Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira - 4ª Edição Revista

15mm

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CADERNO 7 DE PROJETOS DE TELHADOS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA

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EDIÇÃO REVISTA

6 13 9 conhecido 12 8 Caderno 14 13 de10 11 de telhados Esta revisão, há muito solicitada, do livro projetos em estruturas de madeira, do falecido Professor Antonio Moliterno, mantém as 2 características básicas do original.

7. Forros (tarugamento) 7.1. Forros de madeira 7.2. Forro de placas pré-fabricadas 7.3. Apoio do tarugamento nas tesouras Princípios e critérios do Conselho de Manejo Florestal (FSC) Princípio 1: Obediência às leis e aos princípios do FSC Princípio 2: Responsabilidade e direitos de posse e uso da terra Princípio 3: Direitos dos povos indígenas Princípio 4: Relações comunitárias e direitos dos trabalhadores Princípio 5: Benefícios da floresta Princípio 6: Impacto ambiental Princípio 7: Plano de manejo Princípio 8: Monitoramento e avaliação Princípio 9: Manutenção de florestas de alto valor de conservação Princípio 10: Plantações

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a

1

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Trata-se de um texto prático que objetiva auxiliar o engenheiro ou arquiteto, bem como os estudantes dessas áreas, no projeto e cálculo de tais estruturas. Para tanto, além da linguagem e apresentação didáticas, incluiu-se um grande número de figuras que detalham os copiosos exemplos dados.

7 em razão das alterações ocorridas nas As revisões, em geral, foram realizadas Normas Brasileiras ao longo do tempo decorrido desde a primeira edição até a atual.

8 Assim, a principal mudança é a da filosofia de cálculo por tensões admissíveis do original para o procedimento de Estados Limites, previsto pela atual NBR 7190 de projeto de estruturas de madeira. Também a norma de esforços devidos ao vento mudou, e assim, foi necessário adaptar 6 o texto à NBR 6123.

5 deste livro, 15 verifica-se Da distância temporal que nos separa dos primeiros 1escritos que os programas computacionais de cálculo estrutural são imprescindíveis, tornando obsoletos os engenhosos métodos gráficos de outrora, eliminados desta edição, assim funções trigonométricas (c)como outros elementos datados, por exemplo, tabelas de(d) etc. Julgou-se também importante mudar as unidades antes utilizadas para adequá-las conforme as dispostas no Sistema Internacional (SI), que são oficiais no Brasil.

O resultado final é uma ferramenta atualizada e de fácil uso, seja por profissionais especializados, seja por estudantes, que se deparem com a necessidade de conceber e dimensionar, bem como de verificar telhados em estruturas de madeira. Além disso, pode ser utilizada parcialmente no que diz respeito a outros tipos de estruturas de madeira e de telhados em estruturas de outros materiais.

Forro

Cachorro

CADERNO DE PROJETOS DE TELHADOS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA

6. Projetos 6.1. Projeto da armação de um telhado para coberturas com telhas cerâmicas 6.2. Projeto da armação de um telhado para coberturas com chapas onduladas de fribocimento 6.3. Projeto de um arco de alma cheia 6.4. Tesoura sobre três apoios 6.5. Projeto de uma cobertura para abrigo de automóvel

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REVISÃO: Reyolando Manoel L. R. da Fonseca Brasil

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3. Estática das estruturas planas 3.1. Treliças isostáticas 3.2. Estaticidade 3.3. Esquemas de treliças isostáticas 3.4. Cálculo dos esforços nas barras 3.5. Treliças associadas e contraventamentos 4. Verificação de dimensionamento de estruturas de madeira 4.1. Ações e segurança nas estruturas de madeira 4.2. Resistências 4.3. Verificação de resistência de peças de madeira 4.4. Ligações

14 13 10 11

1

Estuque

2. Cargas nas estruturas 2.1. Carga permanente 2.2. Efeito do vento sobre estruturas de madeira

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6 b

1. Introdução 1.1. Notação e sistema de unidades 1.2. Terminologia 1.3. Madeiras empregadas

ANTONIO MOLITERNO

8

Capeamento

CADERNO DE PROJETOS DE TELHADOS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA

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(e)

2

5. Estruturas de madeira para telhados 5.1. 1.º Caso – Estruturas para coberturas residenciais 5.2. 2.º Caso – Estruturas para cobertura de galpões industriais, cinemas e quadras de esportes 5.3. Pórticos 5.4. Arcos 5.5. 3.º Caso – Coberturas especiais 5.6. Estabilidade lateral de treliças planas, pórticos e arcos

Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira 4ª Edição Revista Antonio Moliterno

Lançamento 2011 ISBN: 9788521205548 Formato: 17x24 cm Páginas: 268

15mm

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CADERNO 7 DE PROJETOS DE TELHADOS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA

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EDIÇÃO REVISTA

6 13 9 conhecido 12 8 Caderno 14 13 de10 11 de telhados Esta revisão, há muito solicitada, do livro projetos em estruturas de madeira, do falecido Professor Antonio Moliterno, mantém as 2 características básicas do original.

7. Forros (tarugamento) 7.1. Forros de madeira 7.2. Forro de placas pré-fabricadas 7.3. Apoio do tarugamento nas tesouras Princípios e critérios do Conselho de Manejo Florestal (FSC) Princípio 1: Obediência às leis e aos princípios do FSC Princípio 2: Responsabilidade e direitos de posse e uso da terra Princípio 3: Direitos dos povos indígenas Princípio 4: Relações comunitárias e direitos dos trabalhadores Princípio 5: Benefícios da floresta Princípio 6: Impacto ambiental Princípio 7: Plano de manejo Princípio 8: Monitoramento e avaliação Princípio 9: Manutenção de florestas de alto valor de conservação Princípio 10: Plantações

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Trata-se de um texto prático que objetiva auxiliar o engenheiro ou arquiteto, bem como os estudantes dessas áreas, no projeto e cálculo de tais estruturas. Para tanto, além da linguagem e apresentação didáticas, incluiu-se um grande número de figuras que detalham os copiosos exemplos dados.

7 em razão das alterações ocorridas nas As revisões, em geral, foram realizadas Normas Brasileiras ao longo do tempo decorrido desde a primeira edição até a atual.

8 Assim, a principal mudança é a da filosofia de cálculo por tensões admissíveis do original para o procedimento de Estados Limites, previsto pela atual NBR 7190 de projeto de estruturas de madeira. Também a norma de esforços devidos ao vento mudou, e assim, foi necessário adaptar 6 o texto à NBR 6123.

5 deste livro, 15 verifica-se Da distância temporal que nos separa dos primeiros 1escritos que os programas computacionais de cálculo estrutural são imprescindíveis, tornando obsoletos os engenhosos métodos gráficos de outrora, eliminados desta edição, assim funções trigonométricas (c)como outros elementos datados, por exemplo, tabelas de(d) etc. Julgou-se também importante mudar as unidades antes utilizadas para adequá-las conforme as dispostas no Sistema Internacional (SI), que são oficiais no Brasil.

O resultado final é uma ferramenta atualizada e de fácil uso, seja por profissionais especializados, seja por estudantes, que se deparem com a necessidade de conceber e dimensionar, bem como de verificar telhados em estruturas de madeira. Além disso, pode ser utilizada parcialmente no que diz respeito a outros tipos de estruturas de madeira e de telhados em estruturas de outros materiais.

Forro

Cachorro

CADERNO DE PROJETOS DE TELHADOS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA

6. Projetos 6.1. Projeto da armação de um telhado para coberturas com telhas cerâmicas 6.2. Projeto da armação de um telhado para coberturas com chapas onduladas de fribocimento 6.3. Projeto de um arco de alma cheia 6.4. Tesoura sobre três apoios 6.5. Projeto de uma cobertura para abrigo de automóvel

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REVISÃO: Reyolando Manoel L. R. da Fonseca Brasil

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3. Estática das estruturas planas 3.1. Treliças isostáticas 3.2. Estaticidade 3.3. Esquemas de treliças isostáticas 3.4. Cálculo dos esforços nas barras 3.5. Treliças associadas e contraventamentos 4. Verificação de dimensionamento de estruturas de madeira 4.1. Ações e segurança nas estruturas de madeira 4.2. Resistências 4.3. Verificação de resistência de peças de madeira 4.4. Ligações

14 13 10 11

1

Estuque

2. Cargas nas estruturas 2.1. Carga permanente 2.2. Efeito do vento sobre estruturas de madeira

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1. Introdução 1.1. Notação e sistema de unidades 1.2. Terminologia 1.3. Madeiras empregadas

ANTONIO MOLITERNO

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Capeamento

CADERNO DE PROJETOS DE TELHADOS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA

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5. Estruturas de madeira para telhados 5.1. 1.º Caso – Estruturas para coberturas residenciais 5.2. 2.º Caso – Estruturas para cobertura de galpões industriais, cinemas e quadras de esportes 5.3. Pórticos 5.4. Arcos 5.5. 3.º Caso – Coberturas especiais 5.6. Estabilidade lateral de treliças planas, pórticos e arcos

III

Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira

Antonio Moliterno

Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira 4.ª edição revista

Revisão:

Prof. Dr. Reyolando M. L. R. F. Brasil Livre-docente Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Ex-professor Titular da Escola de Engenharia da Universidade Mackenzie

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XI

Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira

Conteúdo 1. Introdução.................................................................................................................

1.1. Notação e sistema de unidades.......................................................................

1.2. Terminologia....................................................................................................

1.2.1. Terminologia dos construtores.............................................................

1.2.2. Terminologia estrutural........................................................................

1.2.2.1. Telhado de duas águas...........................................................

1.2.2.2. Telhado de quatro águas........................................................

1.2.2.3. Telhado de várias águas.........................................................

1.3. Madeiras empregadas......................................................................................

1.3.1. Madeira serrada....................................................................................

1.3.2. Madeira laminada e colada..................................................................

1 2 2 2 8 8 11 11 11 11 13

2. Cargas nas estruturas...............................................................................................

2.1. Carga permanente...........................................................................................

2.1.1. Carga equivalente em projeção horizontal.........................................

2.1.2. Peso próprio das estruturas..................................................................

2.2. Efeito do vento sobre estruturas de madeira.................................................

2.2.1. Cargas estáticas equivalentes da norma..............................................

2.2.2. Fatores que afetam a velocidade característica..................................

2.2.3. Coeficientes de pressão, de forma e de arrasto..................................

15 15 19 20 22 23 24 30

3. Estática das estruturas planas.................................................................................

3.1. Treliças isostáticas.............................................................................................

3.2. Estaticidade......................................................................................................

3.2.1. Quadros rijos.........................................................................................

3.2.2. Treliça hipostática.................................................................................

3.2.3. Resumo — treliças planas.....................................................................

3.3. Esquemas de treliças isostáticas.......................................................................

3.4. Cálculo dos esforços nas barras.......................................................................

3.4.1. Hipóteses fundamentais.......................................................................

3.4.2. Métodos de cálculo...............................................................................

3.4.2.1. Método das juntas ou nós......................................................

3.4.2.2. Método das seções (Ritter).....................................................

3.4.2.3. Programas de computador para cálculo automático............

3.5. Treliças associadas e contraventamentos........................................................

41 41 42 45 45 46 47 49 49 49 49 53 57 57

4. Verificação de dimensionamento de estruturas de madeira..................................

4.1. Ações e segurança nas estruturas de madeira................................................

4.1.1. Definições..............................................................................................

4.1.1.1. Estados limites de uma estrutura...........................................

4.1.1.2. Ações.......................................................................................

61 61 61 61 61

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XII

Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira

4.1.2 Condições gerais...................................................................................

4.1.2.1. Estados-limite..........................................................................

4.1.2.2. Ações.......................................................................................

4.1.2.3. Tipos de carregamento e critérios de combinação de ações.

4.1.3. Condições específicas............................................................................

4.1.3.1. Condições de segurança.........................................................

4.1.3.2. Combinações das ações..........................................................

4.1.3.3. Coeficientes de ponderação para combinações últimas.......

4.2. Resistências.......................................................................................................

4.2.1. Resistência dos materiais......................................................................

4.2.2. Valores representativos........................................................................

4.2.3. Valores de cálculo.................................................................................

4.2.4. Particularidades para estruturas de madeira.......................................

4.3. Verificação de resistência de peças de madeira..............................................

4.3.1. Solicitações normais..............................................................................

4.3.2. Solicitações tangenciais........................................................................

4.3.3. Estabilidade...........................................................................................

4.3.4. Estado-limite de deformação excessiva...............................................

4.4. Ligações............................................................................................................

4.4.1. Ligações com pinos metálicos (pregos e parafusos)............................

4.4.2. Ligações com cavilhas de madeira.......................................................

4.4.3. Ligações com conectores......................................................................

4.4.4. Espaçamento entre elementos de ligação...........................................

4.4.5. Ligações excêntricas por pinos.............................................................

62 62 63 65 67 67 67 68 70 70 71 71 72 75 76 80 81 86 87 88 90 91 92 94

5. Estruturas de madeira para telhados......................................................................

5.1. 1.º Caso – Estruturas para coberturas residenciais..........................................

5.1.1. Tesoura Howe.......................................................................................

5.1.2. Tesoura Fink..........................................................................................

5.1.3. Vigas armadas de alma cheia...............................................................

5.1.4. Estrutura pontaletada..........................................................................

5.1.5. Estrutura em arco invertido (telhado com quebra em rabo de pato).

5.2. 2.º Caso – Estruturas para cobertura de galpões industriais, cinemas e

quadras de esportes.........................................................................................

5.2.1. Viga em treliça......................................................................................

5.2.2. Estrutura tipo Shed...............................................................................

5.2.3. Estruturas com balanço........................................................................

5.2.4. Estrutura com banzo curvo – viga ou trave Bowstring.......................

5.2.5. Considerações gerais do projeto e da execução..................................

5.2.6. Contraventamento de tesouras............................................................

5.2.7. Espigão..................................................................................................

5.2.8. Normas de segurança no transporte e içamento de treliças...............

5.3. Pórticos.............................................................................................................

5.3.1. Contraventamento de pórticos............................................................

5.4. Arcos.................................................................................................................

5.5. 3.º Caso – Coberturas especiais........................................................................

5.6. Estabilidade lateral de treliças planas, pórticos e arcos.................................

5.6.1. Treliças . ...............................................................................................

5.6.2. Pórticos e arcos.....................................................................................

5.6.3. Flambagem longitudinal de arcos........................................................

5.6.4. Treliças pré-fabricadas..........................................................................

99 99 101 104 104 105 106 108 109 111 114 114 117 118 121 125 130 134 140 146 148 148 149 152 152

6. Projetos..................................................................................................................... 157 6.1. Projeto da armação de um telhado para coberturas com telhas cerâmicas.. 157

6.1.1. Dados.................................................................................................... 157

6.1.2. Esquema estrutural e especificações.................................................... 157

6.1.3. Projeto da armação.............................................................................. 162

6.1.3.1. Cálculos preliminares.............................................................. ` 162

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Conteúdo Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira

XIII

6.1.3.2. Cálculo das cargas unitárias...................................................

6.1.3.3. Verificação das ripas...............................................................

6.1.3.4. Verificação dos caibros...........................................................

6.1.3.5. Verificação das terças.............................................................

6.1.3.6. Cálculo da tesoura..................................................................

6.1.3.7. Cálculo dos detalhes...............................................................

6.2. Projeto da armação de um telhado para coberturas com chapas

onduladas de fribocimento..............................................................................

6.2.1. Dados . ...............................................................................................

6.2.2. Especificações........................................................................................

6.2.3. Projeto da cobertura............................................................................

6.2.3.1. Marcha das operações............................................................

6.2.4. Anteprojeto da tesoura........................................................................

6.2.5. Projeto da tesoura................................................................................

6.2.5.1. Cálculos preliminares..............................................................

6.2.5.2. Cálculo das cargas unitárias...................................................

6.2.6. Projeto das terças.................................................................................

6.2.7. Cálculo das tesouras – forças concentradas nos nós...........................

6.2.8. Cálculo das tesouras – esforços solicitantes nas barras.......................

6.2.9. Cálculo das tesouras – verificação das barras......................................

6.2.10. Cálculo das uniões (nós).......................................................................

6.3. Projeto de um arco de alma cheia...................................................................

6.3.1. Considerações preliminares..................................................................

6.3.2. Cálculo estático dos arcos.....................................................................

6.3.3. Projeto de um arco biarticulado de alma cheia..................................

6.4. Tesoura sobre três apoios.................................................................................

6.5. Projeto de uma cobertura para abrigo de automóvel....................................

6.5.1. Dados....................................................................................................

6.5.2. Verificação das vigas principais de cobertura (6 x 40 cm)...................

6.5.2.1. Cargas......................................................................................

6.5.2.2. Verificação de tensão e estabilidade lateral..........................

6.5.2.3. Verificação de flecha..............................................................

6.5.2.4. Verificação dos pilares............................................................

6.5.2.5. Verificação dos parafusos.......................................................

163 174 176 180 182 188

7.

Forros (tarugamento)...............................................................................................

7.1. Forros de madeira............................................................................................

7.2. Forro de placas pré-fabricadas.........................................................................

7.3. Apoio do tarugamento nas tesouras...............................................................

249 249 251 254

Princípios e critérios do Conselho de Manejo Florestal (FSC)......................................

Princípio 1: Obediência às leis e aos princípios do FSC........................................

Princípio 2: Responsabilidade e direitos de posse e uso da terra........................

Princípio 3: Direitos dos povos indígenas.............................................................

Princípio 4: Relações comunitárias e direitos dos trabalhadores........................

Princípio 5: Benefícios da floresta........................................................................

Princípio 6: Impacto ambiental.............................................................................

Princípio 7: Plano de manejo................................................................................

Princípio 8: Monitoramento e avaliação..............................................................

Princípio 9: Manutenção de florestas de alto valor de conservação...................

Princípio 10: Plantações..........................................................................................

257 259 260 260 261 262 262 264 265 266 266

199 199 199 203 203 205 206 206 206 208 210 212 213 217 228 228 231 231 240 242 242 243 243 244 245 245 247

Referências bibliográficas.............................................................................................. 269

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Introdução

1.

1

Introdução

O telhado destina-se a proteger o edifício contra a ação das intempéries, tais como chuva, vento, raios solares, neve e também impedir a penetração de poeiras e ruídos no seu interior.

A origem do nome telhado provém do uso das telhas, mas nem todo o sistema de proteção superior de um edifício, obrigatoriamente, constitui-se num telhado como, por exemplo, lajes com espelho d’água, terraços e jardins suspensos. O telhado compõe-se de duas partes principais: Cobertura — Podendo ser de materiais diversos, desde que impermeáveis

às águas pluviais e resistentes à ação do vento e intempéries. A cobertura pode ser de telhas cerâmicas, telhas de concreto (planas ou capa e canal) ou de chapas onduladas de fibrocimento, aço galvanizado, madeira aluminizada, PVC e fiberglass. As telhas de ardósia e chapas de cobre foram praticamente banidas da nossa arquitetura.

Armação — Corresponde ao conjunto de elementos estruturais para sustentação da cobertura, tais como: ripas, caibros, terças, tesouras e contraventamentos.

As estruturas que compõem a armação dos telhados podem ser totalmente ou parcialmente executadas em madeira, aço, alumínio ou concreto armado. A armação dos telhados executados em madeira denomina-se também madeiramento.

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3

Introdução

2) Caibros — Peças de madeira de pequena esquadria, apoiadas sobre as terças para sustentação das ripas.

3) Terça — Viga de madeira apoiada sobre as tesouras ou sobre paredes para a sustentação dos caibros.

As coberturas executadas em chapas onduladas de fibrocimento, alumínio ou PVC apresentam a vantagem econômica de dispensar o emprego de ripas e caibros, pois se apoiam diretamente sobre as terças, permitindo, ainda, maior distanciamento entre as terças.

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5

15

1 a 5) Trama, é o conjunto formado pelas ripas, caibros e terças, que servem de lastro ao material da cobertura. 6) Frechal. 7) Chapuz, pedaço de madeira, geralmente de forma triangular, pregado na asna da tesoura, destinado a suster ou apoiar a terça. Conjunto de peças 8 a 12 – Tesoura, viga em treliça plana vertical, formada de barras dispostas de maneira a compor uma rede de triângulos, tornando o sistema estrutural indeslocável. 8) Asna, perna, empena ou membrura superior. 9) Linha, rochante, tirante, tensor, olivel ou membrura inferior. 10) Pendural ou pendural central. 11) Escora. 12) Pontalete, montante, suspensório ou pendural. 13) Ferragens ou estribos.

14) Ferragem ou cobrejunta. 15) Testeira ou aba. 16) Mão francesa.

Figura 1.1 Tesoura e trama.

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Cargas nas estruturas

2.

15

Cargas nas estruturas

Na elaboração do memorial de cálculo, de acordo com os princípios da estática das construções, devem ser consideradas as seguintes influências, além de outras, que possam surgir em casos especiais: a) Carga permanente. b) Ação do vento (NBR 6123: 1988). c) Cargas acidentais verticais (NBR 6120: 1980).

2.1. Carga permanente A carga permanente será constituída pelo peso próprio da estrutura suposta de madeira verde, e por todas as sobrecargas fixas. O peso próprio avaliado, depois do dimensionamento definitivo da estrutura, não deve diferir de mais de 10% do peso próprio inicialmente admitido. A cobertura e o forro constituem cargas fixas, sendo este último muitas vezes dispensado, ou mesmo independente do telhado, fazendo parte da estrutura do edifício.

Para avaliação do peso da cobertura, podemos contar com os valores das Tabelas 2.1 e 2.2. Os pesos apresentados nessas tabelas devem ser verificados com o material recebido na obra antes da sua aplicação, cuja tolerância entre os valores admitidos e os confirmados deve ficar entre mais ou menos 5%.

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19

Cargas nas estruturas

Outras cargas que poderão surgir devem ser obtidas através de projetos elaborados por profissionais especializados. Essas cargas podem ser provenientes do peso das luminárias, dutos de renovação de ar, proteção contra incêndio (Spinkler), caixa-d’água, monovias, painéis de propaganda comercial sobre a cobertura; nestes casos necessariamente, teremos também cargas dos passadiços para inspeção e manutenção desses equipamentos.

2.1.1. Carga equivalente em projeção horizontal Quanto maior for a inclinação do telhado, maior também será a quantidade do material da cobertura, e consequentemente aumentará a ação do seu peso próprio.

Para simplificação do cálculo estático, costuma-se considerar a carga permanente atuando em projeção horizontal (planta). Nessas condições, torna-se necessário dividir a carga unitária da cobertura pelo seu cosseno do ângulo de inclinação.

gi

Peso da cobertura

1,00

gi — kN/m2

1,00 a a

1,00

gc a=0

gc — carga equivalente em projeção horizontal cos a

1,00

cos a

gi gc = — kN/m2 cos a

Figura 2.1

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Estática das estruturas planas

3.

41

Estática das estruturas planas

3.1. Treliças isostáticas As vigas em treliças são empregadas por opção dos projetistas com relação às vigas de alma cheia, principalmente nas estruturas metálicas e de madeira, dadas as vantagens práticas e econômicas em face aos vãos teóricos e cargas apresentadas. Podemos definir uma treliça como um sistema de barras situadas num plano e articuladas umas às outras em suas extremidades, de modo a formar uma cadeia rija. Consideremos os dois conjuntos de barras formados pelas cadeias indicadas nas Figuras 3.1 e 3.2.

A cadeia da Figura 3.1 consiste de 4 barras, articuladas umas nas outras em suas extremidades; não é rija, pois pode se deformar, conforme as linhas pontilhadas. Por outro lado, as 3 barras da Figura 3.2, também articuladas nas suas extremidades sob forma de triângulo, constituem uma cadeia rija, que não pode se deformar. Isso significa que, desprezando-se as pequenas variações das deformações elásticas das barras, as posições relativas das articulações A, B, C não podem variar.

Concluímos que uma cadeia de barras triangular isolada comporta-se como um sólido rijo e pode ser considerada como forma mais simples de treliça.

Comentário: Limitamos o nosso estudo às treliças de pequeno porte, usuais na construção de edifícios industriais, apresentando alturas escolhidas com certa folga, para que não tenham flechas ou deslocamentos pronunciados.

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Estática das estruturas planas

d) Traves com barras múltiplas Resolvidas como treliças isostáticas por superposição (ver estudo aproximado no final do capítulo), visto que as estruturas são hiperestáticas.

Lattice

Whipple

Figura 3.16 Traves com barras múltiplas por superposição.

3.4. Cálculo dos esforços nas barras 3.4.1. Hipóteses fundamentais Verificada a condição de estaticidade, b = 2n – 3, podemos lançar mão das 3 equações da estática para determinação dos esforços: SV = 0,

SH = 0,

SM = 0

3.4.2. Métodos de cálculo Para resolvermos o problema da determinação dos esforços nas barras de uma treliça isostática, podemos dispor dos seguintes métodos: 1) Método das juntas ou nós; 2) Método das seções (Ritter); 3) Programas de computador para cálculo automático.

3.4.2.1. Método das juntas ou nós

Por este método, analisa-se junta por junta, partindo-se do princípio: “Se o conjunto está em equilíbrio, os nós também estarão em equilíbrio”.

Vejamos a explicação do método para uma treliça simétrica, tanto geometricamente como no carregamento (Figura 3.17).

Primeiramente determinamos as reações nos apoios: R–0 = R9–0 = 1/2(P0 + P1 + P2 + P91 + P90) Passamos à análise de junta por junta, aplicando as equações: SV = 0

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e

SH = 0

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Verificação de dimensionamento de estruturas de madeira

4.

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Verificação de dimensionamento de estruturas de madeira

4.1. Ações e segurança nas estruturas de madeira 4.1.1. Definições 4.1.1.1. Estados-limite de uma estrutura

Estados, a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado às finalidades da construção. a) Estados-limite últimos

Estados que pela sua simples ocorrência determinam a paralisação, no todo ou em parte, do uso da construção.

b) Estados-limite de utilização

Estados que por sua ocorrência, repetição ou duração causam efeitos estruturais que não respeitam as condições especificadas para uso normal da construção, ou que são indícios de comprometimento da durabilidade da estrutura.

4.1.1.2. Ações

Ações são as causas que provocam os esforços ou deformações nas estruturas. Do ponto de vista prático, as forças e as deformações impostas pelas ações

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Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira

4.2.4. Particularidades para estruturas de madeira a) Classes de resistência

Seguindo o EURODE 5, a norma brasileira introduziu o sistema de Classes de Resistência para simplificar a especificação do material na fase do projeto. Não é preciso adotar a madeira, que varia muito em resistência com a espécie, disponibilidade de mercado e região de construção. O proprietário da obra e seu fornecedor de madeira deverão se adequar à classe definida em projeto. Seguem as tabelas.

Tabela 4.6 — Classes de resistência para espécies Coníferas (na condição padrão de referência de umidade U = 12%) fcok

fvk

Eco,m

bas,m

aparente

(MPa)

(MPa)

(MPa)

(kg/m3)

(kg/m3)

C 20

20

4

3.500

400

500

C 25

25

5

8.500

450

550

C 30

30

6

14.500

500

600

Classes

Tabela 4.7 — Classes de resistência para espécies Dicotiledôneas (na condição padrão de referência de umidade U = 12%) fcok

fvk

Eco,m

bas,m

aparente

(MPa)

(MPa)

(MPa)

(kg/m3)

(kg/m3)

C 20

20

4

9.500

500

650

C 30

30

5

14.500

650

800

C 40

40

6

19.500

750

950

C 60

60

8

24.500

800

1.000

Classes

b) Coeficientes de ponderação e coeficientes modificadores

Uma forma alternativa, utilizada na norma de estruturas de madeira, para se obter a resistência de cálculo, é: fd = K mod

fk

γw

onde γw é o coeficiente de ponderação da resistência da madeira, conforme a Tabela 4.8.

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Estruturas de madeira para telhados

5.

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Estruturas de madeira para telhados

Objetivando abordar didaticamente as estruturas de sustentação das coberturas, vamos considerar separadamente os seguintes casos principais: a) Estruturas para coberturas residenciais. b) Estruturas para coberturas de galpões industriais, cinemas e quadras de esportes. c) Estruturas para coberturas especiais.

5.1. 1º Caso — Estruturas para coberturas residenciais O emprego das telhas cerâmicas tanto do tipo marselha como colonial paulista, para coberturas de residências, condicionam o projeto do telhado à inclinação de menos 26º ou 22º respectivamente. Isso se verifica facilmente, observando-se os diagramas de Cremona, em que, quanto maior for a inclinação do telhado tanto menor será a solicitação dos esforços nas barras principais de uma tesoura (linha e empena).

Por outro lado, a carga permanente, elevada com esse tipo de cobertura, torna quase sem efeito uma possível inversão dos esforços nas barras das treliças, que poderiam ser provocados pela ação da sucção do vento. Convém ressaltar que o efeito da sucção provocada pela ação do vento só passou a merecer exame mais cuidadoso quando do emprego das chapas onduladas de cimento-amianto. Essas chapas,

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Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira

A

Cobertura Terça Sela Mão-francesa Pontalete

ø 1/4”

Laje

Ganchos para amarração

Vista A- A

A Q

Esquema estrutural G

Carga permanente

Vento QH Tração

QV Carga acidental Compressão

Figura 5.10

5.1.5. Estrutura em arco invertido (telhado com quebra em rabo de pato) O estilo da edificação na linha colonial tem sido uma constante da nossa arquitetura, cuja moda tem-se caracterizado pela acentuada tendência da superfície externa em duas águas convexas ou arco invertido, vulgarmente designado por rabo de pato.

As telhas cerâmicas tipo plan e telhão (capa e canal em canudo de barro branco) têm contribuído para reavivar essa opção, onde a prioridade pela estética acaba sempre prevalecendo sobre a econômica.

No caso do telhão, a elevação do ponto faz aumentar a quantidade de telhas, e, consequentemente, o peso próprio da cobertura. Isso obriga a substituir as ripas de peroba por sarrafos, e os caibros de 5 3 6 por vigas de peroba 6 3 12.

As terças, quando especificadas na bitola de 6 3 16 cm, deverão ficar espaçadas de metro em metro, e o seu vão teórico máximo não poderá ultrapassar 2,00 m, para atender as tolerâncias de flecha admissível.

Como pode-se notar, o consumo de madeira por metro quadrado de telhado ultrapassa, além do dobro, os parâmetros dos telhados convencionais cobertos com telhas cerâmicas tipo marselha.

Para se eliminar as mãos-francesas das terças, é mais conveniente dimensioná-las sem essas escoras. Vejamos algumas sugestões para esse problema.

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Projetos

6.

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Projetos

6.1. Projeto da armação de um telhado para coberturas com telhas cerâmicas 6.1.1. Dados a) Projeto arquitetônico — Desenhos 6.1 e 6.2 b) Cobertura — Telhas cerâmicas tipo marselha c) Materiais — Todas as peças serão de madeira serrada de 2ª categoria dicotiledônea, Classe de Resistência C30, carregamentos de longa duração, classes de umidade 3 a 4.

Parafusos de aço (fyk = 240 MPa, γs = 1,1, fyd = 218 MPa) d) Forro — Eucatex isolante, espessura 12 mm (peso das chapas de Eucatex, 0,4 kN/m2), tarugamento de conífera classe C25 (r = 550 kg/m3, peso específico 5,5 kN/m3) e) Beiral — Largura do centro da parede 0,70 m

6.1.2. Esquema estrutural e especificações a) Esquema estrutural — Figura 6.3 1) Espaçamento entre tesouras, a = 2,50 m

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Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira

Laje de forro

Apoio intermediário

Figura 6.74

6.5. Projeto de uma cobertura para abrigo de automóvel 6.5.1. Dados a) Desenhos — Vistas: transversal e longitudinal (Figura 6.75) b) Cobertura — Chapas autoportantes de fibrocimento … 0,24 kN/m2

44

44

44

B = 6,00 1,00

18

4,00

30

30

2,60

B A

65

2,80

65

65

15 x 5

65

3,05

A

10

10

50

20

10

1,00

3%

40 x 6

5 35

40

44

44

2,40

Vista transversal

40

L = 4,65

40

Detalhe B

4,00 Seção A-A

y

x

20

Parafuso ø 3/8”

Vista longitudinal

60

15

60

x

555 555

15

y

Figura 6.75

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Forros (tarugamento)

7.

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Forros (tarugamento)

Dos vários forros adotados na construção civil, merecem atenção especial os forros de madeira ou de placas pré-fabricadas com dupla função: decorativa e de isolamento acústico e térmico. Eles são, geralmente, fixados numa grelha de sarrafos e caibros, compondo uma estrutura de madeira denominada tarugamento.

A análise estrutural de um tarugamento poderia ser feita com um modelo de grelhas hiperestáticas, mas como em planta, as formas e dimensões são as mais diversas possíveis, o cálculo é simplificado, modelando-se a estrutura como um conjunto de vigas isostáticas isoladas, enrijecidas pelas tábuas de madeira ou placas que compõem o forro. Isso leva a uma padronização de espaçamento e de bitolas de madeira serrada, permitindo, em alguns casos, delegar aos carpinteiros qualificados e com certa experiência a resolução do problema a sentimento.

7.1. Forros de madeira As madeiras empregadas para construções econômicas são as coníferas (pinhos). As tábuas são vendidas com espessura de 8 a 10 mm, com encaixe macho e fêmea e com frisos longitudinais rebaixados para evitar empenamento devido à variação de temperatura e umidade (Figura 7.1).

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Forros (tarugamento)

20 mm

150 a 200 mm

20 mm

Figura 7.3

Para as construções de acabamento nobre, as madeiras de lei mais empregadas são: perobinha, caviúna, pessegueiro, cerejeira, cedro, embuia e ipê.

7.2. Forros de placas pré-fabricadas A indústria de placas de forro pré-fabricadas tem sido muito dinâmica no lançamento de novos produtos, tornando inútil qualquer esforço de nossa parte de um relacionamento razoável das soluções disponíveis no mercado. Elas abrangem placas de polpa de madeira prensada, madeira compensada, isopor, cortiça, gesso, fibra de vidro, alumínio, plásticos etc.

Aconselhamos aos interessados buscar na rede mundial de computadores, a Internet, utilizando os programas de busca comerciais de grande eficiência.

De um modo geral, as placas pré-fabricadas apresentam as seguintes vantagens sobre os forros de madeira: a) b) c) d)

preço competitivo; facilidade de colocação, rapidez e versatilidade; padronização e qualidade; disponibilidade de informações técnicas (catálogos).

A título de exemplo, apresenta-se o projeto do tarugamento do forro da Figura 7.4 em placas de 30 3 30 cm do tipo “Eucatex”.

Madeira serrada de segunda categoria Conífera classe C 25, carregamento de longa duração, classe de umidade 3. fc0k = 25 MPa ρaparente = 550 kg/m³ fv0d = 0,96 MPa

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fvk = 5 MPa Kmod = 0,448 Ec0,ef = 6496 MPa

Ec0,m = 14500 MPa fc0d = ft0d = 8 MPa

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Princípios e critérios do Conselho de Manejo Florestal (FSC)

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Princípios e critérios do Conselho de Manejo Florestal (FSC) É amplamente aceito que os recursos florestais e as áreas por eles ocupadas devam ser manejados para suprir as necessidades sociais, econômicas, ecológicas, culturais e espirituais de gerações presentes e futuras. A crescente conscientização do público sobre a destruição e degradação das florestas tem levado consumidores a exigir que suas compras de madeira e outros produtos da floresta não contribuam para esta destruição, mas ajudem a assegurar os recursos florestais para o futuro. Em resposta a estas exigências, proliferam no mercado os programas de certificação por terceiros e/ou de autocertificação.

O FSC (sigla em inglês que significa Forest Stewardship Council) ou Conselho de Manejo Florestal é uma entidade internacional que credencia organizações certificadoras de modo a garantir a autenticidade de suas declarações.

O processo de certificação começa por iniciativa voluntária dos proprietários de operações florestais e responsáveis pelo manejo florestal. São eles que solicitam os serviços de uma organização certificadora. O objetivo do FSC é promover o manejo das florestas do mundo de forma ambientalmente adequada, socialmente benéfica e economicamente viável. Isso é feito através do estabelecimento de um padrão mundial de Princípios de Manejo Florestal amplamente reconhecido e respeitado.

Os Princípios e Critérios (P&C) do FSC se aplicam a todas as florestas tropicais, temperadas e boreais, conforme explicitado no Princípio #9 e no glossário em anexo. Muitos destes P&C aplicam-se também às plantações e florestas parcialmente replantadas. Padrões mais detalhados para estes e outros tipos de vegetação devem ser desenvolvidos em nível nacional e local.

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