 7 9 11 L – vão livre HIPÓTESES BÁSICAS • os nós da tesoura são articulações perfeitas • o peso próprio das barras encontra-se concentrado em suas extremidades (nós) • as ações são aplicadas somente nos nós da tesoura • a geometria da tesoura não varia com o carregamento barras solicitadas somente por forças normais (tração e compressão) 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS GEOMETRIA
  4. 4. Aula 5 – Tesouras de madeira 4 cobertura telhado colunas de madeira caibros e ripas tesoura 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS GEOMETRIA
  5. 5. Aula 5 – Tesouras de madeira 5 • partido arquitetônico geometria • partido estrutural Cobertura com 1 água Cobertura com 2 águas Cobertura tipo lanternim Cobertura tipo “shed” (vista longitudinal) Cobertura em arco” 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS NOMENCLATURA DAS BARRAS
  6. 6. Aula 5 – Tesouras de madeira 6 6 4 8 10 2 12 1 5 3 7 9 11 Banzo superior Perna Loró Banzo inferior Linha Tirante Arrochante Montante Pendural Diagonal Escora 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS TRAÇADOS
  7. 7. Aula 5 – Tesouras de madeira 7 TRELIÇA HOWE TIPO MAIS COMUM – vãos até 18 m TRELIÇA PRATT DIAGONAIS INVERTIDAS – vãos de 18 m a 30 m 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS TRAÇADOS
  8. 8. Aula 5 – Tesouras de madeira 8 TRELIÇA BELGA VARIANTE DA TRELIÇA PRATT – vãos de 18 m a 25 m TRELIÇA FINK (ou POLONCEAU) VARIANTE DA TRELIÇA BELGA – vãos de 20 m a 30 m 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS TRAÇADOS
  9. 9. Aula 5 – Tesouras de madeira 9 TRELIÇA BOWSTRING BANZO SUPERIOR POLIGONAL – vãos de 15 m a 25 m Banzo superior em peça laminada colada 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS TRAÇADOS TRELIÇA PARA ARQUIBANCADA MEIA TESOURA – vãos menores que 20 m
  10. 10. Aula 5 – Tesouras de madeira ARCO TRELIÇADO 3. DETALHAMENTO DO TELHADO 10
  11. 11. Aula 5 – Tesouras de madeira 11 TESOURA MEIA TESOURA (extremidade) Espaçamento entre tesouras trama ESPAÇAMENTO ENTRE TESOURAS Tipo de telha Cerâmica Fibrocimento Metálica Afastamento entre tesouras entre 2,50 m e 3,00 m entre 3,00 m e 5,00 m entre 3,00 m e 6,00 m TRAMA Armação de madeira, constituída de diferentes níveis de peças diferenciadas, posicionadas em direções perpendiculares, para assentamento e acomodação das telhas 3. DETALHAMENTO DO TELHADO
  12. 12. Aula 5 – Tesouras de madeira 12 TRAMA TRAMA 3. DETALHAMENTO DO TELHADO TRAMA Telhados com telhas cerâmicas terça caibro
  13. 13. Aula 5 – Tesouras de madeira 13 ripa Telhados com telhas de fibrocimento terça Telhados com telhas metálicas ripa caibro Terça TESOURA Espaçamento entre terças tipo de telha elemento seção usual terça 6 cm x 12 cm 6 cm x 16 cm 5 cm x 6 cm 6 cm x 6 cm 1,2 cm x 5 cm 1,5 cm x 5 cm 6cm x 12 cm 6cm x 16 cm 6cm x 12 cm Cerâmica caibro ripa Fibrocimento terça Metálica terça espaçamento usual 150 cm ≅ 50 cm ≅ 35 cm 169 cm > 200 cm 3. DETALHAMENTO DO TELHADO TELHADO COM TELHAS CERÂMICAS TELHA FRANCESA TELHA ROMANA declividade mínima : 35% consumo por m2 : 16 unidades peso por m2 : 54 kg declividade mínima : 30% consuma por m2 : 16 unidades peso por m2 : 58 kg
  14. 14. Aula 5 – Tesouras de madeira 14 3. DETALHAMENTO DO TELHADO TELHADO COM TELHAS FIBROCIMENTO • FIBROCIMENTO CIMENTO + FIBRAS MINERAIS DE AMIANTO • VÁRIOS FORMATOS E TIPOS DE TELHAS ondulada perfil D (canalete 49)
  15. 15. Aula 5 – Tesouras de madeira 15 perfil E (canalete 90) perfil F (ondulada) 3. DETALHAMENTO DO TELHADO TELHADO COM TELHAS FIBROCIMENTO espessura (mm) 5 6 8 telha ondulada peso molhado (kgf/m2) 15 18 24 espes. (mm) 5 6 inclin. mín. (%) comprim (m) vão máx. (m) 9 0,91 a 2,44 0,91 a 3,66 1,69 1,69
  16. 16. Aula 5 – Tesouras de madeira perfil D perfil E perfil F 16 8 8 8 8 3 3 9 0,91 a 3,66 2,00 a 7,50 3,00 a 9,20 1,85 a 4,60 1,99 5,50 7,00 5,00 3. DETALHAMENTO DO TELHADO EMENDAS E LIGAÇÕES caibros cumeeira terças ripas frechal parede detalhes chapa V estribo grampo ou abraçadeira
  17. 17. Aula 5 – Tesouras de madeira 17 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DADOS GERAIS • planta de arquitetura (comprimento da edificação, portas e portões, outras aberturas, caixilhos, fechamento lateral, etc.) • tipo de ocupação da edificação • região de implantação da obra Inclin. (%) altura vão livre DEFINIÇÃO GEOMÉTRICA DA TESOURA • • • CLASSE DE RESISTÊNCIA DA MADEIRA PARTIDO ESTRUTURAL (VÃO LIVRE, TIPO DE TESOURA, TIPO DE TELHA, ESPAÇAMENTO ENTRE TESOURAS) GEOMETRIA DAS BARRAS DA TESOURA
  18. 18. Aula 5 – Tesouras de madeira 18 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DEFINIÇÃO DOS CARREGAMENTOS • AÇÃO PERMANENTE • Telhas • madeira pré-dimensionamento • peças metálicas (3% do peso da madeira) (diferença máxima de 10% entre o peso final e o peso admitido inicialmente) • AÇÕES VARIÁVEIS • sobrecargas de utilização • ação do vento NBR 6120 NBR 6123 CARGAS NOS NÓS DA TESOURA PARA AS DIFERENTES AÇÕES
  19. 19. Aula 5 – Tesouras de madeira 19 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS SOLICITANTES • cargas aplicadas nos nós • estrutura isostática métodos algébricos (equilíbrio de nós, Ritter) métodos gráficos (plano cremona) métodos computacionais (ANSYS, SAP2000) ESFORÇOS SOLICITANTES NAS BARRAS (daN) Exemplo: Barra 1-2 4-6 1-3 Ação Permanente -2649 -2156 2386 Ação variável (vento) Sobrepressão Sucção -1267 6731 -1129 5994 1235 -6558
  20. 20. Aula 5 – Tesouras de madeira 20 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS SOLICITANTES COMBINAÇÕES DE CARREGAMENTOS E. L. ÚLTIMO Ação vertical como ação principal = ∑ γ GiG i, k+γ Q [Q k+ψ 0 W k ] m Fd γGi = 1,4 i =1 γQ = 1,4 ψ0 = 0,5 Vento como ação principal = ∑ γ GiG i, k+γ Q [0,75W k+ψ 0 Qk ] m Fd i =1 comb. desfavorável comb. favorável γQ = 1,4 γQ = 1,4 :γGi = 1,4 :γGi = 0,9 ψ0 = 0,4 ψ0 = 0,4 E. L. UTILIZAÇÃO m Fd ação variável vertical ação variável vento n i =1 j=1 = ∑ FGi, k + ∑ ψ 2FQj, k ψ0 = 0,2 ψ0 = 0,0 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA
  21. 21. Aula 5 – Tesouras de madeira 21 DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS SOLICITANTES DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS • COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS FLEXO-COMPRESSÃO PEÇAS COMPOSTAS • COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS • COMPRESSÃO INCLINADA EM RELAÇÃO ÀS FIBRAS • TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS DIMENSIONAMENTO DAS LIGAÇÕES • PARAFUSOS • PREGOS
  22. 22. Aula 5 – Tesouras de madeira 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETALHAMENTO Esquema geral da tesoura (esc. 1:10; 1:50 ou 1:100) 22
  23. 23. Aula 5 – Tesouras de madeira 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETALHAMENTO Arranjo básico da tesoura (esc. 1:10; 1:50) 23
  24. 24. Aula 5 – Tesouras de madeira 24 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETALHAMENTO Detalhes das ligações de contraventamento (esc. 1:10; 1:50 ou 1: 100)
  25. 25. Aula 5 – Tesouras de madeira 5. BIBLIOGRAFIA SUGESTÕES PARA APROFUNDAMENTO NO TEMA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: Cálculo e execução de estruturas de madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1982. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1997. 107 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas. Rio de Janeiro: ABNT, 1984. BALLARIN, A.W.; RIBEIRO, A.B. Variação da resistência à compressão paralela às fibras da madeira de E. citriodora com a umidade. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 6, 1998, Florianópolis.. Anais ... Florianópolis: IBRAMEM, 1998. v.3, p.229-240. BALLARIN, A.W., TARGA, L.A., SOBRAL, L.M. Variação do módulo de elasticidade com o tempo para as madeiras de Eucalyptus citriodora e Pinus elliottii. In: CONGRESO LATINOAMERICANO DE INGENIERIA RURAL - CLIR, 1998, La Plata. Actas (CD-ROM)... La Plata: ASAE/ INTA/ ALIA, 1998. BALLARIN, A.W.; TARGA, L.A.; SOBRAL, L.M. Fluência em peças fletidas de E. citriodora e Pinnus elliottii submetidas a níveis de carregamento elevados. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 6, 1998, Florianópolis. Anais ... Florianópolis: IBRAMEM, 1998. v. 1, p.110-120. CALIL, C. JR., BALLARIN, A.W., MARTINELLI, E. Fluência em peças fletidas de madeira In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 5, 1995, Belo Horizonte. Anais ... Belo Horizonte: IBRAMEM, 1995. v. 2, p.131-142. 25
  26. 26. Aula 5 – Tesouras de madeira CALIL JR., C., BARALDI, L.T., STAMATO, G.C., FERREIRA, N.S.S. Estruturas de madeira. São Carlos: EESC – Universidade de São Paulo, 1999. (Apostila da disciplina SET 406 – Estruturas de madeira) GESUALDO, F.A.R. Estruturas de madeira. Uberlândia: UFU – Universidade Federal de Uberlândia, 1999. (Apostila – Notas de aula). 91p. SALES, A., LAHR. F.A.R. Características de resistência mecânica de espécies de eucalipto do Estado de São Paulo. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 4, 1992, São Carlos. Anais ... São Carlos: LaMEM, EESC, USP, 1992. v.3., p.91-101. SALES, J.J., GONÇALVES, R.M., MALITE, M. Sistemas estruturais: segurança nas estruturas. São Carlos: EESC – Universidade de São Paulo, 1993. (Apostila da disciplina SET 403 – Sistemas estruturais) 26

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