Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-25T12:55:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 789063 bytes, checksum: 427a5a1d9342fa6854b6fa4a677652b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T12:55:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 789063 bytes, checksum: 427a5a1d9342fa6854b6fa4a677652b5 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Danos por ventos são frequentes em plantios florestais do gênero Eucalyptus, entretanto, poucos estudos abordam esta temática. Desse modo, o objetivo desta tese foi avaliar características da madeira que estão associadas a resistência das árvore à ação dos ventos e propor possíveis usos para a madeira danificada pelo vento. No capítulo um, uma nova metodologia para avaliação da resistência das árvores contra a ação dos ventos foi testada, características da madeira foram levantadas e essas características foram relacionadas com os dados históricos de danos por ventos. A nova metodologia apresentou alta relação com os dados históricos de danos por ventos. Clones com maior densidade básica, fração parede das fibras, módulo de elasticidade das fibras e lamela média, dureza das fibras, módulo de ruptura, tensão de crescimento e baixo ângulo microfibrilar apresentaram maior resistência à quebra por ventos. O capítulo dois estudou a utilização da madeira quebrada por ventos para a fabricação de polpa celulósica e papel. A proporção de madeira de dois anos que pode ser utilizada variou com o parâmetro e nível de refino. Entretanto, polpa produzida com 5% de madeira de dois anos e 95% daquela de sete anos apresentou a mesma qualidade que aquela com 100% de madeira desta última idade. O capitulo três avaliou a utilização de árvores tombadas por ventos na fabricação de madeira sólida. Os clones apresentaram boa resistência mecânica, entretanto com grandes variações em suas propriedades físicas. A madeira dos materiais com densidade mais uniforme no sentido radial e baixo coeficiente de anisotropia são mais propício para utilização em estruturas e movelaria. O capitulo quatro avaliou o potencial da madeira quebrada pelo vento para geração de energia. O poder calorífico dos materiais pouco variou, entretanto aqueles com maior densidade básica tiveram maior densidade energética, tornando-os mais propícios para geração de energia por queima direta ou produção de carvão vegetal. / Wind damage is common in eucalyptus forest plantations; however few studies addressed this issue. Thus, the aim of this thesis was to evaluate the wood characteristics that make trees resistant to wind action, and propose possible uses for timber felled by the winds. In chapter one, a new methodology to evaluate tree resistance against wind action was tested. Besides, the wood characteristics were evaluated and related to historical data of wind damage. The new methodology showed high correlation with historical data from damage by wind. Clones with high basic density, cell wall fraction and modulus of elasticity of the fiber and the middle lamella, hardness of the fibers, modulus of rupture; growth stress and low microfibril angle were more resistant to wind damage. In chapter two, the use of broken trees by wind to manufacture of pulp and paper was studied. The proportion of two-years-old wood which can be used varied with the parameter and refining level, but pulp produced with 95% of seven-year-old wood and 5% of two-years-old wood has similar quality to those with 100% of seven-year-old wood. Chapter three evaluated the use of wind felled trees for solid wood manufacturing. The clones showed good mechanical properties, however, with high variation between their physical properties. Materials with uniform density in the radial direction and low coefficient of anisotropy are better for structures and furniture industry. The chapter four evaluated the potential of wind broken trees for power generation. The calorific value of the materials was similar and those with high density resulted in higher energy density, making them better for power generation, both for direct burning and charcoal production.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-21Bitstream added on 2014-06-13T20:02:30Z : No. of bitstreams: 1 gabriel_msc_dr_botfca.pdf: 1180497 bytes, checksum: 085b8faebf17cf90ae8156081b18fb02 (MD5) / Este trabalho teve por objetivo principal a avaliação do desempenho físico-mecânico de painéis de lâminas paralelas LVL (Laminated venner lumber) de Pinus tropicais, classificando-se as lâminas em classes de qualidade (baixo e alto módulos de elasticidade), usando-se para isto métodos não-destrutivos, como ultra-som e ondas de tensão. As avaliações foram realizadas em painéis com lâminas de espessura de 2,2 mm, provenientes da Indústria de Madeiras Caribea Ltda., localizada no município de São Manuel, SP. Foram confeccionados painéis LVL de 13 e 25 lâminas, com quatro tipos de tratamento, com as lâminas previamente classificadas: a) T1-LVL homogêneo 1 (produzido somente com lâminas classificadas com alto módulo de elasticidade dinâmico) b) T2-LVL homogêneo 2 (produzido somente com lâminas classificadas com baixo módulo de elasticidade dinâmico ) c) T3-LVL com lâminas combinadas (lâminas de alto módulo de elasticidade dinâmico na capa e contracapa e baixo módulo de elasticidade dinâmico no miolo) d) T4-LVL não homogêneo (com lâminas alternadas – uma com alto módulo, e outra com baixo módulo de elasticidade alternadamente) As propriedades dos painéis foram avaliadas pelos métodos nãodestrutivos de ondas de tensão (stress wave method) e ultra-som, determinando-se, respectivamente, o módulo dinâmico (Ed.) e a constante dinâmica (CLL) de cada painel. Com os corpos-de-prova retirados dos painéis foram realizados ensaios de flexão estática, 2 cisalhamento longitudinal, compressão paralela e perpendicular às fibras, resistência da colagem ao esforço de cisalhamento, teor de umidade e densidade, seguindo-se as recomendações das normas ASTM 5456 e o Projeto 31:000.05-001/3 para Painéis de madeira compensada, da ABNT. Na avaliação da qualidade dos painéis os valores médios das propriedades do LVL foram comparados... / This paper had the main objective of evaluating physical and mechanical performance of LVL panels made from tropical pinus, with the previous classification of the veneers according to its MOE (high and low modulus of elasticity), obtained from non-destructive tests (ultrasound and stress wave methods). Evaluations were carried in commercial dimension panels made with 2,2 mm thick veneers from “Industria de Madeiras Caribea Ltda”, located at Sao Manuel, São Paulo State, southeast of Brazil. Panels with 13 and 25 veneer were made considering four distinct treatments (three boards for each thickness and treatment) as follows: a) T1 (homogeneous superior) – LVL made entirely of higher MOE veneer; b) T2 (homogeneous inferior) – LVL made entirely of low-grade MOE veneer; c) T3 (rational) – LVL made with higher MOE in face veneer and lower MOE in core veneer; d) T4 (combined) – boards made with combined and alternated veneer with higher and lower MOE. Panels were submitted to non-destructive evaluation, in order to obtain their dynamic modulus of elasticity (Ed – stress wave method) and dynamic constant (CLL – ultrasound method). Specimens of the boards were tested under static bending, longitudinal shear, compression parallel and normal to the grain. For all specimens were evaluated density and humidity. All physical and mechanical tests were done according to ASTM D 5456 Code and CE 31:000.05-001/1 – First draft of the new Brazilian Code for Plywood...(Complete abstract click electronic access below)

Resumo: Este trabalho teve por objetivo principal a avaliação do desempenho físico-mecânico de painéis de lâminas paralelas LVL (Laminated venner lumber) de Pinus tropicais, classificando-se as lâminas em classes de qualidade (baixo e alto módulos de elasticidade), usando-se para isto métodos não-destrutivos, como ultra-som e ondas de tensão. As avaliações foram realizadas em painéis com lâminas de espessura de 2,2 mm, provenientes da Indústria de Madeiras Caribea Ltda., localizada no município de São Manuel, SP. Foram confeccionados painéis LVL de 13 e 25 lâminas, com quatro tipos de tratamento, com as lâminas previamente classificadas: a) T1-LVL homogêneo 1 (produzido somente com lâminas classificadas com alto módulo de elasticidade dinâmico) b) T2-LVL homogêneo 2 (produzido somente com lâminas classificadas com baixo módulo de elasticidade dinâmico ) c) T3-LVL com lâminas combinadas (lâminas de alto módulo de elasticidade dinâmico na capa e contracapa e baixo módulo de elasticidade dinâmico no miolo) d) T4-LVL não homogêneo (com lâminas alternadas - uma com alto módulo, e outra com baixo módulo de elasticidade alternadamente) As propriedades dos painéis foram avaliadas pelos métodos nãodestrutivos de ondas de tensão (stress wave method) e ultra-som, determinando-se, respectivamente, o módulo dinâmico (Ed.) e a constante dinâmica (CLL) de cada painel. Com os corpos-de-prova retirados dos painéis foram realizados ensaios de flexão estática, 2 cisalhamento longitudinal, compressão paralela e perpendicular às fibras, resistência da colagem ao esforço de cisalhamento, teor de umidade e densidade, seguindo-se as recomendações das normas ASTM 5456 e o Projeto 31:000.05-001/3 para Painéis de madeira compensada, da ABNT. Na avaliação da qualidade dos painéis os valores médios das propriedades do LVL foram comparados...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper had the main objective of evaluating physical and mechanical performance of LVL panels made from tropical pinus, with the previous classification of the veneers according to its MOE (high and low modulus of elasticity), obtained from non-destructive tests (ultrasound and stress wave methods). Evaluations were carried in commercial dimension panels made with 2,2 mm thick veneers from "Industria de Madeiras Caribea Ltda", located at Sao Manuel, São Paulo State, southeast of Brazil. Panels with 13 and 25 veneer were made considering four distinct treatments (three boards for each thickness and treatment) as follows: a) T1 (homogeneous superior) - LVL made entirely of higher MOE veneer; b) T2 (homogeneous inferior) - LVL made entirely of low-grade MOE veneer; c) T3 (rational) - LVL made with higher MOE in face veneer and lower MOE in core veneer; d) T4 (combined) - boards made with combined and alternated veneer with higher and lower MOE. Panels were submitted to non-destructive evaluation, in order to obtain their dynamic modulus of elasticity (Ed - stress wave method) and dynamic constant (CLL - ultrasound method). Specimens of the boards were tested under static bending, longitudinal shear, compression parallel and normal to the grain. For all specimens were evaluated density and humidity. All physical and mechanical tests were done according to ASTM D 5456 Code and CE 31:000.05-001/1 - First draft of the new Brazilian Code for Plywood...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Adriano Wagner Ballarin / Coorientador: Hernando Alfonso Lara Palma / Banca: Takasho Yojo / Banca: Luiz Antonio Vasques Hellmeister / Banca: Mascos Antonio Rezende / Banca: Vladimir Eliodoro Costa / Doutor

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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-20Bitstream added on 2014-06-13T19:41:56Z : No. of bitstreams: 1 benjamin_ca_dr_botfca.pdf: 2270789 bytes, checksum: 0185827c92bfd1b8cd104393ac6a4a02 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Este trabalho teve por objetivo estudar as correlações existentes entre as propriedades físicas e mecânicas da madeira de eucalipto proveniente de árvores com presença de madeira juvenil e adulta. O estudo foi conduzido com a caracterização complementar da estrutura anatômica da madeira sob análise, a partir de análises microscópicas do lenho. Estudaram-se 12 árvores, sendo seis de E. grandis com 28 anos de idade e seis de Corymbia (Eucalyptus) citriodora com 29 anos de idade. As árvores foram disponibilizadas pela Estação Experimental de Ciências Florestais (EECF - LCF/ESALQUSP), localizada no município de Anhembi-SP. A partir do DAP, no sentido da base da árvore, foi retirada uma tora de 70 cm de comprimento. Da tora, foram retirados um disco para determinação da densidade básica da madeira da árvore e uma prancha central, para obtenção dos corpos-de-prova utilizados para os ensaios de propriedades físico-mecânicas e análises anatômicas da madeira. Nas 12 árvores amostradas foram mensuradas (ao longo do sentido medula-casca, lados direito e esquerdo) a densidade aparente da madeira, utilizando-se da técnica da densitometria de raios X e a densidade básica por mensuração e pesagem de corpos-de-prova. Ainda nesse sentido, em intervalos aproximadamente regulares de 35 mm, foram mensuradas as retratibilidades lineares e volumétricas. As resistências à compressão e à dureza paralela às fibras também foram medidas com a mesma regularidade ao longo do raio, com a madeira verde (na umidade de abate da árvore) e na umidade de equilíbrio ao ar ao longo de todo o raio. Para seis das 12 árvores (três árvores por espécie) foram mensuradas, 2 em três posições distintas na direção radial, algumas importantes características anatômicas do lenho, em regiões coincidentes com aquelas... / This paper had the objective of studying the correlation between physical and mechanical properties of Eucalyptus wood from trees with expressive presence of both juvenile and mature wood. The study was carried out with complementary characterization of the anatomical structure of wood, using microscopic analyses. It were sampled 12 trees, six from Eucalytpus grandis 28 years old and six from Corymbia (Eucalyptus) citriodora 29 years old. Trees were obtained from Forestal Science Experimental Station of ESALQ-USP - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiróz at Anhembi-São Paulo State - Brazil. From DBH to the base of each tree it was sawed a log, 70cm long, from which it was cut a disc, 7 cm thick, for specific gravity determination and, in the remaining log was cut a central board (approximately 63cm long) to produce specimens for physical and mechanical properties determination. On all the trees (from pith to bark, right and left sides) it were evaluated the radial variation of specific gravity and density (12% MC) using X-ray densitometry and conventional methods. On regular intervals of 35mm from pith to bark, using specimens, it were measured radial, tangential, longitudinal and volumetric shrinkage and compression and hardness parallel to grain strength (green wood and wood at EMC for mechanical tests). For three of the 12 trees, in three different position along one of the radius of the tree, it were also measured several anatomical characteristics, on region coincident with those of the specimens for physical and mechanical tests. With the obtained results it were established patterns of variation of all measured properties on radial direction, taking in account the effects of specie, side (right and 4 left) and important features of xylem (heart wood/sapwood and juvenile wood/mature wood). It were... (Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-24Bitstream added on 2014-06-13T19:20:50Z : No. of bitstreams: 1 calonego_fw_dr_botfca.pdf: 3568847 bytes, checksum: d25f748cc5d32be67e26d15d918ce5ab (MD5) / A madeira é um dos mais versáteis materiais de construção. Entretanto, considerando as pressões ambientais e a escassez de madeira nativa nas regiões Sul e Sudeste, deve-se utilizar madeiras alternativas. O gênero eucalipto se apresenta como uma solução para esse problema, porém possui limitações, tais como, altos níveis de tensões de crescimento, baixa permeabilidade e problemas de secagem, alta retratibilidade e susceptibilidade a fungos deterioradores. Uma forma comercialmente atrativa de se melhorar a estabilidade dimensional e a durabilidade biológica deste produto é a termorretificação da madeira logo após a sua secagem. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da termorretificação sob diferentes condições de temperatura na qualidade da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden. Para tanto, foram usadas tábuas provenientes de toras de Eucalyptus grandis, com cerca de 5,9 anos de idade, da empresa Duratex-SA. Cada uma das tábuas foi seccionada de modo a fornecer peças controle e outras destinadas para a termorretificação, com temperaturas finais de 140ºC, 160ºC, 180ºC, 200ºC e 220ºC. A qualidade da madeira foi determinada pelos seguintes ensaios: (1) perda de massa e variação da espessura das tábuas; (2) propriedades físicas (massa específica básica, a 0%, a 12,0% e a 17,5% de umidade, teor de umidade de equilíbrio, inchamentos volumétricos e lineares, coeficientes de retratibilidade e fator anisotrópico); (3) resistência a fungos deterioradores; e (4) propriedades mecânicas (compressão paralela às fibras, flexão estática e dureza Janka normal às fibras). Os resultados mostraram que: (1) a perda de massa das tábuas de E. grandis aumenta exponencialmente entre 0,004% e 5,7% com o aumento da temperatura de termorretificação de 140ºC até 220ºC; (2) na região próxima à medula há uma variação... / The wood is one of the most versatile building materials, however considering the environmental pressures associated with lack of native wood in the South and Southeast region, alternatives woods must be used. The Eucalyptus species are a solution to this problem however they have limitations such high levels of growth stress, high shrinkage, low permeability, drying defects and susceptibility to rot fungi. A commercially attractive way to improve the dimensional stability and durability of these products is this retification® process after its drying. The objetive of this work was evaluating the effect of retification®, under different temperatures on the quality of the Eucalyptus grandis Hill ex Maiden wood. In order to do it so, were used logs of Eucalyptus grandis trees, with 5.9 years of age from company Duratex-SA. Each board was cutting to provide pieces and those designed with control and retified® with temperatures of 140ºC, 160ºC, 180ºC, 200ºC and 220ºC. The quality of retified® wood was determined by the following tests (1) mass loss and tickness variation of boards; (2) physical properties (densities at 0%, 12.0% and 17.5% of moisture content, equilibrium moisture content, volumetric and linears swelling, shrinkage coeficient and anisotropic factor); (3) decay resitance of wood; and (4) mechanical properties (compression parallel to grain, static bending and Janka hardness perpendicular to grain). The results showed that: (1) the mass loss of Eucalyptus grandis boards exponentially increases from 0.004% to 5.7% with an increase of retification® temperature; (2) near pith there is a variation in the boards thickness reduction of up 99.6% with an increase of treatment temperature, while near bark this variation was of up to 18.5%; (3) with increase retification® temperature has an significant improvements on moisture content and volumetric, tangential, radial... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Adriano Wagner Ballarin / Banca: Hernando Alfonso Lara Palma / Banca: Carlos Roberto Padovani / Banca: Mário Tomazello Filho / Banca: Takashi Yojo / Resumo: Este trabalho teve por objetivo estudar as correlações existentes entre as propriedades físicas e mecânicas da madeira de eucalipto proveniente de árvores com presença de madeira juvenil e adulta. O estudo foi conduzido com a caracterização complementar da estrutura anatômica da madeira sob análise, a partir de análises microscópicas do lenho. Estudaram-se 12 árvores, sendo seis de E. grandis com 28 anos de idade e seis de Corymbia (Eucalyptus) citriodora com 29 anos de idade. As árvores foram disponibilizadas pela Estação Experimental de Ciências Florestais (EECF - LCF/ESALQUSP), localizada no município de Anhembi-SP. A partir do DAP, no sentido da base da árvore, foi retirada uma tora de 70 cm de comprimento. Da tora, foram retirados um disco para determinação da densidade básica da madeira da árvore e uma prancha central, para obtenção dos corpos-de-prova utilizados para os ensaios de propriedades físico-mecânicas e análises anatômicas da madeira. Nas 12 árvores amostradas foram mensuradas (ao longo do sentido medula-casca, lados direito e esquerdo) a densidade aparente da madeira, utilizando-se da técnica da densitometria de raios X e a densidade básica por mensuração e pesagem de corpos-de-prova. Ainda nesse sentido, em intervalos aproximadamente regulares de 35 mm, foram mensuradas as retratibilidades lineares e volumétricas. As resistências à compressão e à dureza paralela às fibras também foram medidas com a mesma regularidade ao longo do raio, com a madeira verde (na umidade de abate da árvore) e na umidade de equilíbrio ao ar ao longo de todo o raio. Para seis das 12 árvores (três árvores por espécie) foram mensuradas, 2 em três posições distintas na direção radial, algumas importantes características anatômicas do lenho, em regiões coincidentes com aquelas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper had the objective of studying the correlation between physical and mechanical properties of Eucalyptus wood from trees with expressive presence of both juvenile and mature wood. The study was carried out with complementary characterization of the anatomical structure of wood, using microscopic analyses. It were sampled 12 trees, six from Eucalytpus grandis 28 years old and six from Corymbia (Eucalyptus) citriodora 29 years old. Trees were obtained from Forestal Science Experimental Station of ESALQ-USP - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiróz at Anhembi-São Paulo State - Brazil. From DBH to the base of each tree it was sawed a log, 70cm long, from which it was cut a disc, 7 cm thick, for specific gravity determination and, in the remaining log was cut a central board (approximately 63cm long) to produce specimens for physical and mechanical properties determination. On all the trees (from pith to bark, right and left sides) it were evaluated the radial variation of specific gravity and density (12% MC) using X-ray densitometry and conventional methods. On regular intervals of 35mm from pith to bark, using specimens, it were measured radial, tangential, longitudinal and volumetric shrinkage and compression and hardness parallel to grain strength (green wood and wood at EMC for mechanical tests). For three of the 12 trees, in three different position along one of the radius of the tree, it were also measured several anatomical characteristics, on region coincident with those of the specimens for physical and mechanical tests. With the obtained results it were established patterns of variation of all measured properties on radial direction, taking in account the effects of specie, side (right and 4 left) and important features of xylem (heart wood/sapwood and juvenile wood/mature wood). It were... (Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

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.

Orientador: Raquel Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-17T18:25:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trinca_AlexJulio_D.pdf: 1561121 bytes, checksum: b159a5d1b460fd84a47aaa6a85fd8c7d (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A madeira apresenta grande potencial para ser utilizada como material estrutural, por possuir propriedades mecânicas compatíveis com essa utilização e por ser material ecologicamente correto. Proveniente de árvores, cujo crescimento se faz a partir de energia limpa e, adicionalmente, estoca carbono, a madeira, embora em menor grau, continua atuando na mitigação do carbono enquanto está sendo utilizada como material. No Brasil, no entanto, esse material, tão nobre e reconhecido em outros países, não tem sido adequadamente utilizado. Uma das razões para o uso reduzido e inadequado da madeira em elementos estruturais em nosso país é a falta de conhecimento de suas propriedades. Essa questão, aliada à complexidade em termos de comportamento, dificulta seu correto dimensionamento, principalmente considerando o desenvolvimento de programas computacionais de simulação e de cálculo estrutural. Sendo material considerado ortotrópico, para a caracterização da madeira é necessária a determinação de 12 constantes elásticas - três módulos de elasticidade longitudinais (EL, ER, ET), três módulos de elasticidade transversais (GLR, GLT, GRT) e seis coeficientes de Poisson ( mLR, mRL, mRT, mTR, mLT, mTL ). Essa pesquisa teve como objetivo principal propor e avaliar metodologia de ensaio utilizando ultrassom para a determinação das constantes elásticas da madeira. Para os ensaios foram adotadas três espécies - Eucalipto (Eucalyptus saligna), Garapeira (Apulleia leiocarpa) e Cupiúba (Goupia glabra). Os ensaios de ultrassom foram realizados utilizando-se as geometrias de corpos de prova - prismática, disco multifacetado e poliedro de 26 faces. Ensaios estáticos de compressão foram realizados para a comparação dos resultados. Os valores dos módulos de elasticidade longitudinais de cisalhamento, determinados utilizando-se a metodologia de ensaio por ultrassom apresentada nessa pesquisa, foram compatíveis com os obtidos nos ensaios de compressão estática. Para a obtenção dos módulos longitudinais e de cisalhamento não houve destaque de nenhum tipo de geometria de corpo de prova. Para a obtenção dos coeficientes de Poisson a geometria prismática apresentou resultados mais compatíveis com os obtidos no ensaio de compressão, seguido do disco e, por ultimo do poliedro. Os coeficientes de Poisson determinados por ultrassom apresentaram resultados discrepantes dos obtidos no ensaio de compressão estática, principalmente para os planos RL e LR. No entanto, os valores foram compatíveis com resultados obtidos por outros autores que utilizaram metodologia semelhante. Além disso, os coeficientes de Poisson determinados pelo ensaio estático também não foram compatíveis com resultados médios indicados na literatura, comprovando que a determinação desses coeficientes da madeira apresenta dificuldades qualquer que seja o método utilizado. O ensaio de ultrassom, para a determinação dos parâmetros elásticos da madeira é mais fácil e mais econômico do que o ensaio estático de compressão e seus resultados são igualmente adequados, principalmente para a determinação dos módulos de elasticidade longitudinal e de cisalhamento / Abstract: Wood offers a great potential for being used as structural material, considering the suitability of its mechanical properties and the fact that it is an environmentally correct material. Originating from trees, which growth takes place from clean energy, and additionally stocks carbon, even if in a lower degree, wood continues carrying out a carbon mitigation process while applied as material. However, such material, acknowledged as noble by other countries, has not been properly used in Brazil, where its reduced and inadequate application in structural elements is explained by a lack of knowledge about wood properties. Along with the complexity of wood in terms of behavior, that issue has made it difficult to accurately dimension wood, especially when we also take into account the fast development of simulation and structural calculus software. Considered as an orthotropic material, wood characterization requires establishing 12 elastic constants - the three Young's moduli (EL, ER, ET), the three shear moduli (GLR, GLT, GRT) and the six Poisson's ratios (mLR, mRL, mRT, mTR, mLT, mTL). The present research aims at proposing and evaluating test methodology using ultrasound in order to establish wood elastic constants. For such tests three specimen have been used - Eucalipto saligna (Eucalyptus saligna), Garapeira (Apulleia leiocarpa) and Cupiúba (Goupia glabra). The ultrasonic tests were performed based on three different geometries of test specimen - cubic prism, multifaceted disc and polyhedron with 26 faces. Static tests of compression were carried out in order to compare results. The values of the Young and shear moduli determined using the ultrasonic test methodology showed compatibility with static tests. The Poisson's ratios determined by ultrasonic tests showed results contradicting from those obtained using compressions test , especially for RL and R. However, values were compatible with results obtained by other authors using similar methodology. Furthermore, the Poisson's ratios determined by the static test were also not compatible with the average results indicated in the literature, proving how challenging it is to determine wood coefficients, whatever is the method applied. No highlight was noticed in any type of geometry of test specimen. For the Poisson's ratios the prismatic geometry showed results more compatible to those obtained in the compression test, followed by the disc and afterwards by the polyhedron, respectively. For establishing elastic parameters of wood, the ultrasound test is easier and of lower cost compared to static compression test, and its results are similarly suitable, mainly when determining Young' and shear moduli / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

A madeira laminada colada (MLC) é um produto estrutural que permite racionalizar o uso da madeira sólida, pois a partir de pequenas peças selecionadas e preparadas é possível produzir grandes vigas das mais variadas formas. A utilização da madeira de reflorestamento na produção de MLC lhe confere vantagens ambientais sobre outros materiais e o Eucalyptus grandis é uma espécie que oferece grande potencial para o uso estrutural. As emendas longitudinais entre lâminas representam descontinuidades na peça de MLC e, assim como os defeitos em peças maciças, são regiões potencialmente fracas causando grande influência na resistência de vigas laminadas. O objetivo do presente trabalho foi o de estudar a influência de uma emenda de topo e de sua posição na lâmina inferior de vigas laminadas coladas (VLCs) no momento de inércia, na elástica da viga e consequentemente no módulo de elasticidade na flexão estática (EM0). Foi conduzido um estudo teórico-experimental com corpos-de-prova maciços que receberam um corte na borda tracionada simulando uma emenda de topo na lâmina inferior de VLCs. Em uma 1ª etapa da experimentação, foram realizados ensaios de flexão estática destrutivos com corposde- prova de seção transversal 2,5 x 2,5 cm não classificados com o intuito de explorar a grandeza da variabilidade das propriedades estudadas para diferentes posições da emenda ao longo da borda inferior da viga biapoiada. A 2ª etapa de ensaios consistiu na classificação de um lote de corpos-de-prova de seção transversal de 3,0 x 4,0 cm através de ensaios de flexão estática não destrutivos para minimizar o erro experimental imposto pela variabilidade natural do material. Em uma 3ª etapa, foram realizados ensaios de flexão estática destrutivos de corpos-de-prova de seção transversal 3,0 x 4,0 cm classificados para estudar o efeito de diferentes posições da emenda na borda inferior da viga num lote de menor variabilidade. Em uma 4ª etapa da experimentação foram realizadas simulações através de planilhas de cálculo com base na teoria de Garcia (2008) para a comprovação dos resultados experimentais e elaboração de novas formulações de dimensionamento de VLCs. Verificou-se que o corte não influenciou no EM0 nos ensaios da 1ª etapa quando se tratou de um lote de madeira desuniforme, mas exerceu um efeito significativo nos ensaios da 3ª etapa dentro do lote de peças classificadas. Concluiu-se que o corte influencia na rigidez da viga à flexão (EI), pois provoca uma modificação do fluxo de tensões com consequente alteração da distribuição de tensões ao longo da altura da viga e do momento de inércia. A concentração de tensões na área circundante ao corte provoca uma redução no momento de inércia que deve ser levada em consideração no dimensionamento de VLCs em que se utilizam emendas de topo nas lâminas tracionadas. O corte influencia significantemente na resistência à flexão da viga porque dá origem ao aparecimento de uma fissura paralela à grã que transporta a altura reduzida pelo corte à seção critica. Essa fissura é provocada por cisalhamento oriundo do momento fletor e não do esforço cortante. / Glued laminated timber (GLULAM) is a structural product that allows rationalizing the use of solid wood, as from small selected and prepared pieces it is possible to produce large beams in a variety of shapes. The use wood from planted forests in GLULAM production brings environmental advantages compared to other materials and Eucalyptus grandis is a species that offers great potential for structural use. The end joints that connect pieces to perform the entire laminas represent discontinuities in the GLULAM and as many defects in solid wood are potentially weak areas. The aim of the present paper is to study the influence of a butt joint and its position in the bottom lamination of glued laminated beams, on the moment of inertia, on the elastic of the beam and therefore on the modulus of elasticity in static bending (EM0). A theoretical and experimental study was conducted with solid specimens that were cut on the tensioned edge simulating a butt joint at the bottom lamination of glued laminated beams. At a first phase of testing, destructive static bending tests were performed with specimens sized 2.5 x 2.5 cm as cross-section non classified in order to explore the magnitude of the natural variability of the studied properties for different positions of the joint along the bottom edge of the biconstrainted beam. The second phase of testing consisted in classifying a batch of specimens 3.0 x 4.0 cm cross section by non-destructive static bending tests to minimize experimental error imposed by the natural variability of the material. At a third phase, destructive static bending tests were performed with 3.0 x 4.0 cm cross section classified specimens to study the effect of different positions of the joint on the bottom edge of the beam in a group of low variability. At the fourth phase simulations were performed using spreadsheets on the Garcia´s theory (2008) to verify the experimental results and the development of new formulations of glued laminated beams design. It was verified that the cut did not affect the EM0 on the first step of testing when regarding a non uniform batch of wood, but there was a significant effect on the tests of the third step over the batch of classified wood. It was concluded that the cut influences the stiffness of the bending beam (EI) by changing the flux tensions pattern and consequent change in stress distribution along the beam height and the moment of inertia. The concentration of stresses in the area surrounding the cut causes a reduction in the moment of inertia that must be taken into account for designing glued laminated beams that use butt joints in the tensioned edge. The cut significantly influence the beam bending strength because give way to appear a check in parallel to the grain and transport the reduced height to the critical cross section. Such a check is due shear stresses consequent of the bending moment and not from the shear force.