Em regiões propensas à queda de neve e a temperaturas negativas, é essencial que as estruturas possam resistir a estes elementos, incluindo fundações reforçadas e integridade estrutural.
A madeira é um material extremamente forte mas leve, capaz de suportar forças imensas sem rachar sob pressão devido às suas paredes celulares longas e finas. Além disso, os numerosos pregos ou pontos de ligação aumentam a resistência.
Peso mais leve
A madeira é uma material amigo do ambiente. As paredes celulares longas e finas que compõem a madeira fazem dela um material de construção impressionante com uma relação resistência/peso excecional. Quando bem cuidadas e mantidas corretamente, as estruturas de madeira podem durar décadas ou séculos!
O peso mais leve da madeira torna-a uma escolha atractiva para edifícios altos onde a gravidade pode exercer pressão sobre as suas fundações. Uma estrutura de madeira bem planeada pode aliviar esta pressão através da utilização de soalhos, vigas e contraventamentos para apoiar e manter a sua estrutura estável ao longo do tempo.
Os edifícios Lightwood são também isolantes superiores em comparação com as estruturas de betão ou aço, pelo que é necessário menos aquecimento no inverno e arrefecimento no verão para criar uma temperatura interior agradável para os residentes e visitantes. Isto reduz o consumo de energia e mantém as condições de conforto no interior.
Viciada no seu respeito pelo ambiente, a madeira é também uma material ecológico que produz menos gases com efeito de estufa durante o seu fabrico do que o betão e o aço. Além disso, a madeira pode ser facilmente reciclada e reutilizada como material de construção vezes sem conta.
As estruturas de madeira apresentam uma elasticidade natural que as torna resistentes a forças laterais como os terramotos. Isto explica por que razão os templos e igrejas históricos de madeira do Japão, Noruega e Inglaterra permanecem de pé após a ocorrência de grandes tremores. Testes recentes demonstram que os edifícios de madeira de estrutura leve de meia altura, até seis andares, podem resistir a um terramoto de magnitude 7,5 sem sofrer danos significativos.
Mas é essencial lembrar que a durabilidade de qualquer edifício construído com madeira depende da sua conceção. As más práticas de construção e de manutenção podem encurtar o seu tempo de vida, independentemente da composição do material, de modo a prolongar a sua vida útil o mais rapidamente possível. Para garantir a longevidade de uma estrutura de madeira, os construtores devem respeitar todos os códigos de construção necessários, bem como utilizar madeiras temperadas e tratadas.
Ductilidade
A ductilidade refere-se à capacidade dos materiais para se deformarem em vez de se partirem sob tensão, tornando as medições da ductilidade uma fonte inestimável para a seleção de materiais em aplicações de engenharia e para efeitos de controlo de qualidade. Além disso, a medição da ductilidade também permite uma modelação precisa de estruturas e peças, resultando em processos de conceção mais eficientes e componentes mais resistentes.
Edifícios de madeira podem resistir a fortes nevões melhor do que a maioria dos outros tipos de construção, devido ao facto de serem mais flexíveis e dúcteis do que muitos. O seu material macio mas flexível dobra-se facilmente sem se partir, enquanto os pregos e as ligações metálicas frequentemente utilizados com elas proporcionam ainda mais ductilidade, ajudando as estruturas a resistir a forças sísmicas que, de outra forma, se poderiam revelar destrutivas.
Para determinar a ductilidade de um edifício, deve ser efectuado um ensaio específico. Para realizar esse ensaio, uma amostra plana ou redonda de material de construção é colocada numa máquina de ensaio e sujeita a uma carga de tração; qualquer deformação que o material sofra pode então ser traçada numa curva tensão-deformação; quando a sua deformação começa a mudar ao longo do tempo, revela-se em termos de estrangulamento ou desenvolvimento de entalhes, é conhecido como o seu "ponto de ductilidade".
O cálculo da ductilidade exacta de um edifício utilizando este método pode ser difícil devido ao pico frequentemente plano da sua curva tensão-deformação e à variação entre a deformação real no ponto de estrangulamento e o valor bruto calculado a partir da curva tensão-deformação nominal.
Para medir com exatidão a ductilidade de um edifício, os seus materiais devem ser submetidos a ciclos repetidos de aumento de carga até à fratura ou à dissipação de uma determinada quantidade de energia. Uma abordagem mais eficaz para as estruturas de madeira avaliarem a sua ductilidade seria a utilização de uma metodologia estabelecida com base no desempenho; o Eurocódigo 8 oferece um sistema de classificação através do qual os elementos estruturais ou as ligações podem ser classificados com base no seu comportamento e capacidade de dissipar energia.
Integridade estrutural
A integridade estrutural refere-se à capacidade de uma estrutura cumprir a sua função prevista em condições normais de funcionamento, mantendo-se segura caso as condições ultrapassem o que foi especificado durante a fase de projeto. Todos os engenheiros de estruturas devem compreender este conceito, embora a realização de inspecções e avaliações exaustivas exija conhecimentos e experiência especializados. Os engenheiros especializados em integridade estrutural oferecem conhecimentos únicos à sua indústria através da inspeção contínua de estruturas e componentes ao longo do tempo.
As estruturas devem manter elevados níveis de integridade estrutural durante as condições climatéricas de inverno, em particular devido a fortes acumulações de neve, ventos fortes e temperaturas negativas que exercem pressão sobre os componentes do edifício e as suas ligações. Por conseguinte, é essencial que todos os elementos estruturais permaneçam seguros e suportem eficazmente as suas cargas.
É fundamental que as lajes, as vigas e os pilares possuam capacidades de carga adequadas; o isolamento também deve ser instalado corretamente para regular a temperatura interior e evitar a perda de calor; o projeto também deve ter em conta a potencial formação de gelo que pode gerar forças de flexão e de corte nas estruturas; todos estes factores devem ser tidos em conta em qualquer plano de projeto para qualquer estrutura a ser construída ou renovada.
A manutenção da integridade estrutural de um edifício pode ser morosa e difícil, mas é essencial para garantir o serviço pretendido durante o período de vida esperado. Por conseguinte, devem ser realizadas avaliações regulares da integridade estrutural, sendo os resultados registados num registo de integridade estrutural para referência futura.
Se implementar um sistema de manutenção e inspecções de rotina, a integridade estrutural pode ser mantida durante toda a sua vida útil. Os códigos de construção modernos e as salvaguardas de engenharia, como as inspecções estruturais periódicas, podem ajudar a detetar rapidamente quaisquer problemas potenciais, para que possam ser resolvidos rapidamente; as verificações regulares das estruturas de casas ou escritórios garantirão que a sua integridade se mantenha intacta durante mais tempo. Por conseguinte, aproveite esta oportunidade para inspecionar os sinais de má integridade estrutural este fim de semana!
Força
A madeira é um material adaptável, que se adapta facilmente a vários estilos e desenhos arquitectónicos. Esta flexibilidade permite aos seus criadores criar estruturas de grande beleza. As excelentes propriedades de isolamento da madeira ajudam a manter um ambiente interior confortável temperaturas tanto de inverno como de verão; além disso, a sua produção emite baixas quantidades de CO2. Por conseguinte, este recurso natural renovável pode ser utilizado em edifícios sustentáveis e saudáveis para fins residenciais, comerciais ou públicos.
A madeira tem a força para suportar imensas quantidades de tensão devido às fortes ligações moleculares encontradas nas suas fibras de celulose, suportando forças de tensão até 5.000 kg de compressão paralela ao longo do seu grão. A sua incrível resistência garante a segurança e a durabilidade das estruturas construídas em madeira, como armazéns ou arranha-céus.
A madeira pode ser reforçada ainda mais através da utilização de madeiras especiais, como a madeira laminada cruzada (CLT) e a madeira laminada colada (glulam), utilizadas em edifícios modernos para construir estruturas leves mas sólidas. A engenharia CLT/glulam oferece novas formas de criar projectos complexos utilizando a madeira, bem como de a utilizar na construção de edifícios de vários andares. Além disso, a madeira projectada produtos como estas são extremamente resistentes a cargas sísmicas - ideais para regiões sismicamente activas.
A implementação de princípios de conceção resistentes ao vento em edifícios de madeira pode reforçar significativamente as suas estruturas, ajudando a garantir que podem suportar ventos fortes durante uma tempestade de neve. Para atingir este objetivo, podem ser utilizadas formas aerodinâmicas, sistemas de contraventamento adequados e uma colocação cuidadosa das janelas e das aberturas, de modo a limitar a acumulação de detritos transportados pelo vento. Devem também ser utilizados conservantes e vernizes nas estruturas de madeira para as proteger da deterioração biológica e dos insectos e para prolongar a sua durabilidade e vida útil. As inspecções regulares podem ajudar a garantir que a madeira permanece segura durante condições meteorológicas extremas; ao fazê-lo, pode evitar reparações dispendiosas, bem como prolongar a sua vida útil.
