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25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS Prof. Dr. FERNANDO CRUZ BARBIERI S.J. dos Campos

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL B2

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 1 – Introdução A madeira é um dos materiais de utilização mais antiga nas construções, no oriente ou ocidente. Com a revolução industrial a Inglaterra, como grande potência impõe a arquitetura em metal. Com a invenção do concreto armado os engenheiros concentraram esforços no estudo do novo material, desprezando a utilização da madeira.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 1 – Introdução O uso da madeira como constituinte principal da estrutura de edificações, não é a principal aplicação como o concreto e o metal, mas tem sido usada em diversas etapas das construções desde de fundações até acabamentos. A madeira é empregada na construção civil, de forma temporária, na instalação do canteiro de obras, nos andaimes, nos escoramentos e nas fôrmas. De forma definitiva, é utilizada nas esquadrias, nas estruturas de cobertura, nos forros e nos pisos. No Brasil, a madeira serrada ainda é o principal dos produtos de madeira empregados na construção civil, enquanto que em países desenvolvidos os painéis poliméricos têm participação mais significativa.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Vantagens do uso da madeira Alta resistência mecânica (tração e compressão); Baixa massa específica; Boa elasticidade; Baixa condutibilidade térmica; Isolante elétrico e acústico; Baixo custo; Encontra-se em grande abundância; Facilmente cortada nas dimensões exigidas; Material natural de fácil obtenção e renovável; Grande diversidade de tipos;

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Desvantagens do uso da madeira Higroscopiscidade (absorve e devolve umidade); Combustibilidade; Deterioração; Retratilidade (alteração dimensional, de acordo com a umidade e a temperatura); Anisotropia (estrutura fibrosa, propriedade direcional); Limitação dimensional (tamanhos padronizados); Heterogeneidade na estrutura. Anisotropia: característica que uma substância possui em que uma certa propriedade física varia com a direção. A madeira é um exemplo de material anisotrópico com propriedades mecânicas que dependem da disposição das suas fibras. A madeira expande-se ou retrai-se de forma diferente às variações de umidade no ambiente, consoante sejam considerados os sentidos relativos de suas fibras. No sentido longitudinal ao eixo de uma tora, por exemplo, a variação é mínima (0,1%) e no sentido radial, cerca de 5%.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 4 – Classificação das arvores Endógenas: Aquelas em que o desenvolvimento do caule se dá de dentro para fora como os bambus e as palmeiras. São pouco aproveitadas na produção de madeiras para fins estruturais.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 4 – Classificação das arvores Exógenas: Aquelas em que o desenvolvimento do caule se dá de fora para dentro, com adição de novas camadas em forma de anel. Esses anéis são chamados de anéis anuais de crescimentos Compreendem o grande grupo de árvores aproveitáveis para a produção de madeira para a construção e são classificadas como angiospermas e gimnospermas

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 4 – Classificação das arvores Gimnospermas: São arvores coníferas e resinosas, tendo as folhas em forma de agulhas e não fornecem frutos São madeiras de lenha mole e correspondem a 35% das espécies conhecidas Exemplos: pinheiros, araucárias, pinhos etc. Angiospermas: são arvores frondosas que podem possuir grandes diâmetros nos seus troncos, onde se encontra a lenha e representam 65% das espécies conhecidas. Exemplos: cedro, jatobá, imbuia e etc.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 5 – Estrutura da madeira A lenha encontra-se no tronco da árvore (madeira) que é a parte da arvore que nos interessa como material de construção. A figura abaixo mostra a constituição e suas partes são:

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 5 – Estrutura da madeira Casca: É a proteção do tronco além de conduzir a seiva elaborada nas folhas para o tronco. A parte externa é morta portanto não apresenta interesse como material de construção, com exceção de alguns casos onde é aproveitada como material de acabamento e termo acústica.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 5 – Estrutura da madeira Câmbio: tecido que sob ação de hormônios é estimulado a dividir as camadas de crescimento tanto em direção ao centro do tronco como em direção a casca da árvore, constituindo os anéis de crescimento Lenho: Consiste no núcleo de sustentação da árvore. Compreende as células que crescem para o centro do tronco denominadas de alburno e cerne.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 5 – Estrutura da madeira O lenho é composto por vários polímeros: Celulose: molécula linear de açúcar (polissacarídeo), compõem cerca de 45% do peso molecular. Hemicelulose: difere da celulose pelo grau de polimerização e peso molecular. Lignina: molécula polifenóica tridimensional: possui estrutura complexa alto peso molecular e resistências mecânica.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 5 – Estrutura da madeira Alburno: é a parte mais permeável do caule e apresenta maior importância para a trabalhabilidade. É a parte mais atacada pelos insetos, fungos e outros microorganismos. Cerne: é constituído de células mortas. Apresenta baixa permeabilidade e durabilidade mais elevada.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 6 – Classificação das madeiras madeira foram grupados em: a) Construção civil pesada interna Engloba as peças de madeira serrada na forma de vigas, caibros, pranchas e tábuas utilizadas em estruturas de cobertura, onde tradicionalmente era empregada a madeira de peroba-rosa (Aspidosperma polyneuron).

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 6 – Classificação das madeiras b) Construção civil leve externa e leve interna estrutural Reúne as peças de madeira serrada na forma de tábuas e pontaletes empregados em usos temporários (andaimes, escoramento e fôrmas para concreto) e as ripas e caibros utilizadas em partes secundárias de estruturas de cobertura. A madeira de pinho-do-paraná (Araucária) foi a mais utilizada, durante décadas, neste grupo.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 6 – Classificação das madeiras c) Construção civil leve interna de utilidade geral São os mesmos usos descritos na leve externa e leve interna estrutural , porém para madeiras não decorativas.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 6 – Classificação das madeiras d) Construção civil leve, em esquadrias Abrange as peças de madeira serrada e beneficiada, como portas, venezianas, caixilhos. A referência é a madeira de pinho-do-paraná (Araucária).

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 6 – Classificação das madeiras e) Construção civil assoalhos domésticos Compreende os diversos tipos de peças de madeira serrada e beneficiada como: tábuas corridas, tacos e tacões.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 6 – Classificação das madeiras f) Construção civil leve interna decorativa Abrange as peças de madeira serrada e beneficiada como: forros, painéis, lambris e guarnições, onde a madeira apresenta cor e desenhos considerados decorativos.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Propriedades físicas 7.1. Umidade O teor de umidade a madeira tem uma grande importância, pois influência nas demais propriedades desse material. A umidade considerada normal para a madeira é de 15%, quando ela atinge a estabilidade com a umidade do ar. 7.2. Retratilidade A retratilidade é a perda de volume provocada pela redução da umidade da madeira. É variável conforme o sentido das fibras. Para amenizar os efeitos da retratilidade, recomenda-se: secagem adequada, impermeabilização superficial, pintura ou envernizamento.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Propriedades físicas 7.3. Massa específica A massa específica real da madeira é constante em todas as espécies, e é igual a 1,5 g/cm³. A massa específica da madeira pode variar de acordo com a sua localização no tronco e com o teor de umidade. 7.4. Dilatação térmica A dilatação térmica que a madeira é alterada pela retratilidade contrária, devido à perda de umidade que acompanha o aumento da temperatura.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Propriedades físicas 7.5. Condutibilidade térmica A madeira é mau condutor de calor. Varia segundo o grau de umidade e também segundo a direção de transmissão do calor: é maior paralelamente que transversalmente às fibras. 7.6. Condutibilidade elétrica Quando a madeira está bem seca, ela é praticamente um isolante. Quando tem um determinado grau de umidade, a resistividade elétrica depende da espécie e da massa específica.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Propriedades físicas 7.7 Dureza A dureza é a resistência que a madeira oferece à penetração de outro corpo. Trata-se de uma característica importante em termos de trabalhabilidade, e na sua utilização para determinados fins. Os diversos tipos de madeira apresentam variados graus de dureza. As madeiras de lei apresentam dureza alta, pois provêm de cerne bastante desenvolvido.

ENGENHARIA CIVIL 8 – Características madeira

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Propriedades mecânicas As propriedades mecânicas dependem das propriedades físicas da madeira, principalmente a umidade e o peso específico. transversal

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Propriedades mecânicas 9.1. Aos esforços principais, exercidos no sentido das fibras, relacionadas com a coesão longitudinal do material: Compressão: provoca a separação das fibras e ruptura por flambagem; Tração: produz contrações transversais, aumentando a aderência das fibras; Flexão dinâmica ou resiliência: capacidade da madeira de resistir aos choques; Cisalhamento: esforço que provoca deslizamento de um plano sobre o outro.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Propriedades mecânicas 9.2. Aos esforços secundários, exercidos transversalmente às fibras, relacionadas com sua coesão transversal: Compressão: esforço de compressão no sentido normal às fibras, após a fase das deformações elásticas, a madeira pode sofrer esmagamento; Torção: tende a torcer um corpo em torno de um eixo; Fendilhamento: esforço de tração aplicado na extremidade de uma peça a fim de descolar as fibras.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 10 – Seções industriais

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Tipos de madeiras Madeira Laminada Tábuas sobrepostas e coladas entre si, de maneira a compor peças com seções adequadas As peças podem ser retas ou curvas, de qualquer largura e comprimento, de seção constante ou variável, produzidas, tratadas e prontas para o uso Constituem vigas ou peças rígidas de madeira em estruturas pré-fabricadas, formando pórticos ou arcos para quaisquer vãos e flechas

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Tipos de madeiras Madeira Compensada Diversas lâminas finas de madeira, coladas uma sobre as outras, de maneira que as fibras de uma lâmina se disponham perpendicularmente sobre as da outra lâmina; Restrição da retratibilidade, relativa isotropia de comportamento mecânico; Os compensados de três folhas são indicados apenas para serviços de marcenaria e revestimentos; Aplicados em móveis e formas para concreto

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Tipos de madeiras Madeira Aglomerada Aglomeração de pequenos fragmentos de madeira, utilizando-se como aglomerante materiais minerais (cimento, gesso) ou resinas sintéticas; Reduzida retratibilidade, isolamento térmico e acústico e relativa resistência mecânica (dependendo da densidade); Podem ser utilizadas para a fabricação de móveis, esquadrias, pisos, divisórias, escadas, telhados

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Tipos de madeiras OSB (Chapas de partículas orientadas) Composta de três camadas de partículas com orientação alternada de 90°; Melhor comportamento à flexão e estabilidade dimensional; Mesmas aplicações dos aglomerados, além de formas e escoramentos, divisórias e tapumes.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Tipos de madeiras MDF (Média Densidade de Fibras) Chapas confeccionadas com fibras lignocelulósicas ligadas por adesivos sob determinadas condições de pressão e temperatura; Satisfatório desempenho à flexão, homogeneidade, estabilidade dimensional, trabalhabilidade; Aceita todo o tipo de acabamento; Utilizado como integrante de divisórias, forros e outros componentes da edificação.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 12 – Aplicação

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL Lista madeira 1) Como que a madeira é empregada na construção civil (temporária e definitiva)? 2) Quais são as principais vantagens e desvantagens? 3) O que são arvores endógenas, exógenas, gimnospermas e angiospermas? 4) Como é a estrutura da madeira (partes)? 5) A madeira foi agrupada em 6 tipo para construção civil. Dê exemplo de cada grupo dizendo a aplicação e um tipo de arvore utilizado? 6) Quais são as principais propriedades físicas da madeira? 7) As propriedades mecânicas na madeira é uma característica muito importante na construção civil como são os esforços principais, exercidos no sentido das fibras, relacionadas com a coesão longitudinal e transversal do material? 8) Explique: Madeira laminada Madeira compensada Madeira aglomerada OSB MDF

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL ALVENARIA NA CONSTRUÇÃO CIVIL

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 1 – Introdução Definição: Entende por alvenaria, um conjunto coeso e rígido, de tijolos ou blocos (elementos de alvenaria) unidos entre si por argamassa. A alvenaria pode ser empregada na confecção de diversos elementos construtivos (paredes, abóbadas, sapatas, etc...) e pode ter função estrutural, de vedação etc... Quando a alvenaria é empregada na construção para resistir cargas, ela é chamada Alvenaria resistente, pois além do seu peso próprio, ela suporta cargas (peso das lajes, telhados, pavimentação superior, etc...)

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 1 – Introdução Quando a alvenaria não é dimensionada para resistir cargas verticais além de seu peso próprio é denominada alvenaria de vedação As paredes utilizadas como elemento de vedação devem possuir características técnicas que são: Resistência mecânica Isolamento térmico e acústico Resistência ao fogo Estanqueidade Durabilidade

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Denominação de alvenaria Denominações de algumas alvenarias: a) alvenaria ciclópica - executada com grandes blocos de pedras, trabalhadas ou não sem que haja, entretanto, uso de argamassa ou cimento para fixá-las;

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Denominação de alvenaria b) alvenaria insossa - executadas com pedras ou blocos cerâmicos, assentados sem argamassa, denominadas também de “alvenaria seca“;

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Denominação de alvenaria c) alvenaria com argamassa - executadas com argamassa de ligação entre os elementos, sendo também denominadas: alvenaria hidráulica - executadas com argamassas mistas 1:4:8 (argamassa básica de cimento, cal e areia); alvenaria ordinária - executadas com argamassas de cal 1:4 (argamassa de cal e areia).

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Denominação de alvenaria d) alvenaria de vedação - painéis executados com blocos, entre estruturas, com objetivo de fechamento das edificações.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Denominação de alvenaria e) alvenaria de divisão - painéis executados com blocos ou elementos especiais (drywall – gesso acartonado), para divisão de ambientes, internamente, nas edificações.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Elemento de alvenaria Produto industrializado, de formato paralelepipedal, para compor uma alvenaria, podendo ser: 3.1 Tijolos de barro cozido a - Tijolo comum (maciço, caipira): São blocos de barro comum, moldados com arestas vivas e retilíneas (Figura 4.1),obtidos após a queima das peças em fornos contínuos ou periódicos com temperaturas das ordem de 900 a 1000°C. dimensões mais comuns: 21x10x5 peso: 2,50kg resistência do tijolo: 20kgf/cm² quantidades por m²:parede de 1/2 tijolo: 77un parede de 1 tijolo: 148un

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Elemento de alvenaria b - Tijolo furado (baiano): Tijolo cerâmico vazado, moldados com arestas vivas retilíneas. São produzidos a partida cerâmica vermelha, tendo a sua conformação obtida através de extrusão. dimensões: 9x19x19cm quantidade por m²: parede de 1/2 tijolo: 22un parede de 1 tijolo: 42un Peso ≅ 3,0kg resistência do tijolo ≅ 10kgf/cm² resistência da parede ≅ 45kgf/cm²

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Elemento de alvenaria A seção transversal destes tijolos é variável, existindo tijolos com furos cilíndricos e com furos prismáticos. As faces do tijolo sofrem um processo de vitrificação, que compromete a aderência com as argamassas de assentamento e revestimento, por este motivo são constituídas por ranhuras e saliências, que aumentam a aderência.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Elemento de alvenaria c - Tijolo laminado (21 furos): Tijolo cerâmico utilizado para executar paredes de tijolos à vista. O processo de fabricação é semelhante ao do tijolo furado. dimensões: 23x11x5,5cm quantidade por m²: parede de 1/2 tijolo: 70un parede de 1 tijolo: 140un peso aproximado ≅ 2,70kg resistência do tijolo ≅ 35kgf/cm² resistência da parede: 200 a 260kgf/cm²

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Elemento de alvenaria 3. 2 Tijolos de solo cimento: Material obtido pela mistura de solo arenoso - 50 a 80% do próprio terreno onde se processa a construção, cimento Portland de 4 a 10%, e água, prensados mecanicamente ou manualmente. Assentados por argamassa mista de ou por meio de cola cimento, cal e areia no traço 1:2:8 dimensões: 20x10x4,5cm quantidade: a mesma do tijolo maciço de barro cozido resistência a compressão: 30kgf/cm²

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Elemento de alvenaria 3.3 Blocos de concreto: Peças regulares e retangulares, fabricadas com cimento, areia, pedrisco, pó de pedra e água. O equipamento para a execução dos blocos é a presa hidráulica. O bloco é obtido através da dosagem racional dos componentes, e dependendo do equipamento é possível obter peças de grande regularidade e com faces e arestas de bom acabamento.

25/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL Lista alvenaria 1) Qual a definição de alvenaria? 2) Quais as características técnicas que as paredes utilizadas como elemento de vedação devem possuir? 3) Comente sobre algumas denominações de alvenarias? 4) Como é classificado os elementos de alvenaria e quais são os tipos colocando suas características (dimensão, resistência e etc)?

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