Aula 5 – Tesouras de madeira 1
Disciplina: Prop. mecânicas e fundamentos das estrut. madeira
TESOURAS DE MADEIRA
Prof. Adriano Wagner Ballarin
GRADUAÇÃO 3º Florestal
AULA
05
Aula 5 – Tesouras de madeira 2
PLANO DE AULA 1. Introdução
1.1 Definições (treliça, nós, barras, articulações) 1.2 Partido arquitetônico e partido estrutural
2. Tipologia das tesouras de madeira
2.1 Geometria 2.2 Nomenclaturas 2.3 Traçado
3. Detalhamento das tesouras de madeira
3.1 Telhados com telhas cerâmicas 3.2 Telhados com telhas de fibrocimento 3.3 Emendas e ligações
4. Projeto de tesouras de madeira 4.1 Definição geométrica 4.2 Definição dos carregamentos 4.3 Determinação dos esforços solicitantes 4.4 Dimensionamento dos elementos 4.5 Dimensionamento das ligações 4.6 Contraventamento 4.7 Detalhamento
5. Bibliografia para aprofundamento no tema 1. INTRODUÇÃO
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DEFINIÇÕES
TESOURA treliça plana destinada ao suporte de uma cobertura TRELIÇA estrutura linear composta de barras retas ligadas por
articulações TESOURA
L – vão livre
11 9 7 12
10
6 8
Barra 6-8
1 1
4 nó
5 3
2
HIPÓTESES BÁSICAS os nós da tesoura são articulações perfeitas •
•
• •
o peso próprio das barras encontra-se concentrado em suas extremidades (nós) as ações são aplicadas somente nos nós da tesoura a geometria da tesoura não varia com o carregamento
barras solicitadas somente por forças normais (tração e compressão)
2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS GEOMETRIA
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cobertura
colunas de
madeira tesoura
caibros e ripas
telhado 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS
GEOMETRIA
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partido arquitetônico •
• geometria
partido estrutural Cobertura com 1 água Cobertura com 2 águas
Cobertura tipo lanternim Cobertura tipo “shed” (vista longitudinal)
Cobertura em arco”
2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS NOMENCLATURA DAS BARRAS
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2 4 8
10
6
7 11 9 5 3 12 1
Banzo superior Banzo inferior Perna Linha Loró Tirante Arrochante Montante Diagonal Pendural Escora 2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS
TRAÇADOS
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TRELIÇA HOWE TIPO MAIS COMUM – vãos até 18 m
TRELIÇA PRATT
DIAGONAIS INVERTIDAS – vãos de 18 m a 30 m
2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS
TRAÇADOS
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TRELIÇA BELGA VARIANTE DA TRELIÇA PRATT – vãos de 18 m a 25 m
TRELIÇA FINK (ou POLONCEAU)
VARIANTE DA TRELIÇA BELGA – vãos de 20 m a 30 m
2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS
TRAÇADOS
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TRELIÇA BOWSTRING BANZO SUPERIOR POLIGONAL – vãos de 15 m a 25 m
Banzo superior em peça laminada colada
2. TIPOLOGIA DAS TESOURAS
TRAÇADOS TRELIÇA PARA ARQUIBANCADA
MEIA TESOURA – vãos menores que 20 m
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ARCO TRELIÇADO
3. DETALHAMENTO DO TELHADO
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Espaçamentoentre tesouras
TESOURAMEIA TESOURA(extremidade)
trama
ESPAÇAMENTO ENTRE TESOURAS
Tipo de telha Afastamento entre tesouras Cerâmica entre 2,50 m e 3,00 m Fibrocimento entre 3,00 m e 5,00 m Metálica entre 3,00 m e 6,00 m TRAMA Armação de madeira, constituída de diferentes níveis de peças diferenciadas, posicionadas em direções perpendiculares, para
assentamento e acomodação das telhas 3. DETALHAMENTO DO TELHADO
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TRAMA
TRAMA
3. DETALHAMENTO DO TELHADO
TRAMA terça Telhados com telhas cerâmicas caibro
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ripa Telhados com telhas de fibrocimento
terça Telhados com telhas metálicas
tipo de telha elemento seção usual espaçamento usual
terça 6 cm x 12 cm 6 cm x 16 cm
150 cm
Cerâmica caibro 5 cm x 6 cm 6 cm x 6 cm
≅ 50 cm
ripa 1,2 cm x 5 cm 1,5 cm x 5 cm
≅ 35 cm
Fibrocimento
terça 6cm x 12 cm 6cm x 16 cm
169 cm
Metálica terça 6cm x 12 cm > 200 cm
TESOURA
Terça
ripa caibro
Espaçamento entre terças
3. DETALHAMENTO DO TELHADO TELHADO COM TELHAS CERÂMICAS
TELHA FRANCESA
declividade mínima : 35% consumo por m2 : 16 unidades peso por m2 : 54 kg
TELHA ROMANA declividade mínima : 30% consuma por m2 : 16 unidades peso por m2 : 58 kg
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3. DETALHAMENTO DO TELHADO
TELHADO COM TELHAS FIBROCIMENTO
FIBROCIMENTO CIMENTO + FIBRAS MINERAIS DE AMIANTO
•
• VÁRIOS FORMATOS E TIPOS DE TELHAS
ondulada
perfil D (canalete 49)
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perfil E (canalete 90)
perfil F (ondulada)
3. DETALHAMENTO DO TELHADO
TELHADO COM TELHAS FIBROCIMENTO
espessura (mm)
peso molhado (kgf/m2)
5 15 6 18 8 24
telha espes. (mm)
inclin. mín. (%)
comprim (m)
vão máx. (m)
5 0,91 a 2,44 1,69 ondulada 6 9 0,91 a 3,66 1,69
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8 0,91 a 3,66 1,99 perfil D 8 3 2,00 a 7,50 5,50 perfil E 8 3 3,00 a 9,20 7,00 perfil F 8 9 1,85 a 4,60 5,00
3. DETALHAMENTO DO TELHADO
EMENDAS E LIGAÇÕES
detalhes
estribo
chapa V
grampo ou abraçadeira
parede
ripas
cumeeira
frechal
terças
caibros
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4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA
DADOS GERAIS
planta de arquitetura (comprimento da edificação, portas e portões, outras aberturas, caixilhos, fechamento lateral, etc.)
•
• •
tipo de ocupação da edificação região de implantação da obra
Inclin. (%)
altura
vão livre
DEFINIÇÃO GEOMÉTRICA DA TESOURA
CLASSE DE RESISTÊNCIA DA MADEIRA • •
•
PARTIDO ESTRUTURAL (VÃO LIVRE, TIPO DE TESOURA, TIPO DE TELHA, ESPAÇAMENTO ENTRE TESOURAS) GEOMETRIA DAS BARRAS DA TESOURA
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4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA
DEFINIÇÃO DOS CARREGAMENTOS
AÇÃO PERMANENTE •
Telhas •
•
•
madeira pré-dimensionamento
peças metálicas (3% do peso da madeira)
(diferença máxima de 10% entre o peso final
e o peso admitido inicialmente)
AÇÕES VARIÁVEIS •
sobrecargas de utilização NBR 6120 •
•
ação do vento NBR 6123
CARGAS NOS NÓS DA TESOURA PARA AS DIFERENTES AÇÕES
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4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA
DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS SOLICITANTES
cargas aplicadas nos nós • • estrutura isostática
métodos algébricos (equilíbrio de nós, Ritter) métodos gráficos (plano cremona) métodos computacionais (ANSYS, SAP2000)
ESFORÇOS SOLICITANTES NAS BARRAS (daN)
Exemplo: Barra Ação Ação variável (vento)
Permanente Sobrepressão Sucção 1-2 -2649 -1267 6731 4-6 -2156 -1129 5994 1-3 2386 1235 -6558
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4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS SOLICITANTES
COMBINAÇÕES DE CARREGAMENTOS
E. L. ÚLTIMO Ação vertical como ação principal
[ ]WQG k0kQm
1iki,GidF ψγγ ++=∑
=
γGi = 1,4 γQ = 1,4 ψ0 = 0,5 Vento como ação principal
[ ]k0kQm
1iki,Gid W75,0GF Qψγγ ++=∑
=
comb. desfavorável :γGi = 1,4 γQ = 1,4 ψ0 = 0,4 comb. favorável :γGi = 0,9 γQ = 1,4 ψ0 = 0,4 E. L. UTILIZAÇÃO
kQj,n
1j2
m
1ikGi,d FFF ∑∑
==+= ψ
ação variável vertical ψ0 = 0,2 ação variável vento ψ0 = 0,0 4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA
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DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS SOLICITANTES
DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS
•
•
•
•
COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS
FLEXO-COMPRESSÃO PEÇAS COMPOSTAS
COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS
COMPRESSÃO INCLINADA EM RELAÇÃO ÀS FIBRAS
TRAÇÃO PARALELA ÀS FIBRAS
DIMENSIONAMENTO DAS LIGAÇÕES
•
•
PARAFUSOS
PREGOS
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4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA
DETALHAMENTO Esquema geral da tesoura (esc. 1:10; 1:50 ou 1:100)
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4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETALHAMENTO
Arranjo básico da tesoura (esc. 1:10; 1:50)
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4. PROJETO DE TESOURAS DE MADEIRA DETALHAMENTO
Detalhes das ligações de contraventamento (esc. 1:10; 1:50 ou 1: 100)
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5. BIBLIOGRAFIA
SUGESTÕES PARA APROFUNDAMENTO NO TEMA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190:
Cálculo e execução de estruturas de madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1982.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1997. 107 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas. Rio de Janeiro: ABNT, 1984.
BALLARIN, A.W.; RIBEIRO, A.B. Variação da resistência à compressão paralela às fibras da madeira de E. citriodora com a umidade. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 6, 1998, Florianópolis.. Anais ... Florianópolis: IBRAMEM, 1998. v.3, p.229-240.
BALLARIN, A.W., TARGA, L.A., SOBRAL, L.M. Variação do módulo de elasticidade com o tempo para as madeiras de Eucalyptus citriodora e Pinus elliottii. In: CONGRESO LATINOAMERICANO DE INGENIERIA RURAL - CLIR, 1998, La Plata. Actas (CD-ROM)... La Plata: ASAE/ INTA/ ALIA, 1998.
BALLARIN, A.W.; TARGA, L.A.; SOBRAL, L.M. Fluência em peças fletidas de E. citriodora e Pinnus elliottii submetidas a níveis de carregamento elevados. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 6, 1998, Florianópolis. Anais ... Florianópolis: IBRAMEM, 1998. v. 1, p.110-120.
CALIL, C. JR., BALLARIN, A.W., MARTINELLI, E. Fluência em peças fletidas de madeira In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 5, 1995, Belo Horizonte. Anais ... Belo Horizonte: IBRAMEM, 1995. v. 2, p.131-142.
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CALIL JR., C., BARALDI, L.T., STAMATO, G.C., FERREIRA, N.S.S. Estruturas de madeira. São Carlos: EESC – Universidade de São Paulo, 1999. (Apostila da disciplina SET 406 – Estruturas de madeira)
GESUALDO, F.A.R. Estruturas de madeira. Uberlândia: UFU – Universidade Federal de Uberlândia, 1999. (Apostila – Notas de aula). 91p.
SALES, A., LAHR. F.A.R. Características de resistência mecânica de espécies de eucalipto do Estado de São Paulo. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 4, 1992, São Carlos. Anais ... São Carlos: LaMEM, EESC, USP, 1992. v.3., p.91-101.
SALES, J.J., GONÇALVES, R.M., MALITE, M. Sistemas estruturais: segurança nas estruturas. São Carlos: EESC – Universidade de São Paulo, 1993. (Apostila da disciplina SET 403 – Sistemas estruturais)
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