UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC

CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO

FRANCINY CECHINEL

ISADORA ROSA

JÚLIA VALIM

SUÉLEN ERMANI

TAINAN MAZON

ESTRUTURA DE MADEIRA

CRICIÚMA

2015

Introdução

A madeira é um dos materiais estruturais mais antigos utilizados pelo homem em edificações. Acrescenta-se ainda o fato da madeira possuir um vasto campo de aplicação em construções como, pontes, residências, igrejas, passarelas, cimbramentos, edificações sujeitas a agentes altamente corrosivos etc.

Apesar da madeira ter qualidades estruturais bastante apreciáveis, ainda há muito preconceito em relação a sua utilização como material estrutural. Em grande parte devido à falta de conhecimento adequado a respeito deste material, da falta de projetos específicos, bem como da cultura da construção civil brasileira. 

Na construção civil, a madeira é utilizada de diversas formas em usos temporários, como: fôrmas para concreto, andaimes e escoramentos. De forma definitiva, é utilizada nas estruturas de cobertura, nas esquadrias (portas e janelas), nos forros e nos pisos.

Tipos de madeira utilizada como estrutura

As espécies de madeiras mais utilizadas em estruturas no Brasil são: Peroba Rosa, Ipê, Eucalipto, Pinho, Jatobá, Maçaranduba, Garapa, Cumaru, Aroeira e Itaúba.

Tipos de madeiras de construção

Madeiras maciças:

• Madeira bruta ou roliça

• Madeira falquejada

• Madeira serrada

Madeiras industrializadas:

• Madeira compensada

• Madeira laminada (ou microlaminada) e colada

• Madeira recomposta

Construção civil pesada externa

Englobam as peças de madeira serrada usadas para estacas marítimas, trapiches, pontes, postes, cruzetas, estacas, escoras e dormentes ferroviários, estruturas pesadas, torres de observação, vigamentos. Tendo como referência a madeira de angico-preto.

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Construção civil pesada interna

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-ros.

Construção civil leve externa e leve interna

Estrutural Reúne as peças de madeira serrada na forma de tábuas e pontaletes empregados em usos temporários (andaimes, escoramento e fôrmas para concreto) e as ripas e caibros utilizadas em partes secundárias de estruturas de cobertura. A madeira de pinho-do-paraná foi a mais utilizada, durante décadas, neste grupo.

Construção civil leve interna decorativa

Abrangem as peças de madeira serrada e beneficiada, como forros, painéis, lambris e guarnições, onde a madeira apresenta cor e desenhos considerados decorativos.

Construção civil leve em esquadrias

Abrangem as peças de madeira serrada e beneficiada, como portas, venezianas, caixilhos. A referência é a madeira de pinho-do-paraná.

Construção civil assoalhos domésticos

Compreende os diversos tipos de peças de madeira serrada e beneficiada (tábuas corridas, tacos, tacões e parquetes).

Vantagens e Desvantagens

Há algumas vantagens na madeira estrutural; tais quais como sendo ela um material renovável, abundante e sustentável na natureza. Possuindo elevada resistencia em relação a sua baixa massa especifica. Considerado um bom isolante termico, pratico para união e peças e de se manezar. Se mantem inerte, mesmo quando esta exposta a ambientes quimicos. Tem-se uma baixa demanda de energia para produção, reutilizável e com custo relativamente baixo.

Possuindo também algumas desvantagens, tais como variações transversais e longitudinais devido a variação da umidade. É um material combustivel, particularmente na forma fragmentada. O material é vulneravel ao ataque de insetos e fungos, quando não for tratado adequadamente. Possui composição heterogênea e anisotrópica.

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Exemplos de aplicação da madeira

01 - Em Bergen, na Noruega começou a ser erguido em abril de 2014 o maior edifício de madeira do mundo, o Treet ou The Tree, que significa árvore.

Com 14 andares, o edifício terá 49 metros, ou seja, 17 metros a mais que o atual recordista, em Melbourne. Para o projeto, serão usados diversos tipos de madeira. A fachada, entretanto, receberá um revestimento em vidro e aço para proteger o material do clima úmido da cidade.

02 - O arquiteto alemão Jürgen Mayer é o criador do Metropol Parasol, a maior estrutura de madeira do mundo.

A estrutura consiste em seis guarda-sóis com a forma de cogumelos, de grandes dimensões, cujo desenho se inspira nas abóbadas da catedral de Sevilha.

03 - Casas de madeira são amigas do ambiente e saudáveis para se viver. Isso porque para sua “criação”, menos gás carbônico é produzido pelas empresas e durante a construção, menos desperdício e energia são necessários.

Vale dizer também que casas de madeira retém um bom calor e protegem muito bem contra o frio, até melhor que as casas de alvenaria, tornando desnecessário o uso de aquecedores ou um ar condicionado central. Madeira é naturalmente quente no inverno e fria no verão.

04 - Pavilhão de madeira - O Melhor da Arquitetura 2013 - categoria "Espaços de Lazer": Pavilhão de Eventos Iporanga - Mauro Munhoz Arquitetura. O espaço de convivência possui uma grande cobertura de madeira, que funciona como uma praça coberta. O material escolhido madeira laminada colada - oferece plasticidade ao desenho, pois permite executar vigas curvas e vencer vãos maiores.

Propriedades estruturais da madeira

As propriedades físicas mais empregadas na caracterização da madeira são a densidade, o teor de umidade e as alterações dimensionais promovidas pela perda ou ganho de água, notadamente a retratibilidade.

As propriedades mecânicas avaliam a aptidão da madeira em suportar as solicitações mecânicas. São normalmente mensuradas considerando-se a resistência e a rigidez – avaliada pelo elasticidade.

A madeira é um material não homogêneo com muitas variações. Além disto, existem diversas espécies com diferentes propriedades. Sendo assim, é necessário o conhecimento de todas estas características para um melhor aproveitamento do material.

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Propriedades físicas da madeira

Higrospicidade– Capacidade da madeira para absorver humidade da atmosfera envolvente e de a perder por evaporação. É medida pela porcentagem de água infiltrada em relação à sua massa quando seca.

Flexibilidade– Capacidade da madeira para flectir por acção de forças exercidas sobre si, sem quebrar.

Durabilidade– Propriedade que mede a resistência temporal da madeira aos agentes prejudiciais, sem putrificar.

Propriedades mecânicas da madeira

Resistência à compressão– Resistência da madeira a forças que tendem a encurtar o seu comprimento.

Resistência à tração– Resistência da madeira a forças com tendência a estender o seu comprimento.

Resistência à flexão– Resistência da madeira a forças ao longo do seu comprimento.

Dureza– Resistência oferecida pela madeira a forças de penetração.

Resistencia ao fogo

Inacreditavelmente a madeira tem um papel de destaque na resistência ao fogo no que diz respeito às estruturas; enquanto os demais materiais tendem a cair, a madeira cria seu próprio isolante (carvão ao seu redor) e mantém a estrutura.

A madeira só entra em combustão devido à liberação de gases contidos em seu interior; ao formar-se a camada isolante de carvão, os gases não são mais liberados e a madeira dentro do isolamento fica somente aquecida.

Condutividade térmica

A condutividade térmica para qualquer espécie depende do peso específico e do teor de umidade contido na peça de madeira. Quanto mais alto o peso específico e a umidade maior será a capacidade da madeira em conduzir calor. Madeiras secas a um teor de umidade constante apresentam melhor desempenho como isolante. 

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Isolamento acústico

A madeira maciça não é um bom isolante acústico, por isso quando se deseja que o som produzido em uma sala ou no ambiente externo não seja transferido para um dormitório, por exemplo, há necessidade de se negociar alternativas em termos de materiais e de técnicas de redução da transmissão de sons.

Durabilidade

Depende da sua utilização, necessidade e em alguns casos, tratamentos para aumento da durabilidade; Gira basicamente em torno da densidade, rigidez e resistência da madeira utilizada; Há uma durabilidade natural que varia de acordo com os tipos de madeira.

Comparações de materiais estruturais:

Estruturas de Madeira

Possui maior resistência a altas temperaturas, preço acessível em relação aos outros materiais.

A madeira apresenta um bom comportamento estrutural, pois possui resistência mecânica tanto a esforços de tração como a compressão, além de resistência a flexão, e tem resistência a choques e cargas dinâmicas, absorvendo impactos.

As estruturas de madeira resistem longo tempo às altas temperaturas, sem perder as características mecânicas. Sob as mesmas condições, já ocorre o colapso do concreto, do aço e do alumínio.

Edifícios com sistemas estruturais à base de madeira são leves e resistentes, o que os tornam muito estáveis em áreas suscetíveis a terremotos.

A resistência da estrutura em madeira dependerá do quão forte é a madeira, influenciados por nós ou rachaduras, teor de umidade e a direção da fibra. É relativamente vulnerável ao ataque de insetos e fungos, se não for tratada adequadamente.

Estruturas de Concreto Armado: é o mais utilizado tem muitas vantagens e desvantagens.

As estruturas de concreto armado apresentam bom desempenho, e são resistentes à compressão e a tração. Além disso, possui resistência ao fogo, impermeabilidade, resistência ao desgaste mecânico (choques, vibrações), e é de fácil execução.

O concreto se revela mais barato que a estrutura metálica, exceto em casos de vãos muitos grandes. Entretanto, o concreto armado apresenta sérias desvantagens,

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como o grande peso-próprio, baixo grau de proteção térmica e acústica, e demora de utilização.

As paredes servem apenas como fechamento e separação de ambientes. Todo o peso é absorvido pelo sistema pilares, lajes e vigas, e por isto pode-se dizer que as paredes não possuem função estrutural. Possui um tempo de execução um pouco maior e um custo mais elevado em comparação com o sistema de alvenaria estrutural.

Alvenaria Estrutural: facilidade de utilização porem poucas possibilidades construtivas.

A principal característica deste sistema é que todas as paredes têm a função de suportar o peso da laje ou da cobertura. Não há pilares e vigas, a estrutura é formada pelas paredes e lajes. Desta forma a boa execução das paredes é fundamental. A alvenaria pode ser feita de blocos de concreto estruturais ou de blocos cerâmicos estruturais.

Possui menor tempo e custo de execução em relação ao concreto armado, não permite reformas futuras, requer mão de obra especializada, não permite portas e janelas fora do padrão, e não pode ser utilizado em qualquer tipo de projeto, pois as possibilidades são limitadas ao padrão dos blocos.

Estruturas Metálicas: mais forte dos materiais, porém é caro e tem que ter muito cuidado em relação a incêndios.

O aço talvez seja o mais versátil de todos os materiais estruturais. Ele é resistente à tração e a compressão. E isso faz dele um material de alta resistência às cargas de flexão como também as cargas axiais.

O aço também é o mais forte dos materiais estruturais, cerca de 20 vezes mais forte que a madeira e 10 vezes mais forte que o concreto, e isto faz com que ele tenha um ótimo desempenho em edifícios altos e pontes de grandes vãos.

Certos tipos de aço já dispensam, sob determinadas condições, a proteção anticorrosiva, pois desenvolvem naturalmente uma camada superficial protetora (pátina). Cuidados especiais, no entanto, sempre deverão ser tomados para a proteção da estrutura metálica contra incêndio. O é superior ao preço das estruturas de concreto armado.

Onde a madeira é mais utilizada?

É difícil definir o local onde a madeira é mais utilizada já que é um material utilizado em todo tipo de projeto desde residenciais, pergolados, abrigos externos, espaços urbanos, pondes e passarelas, templos religiosos, adegas e destilarias, arenas, pavilhões industriais e muitos outros tipos de construções em todo o mundo.

Referências

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GESUALDO, Francisco A. Romero. A madeira é excelente para as grandes estruturas. In: Madeira Ambiente. Disponível em: <http://madeirambiente.com.br/madeira-grandes-estruturas/> Acesso em 29 de março de 2015.

SILVA, Mauro César de Brito e. Estrutura de Aço. Disponível em: <http://professor.ucg.br/siteDocente/admin/arquivosUpload/3095/material/Estruturas%20de%20Aco%20(2010-2).pdf> Acesso em 29 de março de 2015.

JÚNIOR, Tarley Ferreira de Souza. Estruturas de Concreto Armado. Disponível em: < http://docente.ifrn.edu.br/valtencirgomes/disciplinas/construcao-de-edificios/apostila-concreto> Acesso em 29 de março de 2015.

LOCATELLI, Patrícia Braz. Diferença entre alvenaria estrutural e convencional. In: Aresto Arquitetura Design Souto. Disponível em <http://www.arestoarquitetura.com.br/diferenca-entre-alvenaria-estrutural-e-convencional/>Acesso em 29 de março de 2015.

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