Influência do ângulo entre o esforço aplicado e a direção das fibras da madeira sobre a resistência ao cisalhamento

Abstract

A madeira é um material anisotrópico e suas características de resistência variam com o ângulo entre o esforço e a direção das fibras (α). A norma brasileira NBR 7190 – Projeto de Estruturas de Madeira prevê a correção da resistência às tensões normais, sempre que α > 6o, e recomenda aplicar a expressão de Hankinson aos valores de cálculo. Entretanto, a referida norma é omissa sobre esta correção às tensões tangenciais. Além disso, não há comprovação experimental sobre a validade de utilizar esta expressão em valores de cálculo, oriundos de valores característicos. Foram objetivos deste trabalho: pesquisar na bibliografia outras expressões utilizadas; verificar a validade destas expressões para representar a variação das resistências ao cisalhamento com o ângulo α e verificar a validade de aplicação destas expressões em valores característicos. Para isto, utilizou-se uma amostra formada por doze pranchas de madeira. De cada prancha foram retirados corpos de prova de cisalhamento, com diferentes inclinações das fibras, que foram ensaiados em acordo com a atual NBR 7190, fornecendo as resistências ao cisalhamento, para diferentes α. Quatro modelos (Hankinson, Senos, Karlsen e Keylwerth) foram avaliados, utilizando-se os testes de pairing e dos desvios. O modelo que melhor representou o fenômeno, nos dois casos, foi o de Keylwerth.

Wood is an anisotropic material and its resistance characteristics vary with the angle between the effort and the fiber direction (α). The Brazilian Code NBR 7190 – Design of Wooden Structures, foresees the strength correction to the normal stress, whenever α > 6 o , and it recommends to apply Hankinson’s expression to design values. However, this referred code is omitted about this correction to the tangential stress. Besides, there is not experimental confirmation about the validity of using this expression on design values, originating from characteristic values. The objectives of this work were: to search in the bibliography other used expressions; to verify the validity of these expressions, to represent the variation of the shear strength, with the α angle; and, to verify the validity of application of these expressions in characteristic values. For this, a sample formed by twelve boards was used. From each board, specimens to shear tests were retired, with different fibers inclinations, which were tested in agreement with current NBR 7190, supplying the shear strength, for different α values. Four models (Hankinson, Sin, Karlsen and Keylwerth) were evaluated, using the pairing and deviation tests. The model that best represented the phenomenon, in both cases, was Keylwerth’s.