Características físicas e mecânicas da madeira

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo
Universidade Presbiteriana Mackenzie

APOSTILA:
PROCESSO CONSTRUTIVO EM MADEIRA
6º semestre – 2010

Professor(a):
Prof Dr Célia Regina Meirelles
Prof Ms Adhemar Pala

APOSTILA DE MADEIRA 6ª semestre/2010 2

1

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E

MECÂNICAS DAS MADEIRAS


1.1 – GENERALIDADES.

A madeira por ser material natural apresenta como características uma beleza própria pois
apresenta diferentes cores, cheiro, textura, de origem vegetal encontrada em florestas
naturais e em florestas artificiais resultantes de reflorestamentos.

Existe na sociedade brasileira um preconceito quanto à durabilidade e à resistência da
madeira, que foi sendo formado ao longo do tempo, principalmente porque as indústrias do
aço e do concreto, investiram em pesquisas e divulgação dos resultados, acompanhados
pela atualização de suas normas de cálculo.

Entretanto a madeiras brasileiras quando analisadas do ponto de vista estrutural, em
comparação com o concreto e aço, apresenta grande resistência mecânica e possui um
peso específico muito menor que o aço e o concreto. O concreto armado apresenta um
peso especifico de 2500 Kgf/m3, o aço aproximadamente 8000 kgf/m3 e a madeira 1000
Kgf/m3.

No Brasil devido a um desenvolvimento desordenado das industria madereira e também
devido a preferência do meio técnico por materiais como concreto e aço, o primeiro texto
da norma brasileira para estruturas de madeira, a NBR 7190 – Cálculo e Execução de
Estruturas de Madeira foi editado pela primeira vez por volta de 1950 e foi atualizada
novamente por volta do ano de 1997. (CALIL et al ,1999)

A madeira pode ser considerada um material estrutural muito resistente quando utilizamos
uma espécie adequada na classificação, associado a um sistema estrutural apropriado. A
característica estrutural da madeira mais importante é chamada de anisotropia. A
anisotropia é responsável por diferentes comportamentos de acordo com a direção de
aplicação da carga em relação às fibras

A durabilidade da construção em madeira depende diretamente do projeto arquitetônico,
como uso de beirais largos, formas de proteger a madeira do contato direto com a umidade
do solo, deixar a madeira respirar, etc... podem garantir uma vida útil de 50 anos ou mais.

Muitas pesquisas foram realizadas nas últimas duas décadas no Brasil e com isso realizou-
se a revisão da norma brasileira para estruturas de madeira com grande contribuição da
Escola de Engenharia da USP/ São Carlos e o LAMEM que resultou na aprovação da atual
norma brasileira para projeto de estruturas de madeira, NBR 7190:1997. Muitas pesquisas
precisam ser realizadas para o desenvolvimento da tecnologia da madeira no Brasil e a
parceria entre as indústrias e as instituições de pesquisas, gerando publicações e criando
um melhor envolvimento de arquitetos e engenheiros.

1.2 - FISIOLOGIA E CRESCIMENTO DA ÁRVORE

Segundo CALIL et al (1999) o principal crescimento principal da árvore ocorre verticalmente.
Na direção vertical o crescimento é contínuo e a fibra apresenta uma maior densidade. O
crescimento do tronco é demarcado a cada ano pelos anéis de crescimento, pois além
do crescimento vertical ocorre o crescimento de camadas periféricas chamadas de cambio.


Em uma analise da tora da árvore pode ser identificado os seguintes elementos: A medula
ponto mais central ( pode apresentar defeitos); O lenho definido como o conjunto dos anéis
de crescimento recoberto por um tecido chamado casca; entre a casca e o lenho existe uma
camada extremamente delgada, conhecida por câmbio.

Segundo CALIL et al (1999)

as seivas brutas, retiradas do solo, sobem pela camada periférica do lenho, o alburno, até
as folhas, onde se processa a fotossíntese produzindo a seiva elaborada que desce pela
parte interna da casa, o floema, até as raízes. Parte dessa seiva elaborada é conduzida
radialmente até o centro do tronco por meio dos raios medulares. As substâncias não
utilizadas pelas células são lentamente armazenados no lenho. A parte do lenho
modificada por essa substância é designada como cerne, geralmente mais densa, menos
permeável a líquidos e gases, mais resistentes ao ataque de fungos apodrecedores e
insetos, apresenta maior resistência mecânica. Em contraposição, o alburno, menos
denso, constituído pelo conjunto das camadas externas do lenho, mais permeáveis a
líquidos e gases está mais sujeito ao ataque de fungos apodrecedores e insetos, além de
apresentar menor resistência mecânica.

Figura: Anatomia do Tecido Lenhoso
Fonte: CALIL (1999)


1.3 - PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA

As principais propriedades físicas da madeira que podem influenciar significativamente no
desempenho e resistência da madeira como material de construção
• Umidade
• Densidade
• Retratibilidade
• Durabilidade natural
• Resistência química.

A característica estrutural mais importante da madeira é o fato da madeira ser um
material anisotrópico, isto é, apresenta diferentes comportamento em relação à direção de
crescimento das fibras e a direção do esforço atuante. Ao longo do tempo foi sendo
identificado três direções principais com comportamento estrutural semelhantes:
longitudinal, radial e tangencial .

A propriedades estruturais na direção longitudinal apresentam diferenças consideráveis em
relação as propriedades estruturais nas direções radial e tangencial. A NBR 7190:1997
norma define as propriedades na direção paralela as fibras ( longitudinal) 0º e para
propriedades no sentido perpendicular às fibras (radial e tangencial) a 90º.

.

A) TEOR DE UMIDADE

A umidade da madeira é determinada pela seguinte expressão:

m1 − m2
w= .100
m2
Onde:
m1= massa úmida em gramas
m2= massa seca em gramas
w= umidade (%)


Na árvore, a célula da madeira apresenta água de duas formas, água livre contida nas
cavidades das células (lumens), e água impregnada contida nas paredes das células. No
momento que a árvore é cortada tende a perder a água na forma livre rapidamente
enquanto que a água na forma de impregnação é perdida lentamente. A umidade da
madeira tende a encontrar um equilíbrio com a umidade e temperatura do ambiente em que
se encontra.

Segundo Calil et al (1999)
O teor de umidade corresponde ao mínimo de água livre e o máximo de água de
impregnação é denominado de “ponto de saturação das fibras”. Para as madeiras brasileiras
esta umidade encontra-se em torno de 25%.
A perda de água na madeira até o ponto de saturação das fibras se dá sem a ocorrência de
problemas para a estrutura de madeira. A partir deste ponto a perda de umidade é
acompanhada pela retração (redução das dimensões) e o aumento da resistência, por isso a
secagem deve ser executada com cuidado para se evitar problema na madeira.

Para as aplicações na construção civil a madeira é considerada seca quando seu teor de
umidade estiver entre de 12% a 15%. Este teor de umidade depende do local da obra.

B) RETRATIBILIDADE

A retratibilidade é definida como sendo a redução das dimensões em uma peça de
madeira pelo processo de secagem, devido a saída da água de impregnação. A retração
ocorre em porcentagens diferentes nas direções tangencial, radial e longitudinal. A retração
longitudinal ocorre com valores de 0,5% de variação dimensional, a retração tangencial
ocorre em valores de até 10% de variação dimensional, podendo causar problemas de
torção nas peças de madeira. A retração radial ocorre com valores da ordem de 6% da
variação dimensional, podendo causar problema de rachaduras nas peças de madeira.


D) DURABILIDADE NATURAL

A durabilidade da madeira, com relação a biodeterioração, depende da espécie, das
características anatômicas de onde a peça de madeira foi retirada e do projeto
arquitetônico. Algumas espécies apresentam uma grande durabilidade natural ao ataque de
fungos, em geral madeiras nativas como por exemplo o ipê, o jatobá, a cupiúba, enquanto
outras espécies como as madeiras de reflorestamento apresenta uma pequena durabilidade
em relação ao ataque de fungos e bactérias e geralmente precisam ser tratadas.

A diferença na durabilidade da madeira também é diferente de acordo com a região da tora
da qual a peça de madeira foi extraída. o cerne apresenta durabilidade natural, e o
alburno é mais vulnerável ao ataque biológico. O cerne é mais resistente ao ataque
biológico, devido ao deposito de resinas que são depositadas no cerne ao longo dos anos.

O projeto arquitetônico é um fator decisivo na durabilidade da construção, pois pode
permitir uma arquitetura onde a durabilidade da madeira será muito maior como grandes
beirais, levantar a construção do solo e deixar a construção de madeira respirar.
.

1.4 - PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA

1.4.1 PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA

As propriedades de resistência definem as resistências últimas de um material quando
solicitado por uma esforço em relação a fibra da madeira.

A resistência da madeira difere segundo os três eixos principais, longitudinal, radial e
tangencial. A resistência da madeira na direção paralela a fibra é muito grande devido a
densidade e a continuidade da fibra na direção longitudinal. Enquanto que na direção
perpendicular a fibra (radial e tangencial ) existem maiores vazios.

Quando a peça é solicitada por compressão paralela às fibras, as forças agem paralelamente ao
comprimento das células. As células reagindo em conjunto conferem uma grande resistência da
madeira à compressão. No caso de solicitação normal ou perpendicular às fibras, a madeira
apresenta resistências menores que na compressão paralela, pois a força é aplicada na direção
normal ao comprimento das células, direção na qual possuem baixa

A) COMPRESSÃO

Podemos analisar a compressão da madeira na compressão: normal, paralela ou inclinada
em relação às fibras.

Em situações onde a estrutura de madeira é solicitada por compressão paralela às fibras, as
forças agem paralelamente à direção do comprimento das células. As paredes das células,
trabalhando em conjunto, conferem uma grande resistência à madeira na compressão
paralela a fibra. A NBR 7190:1997 chama direção paralela a fibra de direção 0º e define a
fc0º.
resistência limite de compressão paralela a fibra como fc0º.


Em situações onde a estrutura de madeira é solicitada com compressão normal (
fc90º.
perpendicular) fc90 às fibras, a madeira apresenta valores de resistência menores que
os de compressão paralela, devido a força ser aplicada na direção normal (perpendicular)
ao comprimento das células, direção esta onde as células apresentam baixa resistência. Os
valores de resistência à compressão normal (perpendicular) às fibras são da ordem de ¼
dos valores apresentados pela madeira na compressão paralela as fibras da madeira.(
CALIL, 1999)

ESFORÇOS INCLINADO EM RELAÇÃO A FIBRA DA MADEIRA

Nas solicitações inclinadas em relação às fibras da madeira adotam-se valores
intermediários entre a compressão paralela e a normal, valores estes obtidos pela expressão
do Hankison:

B) TRAÇÃO

Devemos analisar a tração em peças da madeira: tração paralela ou tração perpendicular às
fibras da madeira, pois as propriedades da madeira referente a estas solicitações diferem
consideravelmente. Na tração paralela às fibras da madeira a madeira apresenta baixos
valores de deformação e uma alta resistência.

Entretanto na ruptura por tração normal ( perpendicular ) às fibras, a madeira apresentam
valores de resistência perpendicular muito pequeno. Na tração perpendicular os esforços
agem na direção perpendicular ao comprimento das fibras tendendo a separá-las, alterando
significativamente a sua integridade estrutural e apresenta baixos valores de deformação.
Deve-se evitar, para efeito de projetos, a consideração da resistência da madeira quando
solicitada à tração na direção normal às fibras.( CALIL, 1999).


RESUMO:

COMPRESSÃO PARALELA (fc0º): encurtamento das células da madeira ao longo do seu
fc0º
eixo longitudinal.

TRAÇÃO PARALELA (ft0º): alongamento das células da madeira ao longo eixo
ft0
longitudinal.

FONTE: RITTER,1990

fc90
90º
COMPRESSÃO NORMAL AS FIBRAS (fc90º): comprime as células da madeira
perpendicular ao eixo longitudinal.

ft90
90º
TRAÇÃO NORMAL AS FIBRAS (ft90 ): tende a separar as células da madeira
perpendicular aos seus eixos, onde a resistência é baixa, devendo ser evitada.

FONTE: RITTER,1990

D) CISALHAMENTO

A resistência ao cisalhamento é a medida da capacidade da peça resistir a esforços que
tende a causar o deslizamento de uma parte da peça sobre a outra.


A palavra cisalhamento representa cortar. O cisalhamento tende a ocorrer de diferentes
modos em peças estruturais de madeira.

Segundo CALIL ( 1999) o cisalhamento vertical acontece quando o carregamento atua no
sentido perpendicular às fibras (cisalhamento vertical), este tipo de solicitação não é crítico
na madeira, pois, antes de romper por cisalhamento a peça já apresentará problemas de
resistência na compressão normal. O cisalhamento vertical: deforma as células da madeira
perpendicularmente ao eixo longitudinal.
O cisalhamento horizontal: produz a tendência das células da madeira de separarem e
escorregarem longitudinalmente. Quando o cisalhamento surgiu devido a carregamento
aplicado no sentido longitudinal às fibras o esforço é chamado cisalhamento horizontal. A
resistência ao cisalhamento horizontal chega a ser 6 vezes menor que a resistência a
compressão paralela a fibra da madeira. Este é a situação mais crítica do cisalhamento
horizontal que leva à ruptura pelo escorregamento entre as células.

A norma brasileira define as resistências de cisalhamento paralelo a fibra da madeira f v

E) FLEXÃO SIMPLES

Na flexão simples ocorrem quatro tipos de esforços: compressão paralela às fibras, tração
paralela às fibras, cisalhamento horizontal e nas regiões dos apoios compressão normal às
fibras. A madeira apresenta uma alta resistência na flexão devido ao fato dos esforços
internos ocorrerem paralelos a fibra da madeira.
Na flexão o carregamento atua na direção perpendicular a fibra entretanto o esforço
interno ocorre paralelo a fibra longitudinal da madeira. A madeira apresenta uma ótima
eficiência estrutural quando utilizada como viga.


1.6 - MADEIRAS UTILIZADAS COMO ESTRUTURA

Engloba as peças de madeira serrada na forma de vigas, caibros, pranchas
e tábuas utilizadas em estruturas de cobertura, onde tradicionalmente era
empregada a madeira de peroba-rosa.
ARARACANGA ITAÚBA
ANGELIM-PEDRA JARANA
ANGELIM-VERMELHO MAÇARAMDUBA
ANGÍCO-PRETO MUIRACATIARA
ANGÍCO-VERMELHO PAU-AMARELO
BACURI PAU-MULATO
BACURI-DE-ANTA ROSADINHO
CUPIÚBA PAU-ROXO
EUCALIPTO-R SAPUCÁIA
FAVA-ORELHA-DE-NEGRO TANIBUCA
FAVEIRA-AMARGOSA TALAJUBA
GARAPA TIMBORANA
GOIABÃO UXI
FONTE: IPT – MADEIRA – USO SUSTENTÁVEL NA CONSTRUÇÃO CIVIL, 2003

1.7 - DIMENSÕES COMERCIAIS DA MADEIRA

Apresenta-se a nomenclatura, seguida das seções comerciais das madeiras encontradas
comercialmente no Brasil.

A) DIMENSÕES COMERCIAIS DA MADEIRA SERRADA

NOMENCLATURA SEÇÃO TRANSVERSAL NOMINAL (CM)
Ripas 1,2 x 5,0 1,5 X 5,0


Ripões 2,0 x 5,0 2,5 X 6,0
Sarrafos 2,0 x 10,0 3,0 X 12,0 3,0 X 16,0
Caibros 5x6 6X6
Caibrões 6X8
Pontaletes 7,5 x 7,5 10 X 10
Vigotas, Vigas 6 x 12 6 X 16
10 x 20 10 x 24
10 x30
Tábuas 2,5 x 22 2,5 X 30
Pranchas 4 x 20 4 X 30
Pranchões 6 x 20 6 X 30
Pilares 12 x 12 15 X 15
17 X 1 7 20 X 20

B) DIMENSÕES USUAIS DAS TORAS DE MADEIRAS (POSTES ROLIÇOS)

TIPO DIÂMETRO
COMPRIMENTO (M)
BASE (CM) TOPO (CM)
7 Leve 18,5 13,7
8 Leve 19,7 14,0
20,8 14,3
9 Leve 23,6 17,2
27,7 21,3

Leve 21,6 14,6
10 Médio 24,8 17,8
Pesado 28,6 21,6

Leve 22,6 15,0
11 Médio 25,8 18,1
Pesado 29,9 22,3
Leve 23,6 15,3
12 Médio 26,7 18,5
Pesado 30,8 22,6

Médio 25,4 16,2
13 Pesado 29,6 20,4
Médio 26,4 16,5
14 Pesado 30,6 20,7
Médio 27,0 16,5
15 Pesado 30,8 20,4


Médio 28,0 16,9
16 Pesado 32,4 21,3
Médio 29,3 17,5
17 Pesado 33,7 22,0
Médio 29,9 17,5
18 Pesado 34,4 22,0
Médio 31,2 17,8
19 Pesado 36,3 22,0
Médio 32,5 17,8
20 Pesado 37,7 22,6

C) TABELA TIPOS DE MADEIRA E RESISITENCIA NORMA NBR 7190/1997


D) CLASSIFICAÇÃO DAS PEÇAS DE MADEIRA DE ACORDO COM A NORMA NBR 7190/1997

Primeira categoria: são peças cujas características mecânicas são iguais a, pelo menos,
85% das obtidas em pequenos corpos de prova isentos de defeitos. A madeira é de
qualidade excepcional, sem nós e retilínea.

Segunda categoria: apresenta características mecânicas iguais a, pelo menos, 60% dos
valores correspondentes aos obtidos em ensaios com pequenos corpos de prova isentos de
defeitos. A madeira é de qualidade estrutral corrente, com pequenas incidências de nós
firmes e outro defeitos.

Terceira categoria: madeira de qualidade estrutural inferior, com nós em ambas as faces.

E) TENSÃO ADMISSÍVEL

A tensão admissível na madeira pode ser determinada pela fórmula:

O coeficiente de segurança para a madeira é:

O conceito de tensão admissível é muito aplicado para os pré-dimensionamentos da
estrutura e portanto, muito utilizado na concepção inicial da estrutura no projeto de
arqutitetura.

Para dimensionamento final devemos buscar o dimensionamento com um especialista em
estrutura de madeira.


2 - ESTRUTURA PORTANTE DE VIGA E PILAR
CARACTERÍSTICAS DAS CONSTRUÇÕES EM ESTRUTURA DE VIGA E PILAR DE
MADEIRA

A estrutura das casas em madeira pode ser composta de pilares portantes e vigas principais
como no desenho abaixo. As vigas secundarias estão posicionadas unidirecionalmente
sobre as vigas principais. Em geral, essas estruturas possuem um vão máximo de madeiras
maciças de 4 a 5m de vão. Quando os vãos são maiores, recomenda-se trabalhar com
madeiras laminadas. As vigas secundárias apresentam uma distância que varia de 40 a
60cm uma da outra. Em geral a estrutura de madeira deve ser contraventada e estabilizada
ao vento.

ELEMENTO DE CONTRAVENTAMENTO – ESTABILIZAÇÃO AO VENTO


DISPOSIÇÃO ESTRUTURAIS POSSSIVEIS EM CONSTRUÇÕES EM MADEIRA


FONTE CONSTRUIRE EM BOIS, ADAPTADO POR MEIRELLES;SILVA.


.

EM AMBAS AS SITUAÇÕES OS PROFISSIONAIS DEVEM TRABALHAR COM A
LIGAÇÃO ASSOCIADADA A UMA LIGAÇÃO POR PREGOS OU PARAFUSOS.


Obs: Tomar cuidado ao utilizar a ligação acima, pois o esforço fica perpendicular à fibra.


ENCONTRO DA BASE DE CONCRETO COM O PILAR DE MADEIRA

Figura: Pilar Interno.
Fonte: CONSTRUIRE EN BOIS.

Figura: Pilar Externo.
Fonte: DIAS, ALAN ; 2008


Pilar com chapa interna, encostado da base

Pilar com chapa interna, afastado da base.


Figuras: Pilar em tora com chapa interna. Para uso em pilar interno.

Figura: Pilar em tora com chapa externa. Para uso em pilar externo.


10 - LIGAÇÕES E CONEXÕES METÁLICAS

As ligações representam um importante ponto no dimensionamento das estruturas de
madeira. A norma de madeira brasileira considera pinos metálicos,c cavilhas de madeira e
conectores metálicos. Os pinos metálicos são os parafusos e pregos. Os conectores
metálicos podem ser conectores em L, conectores em T, chapas de aço (para os estribos,
presilhas), chapas denteadas ( tipo Gang-Nail) e anéis metálicos.

O diâmetro mínimo dos pregos é de 3 mm com tensão de escoamento mínima de 600Mpa
O diâmetro mínimo dos parafusos é 10 mm com tensão de escoamento mínima de 240Mpa

A) LIGAÇÕES VIGA SECUNDARIA E VIGA PRINCIPAL

CONECTOR UTILIZADO PARA PEÇAS SUBMETIDAS A TRAÇÃO - Chapas de aço
associados com parafusos


CONECTORES GANG-NAIL ( CHAPA DENTADA )

CONEXÃO EM SANDUÍCHE COM REFORÇO EM MADEIRA

Figuras: Conexão em sanduíche com reforço de madeira.


B) LIGAÇÕES PILAR E VIGA / VIGA SECUNDÁRIA E PRINCIPAL

Figuras: Conector metálico tipo T ( conector utilizado nas ligações de vigas principais e
secundárias e ligação de pilar e viga)


Figura: Conector metálico tipo L ( conector utilizado nas ligações de vigas principais e
secundárias e ligação de pilar e viga)

Figuras: Conexão com peças metálicas


Figura: Conexão com apoio de madeira.

Figura: Conexão a partir do encaixe.


C) PILARES COMPOSTOS


3

COBERTURAS


3.1 - TRELIÇAS

São estruturas planas verticais, pois recebem cargas paralelamente ao seu plano,
transmitindo-as aos seus apoios. As treliças apresentam formas triangulares, com nós
articulados e carregamento aplicados nos nós.

A) TRELIÇA PRATT

Em geral mais utilizada na estrutura metálica, pois suas diagonais são tracionadas.


B) TRELIÇA HOWE

Em geral é mais utilizada nas estruturas de madeira, pois suas diagonais são
comprimidas podendo ser confeccionada no sistema de sambladuras (encaixes). A
madeira quando aplicada na treliça é tão eficiente quanto o aço, pois as barras da treliça
são pequenas barras, e apresentam compressão, ou tração pura na direção paralela a
fibra da madeira.


3.2 – TESOURAS

As tesouras são treliças de banzos inclinados.

D) TESOURA PRATT:

E) TESOURA HOWE:


3.3 - COMPONENTES DA COBERTURA DE MADEIRA PARA TELHAS CERÂMICAS

A estrutura principal é constituída pelas tesouras, etc...E a trama é o quadriculado
constituído de terças, caibros e ripas, que se apoiam sobre a tesoura, e servem de apoio às
telhas.

A) MATERIAIS UTILIZADOS NAS ESTRUTURAS

Podemos utilizar todas as madeiras naturais brasileiras para a estrutura de telhado, no
entanto a peroba rosa foi à madeira mais utilizada em coberturas. Hoje a peroba rosa está
em extinção e os pesquisadores do instituto de pesquisas tecnológicas IPT(2003)
recomendam outras madeiras em substituição à peroba rosa. Veja Tabela (NBR
7190/1997) apresentada outros tipos de madeira em substitução a peroba rosa. Observar
com atenção que uma madeira que apresenta a mesmas características físicas e mecânicas
da peroba rosa é a cupiúba, vendida muitas vezes como peroba rosa ou peroba do Pará.
Esta madeira apresenta como característica física um odor característico muito forte.

As madeiras serradas das toras já são padronizadas em bitolas comerciais. No entanto,
existem casos onde os dimensionamentos das peças exigem peças maiores ou diferentes,
assim sendo deve-se partir para seções compostas.

Terças e vigas: 6x12cm ou 6x16cm
Caibros: 5x6cm ou 6x8 cm; 5x7
Ripas: 1,5x5cm ou 1,2X5

OBS: Para bitolas diferentes ou comprimentos maiores, o preço da peça aumenta.


3.4 - ELEMENTOS UTILIZADOS NAS TESOURAS

A tesoura é compostas pelos elementos

• Banzo Superior: peça de sustentação da terça, indo do ponto de apoio da tesoura do
telhado ao cume, geralmente trabalham à compressão. Popularmente conhecido
como Perna
• Banzo Inferior: peça que corre ao longo da parte inferior da tesoura e vai de apoio a
apoio, geralmente trabalham à tração. Popularmente conhecido como Linha.
• Estribo: são ferragens que garantem a união entre as peças das tesouras.
• Montante: peças que ligam a banzo superior ao banzo inferior. Popularmente são
conhecidos como pendural o montante central, e os demais de tirantes.
• Diagonal e escoras são peças inclinadas que ligam o banzo superior ao banzo
inferior, encontram-se, geralmente, em posição oblíqua. Popularmente são chamadas
de asna a que sai do pé do montante central, as demais de escoras. Na treliça howe
trabalham à compressão.


A) FORMAS DE LIGAÇÕES USADAS NA TESOURA COM PEÇAS MACIÇAS:


Em tesouras simples no mínimo devemos saber:

• As tesouras devem ser contraventadas, com mãos francesas e diagonais na linha da
cumeeira.(contraventamento no plano longitudinal)
• O espaçamento máximo entre duas tesouras é de aproximadamente 4 m; 4,5m
• O espaçamento ideal entre duas terças, com telhas cerâmica é de 1,6 m.
• O espaçamento entre dois caibros é de 50 cm
• O espaçamento entre duas ripas depende da galga da telha (gabarito da telha).

Quando todas peças são maciças temos que ligar os nós da estrutura, principalmente o
encontro dos montantes com os banzos com chapa de aço. A chapa de aço pode ser por
fora da estrutura (chapa dentada tipo gang-nail ou chapa lisa associada com parafuso).
Quando o projetista não quer a chapa apareça ela pode ser inserida dentro da
madeira e passamos o parafuso.


OBS: L= acima de 6 metros, até 25 metros de comprimento.

CONTRAVENTAMENTO NO PLANO LONGITUDINAL DA COBERTURA

A) TERÇAS

As terças apóiam-se sobre duas tesouras consecutivas ou pontaletes, e suas bitolas
dependem do espaço entre elas (vão livre entre tesouras), do tipo de madeira e da telha
empregada. Podemos adotar na prática as madeiras.

6x12 se vão entre tesouras não exceder a 2,50m a 3m
6x16 para vãos entre 2,50 a 4,0m.


Para vãos maiores que 4,0 devemos utilizar bitolas especiais o que não é aconselhável pelo
seu custo. As terças são peças horizontais colocadas em direção perpendicular às tesouras
e recebem o nome de cumeeiras quando são colocadas na parte mais alta do telhado
(cume), e contra frechal na parte baixa.

A tabela abaixo mostra modulações entre terças e entre duas tesouras em função do tipo de
telha.

Distância entre Francesa, romana, Colonial ou paulista
terças (m) portuguesa ou plan
1.00 a 1.20 2.85 3.50 2.65 3.40
1.21 a 1.40 2.70 3.30 2.50 3.20
1.41 a 1.60 2.60 3.15 2.40 3.10
1.61 a 1.80 2.45 3.05 2.30 2.45
1.81 a 2.00 2.40 2.90 2.20 2.85
2.01 a 2.20 2.30 2.80 --- ---
Seção transversal
6 X 12 6 X 16 6 X 12 6 X 16
da terça (cm)
TABELA – DISTÂNCIAS ENTRE TESOURAS (Vão das terças)( telha cerâmica )

B) CAIBROS

Os caibros são colocados em direção perpendicular as terças, portanto paralela às tesouras.
São inclinados, sendo que seu declive determina o caimento do telhado.

A bitola do caibro varia com o espaçamento das terças, com o tipo de madeira e da telha.
Podemos adotar na prática e utilizando as madeiras.

terças espaçadas até 2,00m usamos caibros de 5x6.
quando as terças excederem a 2,00, e não ultrapassarem a 2,50, usamos caibros
de 6x8 chamado de caibrões.

Os caibros são colocados com uma distância máxima de 0,50m (eixo a eixo) para que se
possa usar ripas comuns de 1,2x5 cm

C) RIPAS

As ripas são a última parte da trama e são pregadas perpendiculares aos caibros. São
encontradas com seções de 1,2x5,0cm ou 1,5x5,0cm.

O espaçamento entre ripas depende da telha utilizada. Para a colocação das ripas é
necessário que se tenha na obra algumas telhas para medir a sua galga. Elas são colocadas
do beiral para a cumeeira, iniciando-se com duas ripas ou sobre testeira.

Portanto, para garantir esse espaçamento constante, o carpinteiro prepara uma guia (galga).
As ripas suportam o peso das telhas, devemos, portanto, verificar o espaçamento
entre os caibros. Se este espaçamento for de 0,50 em 0,50m, podemos utilizar as ripas 1,2x
5,0m.


D) GALGAS

Gabaritos das telhas cerâmicas que definem o espaçamento entre duas ripas, observando
que as dimensões apresentadas acima para cada telha devem ser verificadas com o
fabricante, pois existe muita variação no tamanho da telha de fabricante para fabricante.

Fonte: IPT

3.4 - LIGAÇÕES E EMENDAS POR SAMBLADURAS

As sambladuras são encaixes realizados entre as peças inclinadas da tesoura, como entre a
diagonal e os banzos.
Segundo Moliterno (1999)

d = altura da peça
a = recorte, a > 2cm
1/8d < a < 1/4 d

A figura abaixo mostra a tensão de cisalhamento paralelo à fibra, gerado pelo banzo
inclinado:


ETAPAS PARA GERAR UM ENCAIXE POR SAMBLADURA (1 DENTE):
- Traçar primeiro linhas de eixo.

-


DETALHE COM 2 DENTES:


FONTE: MOLITERNO, A

FONTE: MOLITERNO, A. FONTE: MOLITERNO, A.


Fonte: PFEIL, adaptado por MEIRELLES; SILVA.

.


TESOURA COM MONTANTES EM SANDUÍCHES

DETALHE 1 DETALHE 2

DETALHE 3


CONCEITO DE NÓ:


3.5 - REVESTIMENTO EXTERNO - TELHAS

Neste capítulo iremos abordar as telhas cerâmicas visto serem as mais utilizadas em obras
residenciais. As demais telhas (fibrocimento, alumínio, galvanizada) são mais utilizadas em
obras comerciais e industriais. Para a sua utilização, é conveniente solicitar a orientação de
um técnico do fabricante ou mesmo o uso de catálogos técnicos atualizados.

Para inclinações de telhados acima de 45º, recomenda-se que as telhas sejam furadas para
serem amarradas ao madeiramento, com arame galvanizado ou fio de cobre.

Ao cobrir, usar régua em vez de linha, desde a ponta do beiral até a cumeeira, e deslocar de
acordo com a medida da telha, cobrindo sempre do beiral para a cumeeira, colocando duas
ripas sobreposta ou testeira para regularmos a altura da 1ª telha. As telhas cerâmicas mais
utilizadas são:

• Francesa ou Marselha
• Paulista ou Canal ou Colonial
• Plan
• Romana
• Portuguesa

A) TELHA FRANCESA

Tem forma retangular, são planas e chatas, possuem numa das bordas laterais dois
canais longitudinais. Nas bordas superior e inferior possue dois cutelos em sentido
oposto para encaixe. Os encaixes em seus extremos servem para fixação e para evitar a
passagem da água.
15 unidades por m2
Peso: 45 kgf/m2 - seca e 54 kgf/m2 - saturada
dimensões: aproximadamente 40 cm de comprimento, 24 cm de largura


B) TELHA PAULISTA

Constituem-se de duas peças diferentes capa e canal. O canal tem função de conduzir a
água e a capa de cobrir o espaço entre dois canais.
26 - 27 unidades por m2
peso: 69 kgf/m2-seca; 83 kgf/m2-saturada
dimensões aproximadas:
canal - comprimento 46cm, largura 18cm
capa - comprimento 46cm, largura 16cm

C) TIPO PLAN

Constituem-se de duas peças diferentes capa e canal, com cantos arredondados e a
seção retangular.
26 unidades por m2
Declividade de 20 a 30%
peso: 72 kgf/m2-seca: 86 kgf/m2-saturada
dimensões do canal aproximadas : comprimento 46cm e largura 18cm
dimensões da capa aproximadas: comprimento 46cm e largura 16cm


D) TELHA ROMANA E TELHA PORTUGUESA

A telha romana tem o mesmo formato que as telhas plan, somente que nesses tipos o
canal é junto com a capa.
16 peças por m2
peso: 48 kgf/m2-seca; 58 kgf/m2-saturada
dimensões: 41,5cm de comprimento e 21,6cm de largura

F) BEIRAIS

Beiral é a parte do telhado que avança além das paredes externas, geralmente tem uma
largura variando entre 0,40 a 1,00m e o mais comum é 0,60; 0,80.

3.6 - FORMAS DOS TELHADOS

Os telhados são constituídos por linhas (vincos) que lhes confere as diversas formas. As
principais linhas são:

Cumeeiras (C)
Espigões (E)
Águas-furtadas ou rincões. (A)

A cumeeira é um divisor de águas horizontais e está representada na figura pela letra (C)
os espigões são, também, um divisor de águas, porém, inclinados, letra (E)
as águas-furtadas ou rincões são receptadores de água inclinados, letra (A)


O telhado pode terminar em oitão ou em água. Temos um telhado com duas águas e,
portanto dois oitões. Os telhados de quatro águas, não possuem oitões.

TIPOS DE TELHADO

COM UMA ÁGUA:

COM DUAS ÁGUAS:


COM TRÊS ÁGUAS:

COM QUATRO ÁGUAS:

3.7 - REGRA GERAL PARA DESENHO DAS LINHAS DO TELHADO

As águas do telhado ou os panos tem seu caimento ou inclinação de acordo com o tipo de
telha utilizada.

Considerações para o traçado do telhado:
Iniciamos o traçado pelo maior retângulo em planta, pos ele irá apresentar a cumeeira mais
alta

1- Os espigões são as bissetrizes do ângulo interno da planta, formado entre as paredes e
saem dos cantos internos.

2- As águas-furtadas são as bissetrizes do ângulo externo da planta, formado entre as
paredes e saem dos cantos externos.

3- Quando temos uma cumeeira em nível mais elevado da outra, fazemos a união entre as
duas com um espigão, e no encontro do espigão com cumeeira mais baixa nasce uma água
furtada.


3.8 – SOLUÇÃO PARA ESTRUTURA DE UMA COBERTURA


4

TRELIÇAS


Tipos de ligações usadas em treliças:


Fonte: Construire en Bois adaptado por MEIRELLES; SILVA.


5

MADEIRA LAMINADA


A) CARACTERÍSTICAS

Laminas de madeira maciças coladas com espessuras inferiores a 4,5cm. As laminas são
retiradas na direção longitudinal da fibra da madeira e coladas compondo uma viga de altura
maior mantendo a direção longitudinal ao longo do comprimento da viga.

As colas mais utilizadas são as resorcinas, melanina, uréia e acetato. Sendo que resorcina e
a melanina podem ficar expostas ao tempo (podem ser usadas como estruturas externas),
exemplo: a estrutura do barco.

A madeira laminada é muito utilizada em estruturas curvas como os arcos e cascos dos
barcos. As madeiras utilizadas são madeiras de reflorestamento.

Bitolas Padronizadas:

Largura (mm) Altura (mm) Comprimento (mm)
104, 130, 156, 182, 208, 234,
65 6400
260, 286, 312, 338
104, 130, 156, 182, 208, 234,
90 6400
260, 286, 312, 338
104, 130, 156, 182, 208, 234,
110 6400
260, 286, 312, 338
104, 130, 156, 182, 208, 234,
145 6400
260, 286, 312, 338
104, 130, 156, 182, 208, 234,
180 6400
260, 286, 312, 338
Bitolas especiais sob consulta
Fonte: STELLA (www.stella.com.br)


SISTEMAS UTILIZADOS EM MADEIRA LAMINADA E SEU PRÉ-DIMENSIONAMENTO

FONTE: www.habitlegno.it/assets/images/tabgrigia.gif


6

PÓRTICOS


TIPOS DE PÓRTICOS:


Vãos usuais em pórticos de madeira no formato capelinha: 30 a 40 metros no máximo.


A) Ligação por conector:

B) Madeira laminada colada.


PÓRTICO EM MADEIRA LAMINADA COLADA:

F = ¼ L (ideal) F = flecha
H = 2% L L= vão


Detalhe da base do arco de madeira laminada com articulação metálica:


VIGAS VAGÕES:

As vigas armadas são vigas simples ou compostas, reforçadas com tirantes inferiores.
Estes tirantes são em geral vergalhões redondos, de aço comum, ancorados nas
extremidades com rosca e porca. Os pontos de apoio dos tirantes na madeira são em geral
guarnecidos de chapas metálicas, com o fim de reduzir as tensões de apoio.


Bibliografia

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. - NBR 7190 - Projeto de estruturas
de Madeira. Rio de Janeiro, 1997.

CALIL Jr. C.: BARALDI, L. T. STAMATO, G. C.; FERREIRA, N. dos S.; Notas de Aula-Set
406-Estruturas de Madeira. USP/EESC/ LAMEM, São Carlos, 1999

IPT. Madeira – uso sustentável da madeira na construção civil. São Paulo: IPT, 2003

NATTERER, J. et al Construire en bois. Press Polytechniques et universitaires romandes.
Paris, 1986.

MOLITERNO, Antonio. Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira. 2a.
Ed. Ampliada. São Paulo: Edgar Blücher, 1999.

PFEIL, W. PFEIL, M. ESTRUTURAS DE MADEIRA. RIO DE JANEIRO:LTC, 6.ED.

RITTER, M. A. Timber Bridges. Forest Products Laboratory- Forest sevice, Madisson, 1990

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