TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO DE

ESTRUTURAS DE AÇO E MADEIRA

Engº Rafael Barbosa Mendes Graduado em Engenharia Civil pela

Universidade Salvador (UNIFACS);

Pós-graduando em Tecnologia e

Gerenciamento de Obras pelo Senai-CIMATEC;

Engenheiro Civil voluntário do Observatório

Acadêmico de Engenharia e Tecnologia da

Informação (OAETI) da UNIFACS;

Professor da área Construção Civil do

Senai-BA unidade Dendezeiros.

Apresentação

Madeira

Tipos e propriedades das telhas;

Superestruturas e coberturas de madeira;

Sistemas estruturais, elementos, seções

comerciais, noções de projeto, ligações.

Aço

Superestruturas e coberturas em aço;

Sistemas estruturais, tipos de aço, seções

comerciais, noções de projeto, ligações.

Comportamento de materiais da engenharia

estrutural.

Conteúdos Formativos / Bases Tecnológicas:

Competências e habilidades:

Identificar os elementos constituintes de

coberturas;

Compreender o comportamento de estruturas

de aço e madeira;

Orientar equipes, supervisionar a execução de

estruturas de aço e madeira atendendo aos

critérios estabelecidos nas normas brasileiras.

Carga horária:

40 horas/aula perfazendo 10 dias de aula.

Competências e habilidades/ Carga horária

Cronograma de aulas e avaliações

Aula Atividade Carga horária

1 Introdução / Início do assunto Madeira na construção civil 4 hrs/aula

2 Madeira na construção civil 4 hrs/aula

3 Madeira na construção civil 4 hrs/aula

4 Madeira na construção civil / 1ª Avaliação 4 hrs/aula

5 Início do assunto Aço na construção civil 4 hrs/aula

6 Aço na construção civil 4 hrs/aula

7 Aço na construção civil 4 hrs/aula

8 Aço na construção civil / 2ª Avaliação 4 hrs/aula

9 Seminário (2 aulas) + 3ª avaliação (2 aulas) 4 hrs/aula

10 Conclusões / Prova Final 4 hrs/aula

Critérios de avaliação:

1ª avaliação com peso 1,5;

2ª avaliação com peso 1,5;

Seminário com peso 1,0;

3ª avaliação com peso 3,0.

Obs: Após 15 min de tolerância será contabilizada

falta ao aluno que não estiver em sala no início das

aulas.

Avaliações

Ementa do curso

MADEIRAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

• A estrutura da madeira:

Casca, líber, alburno, cerne e a medula

Estrutura da madeira

• A estrutura da madeira:

Casca, líber, alburno, cerne e a medula

Estrutura da madeira

Material A B C D E F G

Concreto 2,4 1,920 20 20,000 96 8 8,333

Aço 7,8 234,000 250 210,000 936 32 26,923

Madeira

conífera

0,6 600 50 10,000 12 83 16,667

Madeira

dicotiledônea

0,9 630 75 15,000 8 83 16,667

A – Densidade

B – Energia Consumida

C – Resistência

D – Módulo de Elasticidade

E – Energia Consumida/ Resistência

F – Resistência/ Densidade

G – Módulo de Elasticidade/ Densidade

Estrutura das coníferas e das angiospermas

• Angiospermas:

Vasos;

Fibras;

Parênquima;

Raios modulares;

• Coníferas

Raios modulares;

Traqueóides;

Materiais de Construção e princípios de Ciência e

Engenharia dos Materiais, Volume 2, Editor G.C. Isaia,

Editora IBRACON

Como vantagens da madeira na construção citam-se:

• Grandes quantidades e preço baixo;

• São desdobráveis em peças menores ;

• Utilização de ferramentas simples e são reempregadas;

• Massa especifica baixa e grande resistência mecânica;

• Permitem fáceis ligações e emendas;

• Sua resiliência permite absorver choques;

• Isolamento térmico e absorção acústica;

Como desvantagens da madeira na construção citam-se

• É um material heterogêneo e anisotrópico;

• É bastante vulnerável a agentes externos;

• Sua durabilidade é limitada;

• É bastante sensível aos agentes ecológicos;

• Formas limitadas, alongadas, de seção transversal reduzida;

Características físicas da madeira

• Umidade.

100.

m=(%) i

s

s

m

mU

• Densidade de massa da madeira

• Densidade de massa básica

3cmgV

m

3cmgV

m

sat

sbas

A água, como condição natural de crescimento da árvore,

apresenta-se na madeira sob três formas:

• Água de constituição;

• Água de adesão ou impregnação;

• Água de capilaridade;

• Densidade de massa aparente - Definida uma dada

umidade, que segundo a NBR 7190(ABNT, 1997) se trata do

valor de 12%:

3

12

12 cmgV

map

Variação dimensional da madeira

Está relacionada à retração e ao inchamento da madeira.

Espécie R(%) T(%) T/R

Angelim Pedra 4,3 7,0 1,6

Cupiúba 4,3 7,1 1,7

Ipê 5,1 7,8 1,5

Jatobá 3,6 6,9 1,9

Eucalipto Citriodora 6,5 9,6 1,5

Sucupira 5,9 7,3 1,2

Fatores que influenciam as propriedades da madeira

• Fatores anatômicos;

Inclinação das fibras;

Nós;

Presença de medula;

Defeitos naturais da madeira;

Faixa de parênquima;

• Fatores ambientais e de utilização

Umidade;

Defeitos de ataques biológicos;

Defeitos decorrentes do processo de secagem;

Encanoamento

Encurvamento Arqueamento

Torcimento

Figura 10

Sistema de classes de risco Quadro 1 – classes de risco para uso da madeira na construção civil

Escolha do método de tratamento e do produto preservativo

• Produtos químicos;

• Espécie de madeira;

• Fatores que influenciam em um tratamento preservativo.

Propriedades do produto preservativo

• Eficiência na prevenção;

• Segurança em relação ao homem e ao meio ambiente;

• Permanência na madeira;

• Não ser corrosivo;

• Custo acessível;

• Não deve alterar as propriedades físicas e mecânicas da madeira.

Tipos de agrupamentos de preservativos de madeira

• Oleosos – derivados do alcatrão de hulha;

• Oleossolúveis – misturas de fungicidas e/ou inseticidas;

• Hidrossolúveis – misturas de sais metálicos.

Madeira como Material Estrutural

• MDF (médium density fibreboard)

• OSB (oriented strand board)

• A madeira como material estrutural geralmente se encontra em diferentes formas, tais como: madeira em tora, madeira serrada, madeira laminada colada, madeira compensada e madeiras reconstituídas.

Propriedades estruturais da madeira

• Estrutura interna

Figura 11 – Diagrama esquemático da fisiologia da árvore

Figura 12 – Arranjo esquemático da estrutura interna da madeira

Figura 13 – Defeitos de secagem

• Umidade

A umidade utilizada para a determinação das propriedades de resistência e de rigidez na condição-padrão de referência da madeira é de 12%.

Quadro 2 – Classes de umidade

• Rigidez

Figura 14 – Orientação dos planos preferenciais de simetria elástica do modelo ortótropo da madeira

Resistência

Quadro 3 – Relações entre as resistências da madeira, em valores característicos

Classe de resistência

• Madeira serrada;

• Madeira laminada colada;

• Madeira compensada;

• Madeira recomposta.

Quadro 4 – Classes de resistência das coníferas

Quadro 5 – Classes de resistência das folhosas

• A resistência característica da madeira é estimada por:

Valores representativos das propriedades estruturais da madeira

kmod = kmod1 . kmod2 . kmod3

γ w = γw1 . γw2 . γw3

Quadro 6 – Valores de yw para projetos de estruturas de madeira – Estados Limites

Últimos

Para efeito de estados limites de utilização ou de serviço, considera-se yw = 1,0

Quadro 7 – Valores de kmod1

Quadro 8 – Valores de kmod2

kmod3 = 1,0 - Primeira categoria

kmod3 = 0,8 - Segunda categoria

Valores efetivos das propriedades de rigidez da madeira

Ec0ef = kmod1⋅kmod2⋅kmod3⋅Ec0m

Madeiras para acabamento

• Pode ser utilizada em forma de madeira maciça (sólida) e também como madeira reconstituída (produtos derivados da madeira).

• Qualificações da madeira maciça para acabamento.

Pisos

• Pisos maciços:

Assoalhos;

Tacos;

Parquetes.

• Assoalhos

São feitos de tábuas de madeira maciça.

Geralmente as tábuas são aplicadas diretamente sobre contra-piso (piso sem acabamento) e fixadas por barroteamento.

Podem ainda, ser fixadas em tarugos trapezoidais fixos ao cimento.

Figura: (a) assoalhos sobre tarugos trapezoidais. (b) sobre barrotes.

• Assoalhos

As peças são encaixadas de modo a não deixar qualquer espaço vazio.

Pode ser instalado de forma longitudinal ou diagonal . Sendo o assentamento longitudinal mais econômico.

Existem lâminas mais finas, de 7 mm de espessura. Elas custam, em média, 20% menos que o assoalho de 2 cm de espessura.

• Assoalhos

As principais características:

Dureza.

Estabilidade dimensional.

Resistência à abrasão.

• Tacos

Pequenas placas de madeira maciça - de 3 a 10cm de largura e de 10cm a 1m de comprimento.

Diferentemente do assoalho - que pode ser aparafusado no contra-piso - ele é sempre colado.

Um problema comum neste tipo de piso é o descolamento das peças.

Revestimento de parede e divisórias

• Muitas das características das madeiras utilizadas para pisos se aplicam às paredes.

• Para divisórias, é muito comum a escolha de derivados da madeira como compensado e MDF.

Forros

• Assim como ocorre com as paredes, a madeira utilizada em forros também recebe a denominação de lambril.

• Em geral apresenta espessura de 10 mm e largura de 10 cm.

• A madeira deve ter uma densidade de média a baixa, facilidade de processamento mecânico, baixo índice de contração e baixo índice de fendilhamento.

Madeiras para esquadrias

• Deve-se escolher com cuidado as espécies de madeira que serão empregadas.

• São escolhidas, em 1º lugar, atendendo ao custo e a facilidade de manuseio e, depois, a durabilidade.

• Esquadrias mistas.

• Não são recomendáveis densidades abaixo de 600 kg/m³.

Madeiras para esquadrias

Porta de cedro maciço Janela feita em mogno

Derivados da madeira:

• Compensado - Notar que os veios das folhas devem ser

sempre dispostos em direções cruzadas uns aos outros.

• O MDF – Por um processo de alta temperatura e emprego de pressão, fibras de madeira são aglutinadas por resinas sintéticas.

Derivados da madeira:

Chapas de OSB (oriented strand board).

Chapas de compensado.