A madeira é um material amplamente utilizado na construção civil, destacando-se por sua elevada relação resistência/peso, facilidade de trabalhabilidade e caráter sustentável. No entanto, por se tratar de um material natural e higroscópico, suas propriedades físicas e mecânicas são diretamente influenciadas pelas condições ambientais, especialmente pela umidade relativa do meio em que está inserida. Essa característica implica variações significativas no desempenho estrutural ao longo do tempo, podendo afetar tanto a resistência quanto a durabilidade dos elementos de madeira.

No contexto do dimensionamento estrutural, a NBR 7190 (1997) estabelece diretrizes específicas para considerar a influência da umidade nas propriedades mecânicas da madeira, por meio da definição de classes de umidade e da aplicação de coeficientes de modificação da resistência. Esses parâmetros são fundamentais para garantir a segurança, a confiabilidade e a vida útil das estruturas.

Com base nesse contexto, responda:

a) Defina o conceito de classes de umidade da madeira segundo a norma e descreva cada uma delas, indicando as condições ambientais típicas e exemplos de aplicação em estruturas.

b) Analise de que forma a variação do teor de umidade influencia o comportamento mecânico da madeira, especialmente sua resistência. Explique a necessidade da utilização do coeficiente de modificação da resistência (kmod) em função das classes de umidade no dimensionamento estrutural.

ETAPA 2

Estruturas treliçadas de madeira são amplamente empregadas em coberturas e sistemas estruturais leves, destacando-se pela eficiência no aproveitamento do material e pela capacidade de vencer grandes vãos com baixo peso próprio. No entanto, o correto dimensionamento de seus elementos exige a consideração criteriosa das propriedades mecânicas da madeira, bem como dos efeitos das condições ambientais e da duração das ações atuantes.

A madeira, por ser um material anisotrópico e higroscópico, apresenta comportamento mecânico dependente da direção das fibras, do teor de umidade e do tempo de aplicação das cargas. Nesse contexto, a NBR 7190 (1997) estabelece os critérios para verificação no Estado Limite Último (ELU), incluindo a determinação das resistências de cálculo por meio da aplicação de coeficientes de modificação, que consideram, entre outros fatores, a classe de umidade e a duração do carregamento.

Considere uma estrutura em forma de tesoura submetida a combinações normais de ações, na qual, após a análise estrutural, foi determinado o esforço de tração em um dos elementos da treliça. Esse elemento é constituído por madeira serrada de pinho-do-paraná (conífera), classificada como de 2ª categoria, submetida a carregamento de longa duração e inserida em ambiente com umidade relativa média de 80%.

Com base nessas informações e considerando os critérios normativos vigentes, responda:

Dados:

Seção transversal: 60 mm × 100 mm.
Esforço solicitante de tração: 160 kN.
Resistência característica à tração paralela às fibras: ftk = 80 MPa.

a) Determine a resistência de cálculo à tração paralela às fibras (ftd), considerando os coeficientes de modificação pertinentes às condições de umidade e duração do carregamento.

b) Verifique se a peça atende às condições de segurança no Estado Limite Último (ELU), comparando a solicitação com a resistência de cálculo, e apresente a devida justificativa técnica.

REFERÊNCIAS

ABNT – ASSOCIAÇÃO DE NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS. NBR 7190: Projeto de Estruturas de Madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1997.

Formulário: