Caracterização dinâmica de vigas de madeira recuperadas após ocorrência de danos mecânicos

Abstract

Os elementos de madeira fazem parte da estrutura de muitos dos edifícios do património edificado, por isso, procura-se cada vez mais, desenvolver e estudar diferentes técnicas de reabilitação que evitem a sua remoção. Após a pesquisa de diversas técnicas, estudou-se neste trabalho a reabilitação de elementos estruturais de madeira, sem remoção da parte deteriorada. Esta técnica consistiu na colocação de duas placas de contraplacado nas duas faces laterais opostas das vigas, sendo os dois elementos ligados por meio de parafusos. O sistema foi realizado em três vigas de madeira lamelada colada, GL24h, que se encontravam no laboratório já danificadas a meio vão devido a danos mecânicos induzidos pela realização de ensaios destrutivos. O dimensionamento dos ligadores foi realizado segundo a norma EN 1995-1-1. Para testar a eficiência desta reabilitação foram realizados ensaios dinâmicos, por vibração longitudinal com recurso ao Timber Grader MTG e ao acelerómetro nas vigas degradadas e posteriormente nas reabilitadas. A informação sobre as características das vigas no seu estado original foi obtida no âmbito de um trabalho de doutoramento prévio. Os resultados destes ensaios mostraram que a reabilitação aumentou a rigidez das vigas relativamente às degradadas. Os ensaios estáticos não destrutivos mostraram que os elementos estruturais reabilitados apresentaram uma relação aproximadamente linear entre a força aplicada e os deslocamentos, no entanto, não se conseguiu restaurar completamente a rigidez das vigas no seu estado original. Os ensaios estáticos destrutivos para a determinação da resistência à flexão do elemento estrutural mostraram que houve um ganho de resistência à flexão. Observou-se também que a rutura das três vigas se iniciou no contraplacado, pela rutura em bloco no alinhamento vertical dos parafusos. Os ensaios estáticos foram realizados segundo a norma EN 408. O facto de as vigas apresentarem danos distintos e heterogéneos é determinante para o comportamento dos elementos estruturais após a reabilitação e consequentemente para os resultados obtidos.

Timber elements are part of the structure of many buildings belonging to our heritage. Hence there is an increase in developing and studying various rehabilitation techniques which prevent its removal. After researching various techniques, we studied in this project the rehabilitation of structural timber elements without removing the decayed part. These techniques consisted of placing two plywood boards on two opposite sides of the beams, the two elements being connected by means of screws. The system was conducted in three beams of glued-lamellar GL24h, that were in the laboratory already damaged at mid span due to mechanical damage induced by carrying out destructive tests. The design of the connectors was performed according to standard EN 1995-1-1. To test the efficiency of rehabilitation a dynamic test was performed, by longitudinal vibration using Timber Grader MTG and accelerometer in degraded beams and later in the rehabilitated ones. Information on the characteristics of the beams in its original state was provided by a previous doctoral work. The results of these tests showed that the rehabilitation increased rigidity of the beams in relation to the degraded ones. The non-destructive statical tests showed that the structural elements rehabilitated showed an approximately linear relationship between the applied force and displacements, however, we were unable to completely restore the rigidity of the beams in their original state. The statical destructive tests to determine the flexural strength of the structural element showed a gain of flexural strength. It was also observed that the breakage of the three beams in plywood was initiated by a block rupture in the vertical alignment of the screws. Statical tests were performed according to standard EN 408. The fact that the beams present distinct and heterogeneous damage is crucial for the behavior of structural elements after rehabilitation and hence for the results obtained