O trabalho analisa as forças atuantes no contraventamento de treliças triangulares de coberturas de madeira por meio de modelos numéricos computacionais. Os modelos foram confeccionados no sistema de análise estrutural Strap e consideram o funcionamento do contraventamento na estrutura tridimensional. Os valores máximos das forças obtidas nos modelos tridimensionais foram comparados aos valores mínimos indicados pelo método de estimativa da NBR 7190 (1997), este, baseado na instabilidade lateral do elemento contraventado. Os valores dos modelos tridimensionais também foram comparados aos métodos do Eurocode 5, da norma sul-africana SABS 0163 e aos valores propostos por Underwood (2000), por apresentarem formulação semelhante ao da NBR 7190 (1997). Os modelos representam galpões usuais na prática, com dimensões variando de 12 a 24 metros de vão; 24 a 96 metros de comprimento; 3, 4 e 6 metros de altura do pilar. Foram analisados para os tipos de treliça Howe e Pratt, para as classes de madeira C30 e C50 e para os tipos de telhas fibrocimento, metálicas e cerâmicas, materiais mais utilizados no Brasil. Os resultados mostram que as forças atuantes no contraventamento dos modelos tridimensionais são superiores aos valores obtidos pelo método da NBR 7190 (1997) e que valores obtidos pelos métodos propostos pelo Eurocode 5 e por Underwood (2000) apresentam-se mais seguros diante do funcionamento global da estrutura. / This work analyzes the forces acting on the bracing bars of triangular timber trusses by computational numerical models. The models are produced in the system of structural analysis Strap and consider the operation of bracing in the three-dimensional structure. The maximum forces obtained in the three-dimensional models are compared to the minimum values indicated by the estimation method of the NBR 7190 (1997), which is based on the lateral instability of the braced element. The values of three-dimensional models are also compared to the methods of Eurocode 5, the South African standard SABS 0163 and the values proposed by Underwood (2000). The models represent sheds with usual dimensions ranging from 12 to 24 meters wide, 24 to 96 feet long, and pillar 3, 4 and 6 meters tall. Are analyzed the Pratt and Howe types of truss, the timber classes C30 and C50 and the types of tiles: cement, metal and ceramics, materials most used in Brazil. The results show that the forces acting on the bracing of the three-dimensional models are greater than those obtained by the NBR 7190 (1997) and values obtained by methods proposed by the Eurocode 5 and Underwood (2000) provides more insurance on the overall functioning structure.

A utilização da madeira compensada como componente de estruturas permanentes ainda é pouco difundida no Brasil, apesar de ser bastante utilizada em diversos países, onde tem se mostrado bastante eficiente como solução competitiva, segura e durável. O estudo do embutimento de pinos metálicos no compensado visa fornecer subsídios técnicos para o desenvolvimento desta tecnologia no país. Foram realizados ensaios de embutimento com os três diâmetros de prego e três de parafuso mais recomendados para estruturas de madeira, em oito chapas de madeira compensada, caracterizadas em ensaios especificados por normas brasileiras, avaliando a aplicação, para o compensado, do método de ensaio de embutimento em madeira maciça proposto pela NBR 7190/97, \"Projeto de estruturas de madeira\", concluindo que este é aplicável quando se utiliza espessuras comerciais do compensado como espessura do corpo de prova. Foram também realizados ensaios para análise dos efeitos da pré-furação no comportamento do compensado no embutimento. Um modelo numérico foi desenvolvido, utilizando o programa ANSYS v.5.2, para simular o comportamento do compensado no embutimento, encontrando resultados satisfatórios para elementos compostos por camadas e considerando comportamento elasto-plástico do compensado. Os resultados mostraram a viabilidade técnica da utilização do compensado em estruturas de madeira. / The use of plywood as a component of permanent structures is still not very diffused in Brazil, although it has been used in several countries, where it has been considered efficient as a competitive, safe and durable solution. The study of the embedment of steel dowels in plywood aims to supply parameters for the development of this technology in the country. Embedment tests were carried out with six different nail and bolt diameters recommended for timber structures, in eight types of plywood, characterized in tests specified by Brazilian norms. Such tests evaluated the application of the method of embedment tests in massive timber proposed by the Brazilian Association of Technical Norms (ABNT), NBR 7190/97, \"Design of timber structures\", concluding that it was applicable when the commercial thickness of plywood was used as thickness of the specimen. Tests were realized for the analysis of the pre-hole effects on the behavior of the plywood in the embedment. A numerical model was developed, using the ANSYS v.5.2 program, to simulate the behavior of the plywood in the embedment, finding satisfactory results for composed elements for layers and considering the elasto-plastic behavior of plywood. The results showed the technical viability of the use of plywood in the construction of timber structures.

A norma brasileira para projeto de estruturas de madeira foi revisada recentemente para considerar critérios de dimensionamento baseados no método dos estados limites. Com isto ocorreu uma alteração fundamental no processo de dimensionamento de elementos estruturais de madeira. O objetivo deste trabalho é identificar os aspectos pertinentes do processo de dimensionamento de estruturas treliçadas industrializadas de madeira para telhados, e desenvolver um software para determinar as solicitações de cálculo e verificação dos estados limites últimos e de utilização de elementos estruturais (barras de tesouras, ligações entre barras de tesouras por conectores metálicos com dentes estampados (CDE), terças e caibros) baseadas na norma NBR 7190 - Projeto de Estruturas de Madeira da Associação Brasileira de Normas Técnicas (1997). / The brazilian code for design of timber structures were recently revised to consider the concepts of limit states design. There was a fundamental alteration in the process for design of wooden structures. The aim of this study is the identification of the pertinent aspects of the design process for industrialized trussed timber structures for roofing, and the development of a software for structural analysis and design of structural members (truss members, metal plate connected joints, purlins and rafters) based on the standard NBR 7190 - Projeto de Estruturas de Madeira - Associação Brasileira de Normas Técnicas (1997).

A construção de estruturas de madeira usualmente requer ligações entre as peças que as compõem. Estas uniões devem ser compatíveis com as solicitações mecânicas avaliadas, garantindo durabilidade e segurança à estrutura. Atualmente, a normalização brasileira referente ao uso estrutural da madeira, NBR 7190/97- Projeto de estruturas de madeira, aborda os critérios de dimensionamento para as ligações por meio de pinos metálicos, ligações coladas, cavilhas ou conectores. O critério da NBR 7190/97 para o dimensionamento das ligações por pinos metálicos conduz ao aumento do número de elementos nas ligações, em relação ao observado na norma anterior. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar o critério de dimensionamento da NBR 7190/97 por meio de análise de resultados experimentais. / The construction of timber structures usually requires connections between the parts that compose them. These connections must be compatible with the evaluated mechanical requests, guaranteeing durability and reliability to the structure. Nowadays, the referring Brazilian standardization to the structural use of the wood, NBR 7190/97 - \"Design of timber structures\", applies the design methods for the connections by means of steel dowels, glued joints, bolts or connectors. The NBR 7190/97 criterion for the design of connections for steel dowels leads to the increase of elements number in the connections in relation to the observed one in the previous norm. In this argument, the objective of this work are to evaluate the design method results of the NBR 7190/97 by means of experimental results analysis.

A utilização da madeira compensada como componente de estruturas permanentes ainda é pouco difundida no Brasil, apesar de ser bastante utilizada em diversos países, onde tem se mostrado bastante eficiente como solução competitiva, segura e durável. O estudo do embutimento de pinos metálicos no compensado visa fornecer subsídios técnicos para o desenvolvimento desta tecnologia no país. Foram realizados ensaios de embutimento com os três diâmetros de prego e três de parafuso mais recomendados para estruturas de madeira, em oito chapas de madeira compensada, caracterizadas em ensaios especificados por normas brasileiras, avaliando a aplicação, para o compensado, do método de ensaio de embutimento em madeira maciça proposto pela NBR 7190/97, \"Projeto de estruturas de madeira\", concluindo que este é aplicável quando se utiliza espessuras comerciais do compensado como espessura do corpo de prova. Foram também realizados ensaios para análise dos efeitos da pré-furação no comportamento do compensado no embutimento. Um modelo numérico foi desenvolvido, utilizando o programa ANSYS v.5.2, para simular o comportamento do compensado no embutimento, encontrando resultados satisfatórios para elementos compostos por camadas e considerando comportamento elasto-plástico do compensado. Os resultados mostraram a viabilidade técnica da utilização do compensado em estruturas de madeira. / The use of plywood as a component of permanent structures is still not very diffused in Brazil, although it has been used in several countries, where it has been considered efficient as a competitive, safe and durable solution. The study of the embedment of steel dowels in plywood aims to supply parameters for the development of this technology in the country. Embedment tests were carried out with six different nail and bolt diameters recommended for timber structures, in eight types of plywood, characterized in tests specified by Brazilian norms. Such tests evaluated the application of the method of embedment tests in massive timber proposed by the Brazilian Association of Technical Norms (ABNT), NBR 7190/97, \"Design of timber structures\", concluding that it was applicable when the commercial thickness of plywood was used as thickness of the specimen. Tests were realized for the analysis of the pre-hole effects on the behavior of the plywood in the embedment. A numerical model was developed, using the ANSYS v.5.2 program, to simulate the behavior of the plywood in the embedment, finding satisfactory results for composed elements for layers and considering the elasto-plastic behavior of plywood. The results showed the technical viability of the use of plywood in the construction of timber structures.

O trabalho analisa as forças atuantes no contraventamento de treliças triangulares de coberturas de madeira por meio de modelos numéricos computacionais. Os modelos foram confeccionados no sistema de análise estrutural Strap e consideram o funcionamento do contraventamento na estrutura tridimensional. Os valores máximos das forças obtidas nos modelos tridimensionais foram comparados aos valores mínimos indicados pelo método de estimativa da NBR 7190 (1997), este, baseado na instabilidade lateral do elemento contraventado. Os valores dos modelos tridimensionais também foram comparados aos métodos do Eurocode 5, da norma sul-africana SABS 0163 e aos valores propostos por Underwood (2000), por apresentarem formulação semelhante ao da NBR 7190 (1997). Os modelos representam galpões usuais na prática, com dimensões variando de 12 a 24 metros de vão; 24 a 96 metros de comprimento; 3, 4 e 6 metros de altura do pilar. Foram analisados para os tipos de treliça Howe e Pratt, para as classes de madeira C30 e C50 e para os tipos de telhas fibrocimento, metálicas e cerâmicas, materiais mais utilizados no Brasil. Os resultados mostram que as forças atuantes no contraventamento dos modelos tridimensionais são superiores aos valores obtidos pelo método da NBR 7190 (1997) e que valores obtidos pelos métodos propostos pelo Eurocode 5 e por Underwood (2000) apresentam-se mais seguros diante do funcionamento global da estrutura. / This work analyzes the forces acting on the bracing bars of triangular timber trusses by computational numerical models. The models are produced in the system of structural analysis Strap and consider the operation of bracing in the three-dimensional structure. The maximum forces obtained in the three-dimensional models are compared to the minimum values indicated by the estimation method of the NBR 7190 (1997), which is based on the lateral instability of the braced element. The values of three-dimensional models are also compared to the methods of Eurocode 5, the South African standard SABS 0163 and the values proposed by Underwood (2000). The models represent sheds with usual dimensions ranging from 12 to 24 meters wide, 24 to 96 feet long, and pillar 3, 4 and 6 meters tall. Are analyzed the Pratt and Howe types of truss, the timber classes C30 and C50 and the types of tiles: cement, metal and ceramics, materials most used in Brazil. The results show that the forces acting on the bracing of the three-dimensional models are greater than those obtained by the NBR 7190 (1997) and values obtained by methods proposed by the Eurocode 5 and Underwood (2000) provides more insurance on the overall functioning structure.

A construção de estruturas de madeira usualmente requer ligações entre as peças que as compõem. Estas uniões devem ser compatíveis com as solicitações mecânicas avaliadas, garantindo durabilidade e segurança à estrutura. Atualmente, a normalização brasileira referente ao uso estrutural da madeira, NBR 7190/97- Projeto de estruturas de madeira, aborda os critérios de dimensionamento para as ligações por meio de pinos metálicos, ligações coladas, cavilhas ou conectores. O critério da NBR 7190/97 para o dimensionamento das ligações por pinos metálicos conduz ao aumento do número de elementos nas ligações, em relação ao observado na norma anterior. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar o critério de dimensionamento da NBR 7190/97 por meio de análise de resultados experimentais. / The construction of timber structures usually requires connections between the parts that compose them. These connections must be compatible with the evaluated mechanical requests, guaranteeing durability and reliability to the structure. Nowadays, the referring Brazilian standardization to the structural use of the wood, NBR 7190/97 - \"Design of timber structures\", applies the design methods for the connections by means of steel dowels, glued joints, bolts or connectors. The NBR 7190/97 criterion for the design of connections for steel dowels leads to the increase of elements number in the connections in relation to the observed one in the previous norm. In this argument, the objective of this work are to evaluate the design method results of the NBR 7190/97 by means of experimental results analysis.

Orientador: Ana Lúcia Nogueira de Camargo Harris / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_DanielaCristina_M.pdf: 17395030 bytes, checksum: 2ca530fdbf192b18d29d69a6af047ab1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A madeira e considerada um dos mais importantes materiais de construção. Componentes de madeira usados em construções podem ser encontrados tanto em ruínas de civilizações primitivas, datadas de 500 a.C., como em modernas construções arquitetônicas. Entretanto, o desenvolvimento de técnicas e metodologias relacionadas a aplicação da madeira em estruturas construtivas ganhou intensidade somente a partir da primeira metade do século XX. Desde então, a madeira passou a ser frequentemente utilizada para fins estruturais, como por exemplo, em coberturas e pontes. A flexibilidade de uso da madeira e uma característica favorável para sua abordagem em estruturas articuláveis. Tais estruturas são diferenciadas por conter elementos moveis que são capazes de modificar o desenho de uma construção. Este trabalho tem como objetivo abordar novas técnicas de implementação da madeira em estruturas. Investigou-se uma variedade de estruturas articuláveis com foco na geometria da forma. Inicialmente, foram construídos modelos físicos em escala reduzida em chapas de MDF (Medium Density Fiberboard). Em seguida, foram realizadas simulações virtuais dos modelos articulados desenvolvidos nesta pesquisa com a finalidade de se observar a viabilidade de tais modelos. Foram realizadas simulações quanto ao estado da volumetria e da movimentação em rotação e translação para a analise das articulações. Também foram realizados ensaios de carregamento para se determinar a resistência dos modelos desenvolvidos. Os resultados apontam para soluções estruturais fisicamente factíveis e que permitem a exploração criativa e versátil das formas. Cada um dos modelos pode ser aperfeiçoado no sentido de permitir diferentes aplicações no campo da arquitetura e construção. Com esta pesquisa, abre-se, portanto, um caminho para novos estudos que permitam o uso racional, otimizado e viável economicamente da madeira no Brasil. / Abstract: Wood is considered one of the most important building materials. Building components made by wood were first found in ruins of primitive civilizations dated to around 500 BC. Nowadays, wood components may be encountered in several modern architectural constructions. However, the development of techniques and methodology in which wood is main component were set up only from the first half of the twentieth century. Since then, wood is frequently employed for structural purposes, for instance, in roofs and bridges. The flexibility of wood is a quality that can be exploited in deployable structures. This kind of structures has mobile elements that can transform the design of buildings. This work aims to address issues related to the use of Wood structures and implementation of new design techniques. Some types of deployable structures are characterized with focus on the geometry of the form. In experiments, are considered reducedscale physical models in MDF (Medium Density Fiberboard). Computational simulations evaluate the feasibility of the suggested deployable structures. Translation and rotation simulation is taken into consideration to the analysis of the joints. Moreover, loading tests are done to approximate the resistance of the structures. Results reveal physically-feasible structural solutions and point versatile alternatives to explore deployable structures. Improvements can be made to admit more applications in constructions and architectonic projects. This research opens up directions for futures studies on rational, optimal and profitable applications of wood in Brazil. / Mestrado / Arquitetura e Construção / Mestre em Engenharia Civil

A norma brasileira para projeto de estruturas de madeira foi revisada recentemente para considerar critérios de dimensionamento baseados no método dos estados limites. Com isto ocorreu uma alteração fundamental no processo de dimensionamento de elementos estruturais de madeira. O objetivo deste trabalho é identificar os aspectos pertinentes do processo de dimensionamento de estruturas treliçadas industrializadas de madeira para telhados, e desenvolver um software para determinar as solicitações de cálculo e verificação dos estados limites últimos e de utilização de elementos estruturais (barras de tesouras, ligações entre barras de tesouras por conectores metálicos com dentes estampados (CDE), terças e caibros) baseadas na norma NBR 7190 - Projeto de Estruturas de Madeira da Associação Brasileira de Normas Técnicas (1997). / The brazilian code for design of timber structures were recently revised to consider the concepts of limit states design. There was a fundamental alteration in the process for design of wooden structures. The aim of this study is the identification of the pertinent aspects of the design process for industrialized trussed timber structures for roofing, and the development of a software for structural analysis and design of structural members (truss members, metal plate connected joints, purlins and rafters) based on the standard NBR 7190 - Projeto de Estruturas de Madeira - Associação Brasileira de Normas Técnicas (1997).

Neste trabalho, é desenvolvido um programa através do método dos deslocamentos, em que o mesmo leva em consideração a influência do efeito da semi-rigidez rotacional nas ligações formadas por dois parafusos sobre o comportamento mecânico da estrutura. Esta configuração de parafusos é devidamente escolhida em função de sua corrente aplicação em estruturas de madeira, principalmente em estruturas auxiliares ou de cobertura. Vários exemplos de estruturas típicas de cobertura são executados considerando-se as três formas que o presente programa analisa, evidenciando-se a importância do comportamento semi-rígido sobre as ligações. / In this work, a program is developed through the method of the displacements, in that the same get the worst of the influence of the effect of semi-rigidity rotational in the connections formed by two screws about the mechanical behaviour of the structure. This configuration of screws is chosen properly in function of your current application in wood structures, mainly in auxiliary structures or of covering. Several examples of typical structures of covering are executed being considered the three analysis forms in that the present program executes, being evidenced the importance of the semi-rigid behaviour about the connections.