Capítulo 4 – Programa Experimental
4.4 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
4.4.3 VIGAS DE SEÇÃO RET
As vigas foram confec conforme Figura 4.30); com e 80,8 cm de comprimento. disposições dos nós e emend vigas de seção retangular fabr elementos estruturais compon submetidos à flexão.
Figura 4.30 –
A disposição “A” apre topo nas ripas 2, 4 e 6. Na con emendas nas ripas 1, 3, 5 apresentam-se nós nas extrem Finalmente, o tipo “D” aprese ripas da viga.
Figura 4.31 –
Para junção das ripas CASCOREZ; ambos foram pr Foram confeccionadas foram fabricadas com adesivo e “D”; e, 7 (sete) foram fabr tipos “A”, “B” e “C”, adiciona
xperimental
ÃO RETANGULAR
foram confeccionadas com sete ripas de bambu (numerad com seção transversal média de 2,88 cm de base mprimento. As vigas em BLC foram preparadas com
e emendas (A, B, C e D), conforme Figura 4.31 tangular fabricadas a partir de laminados colados, pois a
rais componentes de estruturas de madeira (telhados, p
– Numeração das ripas de bambu ao longo da altura da vi
Fonte: Autor.
apresenta nós nas extremidades das ripas 1, 3, 5 Na conformação “B” têm-se nós nas extremidades
e 7. Já para o tipo “C” não se têm emendas s nas extremidades das ripas 2, 4 e 6; e nós nos centros d
apresenta nós nas extremidades e ausência de em
– Disposição das ripas e nós nas vigas de BLC (A, B, C
Fonte: Autor.
ão das ripas de bambu foram utilizados dois adesivos bos foram preparados e utilizados conforme orientação do nfeccionadas 15 (quinze) vigas para realização do ensaio, com adesivo CASCOPHEN, duas vigas de cada um dos t ) foram fabricadas com adesivo CASCOREZ, duas vig “C”, adicionadas de apenas uma do tipo “D”.
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(numeradas de cima a baixo base por 4,99 cm de altura paradas com quatro diferentes 31. Resolveu-se estudar lados, pois a grande maioria dos (telhados, por exemplo) estão
a altura da viga.
ripas 1, 3, 5 e 7; e emendas de xtremidades das ripas 2, 4 e 6; e emendas; em contrapartida, nos centros das ripas 1, 3, 5 e 7. sência de emendas em todas as
A, B, C e D).
ois adesivos: CASCOPHEN e orientação do fabricante.
ão do ensaio, das quais: 8 (oito) ada um dos tipos “A”, “B”, “C” duas vigas de cada um dos
Na Figura 4.32 mostra-se o processo de união das vigas por meio da prensagem das ripas coladas entre si. Após a cura do adesivo retirava-se o espécime da condição de prensagem e aplicava-lhe o acabamento por meio da serragem e lixamento das extremidades (até se obter comprimento adequado da viga) e aplainamento de suas faces. Na Figura 4.33 expõem-se as vigas prontas após o acabamento antes da realização do ensaio.
Figura 4.32 – Processo de prensagem para fabricação das vigas de BLC.
Fonte: Autor.
Figura 4.33 – Vigas de seção retangular em BLC.
(a) (b)
Fonte: Autor.
Objetivando-se a comparação entre as vigas de BLC e vigas de madeira natural de reflorestamento, usualmente empregadas na construção civil, foram fabricadas quatro vigas de madeira serrada padrão com dimensões similares as vigas de BLC; sendo duas de Eucalyptus
grandis (E1 e E2) e outras duas de Araucaria angustifolia ou Pinho do Paraná (P1 e P2).
As vigas biapoiadas isostáticas, com vão de 75,0 cm, foram ensaiadas à flexão por meio do ensaio e flexão de quatro pontos, sendo dois pontos de carregamento ativo (P + P) nos terços médios e dois reativos nos apoios extremos, o qual é dito ensaio de Stuttgart (Figura 4.34). As cargas foram aplicadas através de dois cilindros hidráulicos, conectados cada um, a uma célula de carga, com capacidade de 100 kN. Os deslocamentos centrais verticais (no meio do vão) foram obtidos através de medidores de deslocamento potenciométricos, com curso de 100 mm e precisão de 0,01 mm. As leituras foram realizadas por um sistema de aquisição de dados a 2,0 Hz e gravadas em um computador. Além disso, o
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ensaio foi realizado seguindo estágios de carregamento com incremento de carga igual a 20 kgf em cada um dos cilindros hidráulicos. Na Figura 4.35 exibe-se uma viga de BLC preparada para o ensaio.
Figura 4.34 –Detalhe do ensaio de Stuttgart.
Fonte: Adaptado de Lima Jr. (2005).
Figura 4.35 – Esquema experimental do ensaio das vigas de BLC.
(a) Viga A2.
(b) Viga A1. Fonte: Autor.
No presente capítulo serão apresentadas as análises e discussões dos resultados obtidos nos ensaios desta dissertação. Primeiramente, expor-se-ão os dados referentes às propriedades físico-mecânicas do bambu e do Bambu Laminado Colado (BLC), sendo este fabricado com dois tipos de adesivos: CASCOREZ e CASCOPHEN. Portanto, foram analisadas as propriedades a seguir elencadas: absorção de água do bambu; massa específica do BLC; tração paralela às fibras do bambu; compressão paralela às fibras do BLC; módulo de elasticidade à compressão paralela às fibras do BLC; cisalhamento paralelo às fibras do bambu e no plano de colagem; e flexão estática. Na Tabela 5.1 têm-se um resumo dos valores médios das propriedades físico-mecânicas obtidas nos ensaios.
Tabela 5.1 – Resumo dos resultados das propriedades físico-mecânicas.
Ensaios físico-mecânicos do bambu/BLC Valores Densidade aparente do BLC (kg/m3) 770 Tração paralela às fibras do Bambu na região internodal (MPa) 261,8
Tração paralela às fibras do Bambu na região nodal (MPa) 76,1 Compressão paralela às fibras do BLC à base de adesivo CASCOREZ (MPa) 100,9 Compressão paralela às fibras do BLC à base de adesivo CASCOPHEN (MPa) 97,6
Módulo de elasticidade à compressão paralela às fibras do BLC (GPa) 22,1 Cisalhamento paralelo às fibras do bambu (MPa) 8,4 Cisalhamento no plano de colagem do BLC à base de adesivo CASCOREZ (MPa) 5,1 Cisalhamento no plano de colagem do BLC à base de adesivo CASCOPHEN (MPa) 8,1
Tensão de cisalhamento longitudinal máxima à flexão do BLC à base de adesivo
CASCOREZ (MPa) 7,0
Tensão de cisalhamento longitudinal máxima à flexão do BLC à base de adesivo
CASCOPHEN (MPa) 8,8
Tensão normal máxima à flexão do BLC à base de adesivo CASCOREZ (MPa) 97,3 Tensão normal máxima à flexão do BLC à base de adesivo CASCOPHEN (MPa) 123,5
Fonte: Autor.
Por fim, avaliaram-se os resultados das estruturas fabricadas à base de BLC. Inicialmente, apresentaram-se os resultados das ligações metálicas das treliças, que serviam de base para o dimensionamento destas. Em seguida, comentou-se a respeito do dimensionamento das treliças, o qual está detalhado no Apêndice B (Memorial de cálculo das treliças). Para análise das treliças tipo Howe plotaram-se gráficos carga x deslocamento (experimental-numérica) e tensão x carregamento aplicado (experimental-teórica). Finalmente, avaliaram-se as vigas de BLC de seção transversal retangular, por meio dos dados de carga x deslocamento.