Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Design Industrial. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Escola Superior de Artes e Design. 2005

A obra não tem a indicação de volumes, esta informação foi acrescentada para facilidade de descrição bibliográfica / Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, opção materiais e processos tecnológicos, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Dr. António Augusto Fernandes

No description available.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Manutenção Industrial, na Faculdade de Engenharia da Universidade do porto, sob a orientação do Professor Pedro Ponces Camanho

As pontes tradicionais de madeira no Brasil, nem sempre atingem as condições plenamente satisfatórias em estradas vicinais, exigem manutenção contínua e a maioria não está adequada ao tráfego pesado usual. As pontes mistas de madeira e concreto destacam-se como alternativa econômica apresenta grande resistência e rigidez além de exigir baixa manutenção. Neste trabalho os estudos dos tabuleiros mistos de madeira e concreto para pontes desenvolveram-se em três fases: estudo da ancoragem de barras de aço coladas em peças estruturais de madeira; estudo dos conectores de cisalhamento formados por barras de aço coladas na madeira em corpos-de-prova mistos de madeira e concreto e, estudos; construções e análises de protótipos de tabuleiros mistos de madeira e concreto. Nos estudos de ancoragens, as barras de aço com superfície deformada, do tipo CA-50 com tensão de escoamento 'F IND.Y,K' = 500 MPa, foram coladas em furos com diâmetros maiores, inclinadas de '0, 45 e 90 GRAUS' em relação às fibras das madeiras. Utilizaram-se quatro tipos de resina epóxi e uma poliuretana, considerando as principais variáveis que influenciam na resistência de ancoragem. Os corpos-de-prova foram construídos com amostragens de madeiras de: Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') e Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3'). Os testes de ancoragem apresentam as estimativas das resistências médias obtidas por meio de análise de regressão múltipla e as resistências características, obtidas pelo limite inferior do intervalo de confiança a 90%. Nos estudos dos conectores de cisalhamento utilizaram-se corpos-de-prova mistos, do tipo push out, executados com madeira roliça natural de Eucalyptus citriodora tratada com CCA e concreto armado de média resistência. Os conectores de cisalhamento, em três variações, foram executados com barras de aço do tipo CA-50 ancoradas na madeira, com a resina epóxi SIKADUR 32 fluido e inclinados de '45 GRAUS' em relação às fibras, os resultados apresentam, as resistências últimas médias, as resistências características; os valores médios e os valores característicos dos módulos de deslizamento da conexão. Nos estudos, projetos e execuções de dois tabuleiros mistos, de madeira e concreto, utilizaram-se toras de Eucalyptus citriodora tratadas com CCA, concreto armado de média resistência e conectores de barras de aço coladas com resina epóxi no formato X. Análises estáticas foram realizadas submetendo os tabuleiros às provas de carga, utilizando caminhões. Os deslocamentos na linha central transversal foram medidos e comparados com os valores teóricos calculados usando um modelo de cálculo que considera o tabuleiro misto como uma placa ortotrópica equivalente. Os conectores apresentaram alta resistência; alta rigidez e modo de ruptura uniforme. Os tabuleiros mistos de madeira e concreto apresentaram muito bom desempenho, confirmaram-se as hipóteses fundamentais e o modelo de cálculo proposto. / The traditional timber bridges in secondary roads in Brazil not always meet the requirements of quality, but they also demand continuing maintenance and adequacy to heavy traffic. The mixed wood-concrete deck bridges arise as a viable alternative, because of its low construction cost, low maintenance and its high strength and stiffness. In this thesis the mixed wood concrete deck bridge studies was showed in three phases: the experimental pull out strength results of bonded-in steel rods in wood beams studs; the experimental analysis on shear connectors in mixed wood concrete specimens using bonded-in steel bars and, designs; constructions and statistics tests on log-concrete composed deck bridges was presented too. In the anchorage studies the deformed and reinforced CA-50 steel bars, with the minimum yield strength of 500 Mpa, were bonded in holes drilled at angles of '0, 45 and 90 DEGREES' between the rods and on the direction of grain. Four types of epoxy and one polyurethane adhesive were used regarding the influence of the most significant variables. The specimens were made using Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') and Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3') beams. The pull out tests presents the median strength results estimated by multiple regression analysis and the characteristics response estimated by the lower range in 90% of the confidence interval. In the shear connections studies were carried using specimens of push out tests type made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA and medium strength reinforced concrete. The shear connectors, in three shapes, were made with CA-50 steel bars bonded-in wood with SIKADUR 32 fluid epoxi resin, with '45 DEGREES' angles between the rods and on the direction of grain. The results presents the ultimate limit strength median, the characteristics strength, the slip modulus medians and the characteristics slip modulus. In the studies, designs and executions of two mixed wood-concrete decks bridge were used made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA, medium strength reinforced concrete, and bonded-in steel CA-50 rods, as shear connectors in X format. Same static loads test on the bridges was carried out using a truck. Deflections in the medium span transversal directions were measured and analytically predicted using an equivalent orthotropic plate model. The shear connectors showed high ultimate strength and stiffness and, uniforms failure mode. The results showed a very good performance to the composed log-concrete deck bridges, it confirms the fundamental hypothesis and calculus model suggested.

Atualmente, as indústrias brasileiras recorrem a normas de outros países para o controle de qualidade para a caracterização de elementos estruturais feitos de Madeira Laminada Colada (MLC) e de LVL (Laminated Veneer Lumber) devido à ausência de especificações nacionais. Este trabalho teve como finalidade a verificação da adequação de alguns métodos de ensaios propostos nos projetos de norma ABNT NBR PN 02:126.10-001-3 e ABNT NBR PN 02:126.10-001-5 para determinar as propriedades dos elementos estruturais de madeira colada para o controle de qualidade da indústria produtora. Para tanto, foram obtidos das indústrias vários grupos de vigas de MLC e grupos de emendas dentadas produzidos com diversas combinações de madeiras e adesivos. Também, foram obtidos grupos de vigas de LVL na posição horizontal e grupos de vigas de LVL na posição de vertical. Foram realizados testes de flexão estática para determinação do módulo de ruptura e de elasticidade de todas as vigas. Além disso, das vigas foram retirados corpos de prova para realização dos ensaios de cisalhamento na linha de cola, delaminação e compressão paralela às fibras, enquanto as emendas dentadas foram analisadas pelo ensaio de tração paralela às fibras. Os procedimentos empregados podem ser considerados adequados para aplicação pelas indústrias no controle de qualidade da produção de elementos estruturais de MLC e de LVL. O ensaio de delaminação para adesivos expostos a ambientes externos, proposto no projeto de norma, pode ser analisado como prático e eficaz. Em relação aos testes de cisalhamento, o número de análises por amostra pode ser reduzido, desde que, priorize o ensaio na região central da seção transversal devido à maior concentração de tensões de cisalhamento. Como era esperado, as emendas dentadas formaram pontos de fragilidade, reduzindo a resistência de algumas vigas e tendo sua ruptura evidenciada por esforço de tração. No LVL, a posição vertical apresentou melhor resistência à flexão e ao cisalhamento do que a horizontal. O projeto de norma é apresentado em anexo nesse trabalho. / Nowadays, the Brazilian industries follow the foreign countries standard regulation to the quality control of characterization of structural elements produced from Glued Laminated Timber (glulam) and Laminated Veneer Lumber (LVL) due to the absence of national specifications. This work has the purpose of verifying the suggested methods of regulation projects, such as ABNT NBR PN 02:126.10-001-3 and ABNT NBR PN 02:126.10-001-5, to determine the properties of glued timber structural elements to quality control of producer industry. Therefore, glulam beams and fingerjoints groups, produced from several combinations of woods and adhesives, were obtained from industries. In addition, it was used flatwise LVL beams groups and edgewise LVL beams groups. It was made the static bending tests to determine strength and stiffness for each beam. Furthermore, from the beams it was extracted samples in order to test shear in the glue line, delamination and parallel grain compression whereas the fingerjoints were analysed by the parallel grain tensile test. The procedures taken on the experimental program can be considered suitable for industrial usage at quality control of production of structural elements from glulam and LVL. The delamination test for adhesive exposed to external environment, proposal in the new standard, can be analysed as practical and effective. In relation to the shear test, the number of analysis by sample can be reduced, whether prioritized the test in the central region of transversal section due to higher shear stress concentration. As expected, the fingerjoints formed fragile points, reducing strength for some beams and by presenting rupture when tensile stressed. In the LVL, the edgewise groups presented better bending and shear resistance than flatwise groups. The new test method is presented in annex in this dissertation.

As pontes tradicionais de madeira no Brasil, nem sempre atingem as condições plenamente satisfatórias em estradas vicinais, exigem manutenção contínua e a maioria não está adequada ao tráfego pesado usual. As pontes mistas de madeira e concreto destacam-se como alternativa econômica apresenta grande resistência e rigidez além de exigir baixa manutenção. Neste trabalho os estudos dos tabuleiros mistos de madeira e concreto para pontes desenvolveram-se em três fases: estudo da ancoragem de barras de aço coladas em peças estruturais de madeira; estudo dos conectores de cisalhamento formados por barras de aço coladas na madeira em corpos-de-prova mistos de madeira e concreto e, estudos; construções e análises de protótipos de tabuleiros mistos de madeira e concreto. Nos estudos de ancoragens, as barras de aço com superfície deformada, do tipo CA-50 com tensão de escoamento 'F IND.Y,K' = 500 MPa, foram coladas em furos com diâmetros maiores, inclinadas de '0, 45 e 90 GRAUS' em relação às fibras das madeiras. Utilizaram-se quatro tipos de resina epóxi e uma poliuretana, considerando as principais variáveis que influenciam na resistência de ancoragem. Os corpos-de-prova foram construídos com amostragens de madeiras de: Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') e Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3'). Os testes de ancoragem apresentam as estimativas das resistências médias obtidas por meio de análise de regressão múltipla e as resistências características, obtidas pelo limite inferior do intervalo de confiança a 90%. Nos estudos dos conectores de cisalhamento utilizaram-se corpos-de-prova mistos, do tipo push out, executados com madeira roliça natural de Eucalyptus citriodora tratada com CCA e concreto armado de média resistência. Os conectores de cisalhamento, em três variações, foram executados com barras de aço do tipo CA-50 ancoradas na madeira, com a resina epóxi SIKADUR 32 fluido e inclinados de '45 GRAUS' em relação às fibras, os resultados apresentam, as resistências últimas médias, as resistências características; os valores médios e os valores característicos dos módulos de deslizamento da conexão. Nos estudos, projetos e execuções de dois tabuleiros mistos, de madeira e concreto, utilizaram-se toras de Eucalyptus citriodora tratadas com CCA, concreto armado de média resistência e conectores de barras de aço coladas com resina epóxi no formato X. Análises estáticas foram realizadas submetendo os tabuleiros às provas de carga, utilizando caminhões. Os deslocamentos na linha central transversal foram medidos e comparados com os valores teóricos calculados usando um modelo de cálculo que considera o tabuleiro misto como uma placa ortotrópica equivalente. Os conectores apresentaram alta resistência; alta rigidez e modo de ruptura uniforme. Os tabuleiros mistos de madeira e concreto apresentaram muito bom desempenho, confirmaram-se as hipóteses fundamentais e o modelo de cálculo proposto. / The traditional timber bridges in secondary roads in Brazil not always meet the requirements of quality, but they also demand continuing maintenance and adequacy to heavy traffic. The mixed wood-concrete deck bridges arise as a viable alternative, because of its low construction cost, low maintenance and its high strength and stiffness. In this thesis the mixed wood concrete deck bridge studies was showed in three phases: the experimental pull out strength results of bonded-in steel rods in wood beams studs; the experimental analysis on shear connectors in mixed wood concrete specimens using bonded-in steel bars and, designs; constructions and statistics tests on log-concrete composed deck bridges was presented too. In the anchorage studies the deformed and reinforced CA-50 steel bars, with the minimum yield strength of 500 Mpa, were bonded in holes drilled at angles of '0, 45 and 90 DEGREES' between the rods and on the direction of grain. Four types of epoxy and one polyurethane adhesive were used regarding the influence of the most significant variables. The specimens were made using Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') and Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3') beams. The pull out tests presents the median strength results estimated by multiple regression analysis and the characteristics response estimated by the lower range in 90% of the confidence interval. In the shear connections studies were carried using specimens of push out tests type made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA and medium strength reinforced concrete. The shear connectors, in three shapes, were made with CA-50 steel bars bonded-in wood with SIKADUR 32 fluid epoxi resin, with '45 DEGREES' angles between the rods and on the direction of grain. The results presents the ultimate limit strength median, the characteristics strength, the slip modulus medians and the characteristics slip modulus. In the studies, designs and executions of two mixed wood-concrete decks bridge were used made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA, medium strength reinforced concrete, and bonded-in steel CA-50 rods, as shear connectors in X format. Same static loads test on the bridges was carried out using a truck. Deflections in the medium span transversal directions were measured and analytically predicted using an equivalent orthotropic plate model. The shear connectors showed high ultimate strength and stiffness and, uniforms failure mode. The results showed a very good performance to the composed log-concrete deck bridges, it confirms the fundamental hypothesis and calculus model suggested.

Atualmente, as indústrias brasileiras recorrem a normas de outros países para o controle de qualidade para a caracterização de elementos estruturais feitos de Madeira Laminada Colada (MLC) e de LVL (Laminated Veneer Lumber) devido à ausência de especificações nacionais. Este trabalho teve como finalidade a verificação da adequação de alguns métodos de ensaios propostos nos projetos de norma ABNT NBR PN 02:126.10-001-3 e ABNT NBR PN 02:126.10-001-5 para determinar as propriedades dos elementos estruturais de madeira colada para o controle de qualidade da indústria produtora. Para tanto, foram obtidos das indústrias vários grupos de vigas de MLC e grupos de emendas dentadas produzidos com diversas combinações de madeiras e adesivos. Também, foram obtidos grupos de vigas de LVL na posição horizontal e grupos de vigas de LVL na posição de vertical. Foram realizados testes de flexão estática para determinação do módulo de ruptura e de elasticidade de todas as vigas. Além disso, das vigas foram retirados corpos de prova para realização dos ensaios de cisalhamento na linha de cola, delaminação e compressão paralela às fibras, enquanto as emendas dentadas foram analisadas pelo ensaio de tração paralela às fibras. Os procedimentos empregados podem ser considerados adequados para aplicação pelas indústrias no controle de qualidade da produção de elementos estruturais de MLC e de LVL. O ensaio de delaminação para adesivos expostos a ambientes externos, proposto no projeto de norma, pode ser analisado como prático e eficaz. Em relação aos testes de cisalhamento, o número de análises por amostra pode ser reduzido, desde que, priorize o ensaio na região central da seção transversal devido à maior concentração de tensões de cisalhamento. Como era esperado, as emendas dentadas formaram pontos de fragilidade, reduzindo a resistência de algumas vigas e tendo sua ruptura evidenciada por esforço de tração. No LVL, a posição vertical apresentou melhor resistência à flexão e ao cisalhamento do que a horizontal. O projeto de norma é apresentado em anexo nesse trabalho. / Nowadays, the Brazilian industries follow the foreign countries standard regulation to the quality control of characterization of structural elements produced from Glued Laminated Timber (glulam) and Laminated Veneer Lumber (LVL) due to the absence of national specifications. This work has the purpose of verifying the suggested methods of regulation projects, such as ABNT NBR PN 02:126.10-001-3 and ABNT NBR PN 02:126.10-001-5, to determine the properties of glued timber structural elements to quality control of producer industry. Therefore, glulam beams and fingerjoints groups, produced from several combinations of woods and adhesives, were obtained from industries. In addition, it was used flatwise LVL beams groups and edgewise LVL beams groups. It was made the static bending tests to determine strength and stiffness for each beam. Furthermore, from the beams it was extracted samples in order to test shear in the glue line, delamination and parallel grain compression whereas the fingerjoints were analysed by the parallel grain tensile test. The procedures taken on the experimental program can be considered suitable for industrial usage at quality control of production of structural elements from glulam and LVL. The delamination test for adhesive exposed to external environment, proposal in the new standard, can be analysed as practical and effective. In relation to the shear test, the number of analysis by sample can be reduced, whether prioritized the test in the central region of transversal section due to higher shear stress concentration. As expected, the fingerjoints formed fragile points, reducing strength for some beams and by presenting rupture when tensile stressed. In the LVL, the edgewise groups presented better bending and shear resistance than flatwise groups. The new test method is presented in annex in this dissertation.