Influência do teor de umidade nas propriedades físicas e mecânicas da madeira Calophyllum sp

Due to its excellent resistance to traction and compression, wood is regularly used in furniture, window frames and in structures and sealing of homes and buildings. Due to the anisotropy and complexity of the material, its properties vary depending on its intrinsic anatomical characteristics and external factors, such as species, moisture content, acting requests, among others. The Brazilian standard provides linear models for estimating and correcting all strength and stiffness properties as a function of the moisture content of the wood. However, due to its characteristics, there may not be a linear variation of the physical and mechanical properties in relation to the moisture content. Thus, this research aims to evaluate and analyze the influence of moisture content on 15 properties of Calophyllum sp. The reliability of the Brazilian standard equation for correcting strength and stiffness values as a function of humidity (U% to 12%) was evaluated, in addition to analyzing, through ANOVA, whether there is a change in the properties when they are at the saturation point of the fiber and 12% moisture. Of the 15 properties analyzed, 4 did not change, contrary to the linear models set out in the Brazilian standard. In addition, it was possible to note that the Brazilian standard can estimate with an error of up to 76% when correcting the humidity to 12%.A madeira por possuir excelente resistência à tração e compressão é comumente utilizada em móveis, esquadrias e em estruturas e vedação de residências e edifícios. Devido à anisotropia e complexidade do material, suas propriedades variam em função de suas características anatômicas intrínsecas e de fatores externos, como a espécie, teor de umidade, solicitações atuantes, dentre outros. A norma brasileira traz modelos lineares para a estimativa e correção de todas as propriedades de resistência e de rigidez em função do teor de umidade da madeira. Porém, devido às suas características, pode não haver variação linear das propriedades físicas e mecânicas em relação ao teor de umidade. Assim, esta pesquisa tem como objetivo avaliar e analisar a influência do teor de umidade em 15 propriedades da madeira Calophyllum sp. Foi avaliada a confiabilidade da equação da norma brasileira para corrigir os valores de resistência e rigidez em função da umidade (U% para 12%), além de analisar, por meio de ANOVA, se há alteração nas propriedades quando estão no ponto de saturação da fibra e 12% de umidade. Das 15 propriedades analisadas, 4 não sofreram alteração, contrariando os modelos lineares dispostos na norma brasileira. Além disso, foi possível notar que a norma brasileira pode estimar com erro de até 76% ao corrigir a umidade para 12%

Momentos Hiperstáticos de Protensão em Lajes Lisas Protendidas/Hyperstatic Prestressing Moments in Prestressed Flat Slabs

Os chamados momentos hiperestáticos de protensão compõem um dos assuntos mais interessantes e de difícil entendimento no meio técnico, e essa dificuldade de entendimento motiva a realização deste trabalho. Quando se projeta uma viga protendida de uma ponte, é muito comum que essas vigas sejam projetadas com a vinculação bi-apoiada, mas existe também a possibilidade de torná-las hiperestáticas principalmente quando se tem vigas contínuas. Na protensão dessas vigas hiperestáticas surgem esforços adicionais na estrutura que devem ser levados em consideração. Um esforço particular são os momentos hiperestáticos de protensão. Embora nas pontes em gerais, é comum, utilizar apoios elásticos como neoprene, isso faz com que o tabuleiro da ponte não tenha uma ligação com os pilares, mas isso não é comum em lajes de edifícios do tipo lisa, em que há ligação da laje com os pilares, ficando mais evidentes os momentos hiperestáticos de protensão. Em lajes lisas os pilares já geram na laje momentos negativos, que precisam ser combatidos com protensão, e isso faz com que surjam esforços adicionais que necessitam ser estudados e compreendidos com mais precisão. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é usar uma laje lisa simples como modelo de cálculo, realizar o pré-dimensionamento, demonstrar como são encontrados os momentos hiperestáticos, e realizar uma análise da fissuração da laje na combinação rara de serviços comparando com o momento de fissuração conforme a NBR6118:2014 e realizar a análise da seção com sua inércia equivalente, e verificando  ase o momento hiperestático sobre os pilares sofre alguma variação significativa considerando a laje com a concretagem “in loco”. A estrutura será lançada e analisada no SAP2000® software de elementos finito

Análise de incrementos de resistência à flexão simples em elementos de concreto armado reforçados pelas técnicas de encamisamento, chapas de aço e EBR com polímeros reforçados com fibras de carbono

A utilização de sistemas de reforço tem se tornado uma solução comum para as inúmeras formas de degradação e deterioração dos elementos estruturais. Entre os diferentes tipos existentes, neste trabalho, certa ênfase foi dada às técnicas de encamisamento, chapas de aço e EBR (Externally Bonded Reinforcement) com polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Polymer). Objetivando a avaliação dos incrementos de resistência resultantes, um software foi desenvolvido, com base nas normas técnicas vigentes. Para tal, incrementos graduais de 10% foram dados a uma força concentrada F de uma viga de concreto armado simplesmente apoiada. Os resultados evidenciaram que em até 40% de aumento de F, a técnica EBR com CFRP apresentou incrementos de resistência superiores. Já com 50% de acréscimo de F, a técnica de encamisamento se sobressaiu. Entretanto, em todas as porcentagens de aumento de F, o rendimento da técnica EBR com CFRP se mostrou bastante superior ao das demais, haja vista que possui incrementos de resistência significativos, associados a um reduzido volume de material. Diante dos apontamentos expostos, evidencia-se que a aplicação de CFRPs pela técnica EBR configura-se como uma excelente solução de reforço estrutural, apresentando rendimentos significativos e interferências arquitetônicas quase nulas, devido ao seu reduzido volume de material.</p

Análise de incrementos de resistência à flexão simples em elementos de concreto armado reforçados pelas técnicas de encamisamento, chapas de aço e EBR com polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP)

A utilização de sistemas de reforço tem se tornado uma solução comum para as inúmeras formas de degradação e deterioração de elementos estruturais. Dentre os diferentes tipos existentes, neste trabalho, certa ênfase foi dada às técnicas de encamisamento, chapas de aço e EBR (Externally Bonded Reinforcement) com polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP). Objetivando a avaliação dos incrementos de resistência resultantes, um software foi desenvolvido, programado à luz das normas técnicas vigentes. Para tal, incrementos graduais de 10% foram dados à uma força concentrada F de uma viga de concreto armado simplesmente apoiada. Os resultados evidenciaram que até 40% de aumento de F, a técnica EBR com CFRP apresentou incrementos de resistência superiores. Já com 50% de acréscimo de F, a técnica de encamisamento se sobressaiu. Entretanto, em todas as porcentagens de aumento de F, o rendimento da técnica EBR com CFRP se mostrou bem superior às demais, haja vista que possui incrementos de resistência significativos, associados a um reduzido volume de material

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

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 deste potencial é utilizado devido a preconceitos inerentes ao material. Todavia, ainda há uma evidente recorrência em estruturas treliçadas 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, primando a avaliação dessas influências, uma ferramenta computacional foi desenvolvida com base no método dos elementos finitos (MEF) e nas rotinas de dimensionamento prescritas pela revisão da ABNT NBR 7190 (2020). Os valores de deslocamentos e esforços solicitantes 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 inferiores a 50% em modelos que conferem rigidez perfeita

Influence of moisture content on physical and mechanical properties of vatairea sp. wood

The recent interest in constructing high and robust wooden structures has stimulated the investigation of physical and mechanical properties as well as their correlation with other important parameters of the material of tropical species like the Vatairea sp., whose popular name is angelim-amargoso, used especially in roof structures with large spans. The Brazilian Standard for wood constructions recommends using linear models to correct or estimate the strength and/or stiff ness of wood correlated with moisture content and also provides the classifi cation of hardwoods according to their characteristic strength. However, because wood is a natural, heterogeneous, and anisotropic material, certain properties may not be aff ected by signifi cant diff erences in moisture content. Therefore, in this study, the infl uence of moisture content on fi fteen physical and mechanical properties of Vatairea sp. wood was investigated through its characterization. The tests were carried out on 12 specimens for each property and two groups: with the moisture content of 12% and at the fi ber saturation point. The Anderson-Darling test was performed to verify the results’ normality and the analysis of variance (ANOVA) to analyze the infl uence of moisture content on these properties. In addition, the wood was classifi ed according to the strength classes of the Brazilian Standard, and the strength and stiff ness were estimated according to the linear models proposed by the same norm. The estimated results were compared with the experimental ones through the diff erence calculation and percentual error of the values. It was concluded that most properties were not aff ected by the moisture content, and the most signifi cant errors obtained in the estimates were for properties that were signifi cantly infl uenced by the moisture content.O recente interesse pela construção de estruturas altas e robustas em madeira tem estimulado a investigação de propriedades físicas e mecânicas, assim como a correlação delas com outros parâmetros importantes do material de espécies tropicais como o angelim-amargoso (Vatairea sp.) utilizada especialmente em estruturas de telhados de grandes vãos. No Brasil, a norma de projetos de madeira recomenda a utilização de modelos lineares para a correção ou estimativa da resistência e/ou rigidez da madeira correlacionada ao teor de umidade, bem como traz a classifi cação das folhosas segundo sua resistência característica. Entretanto, por ser um material natural, heterogêneo e anisotrópico, certas propriedades podem não ser afetadas por diferenças no teor de umidade. Portanto, nesse trabalho, investigou-se a infl uência do teor de umidade em 15 propriedades físicas e mecânicas da madeira de Vatairea sp., através da sua caracterização. Os ensaios foram realizados em 12 corpos-de-prova para cada propriedade e para dois grupos: com teor de umidade de 12% e no ponto de saturação das fi bras. O teste de Anderson-Darling foi empregado para verifi car a normalidade dos resultados e a análise de variância (ANOVA) para analisar a infl uência do teor de umidade nessas propriedades. Além disso, classifi cou-se a madeira segundo as classes de resistência da norma brasileira e estimou-se a resistência e rigidez segundo os modelos lineares propostos pela mesma norma. Os resultados estimados foram comparados com os experimentais através do cálculo da diferença e o erro percentual dos valores. Concluiu-se que a maioria das propriedades não foram afetadas pelo teor de umidade e que os maiores erros obtidos nas estimativas foram para as propriedades que foram infl uenciadas signifi cativamente pelo teor de umidade

Comparative Analysis of the Mechanical Performance of Timber Flat Truss Typologies for Different Strength Classes via Optimization Algorithm

This study aimed to compare the mechanical performance of two truss typologies, the modified Fan and Howe trusses, using five different wood species: Cambará-rosa, Cupiúba, Angelimpedra, Garapa, and Jatobá. The spans considered were 6, 9, 12, and 15 m, and the optimization algorithm used was a swarm intelligence algorithm to minimize the structure weight. The study found that wood is a sustainable and viable option for truss constructions, with different wood species having distinct mechanical properties that must be considered when designing the structure. The Howe truss typology presented lower results for the objective function in comparison with the modified Fan truss. The distribution of normal forces in the truss correlated with the characteristic strength in compression and tensile of the species. The Howe truss typology presented a larger amplitude in relation to the modified Fan truss typology in most of the conditions adopted for the Ultimate Limit State constraints. Constraints associated with deflection in the immediate condition were observed to limit the optimization process. The study used the matrix analysis method to evaluate internal efforts and nodal displacements in the trusses. In summary, this study demonstrates the importance of considering all constraints when dimensioning timber structures and the benefits of using different wood species for sustainable construction

Influence of the Harvesting Region on Batch Homogeneity of Ipe Wood (Tabebuia sp.) Based on Its Physical and Mechanical Properties

This paper aims to evaluate the hypothesis regarding the homogeneity of wood batches, as provided in the Brazilian standard for wooden structures ABNT NBR 7190 through an experimental study simulating the condition of a sawmill where the control of the harvest region, location of the sample in the trunk, edaphoclimatic condition, relief, and vegetation are variables that cannot be controlled. An experimental study was performed on 15 properties (3 physical and 12 mechanical) of Ipe (Tabebuia sp.) wood. Batches from three harvesting regions (Mucaja&iacute; [RR-A], Bonfim [RR-B], and Cl&aacute;udia [MT]) were used to verify the existence of significant differences between the properties of the three areas. The properties were obtained following the test methods established in ABNT NBR 7190-3, with 540 specimens being manufactured and characterized, prior to being submitted to a statistical analysis, where ANOVA was applied with the Anderson&ndash;Darling normality test, the homogeneity of variance of multiple comparisons, and the Tukey test. Statistical analysis indicated that the wood harvesting regions showed significant differences in six (40%) and non-significant differences in nine (60%) of the fifteen properties evaluated. Among the properties evaluated, the compressive strength parallel to the grain (fc0) showed significant differences. This property is used to classify the wood strength class according to the Brazilian standard ABNT NBR 7190-1. The batches from the harvesting regions RR-A, RR-B, and MT were classified using the strength classes D60, D50, and D50, respectively. These results directly impact the consideration of the homogeneity of the batches, considering that the sawmills receive samples from different regions. For future research, a numerical method can be applied to consider the influence of the wood harvesting area