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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.88.2005.tde-19072005-110613
Document
Author
Full name
Juliano Fiorelli
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2005
Supervisor
Committee
Dias, Antonio Alves (President)
Calil Junior, Carlito
Garcia, Jose Nivaldo
Matthiesen, José Antonio
Sales, Almir
Title in Portuguese
"Estudo teórico e experimental de vigas de madeira laminada colada reforçadas com fibra de vidro"
Keywords in Portuguese
fibra de vidro
Madeira Laminada Colada
Abstract in Portuguese
O uso de madeira laminada colada (MLC) em países da América do Norte e Europa é bastante difundido. No Brasil, apesar da técnica existir desde o século XX, a sua utilização é incipiente em relação à possibilidade de utilização desse produto. O desenvolvimento de produtos a partir de lâminas de madeira com pequenas dimensões se deve à necessidade de se eliminar defeitos nas peças estruturais, tais como nó e medula, os quais reduzem significativamente as características de resistência e elasticidade da peça, em comparação com a madeira sã. O aumento da resistência e da rigidez da viga de MLC pode ser conseguido por meio da classificação das lâminas, seguida de uma disposição adequada das mesmas. Outra maneira de se obter um aumento nas propriedades de rigidez e de resistência de elementos estruturais de MLC é a utilização de polímeros reforçados com fibras (PRF) na região mais tracionada da viga. Esta providência, além de melhorar as propriedades mecânicas do elemento estrutural, aumenta a confiabilidade em relação ao modo de ruptura. Dentro deste escopo, este trabalho procura estabelecer critérios para fabricação de vigas retas de MLC, sem e com reforço de fibras de vidro, a partir de informações obtidas na revisão bibliográfica, abordando aspectos relacionados à resistência da madeira (espécie e qualidade da madeira, quantidade de nós, inclinação das fibras em relação ao eixo longitudinal das peças, presença de medula), dimensões das lâminas, espaçamento mínimo entre emendas dentadas de uma mesma lâmina e posicionamento das emendas dentadas na viga, colagem e prensagem. Foi proposto um modelo numérico para cálculo do momento fletor resistente e da rigidez à flexão (EI) de vigas de MLC sem reforço e reforçadas com PRF. O modelo admite a validade da hipótese de distribuição linear de deformações ao longo da altura da viga, comportamento elásto-frágil-linear da madeira na tração paralela às fibras e bi-linear na compressão paralela às fibras. Este modelo foi implementado a um programa computacional que por meio de um processo interativo determina o valor do momento fletor resistente e da rigidez à flexão. Resultados experimentais obtidos por meio de ensaios em vigas de MLC reforçadas com fibra de vidro indicam a validade do modelo teórico proposto. Também foram realizados ensaios de delaminação para avaliar a eficiência dos adesivos Phenol-resorcinol e Epóxi AR-300 quando submetidos a variação de temperatura, umidade e pressão. Resultados obtidos indicaram a eficiência destes adesivos.
Title in English
Theoretical and experimental study of glulam beam reinforced with glass fiber
Keywords in English
glass fiber
glulam beam
Abstract in English
Glulam beam is used in countries of North America and Europe. In Brazil, the technique exists since the 20th Century, but its use is incipient in relation to the possibility of the product. The development of products that use wood with small dimensions is important to eliminate defects in the structural pieces, such as knot and marrow, which reduce the strength and stiffness of the piece. The increase of the strength and stiffness of the glulam beam can be achieved through the classification of the lumber, or by an appropriate disposition of the lumber. Another way to obtain an increase in the strength and stiffness of the glulam beam it is the use of fiber reinforced polymers (FRP). This way, besides improving the mechanical properties of the structural element, increases the reliability in relation to the rupture way. This work establish criteria for production of glulam beams, without and with reinforce of glass fiber, starting from information obtained in the bibliographical revision, approaching aspects related to the straight of the wood (species and quality of the wood, inclination of the fibers in relation to the longitudinal axis of the pieces, marrow presence), dimensions of the sheets, minimum spacing between bitten amendments of a same sheet and positioning of the jagged amendments in the beam. A numeric model for calculation of the straight moment and flexural stiffness (EI) of glulam beams was proposed. The model admits the validity of the hypothesis of lineal distribution of deformations along the height of the beam, elastic-fragile-lineal behavior of the wood in the parallel traction and bi-lineal in the parallel compression of the fibers. This model was implemented in a computer program that uses an interactive process to determine the value of the straight moment and of the flexural stiffness. Experimental results obtained indicate the validity of the theoretical model proposed. A test of delamination was done to evaluate the efficiency of the adhesives Phenol-resorcinol and Epoxy AR-300 when submitted to temperature, humidity and pressure variation. Results indicated the efficiency of these adhesives.
 
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tesejuliano.pdf (3.56 Mbytes)
Publishing Date
2005-10-21
 
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