TC025 Estruturas de Madeira

7/21/2019 TC025 Estruturas de Madeira

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Disciplina: Construo Civil 2Universidade Federal do Paran

Departamento de Construo Civil

Grupo de Materiais de Construo 1Prof. Dr. Marcelo Medeiros

Estruturas de madeira

Ponte no parque Tingui

Curitiba

Universidade Livre do

Meio Ambiente - Curit iba


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Introduo

A utilizao de madeira na construo no nenhuma novidade.

Desde a antiguidade:

utilizada seja de uma maneira funcional (estrutura,cobertura, etc), seja de maneira decorativa.


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Introduo A madeira um dos materiais de utilizao mais antiga

nas construes. Foi utilizada por todo o mundo: Civilizaes primitivas / Civilizaes desenvolvidas Oriente / ocidente.

Modelo comum na Noruega

Ano: 1250Nova Guin

Indonsia


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Introduo O que mudou com o tempo foram as tcnicas de

construo com madeira, seu melhoramento emrelao resistncia ao tempo e a forma que

este material utilizado na arquitetura.

Rplica de construo

medieval polonesa emmadeira.

Bosque do Papa - Curit iba


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Introduo

Muita coisa hoje em dia que feita com madeiratem a mesma resistncia de uma estruturaconstruda com outro material.

Algumas caractersticas marcantes: isolantes naturais (trmico e acstico).

O conforto numa casa de madeira percebidoatravs da manuteno de uma temperaturasempre estvel, em qualquer poca do ano.


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Introduo

No incio da colonizao do Brasil a madeiramacia foi largamente explorada!!!

Para que essa explorao no fosse feita de forma

indiscriminada, foi criada pelo imprio uma lei para evitaro esgotamento das reservas das melhores madeiras.

Nesta lei existia uma lista das melhores madeiras para

serem usadas na Construo Civil.

por isso que hoje em dia se denomina madeira de leiuma madeira que possui boas qualidades.


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IntroduoSo exemplos de madeiras de lei:

Amgelim

Ip

Jatob

Maaranduba

Ip Amgelim Jatob Maaranduba


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Madeira material anisotrpico Resistncia depende da direo de aplicaoda carga.

Introduo


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Madeira

Resistncia depende da posio na estruturafisiolgica do tronco.

Introduo

Cerne: parte do tronco constitudo declulas mortas. em geral preferidopara usos em que se requeiradurabilidade e resistncia mecnica.

Alburno: poro viva do tronco.Possui clulas menos resistentes do

que as do cerne.

Cerne

Alburno


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Madeira

A presena de ns reduz significativamente aresistncia mecnica da madeira.

Introduo


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Introduo

Madeira Antiguidade: Quais os materiais baratos para

vencer um vo?

Pedra = arcoPedra = vo reto robusto

Madeira = vo reto

Concreto armadomudou isso.


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Introduo

Motivos da decadncia da madeira: Revoluo industrial: Inglaterra impe a arquitetura

em metal. Inveno do concreto armado: tcnicos de nvel

superior concentraram seus estudos no novo material.

Observao: Os mestres de obras, ainda guardaram pr

algum tempo o conhecimento prtico sobre estruturas

de madeira.


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IntroduoUm mito:

Construes de madeira esto ligadas s construespopulares.

Trabalho emmutiro


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Obras importantes: Estruturas de madeira so utilizadas

em construes importantes.

Introduo

Torre de rdio Gliwice - Polnia118 m com estrutura de madeiraGinasio do Tarum - Curitiba


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Obras importantes: Estruturas de madeira so utilizadas

em construes importantes.

Introduo

Superior DomeMarquette, Michigan, EUA

Lower Burnett Road BridgeBuckley, Washington, USA


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Introduo Pontes

Pte. Ciclovia Av. Candido de Abreu, Curitiba Ponte Pnsil - Guaratuba/PR

Pte. Alves Lima - Ribeiro Claro/PRParque Tingui, Curitiba


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Introduo Pontes

Ponte

LAnse St Jean,

Amqui, Quebec,Canad.

Snoqualmie

Pedestrian Bridge,Washington, USA

Pontes cobertas


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Introduo Pontes

Lower Burnett Road

BridgeBuckley, Washington,

USA

Arcos colados


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Introduo Pontes Arcos colados


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Introduo Desenvolvimento da tecnologia do uso de madeira nas

estruturas permitiu que ela fosse utilizada no s para

pequenas construes como tambm em edificaes maiores.

Choparia Bavarium Park - Curitiba


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Introduo Noruega - Igrejas


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Bosque Alemo Memorial Ucraniano

Introduo Curitiba - Igrejas
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Orat%C3%B3rio_do_bosque_Alem%C3%A3o.jpg


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Introduo

verdade? Est limitada a estruturas populares?

Orculo de lago ExpoArq. Thomas Herzog


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Introduo Economia de energiaExperincia realizada na Sua:

Estrutura de um mesmo galpo foi construda emmadeira, concreto, ferro e alumnio.

Uma comparao da energia despendida desde a

fabricao dos materiais at o final da obraapresentou o seguinte quadro:

Material estrutural Energia despendida

Madeira 1 unidadeConcreto 6 unidades

Ferro 16 unidades

Alumnio 160 unidades


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Introduo Simplicidade - concreto armado X madeira na obra:

Concreto armadoMateriais:

Cimento Madeira (descartvel) Pregos Parafusos Arame

MadeiraMateriais:

Madeira

Vergalhes Areia

Brita gua Aditivos

Acabamentos diversos.

Pregos Parafusos.


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Introduo Simplicidade - concreto armado X madeira na obra

Concreto armadoMo de obra:

Carpinteiros

Armadores de ferro Pedreiros

Ajudantes.

Madeira

Mo de obra:

Carpinteiros

Armadores de ferro


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Introduo Simplicidade - concreto armado X madeira na obra

Concreto armadoEquipamentos:

Serra circular

Furadeira Tesoura de cortar ferro

Chave de dobrar ferro

MadeiraEquipamentos:

Serra circular

Betoneira

Vibrador Sargentos.

Furadeira Sargentos


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Sustentabilidade Meio ambiente Certificao de origem

Hoje, o desenvolvimento sustentvel tem exigidoque as madeireiras procurem a utilizao demadeiras de reflorestamento (certificadas), porquea extrao controlada e no agride o meio

ambiente.

Forma de exigir: Selo FSC (ForestStewardship Council) de certificaoambiental que assegura que a madeira

de origem responsvel.


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Sustentabilidade

Meio ambiente Madeira como fixador de CO2A madeira composta principalmente de carbono; O uso de madeira, certificada, como elemento

permanente em uma edificao durvel uma forma defixar carbono;

Retira CO2 da atmosfera;

Madeira considerada um fixador de CO2;Mdia 28,5 t de CO2 em uma casa wood frame de 116 m2;


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SustentabilidadeMadeira como fixador de CO2

Espcie kg de Carbono por m3

Pinus 250Massaranduba 500

Cedro 240Cumaru 530Ip 550

Sucupira 550Jatob 460Pau-marfim 400

Itaba 470


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Tiposdeestruturas Estruturas de madeira bruta

Estruturas de madeira plana Wood frame


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Tiposdeestruturas Estruturas de madeira bruta

Estruturas de madeira plana

Concepo semelhantes a umaestrutura de concreto armado

sustentada por pilar e vigas.


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Tiposdeestruturas Wood frame

Semelhante a concepo da

alvenaria estrutural.(paredes portantes)

l l


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TiposdeestruturasEspcies de madeiras mais usuais:

Estruturas de madeira bruta; Eucalipto autoclavado; Estruturas de madeira plana

Pinho; Cambar; Itaba;

Tauari... Wood frame;

Ripamento e vigotes: Pinho; cambar ...

Chapas compensadas: pinus, virola, ...

Di i li C t Ci il 2


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Estruturas de madeira bruta

ou madeira plana

Edificao com estruturade eucaliptos

autoclavados e elevaes

em dry wall com chapascimentcias nas paredesexternas

Di i li C t Ci il 2


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Estruturasdemadeirabrutaoumadeiraplana

As construes de madeira tm a grandevantagem de que praticamente qualquerelemento estrutural pode ser reparado ousubstitudo.

Condio impensvel para estruturas deconcreto.

Di i li C t Ci il 2d d d l d


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Sobre a madeira: Regra geral:

As madeiras mais escuras so mais durveis

As mais claras esto mais sujeitas a

proliferao de fungos, que causam manchase apodrecimento.


Disciplina Const o Ci il 2U i id d F d l d P


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Sobre a madeira:

Usa-se a expresso madeira branca:...qualquer essncia florestal de contextura

mole, e de segunda qualidade, seja qual for acor do seu lenho. dicionrio Aurlio

Disciplina: Construo Civil 2U i id d F d l d P


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Sobre a madeira: Processo de conservao:

Deve ser iniciado no tratamento da madeira eprolongado at a manuteno.

Tratamento: consiste em introduzir produtosqumicos dentro da madeira, tornado-as txicasaos organismos que a utilizam como fonte dealimento.




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Sobre a madeira: Processo de conservao:

A aplicao dos produtos na madeira pode serrealizada:

Sem presso (impregnao superficial)

Com presso: a impregnao profunda erealizada por meio de uma autoclave.




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Com presso - a impregnao profunda erealizada por meio de uma autoclave.

Objetivo:impregnar profundamente amadeira com produtos inseticidase fungicidas, protegendo-a contrao apodrecimento, o cupim e outros

agentes biolgicos.

Usinas para tratamento demadeira sob presso

Disciplina: Construo Civil 2Uni e sidade Fede al do Pa an


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Sobre a madeira: Processo de conservao: Autoclave: disponvel em usinas de preservao de

madeiras.

"Os tratamentos realizados sem presso conferem madeira uma proteo limitada contra organismosxilfagos, sendo recomendados para a preservao de

peas que estaro sujeitas a baixo risco dedeteriorao biolgica.

SrgioBrazolinBilogo

Chefedo

Agrupamento

de

Preservao

de

Madeiras

do

IPT

(InstitutodePesquisasTecnolgicasdoEstadodeSoPaulo).




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Sobre a madeira: Cuidados pertinente:

sempre conveniente reduzir a umidade do meiono qual se encontram as partes da obra. Convm proteger vigas da intemprie

Permitir a aerao das peas

As unies no devem estar perto do solo e do nvel dagua

(Jonson, 1973)




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Sobre a madeira: Um dos grandes problemas nas estruturas demadeira o ataque por fungos que causa oapodrecimento.

Isso depende diretamente da quantidade de gua namadeira.

Umidade de equilbrio < 20% consideradoinsuficiente a ao dos fungos.

Umidade ideal p/ proliferao: 40 75%

Temperatura ideal p/ proliferao : 25 30 oC




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Sobre a madeira: Alm dos fungos: Cupins, formigas, abelhas

carpinteiras, besouros e brocas demariposas.


Cupim Besouros broca



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Recomendaes quanto implantao da obra: recomendvel fixar o imvel elevado no terreno.


Isso a muito

tempo!!!

China

Ano da foto: 1936Foto do Prof Zanine Caldas


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p Universidade Federal do Paran




Certo ou errado?



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Recomendaes quanto implantao da obra: As estruturas no devem ter unies susceptveis a

umidade. Todas as peas devem estar bem ventiladas, podendo

receber gua ocasionalmente desde que no permanea

mida e muito menos encharcada continuamente.




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Recomendaes quanto implantao da obra: Evitar rachaduras nas lajes e fundaes e proceder

correta vedao quando verificadas, para dificultar oacesso de cupins. Deixar espao livre entre o forro e a cobertura para

ventilao.




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Recomendaes quanto implantao da obra:

Remover todo o entulho de natureza ligno-celulsica

do local onde a estrutura for implantada comopreveno contra o ataque de cupins.

Evitar o acmulo de gua e favorecer a drenagempermanente das reas de construo comopreveno aos fatores biolgicos.



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Universidade Federal do Paran



Apoio de Pilares Deve evitar o contato diretodo solo com a base do pilar.




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Universidade Federal do Paran



Apoio de Pilares:

Para isso, so utilizadas peas metlicas

de transio

Pea metlicade transio



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Cuidado com alguns detalhes




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Cuidado com alguns detalhes



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FixaoChapas denteadas e chapas planas:

A demanda por clculos considervel. Cada ligao requer uma anlise prvia queconsidere, sobretudo, a fora que atua sobre a pea.

De acordo com essa informao, determina-se aespessura do conector.



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FixaoCavilha x parafusos:


Preencher com massade marcenaria


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D d C Ci il


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PainisEstruturadosdemadeira(WoodFrame) Estruturas de madeira em painis tiveram seu

desenvolvimento no desbravamento do oeste

norte-americano e sempre estiveramrelacionados com uma construo rpida e,naquela poca, uma atividade coletiva, quaseum mutiro.


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D t t d C t Ci il


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No Brasil a madeira ainda sofre resistnciacultural por parte da populao.

uma sndrome dos Trs Porquinhos, aspessoas acham que as casas de madeira somais frgeis que as de alvenaria.

PainisEstruturadosdemadeira(WoodFrame)

Carlos Alberto SzcsProfessor da UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina)Coordenador do Grupo Interdisciplinar de Estudos da Madeira


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PainisEstruturadosdemadeira(WoodFrame) Fundao, pisos e reas molhveis

Uma boa soluo de fundao para essesistema o radier.
http://images.suite101.com/262280_slabmultilayer.jpg


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OSB? Material derivado da madeira,

composto por pequenas lascasde madeira orientadas segundouma determinada direo.

Produto bastante usado naconstruo de edifcios demadeira, devido ao seu baixocusto e facilidade de aplicao.





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PainisEstruturadosdemadeira(WoodFrame) Paredes estruturais

- wood frame

O sistema compostopor paredes portantesque so o suporte para a

primeira plataforma oupiso.




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Paredes estruturais -wood frameA plataforma trava osapoios e faz o

contraventamentohorizontal da estrutura.

A partir da novos painis

de paredes portantes solevantados sobre aplataforma e, assimsucessivamente, at o

telhado.





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Paredes estruturais -wood frame

So construdas obras deat quatro pavimentos, semmudanas muitosignificativas no mtodo

prescrito.





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Painis:

So compostos por montantes

verticais de madeira com seo tpicade 2" x 4.

Montantes verticais dispostos comespaamentos 40 cm ou 60 cm(modulao do tamanho das placasde dry wall e de OSB).



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Instalaes hidrulicas eeltricas so embutidas.



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Prego ardox

Prego anelado

Benefcios: Melhor conexo da madeira; fcil penetrao;

resistncia ao arrancamento; maior poder de perfurao.

Os pregos devero ser sempre galvanizados a fogo,uma vez que devero ter longa vida de servio.

Como regra geral exigir do fabricante uma garantiade mil horas em teste de salt spray.


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pa a o d Co s uo C


Plataforma intermediria:

Opo para vos maiores (com

at 8 m de comprimento) pode-se utilizar as vigas I de madeira.



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p



Ou seja: onde h mais de um

piso, o piso inferior dever ter osmontantes espaados em 40 cme apenas o ltimo piso ter os

montantes espaados em 60 cm.





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p



Sobre o barrote feito um deck

de OSB ou compensado naval. O modelo utilizado para usos

perenes o tipo home, que

contm cupinicida na resina. OSB = oriented strand board

(chapa de fragmentos orientados)





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p


Plataforma intermediria: No caso dos compensados,

deve ter cola fenlica e ser

tratado em autoclave. As placas de OSB devem ser

dispostas transversalmente em

relao aos barrotes (assim tmresistncia maior flexo nomaior sentido).



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reas molhveis: Sobre o OSB - chapas cimentcias de

12 mm coladas sobre o OSB (a cola

pode ser PVA) e parafusadas.

Sobre as chapas impermeabilizao

Sobre a impermeabilizao - piso frio

com argamassa colante flexibilizado

com resina acrlica.





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Aberturas de portas ejanelas:

Nos vos inferiores e

superiores colocarpedaos de montantescom o espaamento

padro (40 ou 60 cm)servindo de apoio para asplacas (dry wall ou OSB).





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Contraventamentovertical:

Feito com a fixao deplacas de OSB nas facesexternas da parede e,eventualmente, emalguma parede interna.





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PainisEstruturadosdemadeira(WoodFrame)Revestimentos:

As paredes externas podem serrevestidas com vrios sistemas.

Sidings de madeira, ao ou PVC

(desenvolvidos especificamentepara o sistema)

Tijolo aparente, argamassa

armada ou placas cimentcias.




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Sidings? Peas que cobrem externamente o sistema.

Muitos tipos: madeira, vinil, alumnio, ao, tijolo, etc.

PainisEstruturadosdemadeira(Wood Frame)




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O conceito do sistema de

fechamentos:

P/ cada item dedesempenho h umelemento especfico:


Montantes de madeira = estrutura Chapa de OSB (externo) = contraventamento e suporte para

revestimento




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Manta de impermeabilizao = estanqueidade do sistema Revestimento = proteo das intempries e requisitos da arquitetura.

PainisEstruturadosdemadeira(WoodFrame)O conceito do sistema de

fechamentos:

P/ cada item dedesempenho h umelemento especfico:




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O conceito do sistema de

fechamentos:

Do lado interno:

Placa dedrywall

=acabamento edesempenho acstico

Enchimento com lmineral = isolamentotrmico e acstico.





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Sistema aberto e muito adequado para se tirarpartido da nova norma de desempenho.

Desempenho: determinado de acordo com acomposio dos vrios materiais e do custo quese define como parmetro.

NBR 15.575 - Edifcios habitacionais de at cincopavimentos - Desempenho

PainisEstruturados

de

madeira

(WoodFrame)




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Telhados

Sobre as paredes portantes doltimo piso so aplicadastrelias pr-industrializadas, e

seu espaamento pode ser acada 60 cm ou 120 cm,dependendo do tipo de telha aser utilizada.

PainisEstruturados

de

madeira

(WoodFrame)




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Telhas shingle (telhas asflticas): Demandam um deck de OSB para servir de base

sobre as trelias, o prprio deck funciona comocontraventamento vertical.

PainisEstruturados

de

madeira

(WoodFrame)




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Telhas cermicas ou de concreto: Utilizadas apenas as ripas diretamente sobre astrelias.

Tomar o cuidado de aplicar uma manta desubcobertura antes do ripamento (apenas paragarantia de estanqueidade).

Nesse caso o contraventamento feito com sarrafosem forma de X entre os pontaletes das trelias.

PainisEstruturados

de

madeira

(WoodFrame)




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PainisEstruturados

de

madeira

(WoodFrame) Madeira usada: Pnus.A produo de pnus no Brasil uma atividade comercialformal e est presente em todos os Estados das regies Sul,Sudeste e Centro-oeste e Bahia.




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Madeira usada:

As peas so tratadas em autoclave com preservativocontra cupins e umidade.

PainisEstruturados

de

madeira

(WoodFrame)

Objetivo:

impregnar profundamente amadeira com produtos inseticidase fungicidas, protegendo-a contrao apodrecimento, o cupim, e

outros agentes biolgicos.

As usinas para tratamento

de madeira sob presso




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O Sistema Wood Frame foiempregado em um condomnio dehabitaes populares em Curitiba.

PainisEstruturados

de

madeira

(WoodFrame)

Incio: outubro de 2001 (primeiro mdulo) edezembro de 2001 (segundo)

Trmino: dezembro de 2001 (primeiro mdulo) ejaneiro de 2002 (segundo)

Localizao: Bairro Vila Hauer, em Curitiba - PR




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Atividadesugerida: Ler artigo e fazer atividade de sala.

tchne 59 | fevereiro, 2002

Sistemas construtivos - Popular comtecnologia

http://www.ushome.com.br/imprensa/poptecno/poptecno.htm
http://www.ushome.com.br/imprensa/poptecno/poptecno.htmhttp://www.ushome.com.br/imprensa/poptecno/poptecno.htm


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Materialdeconsulta:http://www.casademadeira.com

http://www.arquiteturabrasileira.com/estrutura.htm

http://www.noruega.org.br/culture/architecture/churches/stavechurch.htm

http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_2002-2/madeira_na_arquitetura/menu.html
http://www.casademadeira.com/http://www.arquiteturabrasileira.com/estrutura.htmhttp://www.noruega.org.br/culture/architecture/churches/stavechurch.htmhttp://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_2002-2/madeira_na_arquitetura/menu.htmlhttp://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_2002-2/madeira_na_arquitetura/menu.htmlhttp://www.noruega.org.br/culture/architecture/churches/stavechurch.htmhttp://www.arquiteturabrasileira.com/estrutura.htmhttp://www.casademadeira.com/

TC025 Estruturas de Madeira

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