Modelagem numérica do comportamento de ligações com parafusos auto-atarraxantes em X em corpos de prova de MLC com madeiras do tipo Eucalipto urograndis

Neste trabalho avaliou-se numericamente, a partir da utilização do software ANSYS, versão 10.0, o comportamentode ligações metálicas efetuadas por parafusos auto-atarraxantes com diâmetro igual a 11 mm, dispostosem X, em corpos de prova confeccionados com madeira de reflorestamento do tipo Eucalipto urograndis.A rigidez k (força versus deslizamento) do sistema de ligação foi avaliada, neste caso, por meio dasimulação de ensaios de cisalhamento direto (direct shear), considerando-se ½ estrutura com carregamentoaplicado até a ruptura do corpo de prova. A estratégia de se utilizar ½ estrutura simétrica teve o objetivo dereduzir o tempo de processamento numérico do modelo de corpo de prova. Na modelagem da madeira e dosconectores de aço foi utilizado o elemento finito solid45. Os resultados da análise numérica foram comparadoscom resultados obtidos a partir de ensaios experimentais realizados em corpos de prova de madeira coma mesma configuração e carregamentos utilizados na análise experimental. A calibração do modelo numéricofoi realizada a partir da comparação da curva numérico-experimental “força aplicada” versus “deslizamentoobtido”. Os resultados numéricos obtidos para a resistência e rigidez k do sistema de ligação X mostraramuma boa concordância com os resultados experimentais, sendo que os resultados experimentais foram relativamentemais conservadores que os resultados numéricos. Como resultado apresenta-se, principalmente, aestratégia de modelagem numérica utilizada, neste caso

AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO E À DELAMINAÇÃO EM MADEIRA LAMINADA COLADA

http://dx.doi.org/10.5902/1980509816612The Glued Laminated Wood has a large range of applications. In Brazil, its employment as cross-piece poles for overhead electrical power has attracted the attention of companies in the industry, motivated by the potential use of this material. Among the factors that influence the mechanical performance of Glulam solutions stand out efficiency and affinity of the adhesives to the species of wood used, the type of treatment and moisture content of wood veneer, motivating the development of new research on this topic. This research aimed to investigate, by Design of Experiments (DOE), the influence of wood (pinus, teca, eucalipto), adhesive (Purbond; Cascophen) and treatment (CCA, CCB, CCBS ) in the variable responses shear strength and delamination, consisting in the same combination factors evaluated in ANEEL/EESC-PD220-07 project: Head Crosshead Glulam Series. The results of the statistical analysis showed that the species factor expressed significant effect for both response variables evaluated, did not occur with adhesive and treatment factors. Moisture content was significant in the wood evaluated when analyzed the shear strength, and the teca wood showed the highest shear strength and also relating to the delamination.http://dx.doi.org/10.5902/1980509816612A Madeira Laminada Colada (MLC) apresenta uma grande gama de aplicações. No Brasil, o seu emprego na forma de cruzetas para postes de rede aérea de distribuição de energia elétrica tem despertado a atenção de companhias do ramo, motivadas pelo potencial de emprego deste material. Dentre os fatores que influenciam o desempenho mecânico de soluções em MLC destacam-se a eficiência e a afinidade dos adesivos para com as espécies de madeiras utilizadas, o tipo de tratamento e o teor de umidade das lâminas de madeira, motivando o desenvolvimento de novas pesquisas nesta temática. Este trabalho objetivou investigar, via Método de Planejamento Fatorial de Experimentos (DOE), a influência dos fatores tipo de madeira (pinus; teca; eucalipto), adesivo (Purbond; Cascophen) e tratamento (CCA; CCB; CCBS) nas variáveis respostas resistência ao cisalhamento e à delaminação, consistindo nos mesmos fatores e combinação avaliados no projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da ANEEL/EESC-PD220-07: Cabeça de Série da Cruzeta de MLC. Os resultados da análise estatística revelaram que o fator tipo de madeira expressou efeito significativo para ambas as variáveis respostas avaliadas, o mesmo não ocorrendo com os fatores tipo de adesivo e de tratamento. Já o teor de umidade mostrou ser significativo em todas as espécies de madeira quando analisada a resistência ao cisalhamento, apresentando a madeira de teca a maior resistência ao cisalhamento e à delaminação

Resistência à tração de emendas dentadas de madeira de Manilkara huberi para o emprego em madeira laminada colada

A utilização de elementos estruturais de madeira laminada (ou lamelada) colada (MLC) requer um estudo experimental das combinações entre a espécie de madeira e o adesivo utilizado. Este trabalho objetivou o estudo da combinação espécie-adesivo na resistência a tração e na falha da linha de cola de corpos de prova de madeira de maçaranduba (Manilkara huberi) confeccionados com e sem emendas dentadas finger joint. As colagens foram realizadas com lâminas sem tratamento preservativo, com aproximadamente 12% de umidade e com o emprego do adesivo mono-componente do tipo poliuretano Purbond HB 712. A gramatura de adesivo utilizada nas emendas dentadas foi linha simples de cola com aproximadamente 200 g m-2 e pressão de contato igual a 10 MPa. Após sete dias de cura do adesivo foram realizados testes de tração nos corpos de prova com e sem emendas dentadas, possibilitando julgar, também por meio da análise de variância, a eficiência das emendas testadas. Os resultados da experimentação revelaram a ineficiência da interface entre o adesivo e a madeira de analisada, pois a ruptura ocorreu na linha de cola, categorizando modo de ruptura do tipo 1, que corresponde à pior situação de falha

Avaliação do módulo de elasticidade de peças de madeira laminada colada (MLC) obtido por meio do ensaio de vibração transversal

O controle da qualidade é fundamental no processo de fabricação de peças de madeira laminada colada (MLC), e uma das formas desse controle pode ser por meio da avaliação não destrutiva do módulo de elasticidade. O objetivo deste trabalho foi comparar os valores de módulo de elasticidade das peças de MLC obtidos por meio do ensaio de vibração transversal livre e do ensaio de flexão estática, ambos feitos antes e após tratamento preservativo (contra a ação de agentes biológicos), realizado pelo processo de Célula Cheia. No total, foram produzidas 54 peças de MLC de dimensões nominais de 9 cm x 9 cm x 200 cm, com três espécies de madeira de reflorestamento coladas com dois adesivos de aplicação estrutural e tratadas com três preservantes. Foi obtida uma correlação significativa entre os valores do módulo de elasticidade obtidos pelos dois métodos (r variou entre 0,85 e 0,99). Concluiu-se que o ensaio de vibração transversal livre pode ser utilizado para avaliação do módulo de elasticidade de peças de MLC, sendo uma alternativa ao ensaio de flexão estática

EVALUATION OF STRENGTH TO SHEAR AND DELAMINATION IN GLUED LAMINATED WOOD

A Madeira Laminada Colada (MLC) apresenta uma grande gama de aplica\ue7\uf5es. No Brasil, o seu emprego na forma de cruzetas para postes de rede a\ue9rea de distribui\ue7\ue3o de energia el\ue9trica tem despertado a aten\ue7\ue3o de companhias do ramo, motivadas pelo potencial de emprego deste material. Dentre os fatores que influenciam o desempenho mec\ue2nico de solu\ue7\uf5es em MLC destacam-se a efici\ueancia e a afinidade dos adesivos para com as esp\ue9cies de madeiras utilizadas, o tipo de tratamento e o teor de umidade das l\ue2minas de madeira, motivando o desenvolvimento de novas pesquisas nesta tem\ue1tica. Este trabalho objetivou investigar, via M\ue9todo de Planejamento Fatorial de Experimentos (DOE), a influ\ueancia dos fatores tipo de madeira (pinus; teca; eucalipto), adesivo (Purbond; Cascophen) e tratamento (CCA; CCB; CCBS) nas vari\ue1veis respostas resist\ueancia ao cisalhamento e \ue0 delamina\ue7\ue3o, consistindo nos mesmos fatores e combina\ue7\ue3o avaliados no projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da ANEEL/EESC-PD220-07: Cabe\ue7a de S\ue9rie da Cruzeta de MLC. Os resultados da an\ue1lise estat\uedstica revelaram que o fator tipo de madeira expressou efeito significativo para ambas as vari\ue1veis respostas avaliadas, o mesmo n\ue3o ocorrendo com os fatores tipo de adesivo e de tratamento. J\ue1 o teor de umidade mostrou ser significativo em todas as esp\ue9cies de madeira quando analisada a resist\ueancia ao cisalhamento, apresentando a madeira de teca a maior resist\ueancia ao cisalhamento e \ue0 delamina\ue7\ue3o.The Glued Laminated Wood has a large range of applications. In Brazil, its employment as cross-piece poles for overhead electrical power has attracted the attention of companies in the industry, motivated by the potential use of this material. Among the factors that influence the mechanical performance of Glulam solutions stand out efficiency and affinity of the adhesives to the species of wood used, the type of treatment and moisture content of wood veneer, motivating the development of new research on this topic. This research aimed to investigate, by Design of Experiments (DOE), the influence of wood (pinus, teca, eucalipto), adhesive (Purbond; Cascophen) and treatment (CCA, CCB, CCBS ) in the variable responses shear strength and delamination, consisting in the same combination factors evaluated in ANEEL/EESCPD220- 07 project: Head Crosshead Glulam Series. The results of the statistical analysis showed that the species factor expressed significant effect for both response variables evaluated, did not occur with adhesive and treatment factors. Moisture content was significant in the wood evaluated when analyzed the shear strength, and the teca wood showed the highest shear strength and also relating to the delamination

Estudio teórico-experimental sobre la degradación térmica de vigas de Eucalyptus

La acción térmica sobre la madera causa su degradación a través del proceso de combustión de sus componentes y de la liberación de vapor, gases combustibles y carbón. Esto reduce su capacidad de carga debido a la disminución de la sección transversal por carbonización y a las variaciones de sus propiedades de resistencia y rigidez, ocasionadas por la exposición a altas temperaturas. En este trabajo, se presenta un estudio numérico y experimental sobre el comportamiento de vigas de eucalipto expuestas a la acción del fuego, en el cual, la resistencia y la rigidez de la viga fueron evaluadas en función de los cambios de temperatura, permitiendo de esta forma, analizar el efecto del factor de sección sobre el aumento interno de temperatura de las vigas de eucalipto. AbstractThermal action on timber causes it to degrade through combustion of its chemical components, which leads to the release of vapors, combustible gases and char. This diminishes its load capacity due to the reduction of its cross section by charring and to changes in its mechanical properties of strength and stiffness as a function of its exposure to high temperatures. This paper discusses a numerical and experimental study of the behavior of Eucalyptus beams exposed to fire, in which the properties of strength and stiffness were evaluated as a function of evolving temperatures, allowing for an analysis of the effect of the section factor on the internal rise in temperature of structural Eucalyptus beams

Influence of the length of test specimens in obtaining modulus of elasticity Ec0

As dimensões de corpos-de-prova para caracterização da madeira são estabelecidas sempre \ud buscando situações em que seja anulada a interferência do atrito nas medidas de deformação. A \ud NBR 7190 (ABNT, 1997) - Anexo B adota corpos-de-prova para o ensaio de compressão paralela \ud às fibras com relação 1:3 entre uma aresta da seção transversal (50  mm) e o comprimento, \ud enquanto a COPANT  464 (COPANT, 1972) e ASTM  D  143 (ASTM, 1982) estabelecem a de \ud 1:4. Este trabalho objetivou determinar se as proporções 1:3, 1:4 e 1:5 nos corpos-de-prova, \ud referentes aos comprimentos de 150, 200 e 250  mm, respectivamente, influenciam o E\ud c0\ud obtido na compressão paralela às fibras. As análises foram realizadas nas espécies Canelão \ud (Nectandra  membranacea), Corymbia  citriodora e Angelim (Vatairea  sp.).Os valores de Ec0\ud para as espécies citadas apresentaram-se estatisticamente equivalentes entre si, ao nível de 5% \ud de significância, demonstrando que as variações nos comprimentos dos corpos-de-prova não \ud afetaram esta propriedade.The dimensions of test specimens employed in wood characterization are always established \ud searching situations where friction interference is annulled in deformation measurements. \ud NBR  7190 norm (ABNT, 1997)  -  Annex  B adopts specimens to compression parallel to grain \ud tests with 1:3 ratio between the side (50 mm) of cross section and length, while COPANT 464 \ud (COPANT, 1972) and ASTM D 143 (ASTM, 1982) establish 1:4 ratio. The purpose of this research \ud was to determine whether 1:3, 1:4 and 1:5 ratios in the specimens, referring respectively to 150, \ud 200 and 250  mm lengths could influence the E\ud c0\ud obtained in compression parallel to grain \ud test. Analyses were performed in ‘Canelao’ (Nectandra  membranacea), Corymbia  citriodora \ud and‘Angelim’ (Vatairea  sp.) species.E\ud c0\ud values for the mentioned species were statistically \ud equivalent at 5% significance level, demonstrating that length variation did not affect the \ud property values analyzedFAPESPCAPESCNP

GLULAM: quality control in combinations of species-adhesive-preservative treatment

A Madeira Laminada Colada (MLC) é um produto engenheirado que requer precisão de fabricação em todos os seus estágios. O produto acabado pode somente ser testado em condições laboratoriais, entretanto é necessário o controle de qualidade na sua produção para assegurar que suas propriedades sejam conformes aos requisitos especificados para o produto de acordo com as normas vigentes. Considerando que no Brasil ainda não existe uma norma específica de qualificação para a MLC e o potencial que esse material tem de ocupar espaço no mercado futuro, este trabalho tem por finalidade propor recomendações metodológicas para os ensaios de controle de qualidade de elementos estruturais de MLC, tendo como pontos de partida as Normas Canadenses CSA 0177-2006, Estadunidenses AITC A190.1-2007, Européia EM 386-2001 e Chilena NCh2148.cR2010, com ênfase principal no sistema de controle de qualidade dos materiais empregados na produção de MLC. Para a avaliação do método proposto foram realizados ensaios com três combinações de espécie-adesivo-tratamento, os mesmos utilizados no projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da ANEEL/EESC: \"PD220-07 - CABEÇA DE SÉRIE DA CRUZETA VERDE DE MLC\". Os resultados mostram que o método proposto é adequado e de suma importância no estudo de MLC estrutural em função da sensibilidade de combinação espécie-adesivo-tratamento.The Glued Laminated Wood is an engineered product that requires precision manufacturing in all its stages. The finished product can only be tested in laboratory conditions, however it is necessary to quality control in their production to ensure that the properties of the MLC are appropriate to the requirements specified for the product in accordance with the standards. Considering that in Brazil there is still no specific standard of qualification for the manufacturers of Glulam and the promising future market, this paper aims to propose some methodological recommendations for quality control testing of structural elements of Glulam-based Canadian Standards CSA 0177 - 2006, AITC A190.1-2007 American, European and Chilean NCh2148.cR2010 AT 386-2001, with primary emphasis on the control system of quality of materials used in the production of Glulam. For the evaluation of the proposed trials were conducted with combinations of three species - adhesive - treatment that were used in the design of Research and Development ANEEL/EESC \"PD220-07 - HEAD OF SERIES CROSSHEAD MLC\". The results show that the proposed method is suitable and of paramount importance in the study of structural MLC according to the sensitivity of species combination - adhesive - treatment

Connection with self-tapping screws without pre-drilling for use in wooden structures

A madeira é um material estrutural de fonte renovável, com alta relação resistência/peso, baixo consumo energético de produção, sequestra e armazena carbono em sua produção. A aplicação da madeira como material de construção civil é fundamental, pois além de ter qualidades muito especiais como matéria prima para outros produtos industrializados na construção de residências ou em obras de grande porte como pontes e passarelas, vem sendo utilizada amplamente em coberturas para edifícios industriais/comerciais. Comercialmente, existem limitações do comprimento das peças de madeira, fruto de sua extração de troncos de árvores, requerendo assim a adoção de elementos de ligação das peças estruturais. Uma das mais recentes alternativas para as ligações com elementos estruturais de madeira é a utilização de parafusos auto-atarraxantes solicitados por esforços que podem ser laterais e axiais, de cisalhamento, tração ou compressão. Considerando que no Brasil ainda não existe, e com o mercado futuro promissor, este trabalho tem por finalidade realizar um estudo teórico, numérico e experimental das ligações com parafusos auto-atarraxantes com diâmetros de 9 mm e 11 mm e espécies de reflorestamento de Pinus Oocarpa e Lyptus®, com a finalidade de propor os critérios de dimensionamento para estas ligações. Os resultados obtidos mostram que os ângulos de 45º entre a força aplicada e a posição de penetração do parafuso conduz aos melhores valores de resistência e rigidez das ligações. Alem disto, com base na experimentação realizada, conclui-se que o critério proposto pelo EuroCode5 se mostra adequado para o dimensionamento das citadas ligações.Wood is a renewable source of structural material with high relative strength/weight, low energy production, kidnaps and stores carbon in its production. The use of wood as a construction material is critical because besides having very special qualities as raw material for other industrialized in building homes or large works such as bridges and walkways, product has been widely used in roofing for industrial buildings and commercial buildings. Commercially there are limitations on the length of the wood, resulting from the extraction of trees, thus requiring the adoption of binding elements of the structural parts. One of the newest alternatives for connections with wooden structural elements is to use self-tapping screws requested by efforts that may be lateral and axial, shear, tensile or compressive. Whereas in Brazil does not yet exist and the promising future market, this study aims to make a theoretical, numerical and experimental study of connections with self tapping screws with diameters of 9 mm and 11 mm and two species of reforestation Pinus oocarpa and Lyptus®, in order to offer a criteria for these connections. The results obtained show that the 45° angle between the applied force and the position of the screw penetration leads to a better strength values and stiffness. Besides this, based on experiments conducted, it has concluded that the criteria proposed by Eurocode5 prove suitable for this type of connection

Connection with self-tapping screws without pre-drilling for use in wooden structures

A madeira é um material estrutural de fonte renovável, com alta relação resistência/peso, baixo consumo energético de produção, sequestra e armazena carbono em sua produção. A aplicação da madeira como material de construção civil é fundamental, pois além de ter qualidades muito especiais como matéria prima para outros produtos industrializados na construção de residências ou em obras de grande porte como pontes e passarelas, vem sendo utilizada amplamente em coberturas para edifícios industriais/comerciais. Comercialmente, existem limitações do comprimento das peças de madeira, fruto de sua extração de troncos de árvores, requerendo assim a adoção de elementos de ligação das peças estruturais. Uma das mais recentes alternativas para as ligações com elementos estruturais de madeira é a utilização de parafusos auto-atarraxantes solicitados por esforços que podem ser laterais e axiais, de cisalhamento, tração ou compressão. Considerando que no Brasil ainda não existe, e com o mercado futuro promissor, este trabalho tem por finalidade realizar um estudo teórico, numérico e experimental das ligações com parafusos auto-atarraxantes com diâmetros de 9 mm e 11 mm e espécies de reflorestamento de Pinus Oocarpa e Lyptus®, com a finalidade de propor os critérios de dimensionamento para estas ligações. Os resultados obtidos mostram que os ângulos de 45º entre a força aplicada e a posição de penetração do parafuso conduz aos melhores valores de resistência e rigidez das ligações. Alem disto, com base na experimentação realizada, conclui-se que o critério proposto pelo EuroCode5 se mostra adequado para o dimensionamento das citadas ligações.Wood is a renewable source of structural material with high relative strength/weight, low energy production, kidnaps and stores carbon in its production. The use of wood as a construction material is critical because besides having very special qualities as raw material for other industrialized in building homes or large works such as bridges and walkways, product has been widely used in roofing for industrial buildings and commercial buildings. Commercially there are limitations on the length of the wood, resulting from the extraction of trees, thus requiring the adoption of binding elements of the structural parts. One of the newest alternatives for connections with wooden structural elements is to use self-tapping screws requested by efforts that may be lateral and axial, shear, tensile or compressive. Whereas in Brazil does not yet exist and the promising future market, this study aims to make a theoretical, numerical and experimental study of connections with self tapping screws with diameters of 9 mm and 11 mm and two species of reforestation Pinus oocarpa and Lyptus®, in order to offer a criteria for these connections. The results obtained show that the 45° angle between the applied force and the position of the screw penetration leads to a better strength values and stiffness. Besides this, based on experiments conducted, it has concluded that the criteria proposed by Eurocode5 prove suitable for this type of connection