A recente revisão da NBR 7190/97 culminou em avanços inegáveis no projeto das estruturas de madeira. As excentricidades acidentais, amplificação das excentricidades e efeitos da fluência incidem diferentemente no cálculo das peças curtas, medianamente esbeltas ou esbeltas, estabelecendo descontinuidades nos diagramas de esforços de projeto em função da esbeltez das barras comprimidas ou flexocomprimidas. Associando-se a outras particularidades, como a complexidade de algumas de suas expressões, esse modelo tem sido alvo freqüente de críticas. Neste trabalho são avaliados os critérios propostos para a verificação da estabilidade de peças de madeira serrada, nas solicitações de compressão e flexo-compressão, pelos documentos normativos: alemão, australiano, canadense, europeu e norte-americanos. Essas recomendações são confrontadas com as da norma brasileira, comparando-se a objetividade dos métodos e os resultados alcançados. A proposição da AF&PA/ASCE 16-95/96 para o dimensionamento das peças comprimidas demonstra grande praticidade e continuidade nos diagramas Nd x 'lâmbda', evitando as críticas que se conectam aos critérios da norma brasileira. Por outro lado, as prescrições dessa mesma norma para as peças flexocomprimidas – embasadas em argumentos teóricos convincentes – evitam as deficiências constatadas nas propostas da norma brasileira, concordando com os propósitos de sugestão para uma necessária reformulação normativa / The recent revision of NBR 7190/97 culminated in undeniable progresses in the project of the timber structures. The accidental eccentricities, amplification of the eccentricities and the creep effects happen differently in calculation of the short members, the middling slenders or the slenders ones, establishing discontinuities in the diagrams of the design forces in function of slenderness of the members in compression and in combined bending and axial compression. Being associated to other particularities, as the complexity of some of its equations, that model has been often criticized. In this work, the proposed criteria for the verification of the stability of sawed timber members – in compression and in combined bending and axial compression – are appraised for the following normative documents: german, australian, canadian, european and north americans. Those recommendations are confronted with the brazilian code ones, comparing the objectivity of the methods and the gained results. The proposition of AF&PA/ASCE 16-95/96 for the compressed members design demonstrates great practicality and continuity in the diagrams of Nd x 'lâmbda', avoiding the critics that are connected to the criteria of the brazilian code. On the other hand, the prescriptions of that same code for the members in combined bending and axial compression – based in convincing theoretical arguments – avoid the deficiencies verified in the proposal of the brazilian code, agreeing with the purposes for suggestion in a necessary normative reformation

Nesta tese, apresenta-se a análise numérica e experimental do comportamento dinâmico não linear de um pórtico excitado por uma fonte não ideal - um motor elétrico de corrente contínua desbalanceado - como exemplo dessa classe de problemas. Elabora-se um modelo matemático com quatro graus de liberdade: dois relacionados com o deslocamento horizontal e vertical do ponto de apoio da máquina e dois com os parâmetros de funcionamento do motor elétrico. Adota-se a formulação Lagrangeana para gerar as equações de movimento contendo termos não lineares até ordem cúbica. A solução numérica é obtida através do método de Runge-Kutta com passo adaptativo. Ensaios dinâmicos e estáticos foram realizados com o motor e com o sistema completo, com vistas a validar o modelo matemático. Um sistema de medição digital armazenou todos os dados obtidos em arquivos de fácil leitura pelos programas atualmente disponíveis. Filmagens de alta velocidade e fotografia estroboscópica registraram movimentos típicos relacionados com comportamentos não lineares. Os resultados numéricos e experimentais mostram boa correlação entre si, além de apresentarem alguns dos fenômenos associados ao se forçar uma estrutura a passar por uma de suas ressonâncias excitando-a com um dispositivo com potência limitada, como o efeito Sommerfeld. Outros fenômenos, devido ao comportamento geometricamente não linear da estrutura, são também detectados, tais como saturação modal e transferência de energia. / Numerical and experimental analysis of the nonlinear dynamics of a portal frame excited by a non-ideal source - an unbalanced direct current motor - is presented in this thesis as an example of this class of problems. A four degree of freedom model is elaborated: two of them related to the horizontal and vertical structural displacements and two others to the functioning parameters of the motor. A Lagrangian approach for deducing the equations of motion, up to cubic non-linear terms is followed. The numerical solution is obtained through Runge-Kutta algorithm with adaptive step. Static and dynamic tests were performed with the motor and with the complete system, in order to validate the mathematical model. A digital acquisition system recorded all data in computer files, ready to be read by available commercial programs. High speed filming and stroboscopic photography were used to register typical movements related to nonlinear behavior. Numerical and mathematical results show good correlation, as well as present some phenomena related to passage through resonance with limited power excitation such as the Sommerfeld effect. Some other phenomena, related to the nonlinear behavior of the structure are also detected, as modal saturation and energy transference.

A recente revisão da NBR 7190/97 culminou em avanços inegáveis no projeto das estruturas de madeira. As excentricidades acidentais, amplificação das excentricidades e efeitos da fluência incidem diferentemente no cálculo das peças curtas, medianamente esbeltas ou esbeltas, estabelecendo descontinuidades nos diagramas de esforços de projeto em função da esbeltez das barras comprimidas ou flexocomprimidas. Associando-se a outras particularidades, como a complexidade de algumas de suas expressões, esse modelo tem sido alvo freqüente de críticas. Neste trabalho são avaliados os critérios propostos para a verificação da estabilidade de peças de madeira serrada, nas solicitações de compressão e flexo-compressão, pelos documentos normativos: alemão, australiano, canadense, europeu e norte-americanos. Essas recomendações são confrontadas com as da norma brasileira, comparando-se a objetividade dos métodos e os resultados alcançados. A proposição da AF&PA/ASCE 16-95/96 para o dimensionamento das peças comprimidas demonstra grande praticidade e continuidade nos diagramas Nd x 'lâmbda', evitando as críticas que se conectam aos critérios da norma brasileira. Por outro lado, as prescrições dessa mesma norma para as peças flexocomprimidas – embasadas em argumentos teóricos convincentes – evitam as deficiências constatadas nas propostas da norma brasileira, concordando com os propósitos de sugestão para uma necessária reformulação normativa / The recent revision of NBR 7190/97 culminated in undeniable progresses in the project of the timber structures. The accidental eccentricities, amplification of the eccentricities and the creep effects happen differently in calculation of the short members, the middling slenders or the slenders ones, establishing discontinuities in the diagrams of the design forces in function of slenderness of the members in compression and in combined bending and axial compression. Being associated to other particularities, as the complexity of some of its equations, that model has been often criticized. In this work, the proposed criteria for the verification of the stability of sawed timber members – in compression and in combined bending and axial compression – are appraised for the following normative documents: german, australian, canadian, european and north americans. Those recommendations are confronted with the brazilian code ones, comparing the objectivity of the methods and the gained results. The proposition of AF&PA/ASCE 16-95/96 for the compressed members design demonstrates great practicality and continuity in the diagrams of Nd x 'lâmbda', avoiding the critics that are connected to the criteria of the brazilian code. On the other hand, the prescriptions of that same code for the members in combined bending and axial compression – based in convincing theoretical arguments – avoid the deficiencies verified in the proposal of the brazilian code, agreeing with the purposes for suggestion in a necessary normative reformation

Nesta pesquisa, fez-se uma abrangente reunião da literatura existente, apresentando um resumo histórico da evolução dos plásticos, enfocando o estado da arte e os avanços obtidos com o emprego desses materiais na construção civil, com função estrutural. É feita uma revisão sobre a estrutura química dos plásticos mais conhecidos, apresentando os mecanismos moleculares que provocam os fenômenos dependentes do tempo, e de que forma as suas propriedades podem ser alteradas. Este trabalho também analisa os diversos modelos de previsão do comportamento viscoelástico, além de fazer uma comparação entre os modelos de Maxwell, Kelvin-Voigt e Associado e os dados experimentais, mostrando aqueles que mais se adequam ao comportamento do material plástico. São discutidos alguns aspectos pertinentes a um Projeto de Engenharia e, posteriormente, apresentados alguns conceitos e considerações específicos a um projeto de estruturas de material plástico. Os tipos de processamento mais utilizados são apresentados e, para cada um deles, quais as aplicações a que se destinam e qual a sua influência nas características do produto final. Tratando-se do plástico reciclado, é de fundamental importância o conhecimento e o entendimento do processo de reciclagem. Além da apresentação dos tipos de reciclagem, é feita uma análise do cenário local e global do mercado dos plásticos reciclados. Ao fim deste trabalho, pôde-se concluir que o mercado dos elementos estruturais de plástico reciclado é um nicho a ser explorado e, como a pesquisa sobre o tema é ainda incipiente, há muito a ser estudado, pesquisado e, posteriormente, desenvolvido. Pode-se afirmar que a baixa rigidez do plástico reciclado frente aos materiais de construção tradicionais é a sua maior deficiência. O seu comportamento viscoelástico, dependente do tempo, e a sua sensibilidade à variação de temperatura tornam complexo o dimensionamento com esse material, desencorajando o seu emprego pelos projetistas de estruturas. Desde que sejam desenvolvidas formas de se contornar essas deficiências, como a adição de fibras, o emprego de armaduras de protensão nos elementos estruturais e a aplicação de aditivos, o emprego do plástico reciclado como elemento estrutural mostra-se não só tecnicamente viável, como bastante também promissor / This work deals with the employment of plastic materials in structures of civil construction. First, a reunion of existent literature is performed, emphasizing the state of art and the obtained advances in this area. A resume about the chemical structures of plastics is done, presented, considering the molecular mechanisms that cause the time-dependent behavior. This work also analyzes the several prediction models of viscoelasticity and compares the models of Maxwell, Kelvin-Voigt, Associated and experimental data, looking for those that best adequate with the plastic behavior. Some aspects involving an engineering project are discussed and, after, some specific concepts and ideas about plastic structures are presented. This work also considers the processing of plastics and its influence on the characteristics of manufactured product. Beyond the ways of plastic recycling, a local and global analysis of recycled plastic market are presented. It can be concluded that the recycled plastic structures market needs to be explored and as the research is novel, there is a lot to be studied, researched and, after, developed. The low stiffness is the worst characteristic of plastics and the time-dependent behavior and the temperature sensibility make the design complex, not encouraging the employment by engineers. If these problems are crossed, with fibers, additions or the pos-tension of reinforcement, the recycled plastic as structural element become technically viable and a reality in a brief future

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.

O alto consumo de energia para a produção de metais e de cimento, a pressão em relação à utilização de madeira tropical e a abundância de material plástico vêm contribuindo para o desenvolvimento de pesquisas e a aplicação dos termoplásticos na construção civil, em elementos estruturais que, em sua grande maioria, são constituídos de madeira, de aço e de concreto. O progresso dos materiais poliméricos pode ser comprovado pelos diversos produtos que estão sendo projetados, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, como passarelas, dormentes, marinas, etc. Foi escolhido o polietileno de alta densidade (PEAD) reciclado, por ser um dos materiais poliméricos rígidos mais disponíveis para reciclagem. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi a caracterização do PEAD reciclado. Foi determinada a composição do material polimérico (PEAD) reciclado obtido no mercado, por meio dos ensaios termoanalíticos: calorimetria exploratória diferencial e análise termogravimétrica. Os resultados mostraram que o material fornecido pela empresa de reciclagem é isento dos contaminantes comumente encontrados nos materiais reciclados e apresenta um grau de pureza bastante significativo. A determinação das propriedades mecânicas, por meio dos ensaios de tração, de compressão, de flexão e de impacto Izod, finaliza o estudo do material analisado. Nesses ensaios, a resistência obtida foi próxima dos valores encontrados na literatura, para o PEAD virgem, e pouco inferior à do concreto e à da madeira. Entretanto, a rigidez do PEAD reciclado foi bem menor que a dos materiais de construção tradicionais, sendo essa sua maior deficiência. Concluiu-se que o PEAD reciclado pode ser aplicado em elementos estruturais, desde que sejam estudadas possíveis formas de controlar sua deformabilidade, como a incorporação de nervuras, a utilização de blendas poliméricas e adição de cargas minerais e de fibras de elevado módulo de elasticidade e resistência. / The use of thermoplastics in civil engineering has been increasing considerably in the last decades. The latter is due to large amount of plastic material and high cost on a production of metals and cement for reinforced concrete, besides the lack of wood. This could be proved by the development of new thermoplastics products, especially in Europe and United States, like bridges, railway sleepers, posts, etc. Recycled high density polyethylene (HDPE) was chosen due to the fact that it is one of the most rigid recycled polymers available on the recycling industry. In this study, recycled polymer has been characterized in order to determinate the recycled material composition available in the market. The characterization of recycled HDPE samples was made by thermo gravimetric analysis and differential scanning calorimetry. Consequently, mechanical properties were determinated by tensile test, compression test, flexural test and impact Izod. The results of thermal analysis showed that the recycled material is exempt from possible contaminants and has a significant pureness degree. Under tension, compression, bending and impact conditions, the strength was around the pure polymer and little smaller of the concrete and wood. In contrast, the stiffness was much lower in comparison to traditional materials, their worst characteristic. These problems could be overcome through the study of polymeric blends, adding high modulus and strength fibers and charges and adding ribs. Then the recycled polymer could be applied as a structural element.

O alto consumo de energia para a produção de metais e de cimento, a pressão em relação à utilização de madeira tropical e a abundância de material plástico vêm contribuindo para o desenvolvimento de pesquisas e a aplicação dos termoplásticos na construção civil, em elementos estruturais que, em sua grande maioria, são constituídos de madeira, de aço e de concreto. O progresso dos materiais poliméricos pode ser comprovado pelos diversos produtos que estão sendo projetados, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, como passarelas, dormentes, marinas, etc. Foi escolhido o polietileno de alta densidade (PEAD) reciclado, por ser um dos materiais poliméricos rígidos mais disponíveis para reciclagem. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi a caracterização do PEAD reciclado. Foi determinada a composição do material polimérico (PEAD) reciclado obtido no mercado, por meio dos ensaios termoanalíticos: calorimetria exploratória diferencial e análise termogravimétrica. Os resultados mostraram que o material fornecido pela empresa de reciclagem é isento dos contaminantes comumente encontrados nos materiais reciclados e apresenta um grau de pureza bastante significativo. A determinação das propriedades mecânicas, por meio dos ensaios de tração, de compressão, de flexão e de impacto Izod, finaliza o estudo do material analisado. Nesses ensaios, a resistência obtida foi próxima dos valores encontrados na literatura, para o PEAD virgem, e pouco inferior à do concreto e à da madeira. Entretanto, a rigidez do PEAD reciclado foi bem menor que a dos materiais de construção tradicionais, sendo essa sua maior deficiência. Concluiu-se que o PEAD reciclado pode ser aplicado em elementos estruturais, desde que sejam estudadas possíveis formas de controlar sua deformabilidade, como a incorporação de nervuras, a utilização de blendas poliméricas e adição de cargas minerais e de fibras de elevado módulo de elasticidade e resistência. / The use of thermoplastics in civil engineering has been increasing considerably in the last decades. The latter is due to large amount of plastic material and high cost on a production of metals and cement for reinforced concrete, besides the lack of wood. This could be proved by the development of new thermoplastics products, especially in Europe and United States, like bridges, railway sleepers, posts, etc. Recycled high density polyethylene (HDPE) was chosen due to the fact that it is one of the most rigid recycled polymers available on the recycling industry. In this study, recycled polymer has been characterized in order to determinate the recycled material composition available in the market. The characterization of recycled HDPE samples was made by thermo gravimetric analysis and differential scanning calorimetry. Consequently, mechanical properties were determinated by tensile test, compression test, flexural test and impact Izod. The results of thermal analysis showed that the recycled material is exempt from possible contaminants and has a significant pureness degree. Under tension, compression, bending and impact conditions, the strength was around the pure polymer and little smaller of the concrete and wood. In contrast, the stiffness was much lower in comparison to traditional materials, their worst characteristic. These problems could be overcome through the study of polymeric blends, adding high modulus and strength fibers and charges and adding ribs. Then the recycled polymer could be applied as a structural element.

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.