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[pt] ESTUDO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DO REFORÇO À FLEXÃO EM VIGAS DE MADEIRA DA ESPÉCIE PINUS OOCARPA COM FIBRAS DE JUTA E VIDRO EM MATRIZ EPOXÍDICA / [en] THEORETICAL-EXPERIMENTAL STUDY OF BENDING REINFORCEMENT IN WOOD BEAMS OF PINUS OOCARPA S SPECIES WITH JUTE AND GLASS FIBERS IN EPOXY MATRIXAMANDA DO MONTE MAURO 30 October 2024 (has links)
[pt] Este estudo teórico-experimental tem como objetivo a análise do comportamento
até a ruptura de vigas de madeira da espécie Pinus oocarpa reforçadas externamente à
flexão com compósitos de base epoxídica reforçados por fibras de vidro e juta. No
programa experimental foi investigado o desempenho mecânico do Pinus Oocarpa
quando submetido a temperaturas elevadas. Uma tendência à redução do módulo de
elasticidade e da resistência à compressão foi verificada com o aumento da temperatura,
fato que pode ser comprovado através de análises com difração de raios-x. Ensaios de
tração nos compósitos reforçados com fibras de vidro e juta foram realizados
demonstrando comportamento frágil, linear-elástico até ruptura. Além disso, vinte e duas
vigas, com seção transversal de 10x15cm e 300 cm de comprimento foram ensaiadas à
flexão. Essas vigas foram divididas em cinco séries, sendo cinco vigas de referência sem
reforço, cinco reforçadas com uma camada de fibra de vidro, seis com três camadas de
fibra de vidro, uma com uma camada de fibra de juta e, por fim, cinco com três camadas
de fibra de juta. No estudo teórico foi aplicado o modelo básico de seção composta para o
regime elástico e dois modelos bilineares elasto-plásticos. A partir dos resultados
numéricos e para as considerações adotadas, comparou-se com os valores encontrados
experimentalmente concluindo-se que o primeiro modelo é o melhor deles para o
dimensionamento. Verificou-se que todas as vigas reforçadas apresentaram um acréscimo
de força última variando de 16-26 por cento quando considerados os compósitos de juta e 54-81 por cento
para os de vidro em relação às vigas de referência. Verificou-se, também, que, com o
acréscimo das fibras ocorreu uma modificação no modo de ruptura, ou seja, as peças
continuaram rompendo nas fibras tracionadas, só que com uma pequena plastificação nas
fibras comprimidas. Observou-se, também, que os compósitos de fibra de juta alteram
consideravelmente a rigidez das peças fletidas mesmo com ganho inferior na resistência. / [en] The work in hand aims the theoretical-experimental investigation of the mechanical
behavior until rupture of Pinus oocarpa s wood beams reinforced externally for bending
with glass and jute epoxy-based composites. In the experimental program, the mechanical behavior under elevated temperatures of Pinus oocarpa was investigated. A tendency to reduce the elastic modulus and the compressive strength was verified with the increase of the temperature, which was traced back to the x-ray diffraction analysis. Tension tests on glass and jute fiber reinforced composites were performed showing a brittle and linear elastic behavior until rupture. Beside this, twenty two beams, with cross section of 10x15cm and 300 cm of length, was tested. The beams were divided into five groups: five non-reinforced beams, five reinforced beams with one fiberglass layer, six with three fiberglass layers, one with one layer of jute fiber and five with three layers of jute fiber. In the theoretical study, a basic model of the composite section for the elastic range was applied and two bilinear elasto-plastic models. From the comparison of the experimental and theoretical results, it was concluded that the first model is the best one to be applied in project. It was verified that all the reinforced beams presented an increase of the ultimate force varying from 16 to 26 per cent when considering the jute composites and from 54 to 81 per cent for the glass ones. It has been found that, with the addition of glass fibers, a change in the mode of rupture was observed. Without the reinforcement, the beams fractured with pure tension. When the composites were used as external reinforcement, some beams presented a small plastification on the compression zone. It was also observed that the jute fiber composites considerably modified the stiffness of the beams even with a lower gain in the load bearing resistance.
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