Estrutura mista madeira-chapa dobrada submetida à flexão simples / Mixing structure timber-cold formed steel plates submitted to the bending

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Este trabalho trata de estudo teórico e experimental de vigas de madeira e vigas mistas, compostas de madeira e chapa dobrada, submetidas à flexão simples. A combinação de materiais diferentes visa ao aproveitamento das vantagens de cada material, de forma a se ter um conjunto viável, em termos construtivos, estruturais e econômicos. Para a efetivação da pesquisa, foram ensaiadas três vigas de madeira com dimensões aproximadas de 40mm x 120mm x 1050mm, seis vigas de madeira enrijecidas na face superior com perfil de chapa dobrada em U, nas dimensões 50mm x 25mm x 2mm e seis vigas de madeira enrijecidas nas faces inferior e superior, com o mesmo perfil metálico. Os espaçamentos entre os conectores foram de 100mm, 200mm e 300mm. Com o objetivo de fornecer dados necessários para o dimensionamento, foi apresentada uma formulação teórica para a determinação do momento interno e para a estimativa das flechas. Para tanto, foram determinadas as propriedades mecânicas da madeira, do aço e dos conectores. De posse dos resultados dos ensaios de caracterização dos materiais, foram ensaiadas à flexão as vigas simples e mistas, para leitura das deformações e deslocamentos verticais máximos e do deslizamento nas extremidades inferior e superior. Tais valores foram obtidos por meio de extensômetros elétricos e relógios comparadores. Determinaram-se ainda as tensões nos elementos das vigas e as curvas força x deslocamento. Observou-se que, em relação à viga simples de madeira, houve aumento médio no valor da força de ruptura, para as peças enrijecidas na parte comprimida, de 20%, e de 49% quando colocados enrijecedores nas faces comprimida e tracionada. No valor das flechas houve redução média de 15% quando se utilizou enrijecedor na face superior e de 49% nas peças com enrijecedores nas faces comprimida e tracionada. A maior redução nas flechas aconteceu nas peças com espaçamento menor entre onectores, indicando que a influência da interação é maior em relação aos deslocamentos do que em relação ao momento fletor. No diagrama de distribuição das tensões nas seções transversais adotou-se, em todos os casos, a forma triangular para a madeira e retangular para o perfil e chegou-se a resultados que diferem dos valores experimentais em 17% para as vigas simples, 16% para as peças enrijecidas com perfil na face superior e 21% para as peças enrijecidas com perfil nas faces superior e inferior indicando que a formulação proposta pode ser aplicada com segurança. No cálculo das flechas, as propriedades geométricas da seção mista, em regime elástico, foram obtidas com a seção homogeneizada. Apresenta-se uma equação para a determinação do fator de correção da flecha estimada, para os casos onde houve enrijecimento.

ASSUNTO(S)

cold formed connecting wood engenharia civil chapa dobrada composed beams madeira vigas mistas onectores

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