Avaliação da resistência e da rigidez de elementos de madeira lamelada colada cruzada com defasagens da camada central em 90º, 45º e 30º

A Madeira Lamelada Colada Cruzada (MLCC) apresenta elevado potencial como sistema estrutural sustentável, porém sua aplicação no Brasil ainda é limitada por diversos motivos, sendo um deles a necessidade de melhor compreensão do fenômeno de rolling shear nas camadas transversais. Esta pesquisa avaliou o comportamento estrutural de elementos de MLCC produzidos com madeira de Pinus elliottii, considerando diferentes defasagens angulares da camada central (90°, 45° e 30°), com foco na rigidez (Gvt) e na resistência (fvt) ao rolling shear, na qualidade da colagem e na resposta estrutural global dos painéis. Foram produzidos painéis de três camadas mantendo-se constantes a geometria e o processo de fabricação, os quais foram submetidos a ensaios de delaminação, cisalhamento na linha de cola, flexão com vão variável e cisalhamento direto em corpos de prova verticais e inclinados, seguidos de análise estatística e avaliação analítica pelo Método Gama. No ensaio de flexão com vão variável, os valores médios de rigidez ao rolling shear (Gvt) foram de 301,13 MPa, 345,45 MPa e 396,63 MPa para as configurações com camada central a 90°, 45° e 30°, respectivamente, evidenciando aumento progressivo da rigidez com a redução da angulação. A resistência ao rolling shear apresentou apenas tendência de aumento, variando de 2,22 MPa a 2,56 MPa entre as configurações avaliadas, sem diferenças estatisticamente significativas. A qualidade da colagem foi considerada satisfatória para todas as configurações, com valores médios de delaminação inferiores ao limite normativo de 4%, indicando adequada integridade das linhas de cola. A aplicação do Método Gama demonstrou elevada sensibilidade da resposta analítica ao valor adotado de Gvt, apresentando diferenças entre os resultados analíticos e experimentais nas verificações associadas ao Estado Limite Último e comportamento conservador na previsão das flechas associadas ao Estado Limite de Serviço. Conclui-se que a defasagem angular da camada central altera predominantemente a rigidez e o comportamento em serviço dos painéis de MLCC, sem implicar necessariamente em aumento significativo da resistência última ao rolling shear, indicando que configurações alternativas podem contribuir para o aprimoramento do desempenho estrutural do material.

Resumo (inglês)

Cross-Laminated Timber (CLT) presents high potential as a sustainable structural system; however, its application in Brazil remains limited due to the need for a better understanding of the rolling shear phenomenon in transverse layers. This research evaluated the structural behavior of CLT elements manufactured with Pinus elliottii wood, considering different central layer orientation angles (90°, 45°, and 30°), focusing on rolling shear stiffness (Gvt), rolling shear strength (fvt), bonding quality, and the global structural response of the panels. Three-layer panels were produced while maintaining constant geometry and manufacturing procedures and were subjected to delamination tests, glue-line shear tests, variable-span bending tests, and direct shear tests on vertical and inclined specimens, followed by statistical analysis and analytical evaluation using the Gamma Method. In the variable-span bending test, the mean rolling shear stiffness (Gvt) values were 301.13 MPa, 345.45 MPa, and 396.63 MPa for the configurations with the central layer oriented at 90°, 45°, and 30°, respectively, indicating a progressive increase in stiffness as the orientation angle decreased. Rolling shear strength showed only a tendency to increase, ranging from 2.22 MPa to 2.56 MPa among the evaluated configurations, with no statistically significant differences. Bonding quality was considered satisfactory for all configurations, with mean delamination values below the normative limit of 4%, indicating adequate integrity of the glue lines. The application of the Gamma Method demonstrated high sensitivity of the analytical response to the adopted Gvt value, showing differences between analytical and experimental results for Ultimate Limit State verifications and conservative behavior in the prediction of deflections associated with the Serviceability Limit State. It is concluded that the angular orientation of the central layer predominantly affects the stiffness and service behavior of CLT panels without necessarily resulting in a significant increase in ultimate rolling shear strength, indicating that alternative configurations may contribute to improving the structural performance of the material

Palavras-chave

Pinus ellioti , Cisalhamento transversal , Delaminação , Ensaios experimentais , Modelagem analítica , Método gama , Painéis de madeira , Cisalhamento , Madeiras de construção

Idioma

Português

Citação

RIBAS JUNIOR, Amauri da Silva. Avaliação da resistência e da rigidez de elementos de madeira lamelada colada cruzada com defasagens da camada central em 90º, 45º e 30º. Orientador: Julio Cesar Molina. 2026. 162f. Tese (Doutorado em Engenharia) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2026.