During the past several decades, earthquakes have caused extensive damage to buildings, including wood-frame, single-family dwellings, in the United States. In order to mitigate future losses, existing buildings in earthquake prone areas should be evaluated for their seismic safety. This is also an important issue for buildings in Oregon due to the Cascadia subduction zone along its west coast. One seismically vulnerable element observed in wood-frame, single-family dwellings is the shear walls. In general, assessment of shear wall seismic performance can be accomplished by a building-specific engineering calculation. Extra effort is required if the effects of plan irregularity are a concern. This project aims to facilitate seismic evaluation of wood-frame dwellings by proposing a new engineering-based rapid visual screening method to examine the expected performance level of the structure's exterior shear walls to resist lateral forces from ground motions, including torsional forces induced from plan irregularity. In order to achieve the objective, SAPWood software was used to perform a series of nonlinear time-history analyses for 480 representative models, covering different combinations of shape parameters and shear wall opening-related parameters. The evolutionary parameter hysteresis model was used to represent the load-displacement relationship of structural panel-sheathed shear walls and a ten parameter CUREE hysteresis model for gypsum wallboard sheathed walls. The calculated maximum lateral drifts were used as basic information for the development of the new method. Through the development process, the significance of both plan configuration and shear wall openings were emphasized as they affect the overall seismic performance of a building through building mass, lateral stiffnesses, and eccentricities. Within the study range, single-family dwellings with two stories, a larger percentage of openings, and having a garage door were shown to be more vulnerable to seismic events. Plan configuration and shear wall openings were important features especially in houses located in high 1 (0.5g ≤ S[subscript a] < 1.0g) and high 2 (1.0g ≤ S[subscript a] < 1.5g) seismicity regions, as they could potentially lead to severe damage. For low and moderate seismicity, the performance ranges from satisfying the collapse prevention limit to the immediate occupancy limit. The developed piRVS (plan irregularity Rapid Visual Screening) takes into consideration the shape of the floor plan, number of stories, base rectangular area, percent cutoff, and openings from doors/windows and garage doors, and supports evaluation at the immediate occupancy (IO), life safety (LS), and collapse prevention (CP) performance levels. The piRVS provides relatively more conservative assessment results than FEMA 154 and ASCE 31 Tier 1. Its prediction for the two applicable Northridge earthquake damage samples is reasonable. This method will help architects, engineers, building officials, and trained inspectors in examining the expected seismic performance of shear walls, considering the effects of plan irregularity in wood-frame, single-family dwellings / Graduation date: 2012

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.

Este trabalho apresenta uma proposta de método de ensaio para determinação da resistência de ligações em peças estruturais de madeira por chapas com dentes estampados e também verifica os modos de ruptura destas ligações. Para esta finalidade foram realizados ensaios com 5 (cinco) espécies de madeira classificadas de acordo com as classes de resistência apresentadas no projeto da nova norma brasileira para estruturas de madeira, a PNBR 7190/1996 - Projeto de Estruturas de Madeira. No trabalho são verificados 3 (três) modos básicos de ruptura das ligações, a saber: tração da chapa, cisalhamento da chapa e arrancamento dos dentes da chapa da peça de madeira. Dentro de cada modo de ruptura verifica-se os efeitos da variação da posição da chapa em relação à direção de aplicação da força. Determina-se também a resistência da ligação de acordo com o proposto pelo projeto da nova norma brasileira para estruturas de madeira (PNBR 7190, 1996). / The aim of this work is to propose a test method to determine the strength and to verify failure modes of timber joints made with metal connectors plate. To this purpose, several tests were made with 5 species of wood, which were classified according to the strength class introduced in the new Brazilian Standard for Timber Structures, NBR 7190/1996 - Timber Structure Project. In this work are verified 3 failure modes: metal connector plates under shear force and pure tension force, and lateral resistance strength of metal connector plate teeth. For each failure mode is verified the effect of the position of the plate under the direction of force. The resistance of joints are determine in agreement to the new Brazilian Standard for Timber Structures.

Painéis de Cross Laminated Timber (CLT) consistem em um elemento construtivo relativamente novo no cenário da construção civil internacional. No Brasil, a fabricação desta tecnologia iniciou-se há cerca de seis anos. Em razão de sua incipiente utilização em território nacional, não se formou ainda bibliografia consistente a seu respeito, suscitando questionamentos sobre o desempenho dos painéis ao longo da vida útil da edificação. Deve-se ressaltar também que o elemento construtivo estudado consiste em uma inovação, associada à pré-fabricação e a técnicas de fabricação digital, diferenciando-se das tecnologias convencionais com as quais arquitetos e projetistas estão acostumados a projetar. Consequentemente, observam-se frequentes dúvidas não apenas sobre o desempenho dos painéis, mas também associadas a como projetar, de forma eficaz e apropriada, um edifício em CLT. Logo, surge o interesse em aprofundar os estudos acerca da tecnologia, com o intuito de propor, ao final da pesquisa, recomendações para projetos arquitetônicos que visem incorporar painéis de CLT de produção brasileira. Dessa forma, estudou-se tanto o desempenho do elemento construtivo, no que diz respeito à segurança estrutural e à durabilidade, conforme a ABNT NBR 15575:2013, quanto o processo construtivo de edificações em CLT. Para a análise de desempenho mencionada foram realizados os seguintes ensaios laboratoriais: retenção e penetração do produto preservativo na matéria-prima utilizada para a fabricação dos painéis nacionais; impacto de corpo mole, impacto de corpo duro e determinação da resistência do painel às solicitações de peças suspensas; estanqueidade à água; verificação do comportamento do painel exposto à ação de calor e choque térmico; ensaios de delaminação. Ao final, em vista de inconformidades apontadas em alguns ensaios, constatou-se a necessidade de assegurar a qualidade no tratamento da matéria-prima e na colagem das lamelas, de modo a garantir a devida vida útil da edificação. Concluiu-se, também, que o CLT se apresenta, de fato, como uma alternativa extremamente promissora na construção civil. Contudo, seu emprego, deve ser planejado de maneira a se compreender e respeitar a intrínseca relação existente entre suas etapas construtivas e as soluções técnicas e arquitetônicas, para que se garanta adequado desempenho da edificação em uso. / Cross Laminated Timber (CLT) panels are a relatively new building component to the international construction sector. Their production in Brazil started around six years ago. Since its use is still scarce in the country, academic and technical references are still rare and there are uncertainties about the performance of the panels during the life of the building. In addition, CLT can be considered as an innovation, which is associated to pre-fabrication and digital technologies, being consequently different from usual building techniques. Therefore, the doubts concern not only the panels performance but also the appropriate design of the CLT building. In order to provide recommendations for architectural designs which will use Brazilian CLT panels, this research aims to extend the investigation of CLT in Brazil. The study focuses on structural performance and durability of CLT panels, according to the Brazilian regulation ABNT NBR 15575, and on the construction process of CLT buildings. The performance analysis is based on the following laboratory tests: retention and penetration of the wood preservatives used in the panels manufacture; soft body impact and hard body impact tests and suspended pieces loading tests; water tightness; heat and thermal shock test; delamination tests. Some of the tests results showed nonconformities. This indicates the importance of a quality control process of the wood preservation treatment and bonding of CLT layers, to ensure the proper performance of the building. In conclusion, CLT panels are indeed a promising alternative to the construction sector. However, its use must respect the intrinsic relation between construction steps, as well as technical and architectural solutions, in order to guarantee adequate performance of the CLT building.

Este trabalho apresenta uma proposta de método de ensaio para determinação da resistência de ligações em peças estruturais de madeira por chapas com dentes estampados e também verifica os modos de ruptura destas ligações. Para esta finalidade foram realizados ensaios com 5 (cinco) espécies de madeira classificadas de acordo com as classes de resistência apresentadas no projeto da nova norma brasileira para estruturas de madeira, a PNBR 7190/1996 - Projeto de Estruturas de Madeira. No trabalho são verificados 3 (três) modos básicos de ruptura das ligações, a saber: tração da chapa, cisalhamento da chapa e arrancamento dos dentes da chapa da peça de madeira. Dentro de cada modo de ruptura verifica-se os efeitos da variação da posição da chapa em relação à direção de aplicação da força. Determina-se também a resistência da ligação de acordo com o proposto pelo projeto da nova norma brasileira para estruturas de madeira (PNBR 7190, 1996). / The aim of this work is to propose a test method to determine the strength and to verify failure modes of timber joints made with metal connectors plate. To this purpose, several tests were made with 5 species of wood, which were classified according to the strength class introduced in the new Brazilian Standard for Timber Structures, NBR 7190/1996 - Timber Structure Project. In this work are verified 3 failure modes: metal connector plates under shear force and pure tension force, and lateral resistance strength of metal connector plate teeth. For each failure mode is verified the effect of the position of the plate under the direction of force. The resistance of joints are determine in agreement to the new Brazilian Standard for Timber Structures.

O tabuleiro laminado protendido é uma composição de peças interligadas por uma tensão de compressão aplicada perpendicularmente às lâminas de madeira. Para aplicar tal tensão, são usados elementos de aço tensionados e a cordoalha engraxada aparece no cenário atual como um material econômico para tabuleiros laminados protendidos, em substituição às barras dywidag, que são comumente utilizadas neste tipo de estrutura em outros países. O funcionamento mecânico do tabuleiro é caracterizado como uma placa ortotrópica, e este trabalho visou determinar as relações entre as constantes elásticas do tabuleiro com a utilização da cordoalha engraxada. Foram analisadas também as perdas de protensão ocorridas ao longo do tempo, causadas pela fluência e relaxação dos materiais e, a partir dos resultados, foi proposta uma equação para determinação teórica da perda de protensão nos tabuleiros. O estudo experimental foi realizado em um modelo em escala reduzida construído no LaMEM (Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeira) para determinar as constantes elásticas e as perdas de protensão. Ao fim do trabalho são apresentados os resultados e comparações com estudos anteriores; também foi confeccionado um Manual de Boa Execução para Tabuleiros Laminados Protendidos de Madeira com Cordoalha engraxada. / The stress-laminated bridge deck is a composition of parts, interconnected by compression stress, perpendicularly applied to the wood laminate. In order to apply such stress, stressed steel elements are used, as well as the greased wire rope, which comes along in the current scenario as an economic material for stress-laminated bridge decks, replacing the dywidag bars, commonly used in this sort of structure in other countries. This bridge deck mechanic function is characterized as an orthotropic plate, and this paper aimed at determining the relation among the decks elastic constants with the greased wire rope. Another analyzed point is the stress loss occurred through time, caused by material creep and relaxation, and, through the results, an equation for the decks stress loss theoretical determination was proposed. The experimental study was developed in a reduced scale built in LaMEM (Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeira) to determine the elastic constants and the stress loss. The results and comparisons with previous studies are presented by the end of this paper; In addition, a handbook of Proper Execution for Stress-laminated Wood Bridge Decks with Greased Wire Rope was developed.

The objective of this study was to develop and validate practical modeling methods for investigating load paths and system behavior in a realistic, light-frame wood structure. The modeling methods were validated against full-scale tests on subassemblies and an L-shaped house. The model of the L-shaped house was then modified and used to investigate the effects of re-entrant corners, wall openings and gable-end retrofits on system behavior and load paths. Results from this study showed that the effects of adding re-entrant corners and wall openings on uplift load distributions were dependent on the orientation of the trusses with respect to the walls. Openings added to walls parallel to the trusses had the least effect on loads carried by the remaining walls in the building. Varying re-entrant corner dimensions of the L-shaped house under ASCE 7-05 (ASCE 2005) design wind loads caused increasing degrees of torsion throughout the house, depending on the relative location and stiffness of the in-plane walls (parallel to the applied wind loads) as well as the assumed direction of the wind loads. Balancing the stiffness of the walls on either side of the house with the largest re-entrant corner helped to decrease torsion in the structure somewhat. Finally, although previous full-scale tests on gable-end sections verified the effectiveness of the gable-end retrofit that was recently adopted into the 2010 Florida building code, questions remained about the effects of the retrofit on torsion in a full building. The current study found that adding the gable-end retrofits to the L-shaped house did not cause additional torsion. / Graduation date: 2013

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-14T13:00:59Z No. of bitstreams: 1 PGEF17MA080.pdf: 2008307 bytes, checksum: 8732b2de7a80b6063f37c07cd1d0f861 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T13:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF17MA080.pdf: 2008307 bytes, checksum: 8732b2de7a80b6063f37c07cd1d0f861 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / FAPESC / CAPES / The glulam is made up by laminated timbers with restricted size regarding the final component, they are glued each other and being lied in parallel direction to fibers, being used in structures to timber construction. In Brazil, the glulam is mainly manufactured with exotic timbers from planted forests, such as Pinus and the Eucalyptus. Paricá is a native specie quite planted in business forests from Amazonia. Reseraches shows that the specie has aptitude for being used in glulam, but its resistance is lower than Eucalyptus. During structural elements manufacturing, the reinforcement with fibers may increase the paricá's glulam performance. Thus, this research aims to evaluate the potential of paricá specie for be used in glulam beams reinforced with glass fiber and carbon fiber with adhesive based on resorcinol. In the first part of work, it was made a classification laminates of paricá timber for manufacturing of glulam beams. Therefore, the laminated were divided by density and classified into 8 classes, then used a non-destructive bending test, with three points, being the siplacemtn mensure by expeditious mode and by data acquisition system. Datas were assessed by Scott Knott average test with 5% of meaningfulness. In the second part of work, bending tests was made on 30 Paricá's glulam beams, arranged in 5 treatments: T1- without reinforcement; T2 - with fiberglass reinforcement with grammage 110 g.m-2; T3- glass fiber with 200 g.m-2; T4 –glass fiber with 330 g.m-2; and T5 - carbon fiber with grammage 200 g.m-2. Just one fiber layer was used on treatment with reinforcement. The the average and characteristic values were determined of strength to axial stress, strength to shear, elasticity modulus – MOE, and the normal shear and normal tension on glue line. Datas were assessed about normality, homogeneity and averages comparison by Tukey test to 5% of meaningfulness. The glulam beams composed with classified laminated timbers by expeditious mode had a relative error about 26,21% regarding glulam beams composed with laminated timbers classified by a displacement transducer. Characteristic values of strength to axial stress, shear stress and MOE were: T1 (55,06; 1,4; 12.097,93 MPa); T2 (59,40; 1,27;12.062,91 MPa); T3 (53,45; 1,27; 14.068,63 MPa); T4 (61,09; 1,45; 13.370,25 MPa); and T5 (52,16; 1,24; 12.823,84 MPa), respectively. When comparing the strength gain of reinforced beams regarding T1, an increase about axial stresses 17,57% was obtained for glulam beams reinforced with fiber glass and the reinforcement with carbon showed just 0,38%. It was observed beams breaking did not happen by shear forces, this fact shows that to use adhesive based on resorcinol was satisfactory. Analytic design differed statistically on treatment T5 (21.627 MPa on analytic; 12.857 MPa on theoretical) due to high elasticity modulus of the carbon fiber. The expeditious mode can be used to classified the MOE by glulam manufactory companies. Reinforcements with synthetic fibers showed promising results on timber beams reinforcement when is used adhesive based on resorcinol, this fact lead to an increase of up to 22,32% on the strength to axial stresses when is used fiberglass with 200g.cm-2 / A Madeira Lamelada Colada (MLC) é formada por lamelas de madeira com tamanho reduzido em relação ao componente final, coladas entre si no sentido paralelo às fibras, sendo utilizada em estruturas para a construção em madeira. No Brasil, a MLC é produzida, principalmente, com madeiras exóticas provenientes de florestas plantadas, tais como o Pinus e o Eucalyptus. O paricá é uma espécie nativa plantada em florestas comerciais na Amazônia. Pesquisas mostram que a espécie possui aptidão para o uso em MLC, mas sua resistência é menor que o Eucalyptus. Durante a produção de elementos estruturais, o reforço com fibras durante pode aumentar o desempenho do MLC de paricá. Deste modo, esse trabalho visou avaliar o potencial da espécie de paricá para utilização em vigas de MLC reforçadas com fibras de vidro e fibras de carbono, utilizando o adesivo a base de resorcinol. Na primeira parte do trabalho foi feita a classificação das lamelas de paricá para a produção de vigas MLC. Para isto, as lamelas foram separadas pela densidade aparente em oito classes, então empregados o ensaio de flexão não destrutivo a três pontos, sendo o deslocamento medido de forma expedita e por um sistema de aquisição automático de dados. Os dados foram avaliados pelo teste de médias Scott Knott a 5% de significância. Na segunda parte do trabalho, foram ensaiadas 30 vigas em MLC de paricá à flexão, separadas em 5 tratamentos: T1 - sem reforço; T2 - com reforço em fibra de vidro com gramatura 110 g.m-2; T3 – fibra de vidro com 200 g.m-2; T4 – fibra de vidro com 330 g.m-2; e T5 - com de fibra de carbono 200 g.m-2. Apenas 1 camada de fibra foi utilizada em todos os tratamentos com reforços. Os valores médios e característicos foram determinados para a resistência à tensão axial na flexão, ao cisalhamento, EW, e o cisalhamento e tração normal da linha de cola. Os dados foram avaliados quanto a sua normalidade, homogeneidade e comparação de médias pelo teste Tukey à 5% de significância. As vigas de MLC compostas com lamelas classificadas pelo método expedito tiveram um erro relativo de até 26,21% em relação a vigas de MLC compostas com lamelas classificadas pelo método com transdutor de deslocamento. Os valores característicos de resistência a tensão axial, tensão de cisalhamento e EW foram: T1(51,96; 1,39; 12.097,93 MPa); T2 (59,40; 1,27; 12.062,91 MPa); T3 (53,45; 1,27; 14.068,63 MPa); T4 (61,09; 1,45; 13.370,25 MPa) e T5 (52,16; 1,24; 12.823,84 MPa), respectivamente. Ao comparar o ganho de resistência das vigas reforçadas com o T1, um aumento de até 17,57% foi obtido para vigas reforçadas com fibra de vidro e o reforço de fibra de carbono apresentou apenas 0,38%. Observou-se que as rupturas das vigas não foram tensões de cisalhamento, indicando que o uso de adesivo a base de resorcinol foi satisfatório. O cálculo analítico diferiu estatisticamente apenas no tratamento T5 (21.627 MPa no analítico; 12.857 MPa no experimental), devido ao alto EW fibra de carbono. O método expedito poderá ser utilizado para a classificação do EW por empresas de produção de MLC. Os reforços com fibras sintéticas mostraram resultados promissores nas de vigas de MLC ao utilizar o adesivo a base de resorcinol, levando a um aumento de até 22,32% na resistência a tensões axiais em vigas reforçadas com fibras de vidro com gramatura acima de 200 g.cm-2

O tabuleiro laminado protendido é uma composição de peças interligadas por uma tensão de compressão aplicada perpendicularmente às lâminas de madeira. Para aplicar tal tensão, são usados elementos de aço tensionados e a cordoalha engraxada aparece no cenário atual como um material econômico para tabuleiros laminados protendidos, em substituição às barras dywidag, que são comumente utilizadas neste tipo de estrutura em outros países. O funcionamento mecânico do tabuleiro é caracterizado como uma placa ortotrópica, e este trabalho visou determinar as relações entre as constantes elásticas do tabuleiro com a utilização da cordoalha engraxada. Foram analisadas também as perdas de protensão ocorridas ao longo do tempo, causadas pela fluência e relaxação dos materiais e, a partir dos resultados, foi proposta uma equação para determinação teórica da perda de protensão nos tabuleiros. O estudo experimental foi realizado em um modelo em escala reduzida construído no LaMEM (Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeira) para determinar as constantes elásticas e as perdas de protensão. Ao fim do trabalho são apresentados os resultados e comparações com estudos anteriores; também foi confeccionado um Manual de Boa Execução para Tabuleiros Laminados Protendidos de Madeira com Cordoalha engraxada. / The stress-laminated bridge deck is a composition of parts, interconnected by compression stress, perpendicularly applied to the wood laminate. In order to apply such stress, stressed steel elements are used, as well as the greased wire rope, which comes along in the current scenario as an economic material for stress-laminated bridge decks, replacing the dywidag bars, commonly used in this sort of structure in other countries. This bridge deck mechanic function is characterized as an orthotropic plate, and this paper aimed at determining the relation among the decks elastic constants with the greased wire rope. Another analyzed point is the stress loss occurred through time, caused by material creep and relaxation, and, through the results, an equation for the decks stress loss theoretical determination was proposed. The experimental study was developed in a reduced scale built in LaMEM (Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeira) to determine the elastic constants and the stress loss. The results and comparisons with previous studies are presented by the end of this paper; In addition, a handbook of Proper Execution for Stress-laminated Wood Bridge Decks with Greased Wire Rope was developed.

Este trabalho tem por finalidade a proposta de um manual com recomendações para o projeto e construção de estruturas com peças roliças de madeira tratada, oriunda de madeiras de reflorestamento no Brasil. Para isso foram realizados estudos teóricos e experimentais de elementos estruturais e de ligações em madeiras utilizando peças roliças. Foram classificadas e caracterizadas peças roliças estruturais de madeira, visualmente e mecanicamente, e apresentadas diretrizes de projetos de pontes e de galpões com sistemas estruturais e construtivos em peças roliças de madeira de reflorestamento. Os resultados serão compilados em um manual de projeto e construção de estruturas de madeira utilizando peças roliças. O estudo teve, além disso, o objetivo de divulgar, por meio de catalogações em 124 fichas técnicas, alternativas na área de estruturas e na construção civil, utilizando madeiras com peças roliças, tais como estacas de fundações, passarelas, pontes, quiosques, galpões rurais, edificações residenciais, estabelecimentos comerciais, hotelarias, igrejas, instituições de ensino, sedes de parques ecológicos e ambientais, estruturas de locais de eventos, coberturas especiais, estruturas de arquibancadas, parques turísticos e com brinquedos infantis, terminal de aeroporto, torres de observação, estruturas provisórias de cimbramentos para formas de estruturas de concreto, defensas de rodovias, barreiras acústicas, entre outros, construídos no Brasil e no exterior. Estes sistemas estruturais proporcionam a economia e favorecem o meio ambiente de forma sustentável, e principalmente promovendo o ciclo de geração das novas florestas, imprescindíveis para o sequestro de carbono. / The object of this work is to propose the draft for a handbook with recommendations for the design and construction of structures using treated roundwood originating from forest farming in Brazil. Roundwood structures were classified and characterized visually and mechanically. Guidelines were presented for the desing of bridges and barns with structural and building systems using roundwood timber harvested from reforestation projects. Results will be compiled into a manual of design and construction of timber structures using roundwood. The study also had the purpose to publicize through the cataloging in 124 fact sheets of the alternatives for wooden structures in civil construction work with roundwood, such as pole for foundation piling, walkways, bridges, kiosks, farm barns, residential housing, business stores, hotels, churches, schools, ecological and environmental parks, structures for public shows and events, special coverage structures, bleachers, tourist parks and playgrounds, airport terminal, observation towers, forming wood for concrete structures, highway barriers, noise barriers, among others, to be built in Brazil and abroad. These systems provide financial savings and are good for the environment in a sustainable manner, especially by promoting the cycle of generation of new forests that crucial for carbon sequestration.