There were two main aims of the project. A surface replacement prosthesis was previously designed at the University of Durham for the metacarpo-phalangeal joint (MCPJ). Tools were required to assess the joint prosthesis pre-operatively and postoperatively. The areas of assessment which the author was involved in were joint stiffness and a self-assessment questionnaire. The Durham arthrograph had previously been used for many clinical trials to assess joint stiffness objectively. However, the computer system was not portable. Hence a new computer system was developed, in Lab VIEW, for a lap-top computer. Ten normal individuals were assessed to validate the system. A questionnaire was also developed for patients to self-assess the performance of their joints. The questionnaire assessed parameters such as range of movement, hand strength, stiffness and pain on visual analogue scales. The difficulty in performing activities of daily living were assessed on simple descriptive scales. The second part of the project was to develop a surface replacement prosthesis for the proximal interphalangeal joint (PIPJ). Since there was inadequate information in the literature on the architecture of the PEPJ bearing surfaces and phalangeal bone shafts, a detailed study was performed on the bones from 83 PIPJs. Proximal and middle phalangeal bones were dissected, modelled in bone cement, sectioned and shadowgraphed. The shadowgraphs were measured and models of the proximal phalangeal heads were produced. These models were then used to design four PIPJ surface replacement prostheses over a range of sizes which covered 97.6% of the sample population of PIPJs. It was proposed that the MCPJ and PIPJ prostheses would be made entirely from cross-linked polyethylene (XLPE). Hence wear tests on pin-on-plate apparatuses were carried out to investigate the wear characteristics of XLPE-on-XLPE compared with other biomaterial combinations. The wear of XLPE-on-XLPE was comparable with UHMWPE-on-stainless steel. XLPE-on-stainless steel wore 10 times faster than XLPE-on-XLPE, and UHMWPE-on-UHMWPE wore 100 times faster than XLPE-on- XLPE. Hence it was concluded that all XLPE joint prostheses were feasible as far as the wear considerations were concerned.

O objetivo deste trabalho é o estudo da resistência e rigidez das emendas dentadas à fadiga na tração com as finalidades de propor uma metodologia de ensaio e estimar um coeficiente redução da resistência à fadiga na tração das emendas dentadas em relação a madeira maciça, contribuindo para a caracterização destas ligações. Foram utilizadas duas espécies de madeira, Pinus caribea hondurensis e Eucalyptus grandis, e dois tipos de adesivos sendo um industrial à base de fenol-resorcinol e um poliuretano à base de resina de mamona desenvolvido no Instituto de Química de São Carlos. Foram realizados ensaios cíclicos para três níveis de freqüência (1 Hz, 5 Hz e 9 Hz) e três níveis de tensão (90%, 75% e 60% da resistência) a uma relação R = 0,1. Com base nos resultados foram propostos coeficientes de redução de resistência à fadiga da emenda dentada em relação à madeira maciça e verificar que não há variação significativa da rigidez em função do número de ciclos. / The aims of this work is the study of the fatigue strength and stiffness of the finger joints in tension, in order to propose an experimental methodology and to determine a strength reduction coefficient, in relation to solid wood, contributing to the characterization of these joints. Two wood species, Pinus caribea hondurensis and Eucalyptus grandis, and two adhesives types were used, being an industrial one phenol-resorcinol based and a poliuretane castor oil resin based, developed at the lnstitute of Chemistry of São Carlos. Cyclical tests were accomplished in three frequency levels (1 Hz, 5 Hz and 9 Hz) and three tension levels (90%, 75% and 60% of the strength) to a relationship R = 0,1. Based on the results, it were proposed strength reduction coefficients in relation to solid wood, for finger joints under fatigue in tension, and to concluded that there is no significant variation in stiffness with the cycle numbers.

Este trabalho consiste no estudo teórico e experimental das emendas dentadas em madeira laminada colada (MLC), cujo objetivo principal é avaliar o método proposto no Projeto da Nova Norma Brasileira PNBR 7190 (1996) para a caracterização da MLC, com ênfase às emendas dentadas. As espécies de madeira estudadas foram o Pinus elliottii e o Eucalipto grandis e o adesivo utilizado foi o CASCOPHEN RS-216, à base de resorcinol, produzido pela Alba Química Indústria e Comércio Ltda. A emenda dentada usada no estudo foi a correspondente ao comprimento de 20 mm da DIN 68140, geometria esta adotada pelo parque produtor de MLC no país. Nos ensaios são avaliadas as resistências ao cisalhamento na lâmina de cola, a tração normal à lâmina de cola e a resistência a tração das emendas dentadas. O desempenho das ligações foi avaliado em função da relação entre os valores obtidos nos ensaios com madeira colada e madeira maciça, bem como pelo modo de ruptura dos mesmos. Como conclusão obteve-se que o processo de colagem adotado foi bem sucedido para todos as amostras de caracterização da MLC, independente da espécie de madeira e do tipo de ruptura obtido. O método proposto no Projeto da Nova Norma Brasileira PNBR 7190 (1996) mostrou-se adequado para a caracterização das propriedades de resistência da MLC. / This work consist in the theoretical and experimental study of finger joints in glued laminated timber (GLULAM), with main objective to evaluate the method proposed in the New Brazilian Draft Code PNBR 7190 (1996) to characterization of GLULAM, with emphasis to finger joints. The species of wood studied were the Pinus elliottii and Eucalipto grandis and the adhesive was the CASCOPHEN RS-216, resorcinol-based, produced by Alba Química Indústria e Comércio Ltda. The geometry of finger joint used in the study was the correspondent to DIN 68140, this is the adopted by producer park of GLULAM in the country. In the tests were evaluated the shear resistance of glue lamina, the perpendicular tension resistance of glue lamina and parallel to grain tension resistance of finger joints. The performance of jointing was evaluated as a function of the relation between the values obtained in the tests with glued wood and clear wood, as well as rupture mode. Concluding remarks that gluing process adopted was well successful to all specimens of wood specie and rupture mode. The method proposed by New Brazilian Draft Code PNBR 7190 (1996) is adequate to characterization of the resistance properties of GLULAM.

O objetivo deste trabalho é o estudo da resistência e rigidez das emendas dentadas à fadiga na tração com as finalidades de propor uma metodologia de ensaio e estimar um coeficiente redução da resistência à fadiga na tração das emendas dentadas em relação a madeira maciça, contribuindo para a caracterização destas ligações. Foram utilizadas duas espécies de madeira, Pinus caribea hondurensis e Eucalyptus grandis, e dois tipos de adesivos sendo um industrial à base de fenol-resorcinol e um poliuretano à base de resina de mamona desenvolvido no Instituto de Química de São Carlos. Foram realizados ensaios cíclicos para três níveis de freqüência (1 Hz, 5 Hz e 9 Hz) e três níveis de tensão (90%, 75% e 60% da resistência) a uma relação R = 0,1. Com base nos resultados foram propostos coeficientes de redução de resistência à fadiga da emenda dentada em relação à madeira maciça e verificar que não há variação significativa da rigidez em função do número de ciclos. / The aims of this work is the study of the fatigue strength and stiffness of the finger joints in tension, in order to propose an experimental methodology and to determine a strength reduction coefficient, in relation to solid wood, contributing to the characterization of these joints. Two wood species, Pinus caribea hondurensis and Eucalyptus grandis, and two adhesives types were used, being an industrial one phenol-resorcinol based and a poliuretane castor oil resin based, developed at the lnstitute of Chemistry of São Carlos. Cyclical tests were accomplished in three frequency levels (1 Hz, 5 Hz and 9 Hz) and three tension levels (90%, 75% and 60% of the strength) to a relationship R = 0,1. Based on the results, it were proposed strength reduction coefficients in relation to solid wood, for finger joints under fatigue in tension, and to concluded that there is no significant variation in stiffness with the cycle numbers.

Este trabalho consiste no estudo teórico e experimental das emendas dentadas em madeira laminada colada (MLC), cujo objetivo principal é avaliar o método proposto no Projeto da Nova Norma Brasileira PNBR 7190 (1996) para a caracterização da MLC, com ênfase às emendas dentadas. As espécies de madeira estudadas foram o Pinus elliottii e o Eucalipto grandis e o adesivo utilizado foi o CASCOPHEN RS-216, à base de resorcinol, produzido pela Alba Química Indústria e Comércio Ltda. A emenda dentada usada no estudo foi a correspondente ao comprimento de 20 mm da DIN 68140, geometria esta adotada pelo parque produtor de MLC no país. Nos ensaios são avaliadas as resistências ao cisalhamento na lâmina de cola, a tração normal à lâmina de cola e a resistência a tração das emendas dentadas. O desempenho das ligações foi avaliado em função da relação entre os valores obtidos nos ensaios com madeira colada e madeira maciça, bem como pelo modo de ruptura dos mesmos. Como conclusão obteve-se que o processo de colagem adotado foi bem sucedido para todos as amostras de caracterização da MLC, independente da espécie de madeira e do tipo de ruptura obtido. O método proposto no Projeto da Nova Norma Brasileira PNBR 7190 (1996) mostrou-se adequado para a caracterização das propriedades de resistência da MLC. / This work consist in the theoretical and experimental study of finger joints in glued laminated timber (GLULAM), with main objective to evaluate the method proposed in the New Brazilian Draft Code PNBR 7190 (1996) to characterization of GLULAM, with emphasis to finger joints. The species of wood studied were the Pinus elliottii and Eucalipto grandis and the adhesive was the CASCOPHEN RS-216, resorcinol-based, produced by Alba Química Indústria e Comércio Ltda. The geometry of finger joint used in the study was the correspondent to DIN 68140, this is the adopted by producer park of GLULAM in the country. In the tests were evaluated the shear resistance of glue lamina, the perpendicular tension resistance of glue lamina and parallel to grain tension resistance of finger joints. The performance of jointing was evaluated as a function of the relation between the values obtained in the tests with glued wood and clear wood, as well as rupture mode. Concluding remarks that gluing process adopted was well successful to all specimens of wood specie and rupture mode. The method proposed by New Brazilian Draft Code PNBR 7190 (1996) is adequate to characterization of the resistance properties of GLULAM.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-15T11:25:42Z No. of bitstreams: 1 PGEF17MA082.pdf: 2704849 bytes, checksum: 402c8ed2d802138ba830b989401226b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-15T11:25:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF17MA082.pdf: 2704849 bytes, checksum: 402c8ed2d802138ba830b989401226b5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / FAPESC / The use of the fiber reinforcement in structural elements of Glued Laminated Timber (Glulam) is advantageous because of increase its strength and stiffness. However, few studies have evaluated the performance of reinforcement on finger joints, which, even under excellent manufacturing conditions, shows less strength than solid wood, making this kind of joint one of the main weaknesses of Glulam. In this context, the present dissertation aims to evaluate the performance of reinforcement with fibers in finger-joints for use in Glulam. The performance analysis was developed under two aspects: (i) the tensile strength parallel to grain performance in two geometries, "A" and "B", on joints, with three reinforcement compositions, "Glass", "Glass2" and "Carbon", in two species of wood, Pinus taeda and Eucalyptus spp. and (ii) the performance of Glulam beams of Eucalyptus spp. with three reinforcement compositions, "Glass", "Glass2" and "Carbon", in tensile strength parallel to grain, normal tensile, strength to shear and three points bending test. All tests were performed according to the guidelines of NBR 7190/1997, using the Scott-Knott and Tukey tests for statistical analysis with 95% of confidence interval. The results show that the finger-joints, even within normative requirements, significantly reduces (up to 43%) the tensile strength parallel to grain, regardless of geometry or species. For the samples of Eucalyptus spp., the treatments "B-Glass2", "B-Carbon" and "A-Glass2" presented average strength equivalent to solid wood. For specimens of P. taeda, the treatments with the same performance as solid wood were "A-Glass2", "A-Carbon", "B-Glass2", "B-Carbon" and "B-Glass". It can be concluded that the application of two layers of reinforcement of glass fibers or one layer of carbon, concentrated in the region of the finger-joints with the geometry B, increases significantly (in up to 71% for P. taeda and 25% for Eucalyptus spp. in the treatments with better performance) the tensile strength parallel to grain in both species evaluated. It was also concluded that the apparent densities (Pinus taeda ρap,m= 0.49 and Eucalyptus spp. ρap,m= 0.60) show poor correlation with the tensile strength parallel to the fibers. The performance of the glulam beams of Eucalyptus spp. did not present significant differences for the evaluation of the bonding lines. However, in the flexural strength, the treatments "Glass 2" and "Carbon" were significantly superior to the glulam beams without reinforcement, reaching at increments of 37.8% and 40.5%, respectively, in the bending strength. The modulus of elasticity did not differ significantly among. It was observed that the mode of rupture was by tensile in the finger-joints region in all the beams evaluated in bending test, however, the bending strengths were higher than tensile strengths parallel to grain, indicating influence of the thickness of the blades and thickness of the reinforcements in the performance of the reinforced finger-joints. In this way, it is possible to conclude that the application of concentrated reinforcement in finger-joints significantly improves the performance of glulam beams of Eucalyptus spp. to bending, as well as the tensile strength parallel to grain for P. taeda / A aplicação de reforço com fibras em elementos estruturais de Madeira Laminada Colada (MLC), na linha de colagem de maior esforço, se apresenta de maneira vantajosa por aumentar sua resistência mecânica e sua rigidez. Todavia, poucos estudos avaliam o desempenho do reforço sobre as emendas longitudinais, que, mesmo em condições excelentes de manufatura, têm resistência menor que a da madeira maciça, tornando as emendas um dos principais pontos de fragilidade da MLC. Nesse contexto, a presente dissertação tem por objetivo avaliar o desempenho do reforço com fibras em emendas por entalhes múltiplos (finger-joints) para utilização em MLC. A análise de desempenho foi desenvolvida sob dois aspectos: (i) desempenho à tração paralela às fibras de duas geometrias, “A” e “B”, para emendas, com três composições de reforço, “Vidro”, “Vidro2” e “Carbono”, em duas espécies de madeira, o Pinus taeda e o Eucalyptus spp. e (ii) o desempenho de vigas em MLC de Eucalyptus spp.com três composições de reforço, “Vidro”, “Vidro2” e “Carbono” quanto à resistência à tração paralela às fibras, tração perpendicular às fibras, cisalhamento e flexão estática. Todos os ensaios foram executados de acordo com as diretrizes da NBR 7190/1997, sendo empregados os testes de Scott-Knott e Tukey para as análises estatísticas com 95% de confiabilidade. Os resultados mostram que as emendas por entalhes múltiplos, mesmo dentro dos referenciais normativos, diminuem significativamente (em até 43%) a resistência à tração paralela às fibras, independentemente da geometria ou da espécie utilizada. Para as amostras de Eucalyptus spp., os tratamentos “B-Vidro2”, “B-Carbono” e “A-Vidro2” apresentaram resistência mecânica média equivalente à madeira maciça. Para as amostras de P. taeda, os tratamentos com desempenho mecânico similar à madeira maciça foram “A-Vidro2”, “A-Carbono”, “B-Vidro2”, “B-Carbono” e “B-Vidro”. Pode-se concluir que a aplicação em duas camadas de reforço de fibras de vidro ou uma camada de carbono, ambos concentrados na região das emendas por entalhes múltiplos com a geometria B, aumenta significativamente (em até 71% para o P. taeda e 25% para o Eucalyptus spp. nos tratamentos com melhor desempenho) a resistência à tração paralela às fibras em ambas espécies avaliadas. Conclui-se ainda que a densidade aparente (P. taeda ρap,m= 0,49 e Eucalyptus spp. ρap,m =0,60 ) apresenta fraca correlação com a resistência à tração paralela às fibras. O desempenho mecânico das vigas MLC de Eucalyptus spp. não apresentou diferenças significativas para a avaliação das linhas de colagem. Entretanto, na resistência à flexão estática, os tratamentos “Vidro 2” e “Carbono” foram significativamente superiores às vigas MLC sem reforço, chegando a incrementos de 37,8% e 40,5%, respectivamente, à flexão estática. Os módulos de elasticidade não diferiram significativamente entre si. Foi constatada ruptura por tração na região das emendas em todas as vigas avaliadas à flexão estática, entretanto as resistências à flexão foram superiores às resistências à tração paralela às fibras, indicando influência da espessura das lâminas e da espessura dos reforços no desempenho mecânico das emendas reforçadas. Desta forma, é possível concluir que a aplicação de reforço concentrado na região das emendas por entalhes múltiplos melhora, significativamente, o desempenho de vigas MLC de Eucalyptus spp. à flexão, bem como a resistência à tração paralela às fibras para o P. taeda

A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o uso de compósitos de fibras e resina epóxi no reforço de emendas dentadas em peças de madeira. Inicialmente, foi avaliada a influência da trama das fibras de sisal e de curauá sem tratamento nenhum nas propriedades mecânicas à tração dos compósitos com resina epóxi. Igualmente, foram caracterizados na tração compósitos de fibras de vidro e tecidos de sisal. Posteriormente, foi avaliada a resistência à tração paralela às fibras de peças de madeira Pinus sp em tamanho estrutural para três tipos de tratamentos: (1) peças sem emendas e sem reforço, (2) peças com emendas e sem reforço e (3) peças com emendas reforçadas por compósitos de fibras de vidro e resina epóxi. Também foram realizados testes de tração em corpos de prova isentos de defeitos com emendas dentadas usando madeira Lyptus® para três casos: (1) sem reforço na emenda, (2) reforço na emenda com fibra de vidro e (3) reforço na emenda com tecido de sisal. Os resultados da influência da trama das fibras de sisal e curauá com a resina epóxi nos testes de tração mostraram que o tipo de trama não influenciou significativamente na resistência e no módulo de elasticidade. Na caracterização dos compósitos poliméricos, a resistência do tecido de sisal foi cerca de 44% da resistência da fibra de vidro. Nas peças estruturais, devido à baixa resistência da madeira de Pinus sp utilizada, não se justificou a utilização do reforço. Nos corpos de prova isentos de defeitos de madeira Lyptus® com emendas dentadas, a eficácia do reforço foi evidenciado, com aumento de 37% na resistência à tração com reforço de fibra de vidro e de 40% com reforço de tecido de sisal, em relação aos corpos de prova isentos de defeitos sem reforço. / The present research evaluate the reinforcing of finger joints in timber pieces with composite fiber and epoxy. Initially, the influence of the weft in the tensile mechanical properties of composites using sisal fibers and curaua without any treatment was evaluated. The characterization of composites made with sisal fibers and glass fibers were also carried out. Additionally, the tensile strength parallel to the grain for pieces of Pinus sp in structural sizes for three types of treatments: (1) pieces without finger joints, (2) pieces unreinforced finger joints and (3) pieces reinforced finger joints with composite fiberglass and epoxy resin, was evaluated. Also, was evaluated the tensile strength of the finger joint test specimens Lyptus® wood for three cases: (1) unreinforced finger joint, (2) reinforced finger jointed with fiberglass and (3) reinforced finger jointed with fabric sisal. The results of influence of the weft sisal fibers and curaua with epoxy resin of tensile test showed that the weft did not significantly influence the strength and the modulus of elasticity. The characterization of polymeric composites, the strength of sisal fabric was about 44% of the fiber glass strength. The structural size pieces, the use of reinforcement it is not justified due to the low strength of the Pinus sp wood used. The test specimens of Lyptus® wood with finger joints, the efficacy of the reinforcement was evident, with 37% increase in tensile strength with glass fiber reinforcement and 40% with reinforcement sisal fabric, compared to specimens without reinforcement.

A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o uso de compósitos de fibras e resina epóxi no reforço de emendas dentadas em peças de madeira. Inicialmente, foi avaliada a influência da trama das fibras de sisal e de curauá sem tratamento nenhum nas propriedades mecânicas à tração dos compósitos com resina epóxi. Igualmente, foram caracterizados na tração compósitos de fibras de vidro e tecidos de sisal. Posteriormente, foi avaliada a resistência à tração paralela às fibras de peças de madeira Pinus sp em tamanho estrutural para três tipos de tratamentos: (1) peças sem emendas e sem reforço, (2) peças com emendas e sem reforço e (3) peças com emendas reforçadas por compósitos de fibras de vidro e resina epóxi. Também foram realizados testes de tração em corpos de prova isentos de defeitos com emendas dentadas usando madeira Lyptus® para três casos: (1) sem reforço na emenda, (2) reforço na emenda com fibra de vidro e (3) reforço na emenda com tecido de sisal. Os resultados da influência da trama das fibras de sisal e curauá com a resina epóxi nos testes de tração mostraram que o tipo de trama não influenciou significativamente na resistência e no módulo de elasticidade. Na caracterização dos compósitos poliméricos, a resistência do tecido de sisal foi cerca de 44% da resistência da fibra de vidro. Nas peças estruturais, devido à baixa resistência da madeira de Pinus sp utilizada, não se justificou a utilização do reforço. Nos corpos de prova isentos de defeitos de madeira Lyptus® com emendas dentadas, a eficácia do reforço foi evidenciado, com aumento de 37% na resistência à tração com reforço de fibra de vidro e de 40% com reforço de tecido de sisal, em relação aos corpos de prova isentos de defeitos sem reforço. / The present research evaluate the reinforcing of finger joints in timber pieces with composite fiber and epoxy. Initially, the influence of the weft in the tensile mechanical properties of composites using sisal fibers and curaua without any treatment was evaluated. The characterization of composites made with sisal fibers and glass fibers were also carried out. Additionally, the tensile strength parallel to the grain for pieces of Pinus sp in structural sizes for three types of treatments: (1) pieces without finger joints, (2) pieces unreinforced finger joints and (3) pieces reinforced finger joints with composite fiberglass and epoxy resin, was evaluated. Also, was evaluated the tensile strength of the finger joint test specimens Lyptus® wood for three cases: (1) unreinforced finger joint, (2) reinforced finger jointed with fiberglass and (3) reinforced finger jointed with fabric sisal. The results of influence of the weft sisal fibers and curaua with epoxy resin of tensile test showed that the weft did not significantly influence the strength and the modulus of elasticity. The characterization of polymeric composites, the strength of sisal fabric was about 44% of the fiber glass strength. The structural size pieces, the use of reinforcement it is not justified due to the low strength of the Pinus sp wood used. The test specimens of Lyptus® wood with finger joints, the efficacy of the reinforcement was evident, with 37% increase in tensile strength with glass fiber reinforcement and 40% with reinforcement sisal fabric, compared to specimens without reinforcement.

A presente pesquisa teve como objetivo estudar a resistência ao cisalhamento no plano de cola de corpos de prova especiais e avaliar o seu impacto na geometria do dente, na resistência à tração de emendas dentadas e nas propriedades oriundas da flexão de vigas simples e compostas. A resistência ao cisalhamento no plano de cola foi estudada segundo o seu ângulo de inclinação em relação às fibras, desde 0 até 90o na madeira de Eucalyptus grandis e Pinus elliottii. O Eucalyptus grandis foi favorecido por pequenos ângulos de inclinação do plano de cola contrariamente ao que aconteceu com o Pinus elliottii e, portanto, apresentou maior eficiência na colagem, o que é desejável para viga laminada colada. Os valores obtidos foram divididos pela resistência ao cisalhamento da madeira maciça para encontrarem-se as eficiências das ligações coladas com vários adesivos. O valor da resistência ao cisalhamento no ângulo de 5° foi utilizado conjuntamente com a resistência à tração da madeira maciça de Eucalyptus grandis para calcular o comprimento do dente a partir de uma teoria simples que o relaciona aos demais parâmetros já conhecidos ou simulados da emenda dentada. Essa teoria, resumida numa única identidade, foi desenvolvida para otimizar a emenda em termos de seus esforços solicitantes majoritários.A emenda dentada foi testada à tração paralela em lâminas emendadas com dentes verticais e horizontais. O perfil vertical apresentou maior resistência à tração e a diferença foi explicada pela área de colagem individual do dente. No caso do dente vertical essa área era menor e, portanto, penalizava menos quando havia algum defeito no dente. Na análise dos tipos de ruptura apresentados verificou-se que a ruptura do tipo 1 que denota má colagem por causa intrínseca do adesivo ou falta de pressão na colagem e ruptura do tipo 5 ou 6 que evidenciam pontos excessivamente fracos da barra ligada ou pontos de concentração de tensões imposta pelas garras da máquina no ensaio de tração contribuíam significativamente para redução da resistência à tração da emenda dentada. Essa resistência deve ser caracterizada por ocorrência alternada de rupturas por cisalhamento misto na superfície do dente e ruptura por tração na seção reduzida da barra ou na raiz do dente como acontece na ruptura do tipo 3. Na flexão foram ensaiadas lâminas emendadas trabalhando como viga sujeita a tensões normais de tração e de compressão e lâminas emendadas trabalhando como componente de viga laminada posicionada na borda tracionada. Não houve diferença entre esses dois casos em qualquer dos estados limites. A eficiência da viga laminada colada com emenda no meio do vão foi muito baixa em relação à viga maciça, mas somente para o módulo de ruptura à flexão. Essa eficiência foi expressa como a relação entre o momento de inércia real e o teórico. A emenda dentada não influenciou a elástica da viga laminada que apresentou o mesmo módulo de elasticidade da viga maciça. / The objective of the present study was to determine the shear strength in the bonding surface of special samples and to evaluate their impact on the geometric parameters of the finger, the tensile strength of the finger joints and the intrinsic flexural properties of simple and composed beams. The shear strength on the bonding surface was studied as a function of the inclination angle related to the wood fibers direction, from 0 to 90o in Eucalyptus grandis and Pinus elliottii species. Small inclination angles of the bonding surface performed very well in E. grandis samples and therefore it showed higher bonding efficiency when compared to P. Elliottii. The efficiency of the glued joints with different adhesives was determined by dividing the measured values by the shear strength of the solid wood. A simple theory relates the other known or simulated parameters of finger joints to the length of the finger. Using the values of the shear strength obtained experimentally with an inclination angle of 5o and the tensile strength of the solid wood of E. grandis finger length was calculated. Such theory, summarized in a unique equality, was developed to optimize the finger joints in terms of major acting efforts. The finger joints which had vertical and horizontal finger were tested in parallel traction to evaluate the maximum carrying load. The vertical profile had higher tensile strength and the difference was explained by the area of the glued joints in the finger. In the case of the vertical finger the area of glued joints was smaller and therefore had less impact when there was a defect in the finger or problem with the adhesion. Analyses of the modules of rupture revealed that rupture type 1 and type 5 or 6 contributed significantly to the reduction in the tensile strength of the finger joints. Rupture type 1 refers to failure due to causes intrinsic to the adhesive or to lack of pressure in the bonding process. Rupture type 5 or 6 refers to the presence of excessively weak points in the bar or to points of concentration of stress imposed by the clamps of the machine during the test. Such tensile strength must be characterized by the alternate presence of ruptures by mixed shear strength in the surface of the finger tip and the rupture by traction in the reduced section of the bar or in the base of the finger tip similar to a type 3 rupture. In flexural tests laminas which had a finger joint in the middle of the span ware tested as a beam subjected to tensile and compression normal stresses and also as a component of the laminated beam located in the traction edge. There were no significant differences between these two cases in any of the limiting states. The efficiency of the glued laminated beam with the finger joints located in the middle of the distance among points of support was very low in relationship to the efficiency of the solid wood, but only for the modulus of rupture in the flexure. This efficiency was expressed as the ratio of the moment of inertia to the theoretical moment. The finger joint did not influence the elasticity of the laminated beam since it had the same modulus of elasticity as the one found for solid wood.

A presente pesquisa teve como objetivo estudar a resistência ao cisalhamento no plano de cola de corpos de prova especiais e avaliar o seu impacto na geometria do dente, na resistência à tração de emendas dentadas e nas propriedades oriundas da flexão de vigas simples e compostas. A resistência ao cisalhamento no plano de cola foi estudada segundo o seu ângulo de inclinação em relação às fibras, desde 0 até 90o na madeira de Eucalyptus grandis e Pinus elliottii. O Eucalyptus grandis foi favorecido por pequenos ângulos de inclinação do plano de cola contrariamente ao que aconteceu com o Pinus elliottii e, portanto, apresentou maior eficiência na colagem, o que é desejável para viga laminada colada. Os valores obtidos foram divididos pela resistência ao cisalhamento da madeira maciça para encontrarem-se as eficiências das ligações coladas com vários adesivos. O valor da resistência ao cisalhamento no ângulo de 5° foi utilizado conjuntamente com a resistência à tração da madeira maciça de Eucalyptus grandis para calcular o comprimento do dente a partir de uma teoria simples que o relaciona aos demais parâmetros já conhecidos ou simulados da emenda dentada. Essa teoria, resumida numa única identidade, foi desenvolvida para otimizar a emenda em termos de seus esforços solicitantes majoritários.A emenda dentada foi testada à tração paralela em lâminas emendadas com dentes verticais e horizontais. O perfil vertical apresentou maior resistência à tração e a diferença foi explicada pela área de colagem individual do dente. No caso do dente vertical essa área era menor e, portanto, penalizava menos quando havia algum defeito no dente. Na análise dos tipos de ruptura apresentados verificou-se que a ruptura do tipo 1 que denota má colagem por causa intrínseca do adesivo ou falta de pressão na colagem e ruptura do tipo 5 ou 6 que evidenciam pontos excessivamente fracos da barra ligada ou pontos de concentração de tensões imposta pelas garras da máquina no ensaio de tração contribuíam significativamente para redução da resistência à tração da emenda dentada. Essa resistência deve ser caracterizada por ocorrência alternada de rupturas por cisalhamento misto na superfície do dente e ruptura por tração na seção reduzida da barra ou na raiz do dente como acontece na ruptura do tipo 3. Na flexão foram ensaiadas lâminas emendadas trabalhando como viga sujeita a tensões normais de tração e de compressão e lâminas emendadas trabalhando como componente de viga laminada posicionada na borda tracionada. Não houve diferença entre esses dois casos em qualquer dos estados limites. A eficiência da viga laminada colada com emenda no meio do vão foi muito baixa em relação à viga maciça, mas somente para o módulo de ruptura à flexão. Essa eficiência foi expressa como a relação entre o momento de inércia real e o teórico. A emenda dentada não influenciou a elástica da viga laminada que apresentou o mesmo módulo de elasticidade da viga maciça. / The objective of the present study was to determine the shear strength in the bonding surface of special samples and to evaluate their impact on the geometric parameters of the finger, the tensile strength of the finger joints and the intrinsic flexural properties of simple and composed beams. The shear strength on the bonding surface was studied as a function of the inclination angle related to the wood fibers direction, from 0 to 90o in Eucalyptus grandis and Pinus elliottii species. Small inclination angles of the bonding surface performed very well in E. grandis samples and therefore it showed higher bonding efficiency when compared to P. Elliottii. The efficiency of the glued joints with different adhesives was determined by dividing the measured values by the shear strength of the solid wood. A simple theory relates the other known or simulated parameters of finger joints to the length of the finger. Using the values of the shear strength obtained experimentally with an inclination angle of 5o and the tensile strength of the solid wood of E. grandis finger length was calculated. Such theory, summarized in a unique equality, was developed to optimize the finger joints in terms of major acting efforts. The finger joints which had vertical and horizontal finger were tested in parallel traction to evaluate the maximum carrying load. The vertical profile had higher tensile strength and the difference was explained by the area of the glued joints in the finger. In the case of the vertical finger the area of glued joints was smaller and therefore had less impact when there was a defect in the finger or problem with the adhesion. Analyses of the modules of rupture revealed that rupture type 1 and type 5 or 6 contributed significantly to the reduction in the tensile strength of the finger joints. Rupture type 1 refers to failure due to causes intrinsic to the adhesive or to lack of pressure in the bonding process. Rupture type 5 or 6 refers to the presence of excessively weak points in the bar or to points of concentration of stress imposed by the clamps of the machine during the test. Such tensile strength must be characterized by the alternate presence of ruptures by mixed shear strength in the surface of the finger tip and the rupture by traction in the reduced section of the bar or in the base of the finger tip similar to a type 3 rupture. In flexural tests laminas which had a finger joint in the middle of the span ware tested as a beam subjected to tensile and compression normal stresses and also as a component of the laminated beam located in the traction edge. There were no significant differences between these two cases in any of the limiting states. The efficiency of the glued laminated beam with the finger joints located in the middle of the distance among points of support was very low in relationship to the efficiency of the solid wood, but only for the modulus of rupture in the flexure. This efficiency was expressed as the ratio of the moment of inertia to the theoretical moment. The finger joint did not influence the elasticity of the laminated beam since it had the same modulus of elasticity as the one found for solid wood.