Influência dos modelos idealizados de ligações no dimensionamento de treliças Howe de madeira

Iuri Fazolin Fraga

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

André Luis Christoforo

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Francisco Antonio Rocco Lahr

ORCID iD Universidade de São Paulo (USP) Brasil

Sérgio Augusto Mello da Silva

ORCID iD Universidade Estadual Paulista (UNESP) Brasil

Felipe Nascimento Arroyo

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Vinicius Borges de Moura Aquino

ORCID iD Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (UNIFESSPA) Brasil

Resumo

Devido às suas vantagens, a madeira tem sido amplamente utilizada como elemento estrutural ao redor do mundo, principalmente em países do Hemisfério Norte. Entretanto, no Brasil, apesar de sua expressiva diversidade florestal, muito pouco desse potencial é utilizado, devido a preconceitos contra o material. Todavia ainda se verifica a recorrência de seu uso em estruturas treliçadas planas de telhados. Uma das problemáticas que envolvem o projeto de estruturas de cobertura é aquela referente aos modelos idealizados de análise. Engenheiros projetistas costumam adotar o modelo clássico de treliça na concepção estrutural. Entretanto, ao se considerar outras modelagens, diferenças significativas podem ser observadas nas dimensões finais das peças. Sendo assim, priorizando a avaliação dessas influências, uma ferramenta computacional foi desenvolvida baseada no método dos elementos finitos (MEF) e nas rotinas de dimensionamento prescritas pela revisão da NBR 7190 (ABNT, 2020). Os valores de esforços e deslocamentos foram aferidos com o software SAP2000®, resultando em notória confiabilidade. Mediante fixação da espessura, o critério de dimensionamento utilizado foi o de altura mínima dos perfis. Após simulação de três modelos idealizados, os resultados evidenciaram que os perfis realmente sofrem consideráveis mudanças em função do modelo empregado, atingindo dimensões cerca de 50% inferiores em modelos que conferem rigidez perfeita.

Palavras-chave


dimensionamento; estruturas de madeira; método dos elementos finitos; treliças planas


Texto completo:

Referências


ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120. Cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Rio de Janeiro, 2019.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123. Forças devidas ao vento em edificações. Rio de Janeiro, 1988.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190. Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, 1997.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190. Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, 2020.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681. Ações e segurança nas estruturas – Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.

ARAUJO, V. A.; CORTEZ-BARBOSA, J.; GAVA, M.; GARCIA, J. N.; SOUZA, A. J. D.; SAVI, A. F.; MORALES, E. A. M.; MOLINA, J. C.; VASCONCELOS, J. S.; CHRISTOFORO, A. L.; LAHR, F. A. R. Classification of wooden housing building systems. BioResources, v. 11, n. 3, p. 7889-7901, 2016. DOI: https://doi.org/10.15376/biores.11.3.DeAraujo.

CALIL JUNIOR, C.; DIAS, A. A. Utilização da madeira em construções rurais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 1, n. 1, p. 71-77, 1997. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v1n1p71-77.

CALIL JUNIOR, C.; LAHR, F. A. R.; MARTINS, G. C. A.; DIAS, A. A. Estruturas de madeira: Projetos, dimensionamento e exemplos de cálculo. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2019.

CHRISTOFORO, A. L.; DE ALMEIDA, D. H.; VARANDA, L. D.; PANZERA, T. H.; LAHR, F. A. R. Estimation of wood toughness in Brazilian tropical tree species. Engenharia Agrícola, v. 40, n. 2, p. 217-224, 2020. DOI: https://doi.org/10.1590/1809-4430-eng.agric.v40n2p232-237/2020.

CHRISTOFORO, A. L.; LAHR, F. A. R. Determinação do módulo de elasticidade longitudinal em estruturas planas de madeira do tipo treliça. Revista Minerva, São Carlos, v. 4, n. 2, p. 217-224, 2007. Disponível em: http://www.fipai.org.br/Minerva%2004(02)%2011.pdf. Acesso em: 15 jul. 2020.

CHRISTOFORO, A. L.; ROMANHOLO, G. A.; PANZERA, T. H.; BORGES, P. H. R.; LAHR, F. A. R. Influence of stiffness in bolted connections in wooden plane structure of truss type. Engenharia Agrícola, v. 31, n. 5, p. 998-1006, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-69162011000500017.

DORN, M.; DE BORST, K.; EBERHARDSTEINER, J. Experiments on dowel-type timber connections. Engineering Structures, v. 47, n. 1, p. 67-80, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.09.010.

EGAN CONSULTING. Annual Survey of UK Structural Timber Markets: Market Report. Alloa: Structural Timber Association, 2017.

FRONTINI, F.; SIEM, J.; RENMÆLMO, R. Load-Carrying capacity and stiffness of softwood wooden dowel connections. International Journal of Architectural Heritage, v. 14, n. 3, p. 376-397, 2018. DOI: https://doi.org/10.1080/15583058.2018.1547798.

KIRKHAM, W. J.; GUPTA, R.; MILLER, T. H. State of the art: Seismic behavior of wood-frame residential structures. Journal of Structural Engineering, v. 140, n. 4, p. 1-19, 2014. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000861.

MOYA, R.; TENORIO, C. Strength and displacement under tension and compression of wood joints fastened with nails and screws for use in trusses in Costa Rica. Wood Research, v. 62, n. 1, p. 139-156, 2017. Disponível em: http://www.woodresearch.sk/cms/strength-and-displacement-under-tension-and-compression-of-wood-joints-fastened-with-nails-and-screws-for-use-in-trusses-in-costa-rica/. Acesso em: 12 jul. 2020.

PALMA, H. A. L. Determinação de parâmetros elásticos e de resistência e a influência da madeira nas propriedades de compensados de Pinus elliottii Engelm. e Pinus taeda L. 1994. 167 f. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 1994. Disponível em: https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/handle/1884/25385/T%20-%20PALMA%2C%20HERNANDO%20ALFONSO%20LARA.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 20 jul. 2020.

PFEIL, W.; PFEIL, M. Estruturas de madeira. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003.

RAMAGE, M. H.; BURRIDGE, H.; BUSSE-WICHER, M.; FEREDAY, G.; REYNOLDS, T.; SHAH, D. U.; WU, G.; YU, L.; FLEMING, P.; DENSLEY-TINGLEY, D.; ALLWOOD, J.; DUPREE, P.; LINDEN, P. F.; SCHERMAN, O. The wood from the trees: The use of timber in construction. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 68, p. 333-359, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.09.107.

RIVERA-TENORIO, M.; MOYA, R. Stress, displacement joints of Gmelina arborea and Tectona grandis wood with metal plates, screws and nails for use in timber truss connections. CERNE, v. 25, n. 2, p. 172-183, 2019. DOI: https://doi.org/10.1590/01047760201925022641.

SAGARA, A.; TJONDRO, J. A.; SHIDDIQ, H. A. Experimental study on strength and stiffness connection of wooden truss structure. MATEC Web of Conferences, v. 101, n. 1, 01015, 2017. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201710101015.

SCHOBER, K. U.; TANNERT, T. Hybrid connections for timber structures. European Journal of Wood and Wood Products, v. 74, n. 3, p. 369-377, 2016. DOI: https://doi.org/10.1007/s00107-016-1024-3.

TENORIO, C.; MOYA, R.; CARRANZA, M.; NAVARRO, A.; SAENZ, M.; PANIAGUA, V. Mechanical performance in flexure for two spans of trusses from Hieronyma alchorneoides and Gmelina arborea woods fastened with nails and screws. Journal of Tropical Forest Science, v. 30, n. 3, p. 330-341, 2018. DOI: https://doi.org/10.26525/jtfs2018.30.3.330341.

TER STEEGE, H.; PRADO, P. I.; DE LIMA, R. A. F.; POS, E.; COELHO, L. S.; LIMA FILHO, D. A.; FLORES, B. M. et al. Biased-corrected richness estimates for the Amazonian tree flora. Scientific Reports, v. 10, n. 1, 10130, 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-66686-3.

VALLÉE, T.; TANNERT, T.; HEHL, S. Experimental and numerical investigations on full-scale adhesively bonded timber trusses. Materials and Structures, v. 44, n. 10, p. 1745-1758, 2011. DOI: https://doi.org/10.1617/s11527-011-9735-8.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id5050

O arquivo PDF selecionado deve ser carregado no navegador caso tenha instalado um plugin de leitura de arquivos PDF (por exemplo, uma versão atual do Adobe Acrobat Reader).

Como alternativa, pode-se baixar o arquivo PDF para o computador, de onde poderá abrí-lo com o leitor PDF de sua preferência. Para baixar o PDF, clique no link abaixo.

Caso deseje mais informações sobre como imprimir, salvar e trabalhar com PDFs, a Highwire Press oferece uma página de Perguntas Frequentes sobre PDFs bastante útil.

Download do PDF
Imprimir artigo
Exibir metadados
Como citar este documento

Visitas a este artigo: 1435

Total de downloads do artigo: 1172