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dc.contributor.authorAlmeida, João Paulo Boff
dc.date.accessioned2022-04-14T16:15:10Z
dc.date.available2022-04-14T16:15:10Z
dc.date.issued2022-04-13
dc.identifier.citationALMEIDA, João Paulo Boff. Modelos para a estimativa da resistência característica à tração inclinada de madeiras folhosas. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15862.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15862
dc.description.abstractDue to the anisotropic characteristics, wood has distinct mechanical performance when requested in longitudinal, radial and tangential directions. In structural design, the longitudinal direction is considered to be parallel to the grains (0°) and the radial and tangential directions are considered normal to the grains (90°). In Brazil, the Brazilian Standard NBR 7190 (ABNT, 1997) establishes the test methods for obtaining strength properties in the parallel (f0) and normal (f90) directions to the wood grains. For this, formulations from the theory of mechanics of materials, developed for isotropic materials, are used. The estimation of strength properties in intermediate directions (off-axis strengths, 0° < θ < 90°) can be performed using empirical models or failure criteria (mathematical models) developed for anisotropic materials. These criteria, such as the Tsai and Wu criterion (1971) and the Tsai-Hill criterion (Azzi and Tsai, 1965), because they are little known by the technical community, are rarely used to estimate wood failure. On the other hand, the empirical models, adjusted according to the exponent n of the trigonometric terms, have been developed and incorporated in several standards documents. Among such, NBR 7190 (ABNT, 1997) recommends the use of Hankinson's empirical model (1921) to estimate the normal off-axis stresses (θ > 6°). Because it was developed through compression tests on softwoods, Hankinson's (1921) model, in its original form (exponent n = 2), may not be a good estimator of the characteristic off-axis tensile strength (ftθ,k) of hardwoods. In this context, this research has the main objective of determining, for hardwoods, models that lead to good estimates of the ftθ,k. Aiming at comprehensive results, 5 species, distributed in the hardwood resistance classes and 6 grain inclination angles (0°, 10°, 20°, 45°, 60° and 90°) were adopted. The statistical analysis showed that the Hankinson model (1921), with an exponent n equal to 2, does not lead to accurate estimates of ftθ,k. With the exception of linear, all regression models tested were significant and with good fits (coefficient of determination - R2 > 96%). Compared to empirical models and failure criteria present in the literature, the model obtained in this research proved to be, for the grouping of species, the most accurate in estimating ftθ,k. Furthermore, the use of the proposed model requires only the knowledge of the characteristic tensile strength parallel to the grains; therefore, this model is easy use in the development of wooden structures projects.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectInclinação das fibraspor
dc.subjectAnisotropia da madeirapor
dc.subjectMadeiras folhosaspor
dc.subjectModelos empíricospor
dc.subjectCritérios de falhapor
dc.subjectGrain slopeeng
dc.subjectWood anisotropyeng
dc.subjectHardwoodeng
dc.subjectEmpirical modelseng
dc.subjectFailure criteriaeng
dc.titleModelos para a estimativa da resistência característica à tração inclinada de madeiras folhosaspor
dc.title.alternativeModels for estimating the characteristic off-axis tensile strength of hardwoodseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Christoforo, André Luis
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7623383075429186por
dc.contributor.advisor-co1Lahr, Francisco Antonio Rocco
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2333091200416653por
dc.description.resumoDevido as características anisotrópicas, a madeira apresenta desempenho mecânico distinto quando solicitada nas direções longitudinal, radial e tangencial. Em projetos estruturais, considera-se a direção longitudinal como paralela (0°) e as demais direções como normais às fibras (90°). No Brasil, o documento normativo NBR 7190 (ABNT, 1997) estabelece os métodos de ensaio para a obtenção das propriedades de resistência nas direções paralela (f0) e normal (f90) às fibras da madeira. Para tanto, adota-se formulações advindas da teoria da resistência dos materiais, desenvolvida para materiais isotrópicos. A estimativa das propriedades de resistência em direções intermediárias (solicitações inclinadas, 0° < θ < 90°) pode ser realizada por meio de modelos empíricos ou critérios de falha (modelos matemáticos) desenvolvidos para materiais anisotrópicos. Tais critérios, como o de Tsai e Wu (1971) e o de Tsai-Hill (Azzi e Tsai, 1965), por não serem conhecidos pelo meio técnico, são pouco utilizados para prever a falha da madeira. Por outro lado, os modelos empíricos, ajustados em função do expoente n dos termos trigonométricos, têm sido desenvolvidos e incorporados em diversos documentos normativos. Dentre tais, a NBR 7190 (ABNT, 1997) prescreve a adoção do modelo empírico de Hankinson (1921) para a estimativa de solicitações normais inclinadas (θ > 6°). Por ter sido desenvolvido a partir de ensaios de compressão em madeiras coníferas, o modelo de Hankinson (1921), na sua forma original (expoente n = 2), pode não ser um bom estimador da resistência característica à tração inclinada (ftθ,k) de madeiras folhosas. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo principal determinar, para madeiras folhosas, modelos que conduzissem a boas estimativas da ftθ,k. Visando resultados abrangentes, foram adotadas 5 espécies distribuídas nas classes de resistência das folhosas e 6 ângulos de inclinação das fibras (0°, 10°, 20°, 45°, 60° e 90°). A análise estatística mostrou que o modelo de Hankinson (1921), com expoente n igual a 2, não conduz a estimativas precisas de ftθ,k. Com exceção do linear, todos os modelos de regressão testados foram significativos e com bons ajustes (coeficiente de determinação - R2 > 96%). Comparado aos modelos empíricos e aos critérios de falha presentes na literatura, o modelo obtido neste estudo mostrou ser, para o conjunto das espécies, o mais preciso nas estimativas de ftθ,k. Além disso, a utilização do modelo proposto demanda, apenas, o conhecimento da resistência característica à tração paralela às fibras; sendo, portanto, de fácil aplicação no desenvolvimento de projetos de estruturas de madeira.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECivpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURASpor
dc.description.sponsorshipId88887.484245/2020-00por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8939248001004613por


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