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Dipl.-Ing. (FH) Bastian Kuhn, M.Sc.

2019-05-22

Cálculo de paredes de painéis de madeira | 1. Determinação do estado limite último e da rigidez

O reforço das estruturas de madeira é geralmente realizado através de painéis de madeira. Para este efeito, os componentes estruturais constituídos por lajes (painéis de tiras de madeira orientadas, OSB) estão ligados com barras. Os fundamentos deste método de construção e o seu cálculo no programa do RFEM encontram-se descritos em vários artigos. Este primeiro artigo descreve a determinação básica das rigidezes e do cálculo.

Construção em painéis de madeira

Estrutura de painéis de madeira

O estado limite último de uma parede de painel de madeira é determinado de acordo com regulamentos como o Eurocódigo 5 ou a NDS 2018. Em muitos países, a teoria do painel de corte foi adotada para o dimensionamento.

Conforme mencionado no início, o dimensionamento de painéis de madeira não é o tema central desta análise. Como tal, apenas será descrito resumidamente a seguir de acordo com o método regulado no Eurocódigo 5. Além disso, estes artigos não têm como intuito fornecer informações detalhadas sobre as regras geométricas ou as distâncias mínimas dos ligadores.

Uma parede de painel de madeira é constituída pelos seguintes elementos:

Nervura superior
Nervura interior, se aplicável
Revestimento
Ligadores
Nervura exterior
Nervura inferior

O revestimento pode ser realizado em ambos os lados ou apenas num lado. Para paredes exteriores, os cálculos são geralmente realizados com um revestimento de um lado devido a razões estruturais físicas.

Estrutura de parede de painel de madeira

Estado limite último

Geralmente, o revestimento constituído por OSB é ligado às nervuras através de grampos.

Estado limite último de um ligador:

Equação 1:
Momento de cedência M_y,Rk = 150 ⋅ d³

Equação 2:
Resistência ao esmagamento f_h,1,k = 65 ⋅ d^-0,7 ⋅ t^0,1

;f_h,2,k = 0,082⋅ρ_k ⋅ d^-0,3

Equação 3:

Tragfähigkeit (NA.109 DIN EN 1995-1-1)

F_{v, Rk} = \sqrt{\frac{2 \times β}{1 + β}} \cdot \sqrt{2 \cdot M_{y, R k} \cdot f_{h, 1, k} \cdot d}

Fórmula 1

Onde
d = Diâmetro do ligador
t = Espessura do revestimento

Estado limite último da parede:

Equação 4:
Verhältnis Wandbreite

c_{i} = \{\begin{cases} 1 für b_{i} \geq b_{0} \\ \frac{b_{i}}{b_{0}} für b_{i} \geq b_{0} \end{cases}

Fórmula 2

Equação 5:
Estado limite último

F_{v, Rk} = \frac{F_{f, Rk} \cdot b_{1} \cdot c_{1}}{a_{v}}

Fórmula 3

Onde
b_i = Largura total da parede
h = Altura da parede
B₀ is

\frac{h}{2}

Fórmula 4

a_v = Distância do ligador

Outras verificações importantes incluem, por exemplo, a verificação de encurvadura das nervuras exteriores, a verificação da ancoragem e a verificação de encurvadura do revestimento.

Deformação

Tal como na verificação do estado limite último, ao efetuar a determinação da rigidez para calcular a deformação, também é necessário ter em conta os quatro elementos de um painel de madeira:

Flexibilidade do ligador
Flexibilidade do revestimento
Flexibilidade das nervuras
Flexibilidade da ancoragem

Equação 6:
Flexibilidade do ligador (grampo)

u_{k, inst} = (2 \cdot l 2 \cdot h) \cdot \frac{a_{v}}{k_{ser} \cdot l^{2}} \cdot F

Fórmula 5

Equação 7:
Flexibilidade do revestimento

u_{G, inst} = \frac{F \cdot h}{\frac{5}{6} \cdot G \cdot A}

Fórmula 6

Equação 8:
Flexibilidade das nervuras

u_{E, inst} = \frac{2}{3} \cdot \frac{F \cdot h^{3}}{E \cdot A \cdot l^{2}}

Fórmula 7

Conclusão

Este artigo teve como objetivo descrever a determinação do estado limite último e da rigidez de uma parede de painel de madeira. Nos artigos seguintes sobre painéis de madeira, estes princípios serão utilizados para descrever a consideração destas rigidezes num cálculo bidimensional ou tridimensional.

Autor

O Eng. Kuhn é responsável pelo desenvolvimento de produtos e pela garantia de qualidade da área das estruturas de madeira e providencia apoio técnico aos nossos clientes.

Ligações

Software para o cálculo de estruturas de madeira

Referências

Colling, F. Aussteifung von Gebäuden in Holztafelbauart - Grundlagen, Beanspruchungen, Nachweise nach EUROCODE 5, 2. ed.). Karlsruhe: Ingenieurbüro Holzbau, 2018

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