O AÇO E MADEIRA

7 Dimensionamento - Estados limites últimos

7.1Esforços atuantes em estado limite ultimo

7.1 Esforços atuantes em estados limites últimos

7.1.1 Critérios gerais

De acordo com o principio da estática os esforços atuantes das peças estruturais devem ser calculados, permitindo a distribuição das cargas aplicadas em áreas reduzidas, podendo ter um ângulo de ate 45 ° ate o eixo do elemento. Se as peças de madeira foram do tipo rígido consideramos hiperestaticidade da estrutura. Em relação aos furos da peça, em pelas comprimidas os furos serão ignorados em virtude do preenchimento com pregos, já em peças tracionadas só podem ser ignoradas se a redução da área de resistência do furo for menor que 10% da área tracionada da peça inteira.

Durante o dimensionamento devem ser consideradas as seguintes cargas:

• Cargas permanentes (G)
• Cargas acidentais (Q)
• Vento (w)

7.1.2 Carregamentos das construções correntes com duas

Durante a verificação da segurança em relação aos estados limites últimos as cargas permanentes e as ações variáveis decorrem do uso normal da construção com os seus eventuais efeitos dinâmicos pela ação do vento, podendo ser considerada as seguintes combinações:

• Primeira combinação, carga vertical e efeito dinâmico como variável principal:

[pic 1]

• Segunda combinação, vento como ação variável principal

[pic 2]

        

7.2 Esforços resistentes em estados limites últimos

7.2.1 Critérios gerais

A partir da hipótese de elastofragil e que podemos definir os esforços resistentes das peças estruturais de madeira, formando um diagrama de tensão e deformação linear, ate a linha de ruptura paralela as fibras.

7.2.2 Tração paralela às fibras

O comportamento da madeira tracionada permite, quando não for possível a realização de ensaio de tração, a resistência de tração paralela as fibras, ou pela resistência a tração na flexão determinada pela tensão atuante. Para que não haja distorção dos resultados o comprimento da vida deve ser feita com oito alturas da seção.

7.2.3 Tração normal às fibras

A segurança das peças de madeira independe diretamente da resistência de tração normal as fibras do material, quando as tensões atingiram valores significativos devem ser empregados dispositivos que impeçam a ruptura da peça.

7.2.4 Compressão normal às fibras

Na compressão normal as fibras os esforços atuantes são determinados pela hipótese de elastoplastico, levando em conta a extensão do carregamento em relação a direção das fibras.

7.2.5 Resistência de embutimento

Com os ensaios de embutimento e possível determinar os esforços resistentes a solicitação de compressão dos pinos embutidos em orifícios.

7.2.6 Valores de cálculo

Os valores são obtidos a partir da formula:

[pic 3]

Onde o kmod e determinado pela classe do carregamento, a classe da umidade da madeira, os coeficientes de ponderação e as resistências da madeira.

O fwk e determinado a partir dos ensaios de amostragem. O fc0,k determina a resistência a compressão paralela das fibras a parir dos resultados do ensaio especificado.

7.2.7 Resistências usuais de cálculo

O coeficiente n e igual a 1 no caso de ser extensão da carga medida na direção das fibras, maior ou igual a 15 cm quando esta extensão for menor que 15 cm e a carga estiver afastada pelo menos de 7,5 cm da extremidade da pela.

7.2.8 Peças de seção circular

Peças de seção circular variável podem ser calculadas como se fossem seção uniforme, igual a seção situada a uma distancia da extremidade mais delgada igual a 1/3 do comprimento total, considerando um diâmetro superior a 1,5 vez nessa extremidade.

7.2.9 Resistência a tensões normais inclinadas em relação às fibras da madeira

E permitido ignorar a influencia da inclinação ate o ângulo  para inclinações maiores e necessárias calcular a resistência pela fórmula de Hankinson.[pic 4]

7.3 Solicitações normais

7.3.1 Tração

As condições de segurança são expressas:  , permitindo-se ignorar a influencia da eventual inclinação da madeira ao eixo da peça em um ângulo°, onde e feito para inclinações maiores e necessário usar a formula de Hankinson.[pic 5][pic 6][pic 7]

7.3.2 Compressão

Em barras curtas e comprimidas, a condição de segurança e expressa como  , onde e permitido ignorar a inclinação das fibras da madeira ate um ângulo  , fazendo-se , nas peças submetidas à compressão normal às fibras, a condição de segurança é expressa por , onde [pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

 é determinada  pela expressão:[pic 12]

[pic 13]

7.3.3 Flexão simples reta

Considerando o menor valor para peças fletidas:

a) distância entre eixos dos apoios;

b) o vão livre acrescido da altura da seção transversal da peça no meio do vão, não se considerando acréscimo maior que 10 cm.

Em barras submetidas a momento fletor a segurança fica garantida pela observância simultânea das seguintes condições.

[pic 14]

[pic 15]

7.3.4 Flexão simples oblíqu

Em seções submetidas a momento fletor o plano de ação não contém um de seus eixos centrais de inércia, a condição de segurança é expressa pelas duas condições seguintes, tanto em relação às tensões de tração quanto às de compressão:

[pic 16]

[pic 17]

onde ⌠Mx,d e ⌠My,d são as tensões máximas de tração ou de compressão conforme a borda verificada, e o coeficiente kM de correção pode ser tomado com os valores seção retangular: kM = 0,5 outras seções transversais: kM = 1,0.