RELATORIO TRELIÇA MADEIRA

Sumrio

1. INTRODUO. ..................................................................................................... 3 2. OBJETIVO. ........................................................................................................... 4 3. MATERIAL UTILIZADO-A MADEIRA. .................................................................. 5

3.1. MACROESTRUTURA. ................................................................................... 5 3.2. MICROESTRUTURA. .................................................................................... 7 3.3. COMPOSIO QUMICA. ............................................................................. 8 3.4. PROPRIEDADES FSICAS. ......................................................................... 10

3.4.1. Anisotropia. ............................................................................................ 10 3.4.2. Umidade. ............................................................................................... 10 3.4.3. Retrao. ............................................................................................... 13

3.5. PROPRIEDADES MECNICAS................................................................... 13 3.5.1. Compresso paralela as fibras. ............................................................. 13 3.5.2. Trao paralela as fibras. ...................................................................... 14 3.5.3. Cisalhamento paralelo s fibras............................................................. 15

3.6. DEFEITOS DA MADEIRA. ........................................................................... 15 3.7. PRINCIPAIS PRODUTOS NA CONSTRUO CIVIL. ................................ 18

3.7.1. Madeira rolia. ....................................................................................... 18 3.7.2. Madeira serrada. .................................................................................... 19 3.7.3. Madeira Beneficiada. ............................................................................. 19 3.7.4. Madeira em Lminas. ............................................................................ 20 3.7.5. Painis. .................................................................................................. 20

3.8. MADEIRA DE REFLORESTAMENTO. ........................................................ 21 3.9. A UTILIZAO DO PINUS. ......................................................................... 22 3.10. BREVE HISTRICO DA UTILIZAO DA MADEIRA. ............................. 23

3.10.1. Utilizao de madeira no mundo. .......................................................... 23 3.10.2. Utilizao da Madeira no Brasil. ............................................................ 25

4. SISTEMAS ESTRUTURAIS EM MADEIRA ........................................................ 34 4.1. TRELIAS DE COBERTURA. ..................................................................... 34

4.1.1. TRELIA HOWE. .................................................................................. 34 4.1.2. TRELIA PRATT. .................................................................................. 34 4.1.3. TRELIA BELGA. .................................................................................. 35

4.1.4. TRELIA FINK (POLONCEAU). ............................................................ 36 4.1.5. TRELIA TIPO BOWSTRING. .............................................................. 37

5. ESCOLHA DA COLA. ......................................................................................... 39 6. CONSTRUO DO PROTTIPO. ..................................................................... 40

6.1. OBRA DE REFERNCIA. ............................................................................ 40 6.2. PROJETOS. ................................................................................................. 43 6.3. CONSTRUO DO PROTTIPO. .............................................................. 44 6.4. LISTA DE MATRIAIS E CUSTOS. ............................................................. 47

7. CRONOGRAMA. ................................................................................................ 48 8. ANLISE ESTRUTURAL. ................................................................................... 49 9. BIBLIOGRAFIA. .................................................................................................. 50

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1. INTRODUO.

A procura por abrigo seguro sempre foi uma das necessidades primordiais dos seres humanos, a proteo seja dos ataques dos predadores ou das intempries fez com que os homens, a princpio, procurassem lugares como cavernas e esconderijos, com a evoluo da sociedade e da espcie o homem desenvolveu formas de construir esses abrigos retirando da natureza os materiais necessrios. Muitos so e foram os materiais utilizados para a construo de coberturas ao longo do tempo, mas sem duvida a madeira , provavelmente, o material de construo mais antigo dado a sua disponibilidade na natureza e sua relativa facilidade de manuseio. Quando comparada a outros materiais com caractersticas e usos semelhantes, a madeira se sobressai, principalmente em virtude de seus pontos favorveis como a relao resistncia x peso, alm de ser facilmente trabalhada e apresentar bom isolamento trmico e acstico. Mesmo a madeira tendo alguns pontos negativos segundo pois est sujeita a degradao por ataque de fungos, brocas e outros organismos xilfagos, e tambm a ao do fogo. Ainda, ressalta-se o fato de que a madeira um material natural, portanto, apresenta alguns defeitos, como ns e fendas que vem a interferir negativamente em suas propriedades mecnicas (PFEIL, 2003). A madeira um material que ecologicamente tem uma serie de benefcios em relao a outros materiais de construo, um desses a menor consumo de energia exigida para sua produo, conforme estudo realizado no Laboratrio Nacional de Engenharia Civil de Lisboa.

O presente trabalho aborda as caractersticas da madeira, material escolhido para confeco da estrutura de cobertura , assim como o histrico de utilizao desta , com nfase para a utilizao no territrio brasileiro, a utilizao da madeira reflorestada e tambm as principais estruturas em madeira para coberturas.

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2. OBJETIVO.

Os Projetos Integradores tm por objetivo integrar os conhecimentos nas reas especficas dos cursos e a prtica organizacional, promovendo o desenvolvimento de competncias, ou seja, a capacidade pessoal de mobilizar, articular e colocar em ao conhecimentos, habilidades, atitudes e valores necessrios para o desempenho eficiente e eficaz de atividades requeridas pela natureza do trabalho e pelo desenvolvimento da engenharia.

O estreitamento do relacionamento entre o ambiente empresarial e os alunos dos cursos Engenharia civil de gesto ser efetivamente realizado atravs destes projetos, ou seja, as experincias providas por estas atividades facilitaro a articulao das competncias desenvolvidas ao longo do curso com o mercado de trabalho. Os projetos integradores reforam esta prtica do curso de exatas.

Os objetivos gerais destes projetos so: Ambientao com o mercado de trabalho; Legitimao dos conceitos face s prticas organizacionais; Oportunizar reflexo sobre as competncias em desenvolvimento; Desenvolver habilidades de pesquisa e interpretao de dados e informaes; Despertar o senso prtico e o interesse pela pesquisa no exerccio profissional;

O objetivo secundrio do Projeto Integrador deste ano a realizar o projeto e a construo de uma estrutura de cobertura, utilizando materiais reciclveis (madeira), e como complemento a elaborao de um relatrio onde ampliamos os estudos do material utilizado, referenciamos a escolha e indicamos as fontes consultadas e registramos o processo de concepo e execuo da estrutura.

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3. MATERIAL UTILIZADO-A MADEIRA.

3.1. MACROESTRUTURA.

A madeira obtida atravs do corte dos troncos das rvores, estas so plantas perenes e lenhosas que possuem caules de grandes dimenses, as rvores produtoras de madeira utilizadas para construo so do tipo exognio, que crescem pela adio de camadas externas, sob a casca``. (PFEIL, 2003 p.01). Este processo de crescimento inicia-se nas razes onde so recolhidos os materiais necessrios para a formao da seiva (nutrientes, gua e sais minerais) que so transportados em movimento ascendente para as folhas na presena da luz, calor e absoro do gs carbnico realiza a fotossntese, produzindo assim a seiva elaborada, que em movimentos descendente (pela periferia) vai se depositando no centro do tornando-o consistente. (GESUALDO, 2003).

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1 Disponvel em Acesso nov. 2013.Intervenes sobre a Imagens Autor.

Figura 1 Seo Transversal de um tronco de Teixo.

Fonte: Wikipdia.

Medula

Casca

Raios Medulares

Alburno ou Branco

Cerne ou Durmen

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As diferentes camadas que formam as rvores possuem caracterstica e nomenclatura prpria:

Medula: o tecido macio no centro do tronco, estrutura a partir da qual se desenvolveu a planta. Quase sempre mais escuro que o material que o rodeia.

Cerne ou Durmen: Com o crescimento as clulas vivas que conduzem a seiva das razes para as folhas tornam-se inativas essa clula constituem o cerne, com a colorao mais escura elas passam a ter a funo de sustentao da rvore, a parte mais resistente da madeira.

Alburno ou Branco: Camada onde se encontram as clulas vivas que conduzem a seiva.

Anis de Crescimento anuais: Os troncos das rvores crescem pela adio de anis em volta da medula; os anis so gerados por diviso de clulas em uma camada microscpica anualmente seguindo o clico das estaes do ano. A idade das arvores abatidas estabelecida pela contagem dos anis existentes em seus troncos.

Raios Medulares: So Fibras radiais orientadas transversalmente ao tronco, formadas por tecidos pouco resistente chamado de parnquima, que tem a funo de armazenar de distribuir material alimentcio.

Figura 2 Detalhe do Tronco Ampliado. Anis de crescimento anual.

Cmbio ou Liber.

Fonte: Wikipdia. 1

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Casca: a parte exterior formada por uma camada morta (Ritidoma), de espessura varivel conforme a idade e a espcie da rvore e tambm uma camada de tecido vivo e macio (Sber).

3.2. MICROESTRUTURA.

As fibras que compem a madeira so como tubos de paredes finas alinhados na direo axial do tronco e colados entre si. (PFEIL, 2003 pg.03). As madeiras ainda podem ser classificadas quanto a sua dureza, as rvores de madeiras macias so denominadas como conferas (por exemplo: pinho, pinus), j as rvores de madeiras duras so as rvores latifoleadas ou dicotiledneas (por exemplo: carvalho, peroba, ip etc.). As madeiras Conferas (macias) possuem cerca de 90 % do volume composto de fibras longitudinais, essas fibras nas rvores conferas possuem extremidades permeveis e perfuraes laterais que permitem a passagem de liquido alm dos canais horizontais para armazenamento de resinas (Raios medulares).

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2 Disponvel em < www.biologia.edu.ar/botanica/tema18/tema18-6gimnos.htm> apud Rost 1979. Acesso Nov. 2013.

Figura 3 Seo Ampliada do tecido celular de uma rvore confera.

Fonte: Botnica Morfolgica.

Sistema Vertical

Sistema Horizontal

Raio Medular Parede da clula

Raio Medular

Fibra

Clulas Parenquimticas

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Nas rvores de madeiras duras as celular longitudinais so fechadas nas extremidades, a seiva circula em outras clulas de grande dimetro com as extremidades abertas denominadas vasos ou canais, neste caso as fibras tem somente a funo de elemento portante conforme a figura abaixo.

3.3. COMPOSIO QUMICA.

As madeiras possuem diferentes composies qumicas, pois ela varia de acordo com uma serie de fatores, tais como clima, procedncias, espcie, tipo de solo etc. Mas trs elementos esto entre os principais elementos de todas as madeiras, Lignina, Hemiceluloce e Celulose, sendo estes polmeros complexos, segundo Pfail (2003, p.03), [...] Os principais elementos constituintes apresentam-se nas seguintes porcentagens aproximadas, independentemente da espcie vegetal considerada, carbono 50 %, oxignio 44 % e hidrognio 6 %[...] ``

Figura 4: Sees transversais ampliadas.

Raio Medular. Conferas Dicotiledneas

Fibra longitudinal

Raio Medular.

Canal de Resina. Vaso Longitudinal.

Fibra Longitudinal.

Fonte: PFEIL, 2003.

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As caractersticas qumicas dos trs componentes principais da madeira segundo o Manual MONTANA QUMICA S.A (1991), so os seguintes:

[...] Celulose: um polmero constitudo por cadeias de unidades monomricas glicosdicas, encontrado na natureza em diversos materiais como algodo, bambu, madeira etc. De alta resistncia a trao, a celulose fornece uma estrutura a madeira. Tem alto grau de polimerizao, forma fibras e possui regies cristalinas e amorfas. o componente de maior importncia nas paredes das clulas da madeira, tanto em termos de volume como seu efeito nas caractersticas da madeira, respondendo por cerca de 40% a 50% em relao ao peso de madeira seca. possvel estimar que a celulose constitui 1/3 do material total produzido por todas as plantas coletivamente, o que torna a mais importante matria prima de origem vegetal disponvel ao homem;

Hemiculoses: So polissacardeos associados com a celulose e a lignina em tecidos vegetais. Enquanto a celulose formada pela repetio da mesma unidade monomrica, nas hemicelulose aparecem condensadas diversas dessas unidades. Apresentam baixo grau de polimerizao, no formam fibras e s possuem regies amorfas. O contedo de hemicelulose num vegetal arbreo corresponde a cerca de 25% a 35%, considerando o peso de madeira seca;

Lignina: um composto aromtico de alto peso molecular. um polmero tridimensional que apresenta composies diferentes para conferas e frondosas sendo encontrada em maior quantidade em conferas do que em frondosas. A lignina incrusta o espao intercelular e toda e qualquer abertura e cavidade das paredes das clulas, aps a deposio da celulose e das hemiceluloses. Atua como material cimentante que liga os elementos estruturais das madeiras (fibras, traquedeos, vasos, etc.) e auxilia na reduo de mudanas dimensionais quando as paredes das clulas absorvem gua. A lignina bastante insolvel, apresentando menor higroscopidade (habilidade em absorver gua) que a celulose. A mais importante propriedade fsica deste material a rigidez e dureza que confere s paredes celulares onde est localizada, ou seja, a lignina que d rigidez e dureza ao conjunto de cadeia de celulose, conferindo coeso madeira. Muitas propriedades fsicas e mecnicas da madeira dependem da presena da lignina. [...]`` (MONTANA QUIMICA S.A., 1991, pg.75.)

A madeira, portanto constituda por uma rede cristalina formada de camadas de fibrilas e microfibrilas de celulose entremeadas por uma matriz amorfa a lignina tenho como ponte a hemiculose.

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3.4. PROPRIEDADES FSICAS.

3.4.1. Anisotropia.

A madeira um material anisotrpico, pois possui diferentes propriedades em relao aos planos ou direes perpendiculares entre si, no h simetria de propriedades em torno de qualquer eixo, a anisotropia relativa s propriedades mecnicas est relacionada ao ngulo de aplicao do esforo e a orientao das fibras.

3.4.2. Umidade.

O grau de umidade o peso de gua contido na madeira expresso em porcentagem do peso da madeira seca em estufa determinada pela expresso:

=

. 100

Onde: m1 = Massa mida ; m2 = massa seca ;

w = umidade.

Devido ao grande efeito da umidade nas propriedades fsicas da madeira necessrio determinar um grau de umidade padro, no caso do Brasil e Estados Unidos essa porcentagem de referencia de 12 %.

A secagem da madeira um aspecto importante para a sua utilizao principalmente na construo civil indstria moveleira, a evaporao da gua causa a contrao da madeira, por isso a velocidade da secagem deve ser adequada para o tipo de madeira e sua futura utilizao. Os processos para secagem da madeira podem ser feitos de forma Natural ou de forma Artificial.

A secagem Natural feita sobrepondo as peas umas sobre as outras de forma a permitir o arejamento das peas, o ideal fazer com que as peas sejam

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arranjadas de to forma que possam resistir ao empenamento que ocorre com a contrao da pea devida evaporao da gua. Ainda segundo MARTINS (1988 p. 16) outro mtodo utilizado principalmente nas reas tropicais para o empilhamento da madeira para secagem, o empenhamento tipo tesoura, onde as peas so dispostas de forma inclinada, apoiadas sobre uma estrutura de madeira.

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3 Disponvel em < www.madeireirafalsarella.com.br/curiosidades_secar-madeira.html>.Acesso Nov. 2013.

Figura 5: Empilhamento tipo amarrao (grapeado ou caixa).

Fonte: Madeireira Falsarella.

Figura 6: Empilhamento tipo tesoura.

Fonte Ibama.

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O processo de secagem artificial feito atravs da utilizao de estufas prprias, onde podem ser utilizadas diversas tcnicas entre elas a utilizao de vapor a alta presso e utilizao de permutadores de calor. Alm da secagem outro tratamento destinado madeira a tratamento qumico onde a seiva trocado por um composto qumico que contem elementos preservantes, esse procedimento pode ser feito de forma manual ou industrial com a utilizao de autoclave.

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4 Disponvel em . Acesso Nov. 2013

5 Disponvel em Acesso Nov. 2013

Figura 7: Modelo de Estufa Industrial.

Fonte: Woodmizer.

Figura 8: Modelo de Autoclave

Fonte: WorPress.com

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3.4.3. Retrao.

Conforme j comentado na parte anterior a retrao na madeira ocorre com a retirada de gua das peas, alm da retrao ocorre tambm o inchamento com a absoro da umidade, mais importante na direo tangencial; para reduo da umidade de 30% at 0%, a retrao tangencial varia de 5% a 10% da dimenso verde, conforme espcies. A retrao na direo radial cerca da metade da direo tangencial. Na direo longitudinal, a retrao menos pronunciada, valendo apenas 0,1% a 0,3% da dimenso verde, para secagem de 30% a 0%.

3.5. PROPRIEDADES MECNICAS. 3.5.1. Compresso paralela as fibras.

Nesse tipo de esforo observa-se a existncia de um trecho linear onde o comportamento do material elstico, at a tenso limite de proporcionalidade. A partir dai o comportamento torna-se no-linear , o qual est associado a flambagem das fibras , sob presso axial as celular que compem as fibras atuam como tubos de paredes finas, paralelos e colados entre si, o colapso envolve a fratura do material ligante e a flambagem das clulas. O modulo de elasticidade dado pela 6 Disponvel em < pef2603g03.wordpress.com/2011/06/08/aspectos-economicos-associados-as-principais-

tecnicas-construtivas/> Acesso Nov. 2013

Figura 7: Vista Isomtrica mostrando a retrao ou inchamento nas trs direes principais.

Fonte: PFEIL, 2003

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inclinao da curva no trecho linear calculado com os valores de tenso e deformao correspondente a 10% e 50 % de carga de ruptura estimada para o ensaio.

Na compresso normal as fibras que so constitudas por clulas ocas , quando comprimidas so achatadas precocemente, apresentando grandes deformaes.

3.5.2. Trao paralela as fibras.

O comportamento a trao paralela s fibras so caracterizados pelo regime linear at tenses bem prximas de ruptura e por pequenas deformaes.

Figura 8: Ensaio de Compresso Paralelo s fibras, esquema do ensaio.

Figura 9: Diagrama de tenso x deformao.

Fonte: PFEIL, 2003

Figura 10: Ensaio de Trao paralela s fibras. Figura 11: Diagrama de tenso x deformao (trao em linha cheia).

Fonte: PFEIL, 2003

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As figuras 11 mostra na linha cheia o diagrama de tenso x deformao para trao e na linha tracejada o de compresso paralela as fibras. Pose-se verificar a menor resistncia a compresso e valores de deformaes maiores.

3.5.3. Cisalhamento paralelo s fibras.

A ruptura no cisalhamento paralelo as fibras envolve o deslizamento das fibras adjacente seo de corte.

A resistncia ao cisalhamento da madeira na direo normal as fibras muito maior que na direo das fibras, deste modo, nos projetos considera-se apenas a ultima. A tenso cisalhante critica nas conexes e prxima aos locais de reaes e pontos de carga concentrada. A tenso cisalhante paralela s fibras possui um valor relativamente baixo, e sensvel a concentrao de esforos , por isso cuidados especiais devem ser tomados no dimensionamento para os locais que possuem entalhes.

3.6. DEFEITOS DA MADEIRA.

A madeira por ser um material natural sujeita a muitas variaes, algumas caractersticas existentes nas peas como ou ns , ou defeitos no processo de preparao podem criar peas defeitos que prejudicam a resistncia o aspecto ou a durabilidade, alguns desses defeitos so :

Figura 12: Vista Lateral e esquema do ensaio de ruptura ao cisalhamento paralelo s fibras.

Fonte: PFEIL, 2003

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Ns So imperfeies da madeira nos pontos do tronco onde existiam galhos, galhos ainda vivos na poca do abate produzem ns firmes , mas os galhos mortos originam ns soltos que podem cair durante o processo de serragem da madeira , ocasionando furos. Nos ns as fibras longitudinais sofrem desvio de direo ocasionando reduo da resistncia.

Fendas So aberturas nas extremidades das peas produzidas pela secagem mais rpida da superfcie. So situados nos planos longitudinais radiais atravessando os anis de crescimento.

Gretas ou ventas Separao entre os anis anuais provocadas por tenses internas devido ao crescimento lateral da rvore, ou por aes externas como flexo.

Figura 13: Vista de um n em uma rvore.

Fonte: Wikipdia.1

Figura 14: Fendas.

Fonte: Internet.

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Abaulamento Encurvamento na direo da largura da pea.

Arqueadura Encurvamento na direo longitudinal da pea..

Fibras reversas Fibras no paralelas ao eixo da pea , esse defeito pode ter causa natural ou acontecer na serragem da pea.

Figura 15: Tipos de Gretas 1 greta parcial / 2 greta completa.

Fonte: PFEIL, 2003

Figura 16: Abaulamento

Fonte: PFEIL, 2003

Figura 17: Arqueamento.

Fonte: PFEIL, 2003

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Esmoada ou quina morta Canto arredondado, formado pela curvatura natural do tronco, a quina morta significa elevada proporo de madeira branca (alburno).

3.7. PRINCIPAIS PRODUTOS NA CONSTRUO CIVIL.

Os produtos de madeira utilizados na construo civil variam de peas com pouco ou nenhum processamento madeira rolia at peas com vrios graus de beneficiamento , como : madeira serrada e beneficiada , lminas , painis de madeira e madeira tratada com produtos para preservao.

3.7.1. Madeira rolia.

A madeira rolia o produto com menor grau de processamento da madeira, consiste de um segmento do fuste da rvore, obtido por cortes transversais ou mesmo sem esses cortes (varas). Em alguns casos sequer a casca retirada.

Figura 18: Modelos com o defeito de fibras reversas.

Fonte: PFEIL, 2003

Figura 19: Esmoamento..

Fonte: PFEIL, 2003 e ABNT 1381.

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3.7.2. Madeira serrada.

A madeira serrada produzida em unidades industriais (serrarias), onde as torras so processadas mecanicamente, transformando a pea originalmente cilndrica em peas quadrangulares ou retangulares, de menos dimenso. A sua produo esta diretamente relacionada com o nmero e as caractersticas dos equipamentos utilizados e o rendimento baseado no aproveitamento da tora.

3.7.3. Madeira Beneficiada.

A madeira beneficiada obtida pela usinagem das peas serradas, as operaes so realizadas por equipamentos que usinam a madeira dando 7 Disponvel em Acesso nov. 2013.

Figura 20: Estrutura interna de galpo.

Fonte: CALLIA estruturas de madeira.

Figura 21: Estrutura interna de galpo.

Fonte: PFEIL, 2003.

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espessura, largura e comprimentos definitivos, forma acabamento superficial da madeira, podem ser realizadas as seguintes operaes, aplainamento, molduramento, torneamento, desengrosso etc. As principais peas que passam por esse processo so assoalhos, forros, batentes, rodap etc.

3.7.4. Madeira em Lminas.

As lminas de madeira so obtidas por um processo de fabricao que se inicia com o cozimento das toras e seu posterior corte em lminas. Existem dois mtodos para produo de lminas: o torneamento e o fraqueamento. No primeiro a tora j descascada e cozida colocada em torno rotativo. As lminas assim obtidas so destinadas produo de compensados. Por outro lado, a lmina faqueada obtida a partir de uma tora inteira, da metade ou de um quarto da tora, presa pelas laterais, para que uma faca do mesmo comprimento seja aplicada sob presso, produzindo fatias nicas. Normalmente, essas lminas so originadas de madeira decorativa de boa qualidade, com maior valor comercial, prestando-se para revestimento de divisrias com fins decorativos.

3.7.5. Painis.

Os painis de madeira surgiram da necessidade de amenizar as variaes dimensionais da madeira macia, diminuir seu peso e custo e manter as propriedades isolantes, trmicas e acsticas. Suprem uma necessidade reconhecida no uso da madeira serrada e ampliam sua superfcie til, atravs da expanso de uma de suas dimenses otimizando assim suas aplicaes. O desenvolvimento tecnolgico verificado no setor principalmente moveleiro tem criados novos produtos para o mercado cada vez mais exigente. Os principais produtos so:

Compensados - Surgiram no incio do sculo XX ao transformar toras em epainis de grandes dimenses, possibilitando um melhor aproveitamento. O painel compensado composto de vrias lminas desenroladas, unidas cada uma perpendicularmente outra, atravs do adesivo ou cola, sempre em numero impar, de forma que uma compense a outra, fornecendo maior estabilidade e possibilitando que algumas propriedades fsicas e mecnicas superiores s da madeira original.

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Chapas de fibra - chapa dura As chapas duras ou hardboards so obtidas pelo processamento da madeira de eucalipto, de cor natural marrom, apresentando a face superior lisa e a inferior corrugada. As fibras de eucalipto aglutinadas com a prpria lignina da madeira so prensadas a quente, por um processo mido que reativa essa aglutinante no necessitando a adio de resina, formando chapas rgidas de alta densidade de massa, com espessura que variam de 2,5 mm a 3,0 mm.

Chapas de fibra MDF Chapa de densidade mdia. As chapas de MDF (mdium density fiberboard) , com densidade de massa entre 500 e 800 kg/m , so produzidas com fibras de madeira aglutinada com resina sinttica termofixa, que se consolidam sob ao conjunta de temperatura e presso , resultando numa chapa macia de composio homognea de alta qualidade. Essas chapas apresentam superfcies plana e lisa , adequada a diferentes acabamentos.

Chapas de partculas aglomerado. uma chapa de partculas selecionadas de madeira de pinus ou eucalipto, provenientes de reflorestamento. Essas partculas aglutinadas com resina sinttica termofixa se consolidam sob ao de alta temperatura e presso.

Chapas de partculas OSB. Os painis OSB (oiented stand boards) foram dimensionados para utilizao em fins estruturais. Os painis so formados por camadas de partculas ou feixes de fibras com resinas fenlicas, que so orientadas em uma mesma direo.

3.8. MADEIRA DE REFLORESTAMENTO.

O desmatamento do territrio brasileiro um fenmeno que antigo, que ocorre desde a poca do descobrimento, com o avano da tecnologia e industrializao cada vez maior do pas o desmatamento tem ndices cada vez maiores conforme os registros feitos por satlite. Durante as dcadas de 70 e 80, atravs de incentivos fiscais, o governo estimulou a plantao de eucalipto e pinus, espcies de rpido crescimento e excelente aplicao industrial, na tentativa de aplacar a devastao das florestas e criar uma base de produo de madeira, o chamado macio florestal. A iniciativa deu

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bons frutos e, atualmente, o Brasil conta com 4,8 milhes de hectares reflorestados com estas espcies, sendo que 25% destas florestas esto desvinculadas das indstrias, dando sustentao ao mercado de madeira rolia em geral. Os estoques somam uma oferta de 852 milhes de m2. Hoje, podemos dizer que o Brasil j colhe o dobro de madeira de reflorestamento do que de floresta nativa. Embora a questo florestal no Brasil ainda seja abordada parcialmente, ora por setores que utilizam a madeira como principal insumo, ora sob a perspectiva ambiental, esta atividade confirma uma importante dimenso econmica. Alm de estar entre os 10 maiores produtores florestais do mundo, contando com 6,4 milhes de hectares, o pas desenvolveu tecnologia avanada para a explorao de florestas e para a transformao industrial da madeira, tanto que apresenta o maior rendimento na produo de eucalipto e pinus do mundo, com custo inferior ao de importantes concorrentes, como Nova Zelndia, frica do Sul, Chile e Estados Unidos. (LIMA, 2013).

3.9. A UTILIZAO DO PINUS.

Uma das premissas apresentadas para a confeco do trabalho foi a de que os materiais utilizados fossem materiais reciclveis e ecolgicos, por isso madeira escolhida foi o Pinus. Como apresentado anteriormente essa umas das espcies que tem sido escolhida para o reflorestamento, existem vrias espcies de pinus sendo que as espcies P. taeda so utilizadas para produo de matria-prima para as indstrias de celulose e papel e P. elliottii para madeira serrada e extrao de resina. Atualmente, com a introduo de diversas espcies, principalmente das regies tropicais, a produo de madeira de Pinus tornou-se vivel em todo o Brasil, constituindo uma importante fonte de madeira para usos gerais, englobando a fabricao de celulose e papel, lminas e chapas de diversos tipos, madeira serrada para fins estruturais, confeco de embalagens, mveis e marcenaria em geral.

A versatilidade de espcies e sua rapidez para crescer em variados tipos d ambiente possibilita seu plantio em todo o territrio nacional substituindo assim a utilizao de madeiras nativas, preservando assim as florestas e seus ecossistemas.

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O Pinus Eliote espcie de Pinus utilizada na construo civil por suas caractersticas mecnicas, espcies introduzida no Brasil principalmente nos estados de Espirito Santo, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paran, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul, Santa Catarina e So Paulo. rvore originaria dos EUA e Canad. Possui o cerne e alburno indistintos pela cor, branco amarelado, brilho moderado, cheiro e gosto distintos e caractersticos, densidade baixa; macio ao corte; gr direita, textura fina.

3.10. BREVE HISTRICO DA UTILIZAO DA MADEIRA. 3.10.1. Utilizao de madeira no mundo.

A madeira sempre teve um papel fundamental no desenvolvimento da humanidade, desde pocas pr-histricas. Na Bblia as referencias a carpintaria vo de No a Jesus e mostram a importncia desse material, e o desenvolvimento das

8 Disponvel em

Acesso Nov. 2013.

Figura 22: P. elliottii em rea de reflorestamento Colombo, PR.

Fonte : Jarbas Yukio Shimizu.

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tcnicas empregadas para sua utilizao. A diferenciao na forma do trato da madeira feita entre carpinteiros e marceneiros, enquanto a marcenaria os trabalhos so realizados em bancadas com peas menores com um trabalho que requer mais pacincia e um nvel de detalhes maior a carpintaria ocorre muitas vezes no canteiro de obra, a palavra Carpinteiro vem do latim carpentarus, que significa 'construtor, carpinteiro de carros, carruagens',

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Um dos maiores prdio da antiguidade com estrutura em madeira foi o tempo Todai-ji localizado no Japo sendo a sua construo inicial datada de 745 ac , o complexo original possui dois pagodes com sete andares com mais de 100 metros de altura mostrando a domnio da construo e das tcnicas com madeiras. (Os prdios antigos foram destrudos por um terremoto.)

9 Disponvel em Acesso em nov. 2013.

Fonte: Wikipdia

Figura 23: Montagem e Cavilha em tirantes e vigas transversais do manual Yingzao Fashin, de Li Jie imprssso em 1103.

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3.10.2. Utilizao da Madeira no Brasil.

A madeira foi primeira riqueza Brasileira, riqueza esta que deu nome a terra. O Pau Brasil, madeira utilizada para fabricao de tinturas na cor vermelha. Pela abundancia e variedade da madeira existente ela foi utilizada para os mais diversos fins. Desde o inicio da colonizao portuguesa, a madeira foi um recurso fartamente explorado, na grande maioria das vezes de forma desmedida, com isso grande extenso da floresta litornea do Brasil foi quase que totalmente arrasada. J no perodo Colonial foram regulamentadas leis de controle sobre as exploraes de certos tipos de madeira que eram destinadas a utilizao naval na ampliao da frota Portuguesa. Essas madeiras ficaram conhecidas como Madeiras de Lei, e tinham seu corte controlado at mesmo em propriedades particulares. (CABRA,1951.P67).

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Nos primeiros anos de colonizao os portugueses no dispunham de recursos ferramentas, nem artesos especializados. Os interesses portugueses nessa poca estavam voltados para suas colnias no Oriente, consequentemente a ocupao do territrio foi escassa e precria. Entrepostos de pau-brasil, e alguns

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Disponvel em Acesso Nov. 2013.

Figura 24: rvore de Pau Brasil.

Fonte: Internet

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povoados eram os ncleos de europeus no Brasil dos primeiros anos, servindo de parada para abastecimento das naus que faziam a Carreira das ndias e de tentativas de adaptao a esta nova terra. Nesta poca a abundncia de madeira e a tambm inexistncia de boas pedreiras para construo resultam nas primeiras experincias de edificaes onde a madeira era extensamente utilizada. Esta arquitetura era um misto de modelos portugueses de habitao, com os materiais locais e as tcnicas aprendidas junto aos indgenas. Estas construes eram choupanas com estrutura de madeira (muitas vezes paus rolios) tendo vedao em taipa ou pau-a-pique e cobertas com palha, sap ou folhas de palmeiras. Surgidos da incapacidade tcnica e falta de recursos, alm da pressa em abrigar-se, este sistema construtivo simples existe at os nossos dias nas reas pobres, principalmente nas zonas rurais do Nordeste, onde so conhecidos por mocambos. (MHLBAUER; RAZEIRA, 2012)

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Com o crescimento e a fundao de novos ncleos a situao no mudou muito. Mesmo nas maiores cidades, como Salvador, as primeiras igrejas e casas eram erguidas com estrutura de madeira e telhados de palha. Um exemplo era os jesutas que erguiam uma edificao que funcionava como residncia, escola e 11

Disponvel em Acesso nov. 2013.

Figura 25: Mocambo

Fonte: Internet

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igreja, s posteriormente erguiam suas edificaes em pedra e cal. Era esta a regra como relata Nestor Goulart Reis.

[...] Substituam-se aos poucos as construes iniciais por outras, de material mais durvel e de melhor acabamento medida que o nmero de oficiais mecnicos e sobretudo o nmero de escravos ndios e negros viesse simplificar essas tarefas de construo. As casas mais ricas seriam de pedra e cal, com as partes mais em evidncia aparelhadas. As mais pobres seriam de palha e barro, como a dos indgenas e dos primeiros povoadores. Mais comuns seriam as mistas. REIS (1964 ,pg 158)

A poca colonial caracterizou-se pelo empirismo e pelo desperdcio de material, esse quadro permanece o mesmo durante todo o perodo colonial.

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Com acontecimentos como a vinda da Famlia Real a abertura dos portos e a proximidade da independncia, houve um afluxo de novas tcnicas e estilos, alm da nsia pela modernizao de nossas maiores cidades, em especial a ento capital Rio de Janeiro. Neste perodo as construes das classes ricas tornam-se mais sofisticadas, proliferam as chcaras e solares, com novos mobilirios e solues

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Apud Tcnicas Construtivas do perodo colonial Imphic.

Figura 26: Desdobramento da madeira

Fonte: Gravura de Jean-Baptiste Debret.

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construtivas, onde a madeira nunca deixa de ter um papel, que seja na cobertura ou nos ornamentos e acabamentos. Nas construes da classe menos favorecida a madeira era essencial j que era utilizada nas armaes do Pau-a-pique e no sistema nas formas da Taipa de Pilo.

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Assim como os revestimentos as coberturas das casas coloniais tambm se utilizavam de madeira, as Tesouras ( Em Portugal chamadas de asnas) eram as de linha suspensa , ou canga de porco e a Tesoura de Santo Andr , raramente a tesoura paladiana. A tesoura romana seria mais comum a partir do sculo XIX.

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Apud Tcnicas Construtivas do perodo colonial Imphic.

Figura 27: Forma em madeira para Taipa de Pilo. Figura 28: Construo em Pau-a-Pique rstica.

Fonte: Santos 1951

Fonte: Tcnicas Construtivas do perodo colonial Imphic.12

Figura 29: Tesoura de Linha Suspensa.

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Figura 30: Tesoura Francesa

Figura 31: Tesoura clssica ou paladiana.

Figura 32: Tesoura de Santo Andr.

Figura 33: Tesoura romana

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Na poca colonial o sistema de estrutura de telhado mais utilizado era o caibro armado sem utilizao de tesouras, com cada caibro recebendo seu prprio tirante e acima desses somente ripas e telhas.

Para a melhor distribuio da carga no caso das paredes de taipa de pilo eram feitos reforos de madeira tarugos para cada caibro, para a fixao desses nos flechais (parte da estrutura autnoma ou apoiada e amarrada nas paredes. Junto com a cumeeira era onde se apoiavam os caibros. Se houvessem teras`` como peas intermediarias entre a cumeeira e os frechais elas podiam ser de paus rolios e nem sempre esquadriadas como as outras peas.) eram utilizados encaixes tipo rabo de andorinha.

Figura 34: Telhado de caibro armado.

Figura 35: Estrutura de caibro armado.

Fonte: Tcnicas Construtivas do perodo colonial Imphic.

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Alm das construes outro objeto confeccionado em madeira de grande importncia para no desenvolvimento do Brasil foram os engenhos, esses equipamentos era o pice da tecnologia e influenciaram a nossa historia, desde os engenhos de cana-de-acar, at engenhos de farinha e rodas de gua assim como os equipamentos de uso cotidiano da agricultura como carro de boi e arados.

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Disponvel em Acesso nov. 2013

Figura 36: Detalhe do Flechal.


Figura 37: Gravura Engenho de cana de acar.

Fonte: Internet.

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Alm das construes outro objeto confeccionado em madeira de grande importncia para no desenvolvimento do Brasil foram os engenhos, esses equipamentos era o pice da tecnologia e influenciaram a nossa historia, desde os engenhos de cana-de-acar, at engenhos de farinha e rodas de gua assim como os equipamentos de uso cotidiano da agricultura como carro de boi e arados.

A partir de meados do sculo XIX com a vinda em massa de colonos europeus, principalmente alemes e italianos, para a Regio Sul, o uso da madeira como elemento estrutural ganha novo impulso. Os colonos alemes transplantam para c seu sistema construtivo de enxaimel, que consiste em casas com estrutura autnoma de madeira, (que frequentemente ficavam aparentes) vedadas com alvenaria de tijolos. Muitos exemplares destas construes, com pouco mais de um sculo ainda encontram-se de p.

A madeira ainda foi usada por outros imigrantes, principalmente os poloneses, e por italianos, tambm como elemento de vedao, resultando ento em edificaes feitas totalmente em madeira.

Figura 38: Engenho Preservado

Fonte: Museu do Engenho Cesrio Lange.

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Figura 39: Muro de Exaimel..


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4. SISTEMAS ESTRUTURAIS EM MADEIRA

Existe uma grande variedade de sistemas estruturais, o sistema mais tradicional o treliado ,utilizada em diversos tipos de coberturas e pontes, alm de prticos para galpes e prticos de vrios andares para edificaes, alm de arcos e abbadas.

4.1. TRELIAS DE COBERTURA. 4.1.1. TRELIA HOWE.

A trelia de Howe a mais tradicional para o uso em madeira seus componentes recebem nomenclatura prpria em funo da geometria e dos esforos atuantes para as cargas de gravidade: trao no montante e no banzo inferior e compresso na diagonal e banzo superior. Esse tipo de tesoura mais indicado para vencer vos de pequena e mdia ordem ate 18 m. (GESUALDO, 2003, p 49).

4.1.2. TRELIA PRATT.

Nas trelias Pratt os esforos nos montantes e diagonais se invertem em relao aos da trelia Howe. Esse tipo de tesoura recomendada para vos maiores entre 18 e 30 m. As tesouras com diagonais invertidas so convenientes para quaisquer vos, pois tem a vantagem das peas comprimidas serem de comprimento menores que as tradicionais (montantes comprimidos e diagonais tracionados). Porm, quando se trata de pequenos vos, as sees transversais das barras so menores (mais leves), pois os esforos so menores, satisfazendo as

Figura 40: Trelia HOWE

1 Banzo inferior / 2 Banzo superior / 3 Diagonal / 4 - Montante Fonte: PFEIL, 2003.

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peas simples, com arranjo do tipo empregado nas tesouras de diagonais normais (Tipo Howe). Ento, quando as peas simples atendem aos esforos, (pequenos vos) as tesouras do tipo Howe so mais convenientes construtivamente e, portanto, so as recomendadas.

4.1.3. TRELIA BELGA.

E' uma variante da trelia Pratt os montantes so posicionados perpendicularmente ao banzo superior. Com isto tem-se melhor distribuio de esforos entre montantes e diagonais pelas posies mais adequadas das mesmas, tendendo aos 45 em relao ao banzo inferior. A colocao dos montantes perpendicularmente ao banzo superior facilita o apoio das teras, conforme detalhe mostrado na Figura 43.

Figura 42: Trelia Belga.

Figura 41: Trelia Pratt.

Fonte: PFEIL, 2003.

Fonte: GESUALDO, 2003.

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4.1.4. TRELIA FINK (POLONCEAU).

Tambm uma variante da trelia Belga, para vos maiores possui a convenincia de reduzir o comprimento das barras das diagonais e montantes mais centrais. So recomendadas para vos entre 20 e 30 m. Neste tipo de trelia h inconvenientes quanto s ligaes detalhadas na Figura 40. Na Figura 40a observa-se a existncia de duas barras tracionadas (diagonais) convergindo para o mesmo ponto. Em geral, estas ligaes de barras tracionadas exigem espaos maiores para distribuio de parafusos, ou cavilhas, usados como elementos de ligao (ver Figura 40a).


Figura 43: Ligao do banzo superior de trelia tipo Belga.

Figura 44: Trelia Fink ( ou Polonceau).


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4.1.5. TRELIA TIPO BOWSTRING.

Estas estruturas tm a parte superior com o aspecto de arcos, embora o banzo inferior seja horizontal (reto). A variao da inclinao do banzo superior ajusta-se a um eixo curvo, normalmente parbola ou crculo, atravs de trechos retos. Estas estruturas so usadas para vos entre 15m e 25m, A mudana de inclinao das barras do banzo superior favorece a distribuio dos esforos internos. Prximo aos apoios tem-se maior inclinao, adequada para absorver esforos de fora cortante. Na parte central do vo tem-se uma diminuio da inclinao, e aumento da distncia entre banzos prpria para combater momento das foras externas.

Figura 45: Ligaes banzo superior e inferior.


Figura 46: Trelia de contorno superior com trechos retos


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As trelias sustentam o telhado e seu vigamento de apoio, as inclinaes dos telhados so determinadas conforme a telha utilizada. As trelias de cobertura esto sujeitas s cargas de gravidade (peso prprio das telhas e seu vigamento de apoio) ,assim como as aes devido ao vento , so cargas distribudas na superfcie do telhado que se transmitem como foras concentradas aos ns das trelias por meio das teras.

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5. ESCOLHA DA COLA.

Uma das premissas para a construo do prottipo a no utilizao de nenhum tipo de prego ou parafuso, sendo permitida somente a utilizao da cola branca, em pesquisas sobre as tcnicas construtivas com madeira, verificamos que a escolha do tipo de cola deve ser feita com base nas condies de uso da pea, assim como o tipo de esforo que ser empregado na pea. Sendo necessrio tambm considerar o tempo de durabilidade da colagem que deve ser o mesmo da durabilidade da prpria pea. Portando para a escolha do tipo de cola a ser utilizado necessrio verificar se a estrutura vai estar abrigada ou exposta a intempries At a dcada de 40 as colas foram feitas de substancias naturais, aps a segunda Guerra o adesivo sinttico foi introduzido na indstria madeireira. (BRANCO, 2012) A cola Branca ou Poliacetato de vinilo PVA, tem como vantagem a utilizao de gua como meio de disperso. Esta cola no pode ser utilizada em meios exteriores devido a sua elevada sensibilidade gua, uma cola comum na indstria do mobilirio onde tem vrias utilizaes, tais como colagem de samblagens, colagens de alta-frequncia,etc. Este tipo de cola (cola branca) caracteriza-se por ser um polmero rijo e quebradio, tendo em conta que a temperatura de secagem desta cola superior temperatura ambiente, recorre-se adio de plastificantes com o intuito de diminuir o tempo de secagem. As colas brancas apresentam alguns inconvenientes; assim como: uma resistncia medocre s intempries a no ser que seja introduzido um endurecedor (como por exemplo a melanina) e tambm exige uma preparao previa da superfcie a colar. (SZUCS et al., 2008). .

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6. CONSTRUO DO PROTTIPO. 6.1. OBRA DE REFERNCIA.

A obra de referencia escolhida foi um galpo localizado na capital de So Paulo, no bairro da Mooca. Localizado na Rua Presidente Costa Pereira, 157.

Figura 47: Mapa de Localizao Geral.

Fonte: Google Maps

Figura 48: Mapa de Localizao bairro.

Fonte: Google Maps

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Figura 49: Fachada do edifcio.

Fonte: Autores

Figura 50: Vista Interna da estrutura de Cobertura.

Fonte: Autores

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Figura 51: Detalhe Apoio da Trelia.

Fonte: Autores

Fonte: Autores

Figura 52: Vista geral das estrutura.

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6.2. PROJETOS.

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6.3. CONSTRUO DO PROTTIPO.

Figura 53: Corte da Madeira usada para o prottipo.

Figura 54: Posicionamento das peas para corte dos encaixes.

Figura 55: Recortes das peas de acordo com projeto.

Figura 56: Detalhe encaixe ainda sem cola..

Figura 58: Montagem da Primeira tesoura.

Figura 57: Recorte sendo feito.

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Figura 60: Montagem da Primeira tesoura.

Nessa primeira tesoura ainda possua as diagonais que posteriormente foram retiradas aps analise do estrutural realizada.

Diagonal retirada posteriormente

Diagonal retirada posteriormente

Figura 61: Montagem da Primeira estrutura com as teras, sem ainda a base de apoio.

Figura 59: Montagem da Segunda Tesoura.

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Figura 63: Remontagem da estrutura aps deciso de retirar a diagonal.

Figura 62: Aps analise estrutural e conceituao histrica o grupo optou pela utilizao do encaixe tipo mo de amigo nas teras, com o objetivo de tornar mais realista e expor o prottipo aos esforos que ocorreriam em uma estrutura real.

Figura 64: Montagem e colagem das teras com os novos encaixes..

Figura 65: Montagem Final

Figura 66: Montagem Final

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6.4. LISTA DE MATRIAIS E CUSTOS.

Quant. Quant. Quant. Quant. Material Material Material Material Valor Valor Valor Valor

1 chapa Chapa Comp. Laminado (1m x 1.2mx). R$ 60,00

1 unid. Palete Pinus (reaproveitamento) -

1 Kg Cola Branca R$ 17,00

1 m 1/2 Cano PVC R$ 3,00

08 CAP PVC R$ 1,60

TOTALTOTALTOTALTOTAL R$ R$ R$ R$ 81,6081,6081,6081,60

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7. CRONOGRAMA.

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8. ANLISE ESTRUTURAL.

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9. BIBLIOGRAFIA.

ARBO, Maria Mercedes; GONZALEZ, Ana Maria. Estructura secundaria de tallo: Leno de Gimnospermae. Disponvel em: . Acesso em: 25 nov. 2013.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 1381: Madeira serrada de conferas provenientes de reflorestamento, para uso geral - Medio e quantificao de defeitos. Rio de Janeiro: Abntassociao Brasileira de Normas Tcnicas, 1991.

BRANCO, Renata. Diferentes tipos de colas de madeira. 2012. Disponvel em: . Acesso em: 10 out. 2013.

GESUALDO, Francisco A. Romero. Estruturas de madeira: Notas de aula. Uberlndia: Universidade Federal de Uberlndia, 2003. Disponvel em: . Acesso em: 15 out. 2013

LIMA, Luprcio Barros. Madeira reflorestada e exportao: caminhos para um setor em franco crescimento. Disponvel em: . Acesso em: 12 out. 2013.

MARTINS, Valone Alves. Secagem da madeira serrada. Braslia: Ministrio da Agricultura - Ibdf/dpq - Lpf, 1988.

MHLBAUER, Clarice Futuro; RAZEIRA, Philipe Sidartha. CONSERVAO E RESTAURAO DE MADEIRA NA ARQUITETURA BRASILEIRA. So Paulo: Internet, 2012. Disponvel em: . Acesso em: 12 out. 2013.

PFEIL, Walter. Estruturas de madeira. 6 ed. Rio de Janeiro, Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A., 2003.

TINOCO, Jose Eduardo Lucena (Ed.). Ofcio do Carpinteiro. Disponvel em: . Acesso em: 10 out. 2013.

SZUCS, Carlos Alberto et al. Estruturas de Madeira. 2. ed. Florianpolis: Ufst, 2008.

RELATORIO TRELIÇA MADEIRA

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