Contribuição ao estudo de elementos de madeira laminada pregada (Nail Laminated Timber)

Abstract

O mercado da construção civil está em plena efervescência, com a madeira industrializada destacando-se como uma opção sustentável e eficiente para projetos rápidos. Produtos como a Madeira Lamelada Colada Cruzada (MLCC) e a Madeira Lamelada Pregada (MLP) têm ganhado destaque na construção civil. Este trabalho teve o objetivo efetuar um levantamento bibliográfico sobre a normalização relativa à MLP, e também de desenvolver testes experimentais associados a simulações numéricas os quais poderão embasar futuras revisões da norma ABNT NBR 7190 : 2022. Para tanto, foram fabricadas vigas de (MLP) utilizando lamelas de Pinus ssp com 8 a 10 anos de idade, doadas pela Solução Engenharia em Madeira. As lamelas doadas, tinham dimensões de 0,05 x 0,10 x 1,50 m e 0,05 x 0,10 x 0,30 m, foram classificadas visual e mecanicamente, para determinação de suas principais propriedades mecânicas, e posteriormente foram unidas para a confecção de vigas de MLP, com fixação por pregos, e sobre uma a superfície superior de cada viga foi fixada uma chapa de compensado para aumentar a rigidez de transporte do elemento. Foram assim confeccionadas oito amostras de vigas para os ensaios de flexão (sendo seis com chapa compensada e 2 sem a chapa compensada na superfície superior) e seis corpos de prova para os ensaios de cisalhamento direto (double shear). O ensaio dos corpos de prova de cisalhamento revelou um módulo de deslizamento de 1.118 N/mm para cada plano de corte obtido. A resistência média da ligação por pregos foi de 1,65 kN, valor este que foi inferior ao valor obtido por Silva e Trindade (2023). A rigidez média EI das vigas foi igual a 526 GPa, a resistência última a flexão foi de 29 MPa. A classificação visual das lamelas influenciou mais nos resultados de resistência do que a adição da chapa compensada utilizada para aumento da rigidez do sistema. A simulação numérica dos ensaios de flexão foi capaz de analisar o comportamento global do sistema através da relação força versus flecha e também identificou os aspectos localizados de interesse como a concentração de tensões nas regiões de maior solicitação do material justificando os modos de ruptura obtidos nos ensaios experimentais. Apesar da falta de literatura sobre MLP, há bases para continuar os estudos e, futuramente, padronizar e regulamentar a fabricação e aplicação da MLP.

The construction market is currently booming, with industrialized wood standing out as a sustainable and efficient option for fast-track projects. Products such as Cross-Laminated Timber (CLT) and Nailed Laminated Timber (NLT) have been gaining prominence in the construction industry. This study aimed to conduct a literature review on the standardization related to NLT, as well as to develop experimental tests associated with numerical simulations, which could support future revisions of the ABNT NBR 7190: 2022 standard. For this purpose, NLT beams were manufactured using Pinus ssp lamellae aged 8 to 10 years, donated by Solução Engenharia em Madeira. The donated lamellae, with dimensions of 0.05 x 0.10 x 1.50 m and 0.05 x 0.10 x 0.30 m, were visually and mechanically graded to determine their main mechanical properties, and were subsequently joined to create NLT beams, secured with nails. A plywood sheet was fixed to the upper surface of each beam to increase the rigidity for transportation. Eight beam samples were thus prepared for bending tests (six with plywood sheets and two without the plywood sheet on the upper surface) and six specimens were prepared for direct shear tests (double shear). The shear specimen test revealed a slip modulus of 1,118 N/mm for each shear plane obtained. The average nail joint strength was 1.65 kN, which was lower than the value obtained by Silva and Trindade (2023). The average beam stiffness EI was 526 GPa, and the ultimate bending strength was 29 MPa. Visual grading of the lamellae had a greater influence on the strength results than the addition of plywood sheets used to increase the system's rigidity. The numerical simulation of the bending tests was able to analyze the overall behavior of the system through the force versus deflection relationship and also identified localized aspects of interest, such as stress concentration in regions of higher material stress, justifying the failure modes observed in the experimental tests. Despite the lack of literature on NLT, there are foundations to continue studies and, in the future, standardize and regulate the manufacturing and application of NLT