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Previous issue date: 2017-04-28 / FAPESC / The use of the fiber reinforcement in structural elements of Glued Laminated Timber (Glulam) is advantageous because of increase its strength and stiffness. However, few studies have evaluated the performance of reinforcement on finger joints, which, even under excellent manufacturing conditions, shows less strength than solid wood, making this kind of joint one of the main weaknesses of Glulam. In this context, the present dissertation aims to evaluate the performance of reinforcement with fibers in finger-joints for use in Glulam. The performance analysis was developed under two aspects: (i) the tensile strength parallel to grain performance in two geometries, "A" and "B", on joints, with three reinforcement compositions, "Glass", "Glass2" and "Carbon", in two species of wood, Pinus taeda and Eucalyptus spp. and (ii) the performance of Glulam beams of Eucalyptus spp. with three reinforcement compositions, "Glass", "Glass2" and "Carbon", in tensile strength parallel to grain, normal tensile, strength to shear and three points bending test. All tests were performed according to the guidelines of NBR 7190/1997, using the Scott-Knott and Tukey tests for statistical analysis with 95% of confidence interval. The results show that the finger-joints, even within normative requirements, significantly reduces (up to 43%) the tensile strength parallel to grain, regardless of geometry or species. For the samples of Eucalyptus spp., the treatments "B-Glass2", "B-Carbon" and "A-Glass2" presented average strength equivalent to solid wood. For specimens of P. taeda, the treatments with the same performance as solid wood were "A-Glass2", "A-Carbon", "B-Glass2", "B-Carbon" and "B-Glass". It can be concluded that the application of two layers of reinforcement of glass fibers or one layer of carbon, concentrated in the region of the finger-joints with the geometry B, increases significantly (in up to 71% for P. taeda and 25% for Eucalyptus spp. in the treatments with better performance) the tensile strength parallel to grain in both species evaluated. It was also concluded that the apparent densities (Pinus taeda ρap,m= 0.49 and Eucalyptus spp. ρap,m= 0.60) show poor correlation with the tensile strength parallel to the fibers. The performance of the glulam beams of Eucalyptus spp. did not present significant differences for the evaluation of the bonding lines. However, in the flexural strength, the treatments "Glass 2" and "Carbon" were significantly superior to the glulam beams without reinforcement, reaching at increments of 37.8% and 40.5%, respectively, in the bending strength. The modulus of elasticity did not differ significantly among. It was observed that the mode of rupture was by tensile in the finger-joints region in all the beams evaluated in bending test, however, the bending strengths were higher than tensile strengths parallel to grain, indicating influence of the thickness of the blades and thickness of the reinforcements in the performance of the reinforced finger-joints. In this way, it is possible to conclude that the application of concentrated reinforcement in finger-joints significantly improves the performance of glulam beams of Eucalyptus spp. to bending, as well as the tensile strength parallel to grain for P. taeda / A aplicação de reforço com fibras em elementos estruturais de Madeira Laminada Colada (MLC), na linha de colagem de maior esforço, se apresenta de maneira vantajosa por aumentar sua resistência mecânica e sua rigidez. Todavia, poucos estudos avaliam o desempenho do reforço sobre as emendas longitudinais, que, mesmo em condições excelentes de manufatura, têm resistência menor que a da madeira maciça, tornando as emendas um dos principais pontos de fragilidade da MLC. Nesse contexto, a presente dissertação tem por objetivo avaliar o desempenho do reforço com fibras em emendas por entalhes múltiplos (finger-joints) para utilização em MLC. A análise de desempenho foi desenvolvida sob dois aspectos: (i) desempenho à tração paralela às fibras de duas geometrias, “A” e “B”, para emendas, com três composições de reforço, “Vidro”, “Vidro2” e “Carbono”, em duas espécies de madeira, o Pinus taeda e o Eucalyptus spp. e (ii) o desempenho de vigas em MLC de Eucalyptus spp.com três composições de reforço, “Vidro”, “Vidro2” e “Carbono” quanto à resistência à tração paralela às fibras, tração perpendicular às fibras, cisalhamento e flexão estática. Todos os ensaios foram executados de acordo com as diretrizes da NBR 7190/1997, sendo empregados os testes de Scott-Knott e Tukey para as análises estatísticas com 95% de confiabilidade. Os resultados mostram que as emendas por entalhes múltiplos, mesmo dentro dos referenciais normativos, diminuem significativamente (em até 43%) a resistência à tração paralela às fibras, independentemente da geometria ou da espécie utilizada. Para as amostras de Eucalyptus spp., os tratamentos “B-Vidro2”, “B-Carbono” e “A-Vidro2” apresentaram resistência mecânica média equivalente à madeira maciça. Para as amostras de P. taeda, os tratamentos com desempenho mecânico similar à madeira maciça foram “A-Vidro2”, “A-Carbono”, “B-Vidro2”, “B-Carbono” e “B-Vidro”. Pode-se concluir que a aplicação em duas camadas de reforço de fibras de vidro ou uma camada de carbono, ambos concentrados na região das emendas por entalhes múltiplos com a geometria B, aumenta significativamente (em até 71% para o P. taeda e 25% para o Eucalyptus spp. nos tratamentos com melhor desempenho) a resistência à tração paralela às fibras em ambas espécies avaliadas. Conclui-se ainda que a densidade aparente (P. taeda ρap,m= 0,49 e Eucalyptus spp. ρap,m =0,60 ) apresenta fraca correlação com a resistência à tração paralela às fibras. O desempenho mecânico das vigas MLC de Eucalyptus spp. não apresentou diferenças significativas para a avaliação das linhas de colagem. Entretanto, na resistência à flexão estática, os tratamentos “Vidro 2” e “Carbono” foram significativamente superiores às vigas MLC sem reforço, chegando a incrementos de 37,8% e 40,5%, respectivamente, à flexão estática. Os módulos de elasticidade não diferiram significativamente entre si. Foi constatada ruptura por tração na região das emendas em todas as vigas avaliadas à flexão estática, entretanto as resistências à flexão foram superiores às resistências à tração paralela às fibras, indicando influência da espessura das lâminas e da espessura dos reforços no desempenho mecânico das emendas reforçadas. Desta forma, é possível concluir que a aplicação de reforço concentrado na região das emendas por entalhes múltiplos melhora, significativamente, o desempenho de vigas MLC de Eucalyptus spp. à flexão, bem como a resistência à tração paralela às fibras para o P. taeda
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/2346 |
| Date | 28 April 2017 |
| Creators | Bourscheid, Cleide Beatriz |
| Contributors | Terezo, Rodrigo Figueiredo |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado, UDESC, Brasil, UDESC::CAV |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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