Evaluating vibrations on a small-scale model of a timber footbridge

In Brazil, the study of pedestrian-induced vibration on footbridges has been undertaken since the early 1990s, for concrete and steel footbridges. However, there are no recorded studies of this kind for timber footbridges. Brazilian code ABNT NBR 7190 (1997) gives design requirements only for static loads in the case of timber footbridges, without considering the serviceability limit state from pedestrianinduced vibrations. The aim of this work is to perform a theoretical dynamic, numerical and experimental analysis on simply-supported timber footbridges, by using a small-scale model developed from a 24 m span and 2 m width timber footbridge, with two main timber beams. Span and width were scaled down (1:4) to 6 m e 0.5 m, respectively. Among the conclusions reached herein, it is emphasized that the Euler-Bernoulli beam theory is suitable for calculating the vertical and lateral first natural frequencies in simply-supported timber footbridges; however, special attention should be given to the evaluation of lateral bending stiffness, as it leads to conservative values

ESTIMATIVA DO MÓDULO DE ELASTICIDAE À FLEXÃO DE TORAS DE MADEIRA POR MEIO DE VIBRAÇÃO TRANSVERSAL LIVRE

As toras destinadas à aplicações estruturais necessitam passar por um processo de avaliação de qualidade a fim de verificar se suas propriedades mecânicas atendem aos requisitos de projeto. O mais antigo método de avaliação consiste em inspecionar visualmente a superfície das toras. Porém, a impossibilidade de examinar a integridade interna do material é uma das maiores desvantagens desse método. Dessa maneira, a inspeção visual sempre deve ser acompanhada de algum método complementar de Avaliação Não-Destrutiva (AND) dentre os quais os maios utilizados são o ensaio de flexão estática e os ensaios dinâmicos de ultrasom e vibração transversal. Este trabalho apresenta um estudo experimental sobre a estimativa do módulo de elasticidade à flexão de toras de madeira por meio de ensaios de vibração transversal. Dez toras de Eucalyptus citriodora com comprimento de cerca de 4,5 metros e diâmetro médio de 16 cm foram submetidas a ensaios de flexão estática e vibração transversal. A análise dos resultados mostrou uma boa correlação entre os módulos de elasticidade estático e dinâmico indicando que o ensaio de vibração pode ser empregado para avaliar com boa exatidão a rigidez à flexão de toras de madeira

PASSARELA ESTAIADA DE MADEIRA COM DUAS TORRES

Este artigo apresenta aspectos de projeto da passarela estaiada de madeira com duas torres de 6,10 m de altura, 45 m de comprimento, localizada no município de Brotas, Estado de São Paulo, Brasil, construída pela Prefeitura deste munícipio, com projeto elaborado por integrantes do Laboratório de Madeiras e de Estruturas de Madeira (LaMEM), do Departamento de Engenharia de Estruturas (SET), Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), Universidade de São Paulo (USP). A estrutura da passarela é composta por fundação e berços de apoio feitos em concreto armado; por peças roliças de Eucalyptus citriodora, tratadas com CCA em autoclave, para as vigas principais; por tabuleiro de peças serradas de Mezifaurus itauba, que receberam pintura contra a demanda biológica. O cálculo foi baseado nos requisitos da norma brasileira para projeto de estruturas de madeira NBR7190 (1997). A passarela estaiada confirma a viabilidade do uso da madeira de reflorestamento, particularmente a utilizada nas peças principais, como excelente material estrutural, que apresenta baixo consumo energético, ótima relação resistência/peso e grande durabilidade, quando tratada

Analysis of the natural vibration frequency test method to obtain the modulus of elasticity of wood structural components

Existem diversas técnicas para caracterização do módulo de elasticidade de madeiras e, dentre as atualmente empregadas, destacam-se aquelas que utilizam as frequências naturais de vibração, por serem técnicas não destrutivas e, portanto, apresentarem resultados que podem ser repetidos e comparados ao longo do tempo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficácia, dos métodos de ensaios baseados nas frequências naturais de vibração comparando-os aos resultados obtidos na flexão estática na obtenção das propriedades elásticas em peças estruturais de madeira de reflorestamento que são usualmente empregadas na construção civil. Foram avaliadas 24 vigas de Eucalyptus sp. com dimensões nominais (40 x 60 x 2.000 mm) e 14 vigas de Pinus oocarpa com dimensões nominais (45 x 90 x 2.300 mm), ambas sem tratamento; 30 pranchas com dimensões nominais (40 x 240 x 2.010 mm) e 30 pranchas com dimensões nominais (40 x 240 x 3.050 mm), ambas de Pinnus oocarpa e com tratamento preservativo à base de Arseniato de Cobre Cromatado - CCA. Os resultados obtidos apresentaram boa correlação quando comparados aos resultados obtidos pelo método mecânico de flexão estática, especialmente quando empregada a frequência natural de vibração longitudinal. O emprego da frequência longitudinal mostrou-se confiável e prático, portanto recomendada para a determinação do módulo de elasticidade de peças estruturais de madeira. Verificou-se ainda que, empregando a frequência longitudinal, não há necessidade de um suporte específico para os corpos de prova ou calibrações prévias, reduzindo assim o tempo de execução e favorecendo o ensaio de grande quantidade de amostras

INFLUÊNCIAS DA ESPÉCIE, TRATAMENTO PRESERVATIVO E ADESIVOS NAS PROPRIEDADES FÍSICAS DO BAMBU LAMINADO COLADO

This work aimed to evaluate the physical properties of laminated bamboo lumber - LBL in relation to species, preservative treatments and adhesive employed. Laths of Dendrocalamus giganteus and Bambusa vulgaris bamboos with over the age of three years old were produced. Some of the laths were immersed in water and the other in solution of disodium octaborate tetrahydrate (Na2B8O134H2O) - Timbor, with 2% concentration, during 15 days. After treated and air season, the laths were transformed into strips with dimensions of 0.5 x 3.0 x 45 cm (thickness x width x length) and employed in the manufacture of laminated bamboo lumbers. The adhesives used for gluing the strips were the basis of polymer isocyanate emulsion (PIE), melamine urea formaldehyde (MUF), polyvinyl acetate cross (PVAc) and resorcinol formaldehyde (RF). The preservative treatments and the adhesives did not influence the densities of LBLs manufactured with Dendrocalamus giganteus. For the Bambusa vulgaris, the densities of LBLs were affected by the type of adhesive. It was observed that the LBLs manufactured with Dendrocalamus giganteus had a higher dimensional stability than those produced with the Bambusa vulgaris. The MUF and RF adhesives have given greater dimensional stability to the BLCs produced with both species of bamboo. The LBLs adhered with EPI or PVA had greater delamination, regardless the species of bamboo and the preservative treatment, not being suitable for external uses.Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades físicas de laminados colados de bambu quanto à espécie, tratamento preservativo e adesivos utilizados. Foram produzidas ripas com os bambus das espécies gigante (Dendrocalamus giganteus) e vulgar (Bambusa vulgaris) com idade superior a três anos. Uma parte das ripas foi imersa em água e a outra em solução de octaborato de dissódio tetra-hidratado (Na2B8O13.4H2O) - Timbor, com 2% de concentração, durante 15 dias. Depois de tratadas e secas ao ar, as ripas foram transformadas em taliscas com dimensões de 0,5 x 3,0 x 47 cm (espessura x largura x comprimento) e empregadas na confecção dos bambus laminados colados (BLCs). Os adesivos utilizados na colagem das taliscas foram à base de emulsão de isocianato polimérico (EPI), melamina-ureia-formaldeído (MUF), acetato de polivinila lincado (PVAc) e resorcinol-formaldeído (RF). Os tratamentos preservativos e os adesivos não influenciaram as densidades dos BLCs confeccionados com bambu-gigante. Para o bambu-vulgar, as densidades dos BLCs foram afetadas pelo tipo de adesivo. Observou-se que os BLCs confeccionados com bambu-gigante tiveram maior estabilidade dimensional que aqueles produzidos com bambu-vulgar. Os adesivos MUF e RF conferiram maior estabilidade dimensional aos BLCs produzidos com ambas as espécies de bambu. Os BLCs aderidos com EPI ou PVA tiveram maior delaminação, independentemente da espécie de bambu e tratamento preservativo empregado, não sendo indicados para usos externos

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

Avaliação da madeira do híbrido de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla para utilização em madeira lamelada colada

A madeira lamelada colada (MLC) possui inúmeras vantagens, podendo ser utilizada em diversos projetos com diferentes dimensões. O objetivo desta pesquisa foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas da madeira do híbrido de E. grandis × E. urophylla visando a produção de elementos de MLC colados com os adesivos resorcinol-formaldeído (RF) e poliuretano de mamona (PUR) separadas em duas classes de densidade. A partir dos ensaios determinou-se a massa específica aparente, o teor de umidade, a retração, o inchamento, a resistência ao cisalhamento da madeira, a resistência ao cisalhamento na linha de cola, a resistência à compressão normal às fibras, o módulo de elasticidade. A partir dos resultados observou-se que a madeira do híbrido de E. grandis × E. urophylla apresentou resultados satisfatórios para ser utilizada na fabricação de elementos de MLC, sobretudo naquelas em que foram utilizadas tábuas de maior densidade aparente (≥ 0,587 g.cm-3) e colados com o adesivo resorcinol-formaldeído (RF).Palavras-chave: elemento estrutural, resorcinol-formaldeído, poliuretano de mamona.

Analysis of glue line and correlations between density and anatomical characteristics of Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla glulam

This study aimed to analyze the glue line thickness effect and its relation with density and anatomical characteristics of eucalyptus wood. Thus, the thickness of main and secondary glue lines was measured as well as their interaction with apparent density of elements glued with resorcinol-formaldehyde (RF) and castor oil polyurethane (CP) adhesives. Anatomical wood characterization of Eucalyptus grandis × E. urophylla was performed by correlating glue line thickness. According to normative instruction, specimens were produced for delamination tests. The experiment was conducted in a completely random 2 × 2 design factorial scheme (two classes of wood apparent density and two adhesives). Pearson correlation (t < 0,01) was performed among variables. It was found that there was adhesive penetration into vessels and rays of wood. Glue line thickness was higher in woods with density higher than to 0,58 g∙cm-3 glued with RF adhesive. There was a low correlation between wood density and vessel diameter to main and secondary glue lines (t < 0,01)

Avaliação dos módulos de elasticidade por meio de ensaios não destrutivos para madeira laminada colada / Evaluation of the modulus of elasticity by non-destructive testing for glued laminated timber

Para a fabricação de madeira laminada colada (MLC) é preciso avaliar as propriedades das tábuas tanto pela classificação visual quanto por ensaio mecânico. Dentre os ensaios mecânicos, pelo método de avaliação não-destrutiva para madeira serrada, destacam-se vibração transversal, vibração longitudinal, stress wave e flexão estática. O objetivo deste trabalho foi propor a utilização de métodos de ensaios não-destrutivos por meio das vibrações e onda de tensão para estimar o módulo de elasticidade na flexão de tábuas de madeira. O método proposto foi testado e avaliado em uma amostra de 24 tábuas do material do híbrido de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis. Foram obtidas boas correlações (0,95 a 0,97) entre o módulo de elasticidade da flexão estática e o módulo de elasticidade por meio dos ensaios de vibração transversal, longitudinal e stress wave. Além disso, verificou-se que o método de balanceamento das peças é indicado para fabricação de MLC. Desse modo, concluiu-se que os valores de correlação e médias aritmética e ponderada foram satisfatórias para se obter um melhor desempenho do MLC