quinta-feira, 23 de abril de 2015

Estruturas de Madeira - O que pode dar errado?

Quando se trata de construir em madeira, muita gente acaba não consultando um profissional capacitado e especializado pra fazer o projeto estrutural e acaba realizando o trabalho, vamos assim dizer, pelas “próprias mãos” ou até mesmo contratando algum carpinteiro confiando na palavra do mesmo. Nada de errado em se fazer desta forma, uma vez que a madeira é um dos pouquíssimos materiais que tem o conceito do “faça você mesmo” implícito. Peças curtas, leves e com alta resistência mecânica dão à madeira a praticidade que se precisa quando a obra não requer muitos detalhes técnicos e muita responsabilidade estrutural. Porém, já que vamos fazer “nós mesmos” o que pode dar errado ao se construir com madeira?

1) Flambagem lateral : Em outras palavras, é quando a madeira “entorta” lateralmente ou “encanoa”. Isso ocorre por um único fator, a relação entre base e altura da peça é desproporcional. A peça é muito “fina” e muito alta, aí ela acaba “encanoando” pra face mais larga, porque a base não é grossa o suficiente pra conter a tortura da madeira. É claro que essa propriedade está também ligada ao comprimento da peça. Quanto mais comprida, mais ela tende a flambar lateralmente.

Solução :

- Aumentar a espessura da peça (ou diminuir a altura!);
- Travar a peça pela lateral a cada “x” centímetros;
- Na prática se a altura (h) dividida bela base (b) for menor que 4, não precisa (em teoria) de travamento lateral, veja alguns exemplos:

Uma vigota de 6x12cm temos h/b = 12/6 = 2 (não precisa de travamento)
Uma tabeira de 3x20cm temos h/b = 20/3 = 6,66 (precisa de travamento)

Obs.: Em assoalhos e decks muito largos pode ocorrer o “encanoamento” das peças por má secagem da madeira. O lado que fica “pra cima” tomando mais sol, seca mais rápido que o lado de baixo, mais úmido. A parte superior “encolhe” por evaporação da água puxando as laterais, e aí caracterizando o encanoamento. Pra evitar esse tipo de situação recomendo usar no mínimo 2 pregos, ou parafusos nas réguas e espaçar os barrotes entre 40cm e 50cm, pelo menos (pra assoalhos com 2cm de espessura).

2) Falha na flexão (flecha) : Uma das primeiras coisas que percebo em estruturas de madeira mal dimensionadas é a falha por flexão, a chamada “flecha”. É quando a peça “embarriga” pra baixo. Normalmente isso acontece por excesso de carga na peça e pode ter três estágios: O primeiro é a flecha pura e simples, muito comum de acontecer. Nela a peça embarriga, porém permanece torta, sem dano estrutural algum, apenas estético (mas feio!). O segundo é a falha na face superior das vigas onde ocorre a compressão das fibras, essa falha é mais rara e geralmente não causa o colapso da peça. O terceiro, mais comum e mais grave, é a falha na parte inferior da peça causada pela tração das fibras inferiores. É grave porque ela acontece por causa da tração das fibras mas imediatamente a peça é “rasgada” (cisalhamento), causando uma fratura irreversível.

Solução :

- Aumentar espessura e/ou altura da peça;
- Na prática ver qual o vão que a peça vai vencer (em cm) e dividir por 17 pra saber a altura aproximada da peça que vence este vão sem fletir, por exemplo:

Vão livre de 4,00m temos 400/17 = 23cm (aproximadamente, depende da carga solicitante e da espécie)

3) Cisalhamento horizontal : Uma das causas mais comuns de perda de resistência das peças de madeira é quando aparecem “fissuras” horizontais nas vigas. É como se a parte superior da peça “descolasse” da parte inferior, fazendo com que elas deslizem e assim aumentando a deformação. A fissura normalmente ocorre próxima dos apoios, na zona de maior carga cortante. É exatamente por isso que não dá pra simplesmente colocar uma viga em cima da outra pra vencer um vão maior. Elas vão “escorregar” entre si e deformar igualmente.

Solução :

- Correto dimensionamento das vigas;
- Em vigas duplas usar parafusos, anéis metálicos ou adesivo estrutural para fazer a união entre a peça superior e a inferior, de modo à zerar o escorregamento entre as peças;

4) Exposição à umidade : A causa mais grave do colapso nas estruturas de madeira, sem dúvida é a deterioração das peças por exposição à umidade. Peças úmidas atraem fungos apodrecedores, insetos xilófagos, causam amolecimento das fibras e reduzem a resistência da madeira.

Soluções :

- Usar madeira seca sempre que possível;
- Aplicar produtos hidrorrepelentes (stains, vernizes) na superfície das peças;
- Usar a espécie correta para cada tipo de aplicação;
- Evitar contato direto com a terra nas fundações;
- Proteger a face das peças expostas à umidade com um rufo;

Lembre-se sempre : Madeira pode molhar sim, só não pode acumular umidade!

5) Conexões mal feitas : Tenha sempre em mente que a madeira tem baixa resistência à esforços perperdiculares às fibras, tem pouca resistência ao cisalhamento (corte) e tem resistência bem favorável à compressão. Por isso, evitem conexões complexas, especialmente aquelas que solicitam as tensões perpendiculares e cisalhamento (corte) das fibras. Sempre que possível, projete conexões que solicitem a madeira à compressão. Quando usar ligações com pregos ou parafusos, na prática, dê um espaçamento de 6 ou 7 vezes o diâmetro entre um elemento e outro, para evitar “trincas” entre eles.

Claro que existem muitos outros fatores a serem considerados quando se constrói com madeira, porém espero que estas dicas os ajudem a construir melhor com este material tão fascinante!

 

Texto : Eng. Alan Dias

Um comentário:

Bilo rider disse...

Muito bom!!! Não tem nada tão explicativo na internet. Parabéns!
uma pergunta, eu possível fazer uma viga com tabuas de pinus, com espaço de 4 mts. para segundo andar igual essa viga I?