Comportamento estrutural de painéis Cross-Laminated Timber sob cargas perpendiculares ao seu plano : abordagem experimental e numérica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Benitez Mendes, Rodrigo Adolfo
• Orientador(a): Morsch, Inacio Benvegnu
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Placas (Engenharia); Estruturas de madeira; Análise estrutural; Ensaios de flexão; Madeira laminada cruzada
• Palavras-chave em Inglês: Cross-laminated timber; Numerical simulation; Out-of-plane bending; Compression perpendicular to grain/plane; Mechanical experimental testing
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/221467

Painéis de Madeira Lamelada Colada Cruzada (MLCC) têm se destacado no contexto das construções sustentáveis tanto na comunidade científica quanto tecnológica. Atraentes pelo seu baixo impacto ambiental e sua excelente relação peso-resistência, essas placas permitem edificar em grande altura empregando um material renovável. Devido ao seu comportamento estrutural complexo, em função das múltiplas camadas posicionadas e coladas em direções ortogonais entre si, diversas pesquisas acadêmicas têm sido realizadas a fim de obter melhores considerações de cálculo. Tendo em vista que as normas, NBR 7190 e Eurocode 5, encontramse atualmente em revisão para incluir esse produto de madeira engenheirada, ainda encontramse diversos focos de estudo na medida em que a arquitetura ganha confiança nesse material. Uma situação de carregamento que chama a atenção em prédios de grande altura, é a de flexão e/ou compressão localizadas em lajes de CLT. Neste trabalho, investigou-se o comportamento estrutural de placas em flexão uni e biaxial em regime elástico, por meio de modelos numéricos em elementos finitos de casca e sólidos. Por outro lado, foi investigado seu comportamento em compressão perpendicular ao plano na configuração de carregamento parede-laje-coluna. Para tal, foram fabricadas e ensaiadas placas de madeira plantada Pinus elliottii, de acordo à norma EN 16351, e logo após simuladas numericamente através de um modelo elastoplástico. Por fim, o critério de falha anisotrópico de Tsai-Wu foi avaliado nesse contexto e contrastado com as observações experimentais. Na flexão, foi recomendado trabalhar com uma relação de esbeltez mínima de 15 e desejável de 20 ao empregar elementos finitos de casca. Na compressão, verificou-se a equivalência entre um método analiticamente exato e um simplificado de distribuição de tensões através dos coeficientes kc,90,CLT, bem como a forte influência numérica quanto à colagem lateral de lamelas. Obtendo uma concordância coerente com os resultados experimentais, o critério de escoamento de Hill combinado com endurecimento isotrópico bilinear resultou eficaz na determinação das propriedades pertinentes a nível de projeto estrutural de acordo à normativa. Por último, o critério de falha resultou útil para avaliar a integridade estrutural das camadas da placa CLT sob diferentes níveis de carregamento.