3.4.1 Considerações ini iais
A madeira, omo elemento vivo queé, apresenta, em geral, propriedades físi as e me âni as
om um grau de variabilidade elevado, omumente superior a outros materiais. Esta par-
e ambientais a que está sujeita. Assim sendo, no estudo do omportamento da madeira, é
forçoso ompreenderassuaspropriedades,querfísi asquerme âni as,eaindaarelaçãoentre
asmesmas.
Para além da anisotropia, a higrospi idade é outro dos fa tores que mais afe ta as pro-
priedadesdamadeira, estando,por isso,estesdois aspe tospresentesemprati amentetodas
as ara terísti as da madeira (Natterer et al., 2004). Destemodo,para obter o melhor fun-
ionamento da madeira é onveniente que os esforços paralelos às bras estejam sujeitos a
ondiçõesde humidade onstantes.
Na se ção seguinte apenas são desenvolvidos os on eitos de teor de água, de massa
volúmi a e de densidade, visto julgar-se que esta matéria não está in luída no âmbito do
presentetrabalho.
3.4.2 Propriedades físi as
Teorde água
Oteordeágua,ouhumidade,éumdosparâmetrosfísi osqueassumegrandeimportân ia
nadurabilidade damadeira omo materialestrutural, dado que, relativamente aosparâmet-
ros des ritos anteriormente, é o úni o passível de ser devidamente ontrolado por pro essos
onhe idos.
Entende-se por teor de água,
W
, o valor per entual do peso de água da amostra em relação ao peso se o da mesma, após se agem em estufa a uma temperatura de referên ia,traduzindo-senaseguinteequação:
W =
mh− ms
ms
× 100 [%]
(3.1)
onde
mh
orrespondeàmassadoprovetehúmidoems
àmassadoprovetese o. Dea ordo om espe i ações, oteor de água padrão, para o qual sãoapuradas aspropriedades da madeira,é onven ionalmentede nido omosendo
W = 12%
(Nattereret al., 2004). Massavolúmi a e densidadeA massavolúmi a é,seguramente, o ritério maisimportanteda ara terização físi ada
madeira, uma vez que esta propriedade tem uma forte ligação às propriedades elásti as e
me âni asdamadeira. Por estarazão, nasnormasde lassi açãodasmadeiras,as ondições
a umprirestão rela ionadas omamassavolúmi a.
Posto isto,dea ordo oma orrente literatura, amassavolúmi ada madeira,
ρW
,estab- ele ea relaçãoentre asuamassa,mw
,e ovolume orrespondente,Vw
,atendendoque ambas asgrandezas sãomedidasparao mesmoteorde água (Natterer etal., 2004):ρw=
mw
Vw
[kg/m3]
(3.2)Para efeitos de proje tos de estruturas de madeira, as normas impõem que a massa
volúmi a de referên ia orresponde à massa volúmi a determinada para um teor de água
de
12%
, sendo geralmente expressa emkg/m
3
. Além deste parâmetro, existe ainda outro
apelidado de densidade, que orresponde à relação entre a massa volúmi a da madeira e a
massavolúmi ada água,tratando-se por issodeumvaloradimensional.
3.4.3 Propriedades me âni as
De orrente da anisotropia, a madeira apresenta diferentes propriedades me âni as segundo
três dire ções nomeadamente, longitudinal, radial e tangen ial. Contudo, uma vez que as
diferençasdepropriedadesentreadire çãoradiale tangen ial, apesardeexpressivasentresi,
sãobastantediferentes daspropriedades nadire çãolongitudinal (paralelaàs bras),opta-se
por estudar apenas as propriedades segundo a dire ção paralela e a dire ção perpendi ular
à bra. Deste modo, as prin ipais propriedades me âni as da madeira são, sumariamente,
ara terizadasde seguida.
Tra ção
A madeira possui umaelevada resistên ia à tra ção segundo a dire ção paralela à bra,
podendo, em aso de ausên ia de defeitos, atingir valores superiores aos obtidos na exão
(Carvalho, 2007). Os resultados provenientes do usual ensaio à tra ção (ver Figura 3.2)
mostramumarelaçãoprati amentelineardatensão-deformação de umapeçade madeiraaté
atingirarotura, advertindo-se, assim,umarotura frágilno momento da rotura.
Figura3.2: Relação tensão-deformação damadeiraparaa situaçãode (a)tra ção e(b) om-
pressão.
Aresistên ia da madeiraàtra ção nadire ção perpendi ularà bra émuitoinferior fa e
à tra ção segundo a dire ção paralela, evitando-se, por isso, a onsideração deste tipo de
tensões aquando do estudo do omportamento da estrutura de madeira. Esta ara terísti a
Compressão
Na dire ção paralela à bra, a resistên ia da madeira à ompressão é elevada, ontudo é
inferiorquando omparada omaresistên iaà exão. Nestasituação,aroturapor ompressão
ébastantemaisdú tilquea rotura por tra ção, onforme se ilustrana Figura3.2.
A resistên ia à ompressão na dire ção perpendi ular à bra é, tal omo todas as pro-
priedadestransversais,muitoinferior à orrespondente nadire ção paralela. A mesma gura
mostra, uma vez mais, a relação tensão-deformação da madeira, entendendo-se que numa
fase ini ial este material apresenta um omportamento linear, ontudo a rotura o orre por
plasti ação(Carvalho, 2007).
Flexão
A resistên ia à exão é,neste trabalho e,provavelmente, num modogeral, apropriedade
damadeira om maiorimportân ia, vistoser otipode esforço aque aviga-tipo estásujeita.
Estapropriedadesurgenasnormasde lassi açãodamadeiraparaestruturas omoreferên ia
para a atribuição das lasses de resistên ia da madeira, sendo as restantes propriedades de
resistên ia,nadire çãoparalelaao o, al uladasemfunçãodaresistên iaà exão. Comofoi
dito anteriormente, a madeira ofere e uma boa resistên ia à exão quando omparada om
outrosmateriais estruturais, espe ialmentefa eà suadensidade (Carvalho, 2007).
Corte
Aresistên ia damadeiraao orteé bastantebaixa nasduasdire ções(paralela eperpen-
di ularao o). Aroturasegundoadire çãodas brasdamadeiratraduz-senumdeslizamento
entre as mesmas, resultando num es orregamento que pode o orrer na dire ção paralela ou
perpendi ular às bras. Ao passoque, arotura por plasti açãosegundo a dire çãoperpen-
di ularàs braso orre quandoa peçade madeiraé submetida a esforçostransversais ao o.
Contudo, este último tipo de rotura não é muito habitual na medida em que, geralmente,
antes deseatingir arotura por orteo orre oesmagamento perpendi ular(Carvalho, 2007).
Comoédeseprever, aresistên iaao ortevaria onsideravelmenteempeçasdemadeira om
defeitos omo, por exemplo,fendas e ssuras.
Todas estas propriedades me âni as estão de nidas na norma Europeia, por equações
determinadasexperimentalmente.