Tese de mestrado. Reabilitação do Património Edificado. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Universidad Politécnica de Valência

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Instituto Superior de Engenharia do Porto. 2009

Orientador: Sérgio Augusto Mello da Silva / Coorientador: Maria da Consolação Fonseca Albuquerque / Banca: Maximiliano dos Anjos Azambuja / Banca: Francisco Antonio Rocco Lahr / Resumo: Este trabalho constitui-se de estudos para confecção e avaliação de painéis aglomerados com quatro espécies de madeiras tropicais: Cedrela odorata (Cedrinho), Cordia goeldiana (Cordia), Ficus insípida (Ficus) e Ceiba pentandra (Paineira). Para confecção dos painéis empregou-se 10 % de adesivo em três traços utilizando-se resina ureia formaldeído, resina poliuretana bicomponente derivado de óleo de mamona e resina poliuretana monocomponente PURBOND HB SB109, respectivamente. A partir da caracterização física e mecânica realizada com base na NBR 14810 e ASTMD-1037, foram determinados valores de Densidades iguais a: 0,65; 0,73 e 0,61g/cm3, Umidade igual a: 7,61; 6,56 e 7,46%, Inchamento após 2h igual a: 12,94; 3,46 e 31,33 %; Absorção após 2h igual a: 54,81; 6,44 e 62,54 %, respectivamente e Módulo de Resistência à Flexão (MOR) igual a: 20,36; 19,49 e 19,30 MPa; Resistência à Tração Perpendicular (RTP) igual a:0,86; 1,17; 0,53 MPa, respectivamente. Os valores de RTP e Densidade foram submetidos à análise de regressão linear, sendo verificado que os coeficientes de determinação da reta tendem para um, possibilitando concluir que as propriedades de adesão interna e densidade estão fortemente correlacionadas e podem propiciar boas qualidades aos painéis / Abstract: This work consists of studies for fabrication and evaluation of particleboards of four species of tropical woods: Cedrela odorata (Cedrinho), Cordia goeldiana (Cordia), Ficus insípida (Ficus) and Ceiba pentandra (Paineira). To produce the particleboards was used 10% of resin in three stages using formaldehyde urea, polyurethane bicomponent derived from castor bean oil and a monocomponent polyurethane adhesive called PURBOND HB SB109, respectively. From the physical and mechanical characterization performed based on NBR 14810 and ASTM D-1037, were determined values of Density equal to: 0,65; 0,73 and 0,61g/cm³, Humidity equal to: 7,61; 6,56 and 7,46%, Swelling after 2 hours equal to: 12,94; 3,46 and 31,33%; Absorption after 2 hours equal to: 54,81; 6,44 and 62,54%, respectively and Modulus of Resistance to Flexion (MOR) equal to: 20,36; 19,49 and 19,10 MPa; Perpendicular Traction Resistance (RTP) equal to: 0,86; 1,17; 0,53 MPa, respectively. Then the values of RTP and Density were analyzed bilinear regression, being verified that the coefficients of determination of the line tend to one, allowing concluding that the internal adhesion properties and density are strongly correlated and can provide good qualities to the panels / Mestre

Este trabalho apresenta o estudo de um arranjo estrutural de tabuleiro de ponte de madeira com comportamento de placa elástica isótropa. Ensaios com modelos reduzidos mostraram a tendência para o aumento da rigidez com o acréscimo de ligações entre as peças componentes. Este aumento ocorre de forma hiperbólica, tendendo assintóticamente a um valor máximo. Comparações entre modelos pregados e modelos cavilhados mostram que o modelo cavilhado tem uma rigidez ligeiramente inferior à rigidez do modelo pregado. Análise numérica mostra que o modelo pregado é equivalente a uma placa isótropa, com módulo de elasticidade considerado igual à média dos módulos de elasticidade das peças componentes, e espessura da ordem de 40% do valor da espessura do modelo real. / This work aims the study of timber bridge deck structural arrangement with isotropic plate behaviour. Tests with reduced models have shown the tendency to rigidity increase with increase of connections between component parts. This increase occurs with hipperbolic form tendend asymptotically to a maximum value. Comparisons between nailed model and wood doweled model show that the wood doweled model have a rigidity lightly inferior to nailed model rigidity. Numerical analysis show that the nailed model is equivalent to isotropic plate, with MOE admited equal to medium MOE of the component parts and the thickness value order as 40% of the real model thickness.

Um dos tipos de ligação mais comum em estruturas de madeira é aquele feito por meio de parafusos solicitados transversalmente (pino metálico). A revisão da ABNT NBR:7190 de 1997, que introduziu os conceitos do Método dos Estados Limites, apresentou alteração nos critérios de dimensionamento dessas ligações, levando a resultados diferentes em relação à norma anterior, de 1982, de acordo com o meio técnico-científico. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi realizar uma comparação dos critérios de dimensionamento das normas ABNT NBR:7190, versões 1997 e 1982, com as normas EUROCODE 5: 2004, LRFD: 1996, AS: 1994, que possuem grande tradição na utilização de estruturas de madeira. Após a realização da comparação teórica entre os critérios, foi realizada experimentação em modelos de ligação, para a situação com maior divergência. Para pequenas relações entre a espessura da peça de madeira e o diâmetro do pino, os resultados obtidos na comparação teórica indicaram que os valores de resistência calculados pela ABNT NBR7190: 1997 são inferiores aos calculados pelas outras normas, enquanto que, para valores elevados dessa relação e com madeira de maior resistência, os valores obtidos pela norma brasileira podem ser superiores. / Bolts laterally loaded (metal dowel-type) are the most commonly used connectors in timber structures. The review of the NBR: 7190 1997 standard that introduced the concepts of the states limit method showed changes in design criteria of bolts, reaching different results compared to the previous standard, 1982, according to the scientific technician staff. In this context, the aim of this study was to compare the design criteria of NBR standards: 7190, versions 1997 and 1982, and standards of other countries with great tradition in the use of timber structures. After the theoretical comparison of the criteria, an experimental evaluation in connections was done considering the case with greater divergence. For small relationships between the thickness of the timber member and the bolt diameter, theoretical results indicated that the strength values calculated by ABNT NBR7190: 1997 are lower than those calculated by other standards, while for high values of this relationship and wood of higher strength classes, the values obtained by Brazilian standards may be higher.

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).