Monitoramento geodésico tridimensional aplicado em ensaios estruturais de painéis compensados de madeira

Abstract

Resumo: Uma parceria entre o Laboratório de Instrumentação Geodésica e o Laboratório de Tecnologia da Madeira, ambos da Universidade Federal do Paraná, possibilitou o desenvolvimento deste projeto. A junção das áreas, Levantamento Geodésico e Tecnologia da Madeira, mostra-se um conjunto inovador na avaliação de ensaios estruturais e monitoramento de estruturas de madeira. Desta forma, realizaram-se neste trabalho ensaios de flexão estática em painéis compensados de madeira com uso de uma Máquina Universal de Ensaios e, associado a este ensaio, aplicou-se o monitoramento geodésico de pontos pré-definidos nos corpos de prova através do método de irradiação tridimensional. Para a aplicação do método geodésico utilizou-se da estação total TC2003 (Leica), sendo que os corpos de prova foram monitorados em três fases: primeira fase - corpo de prova estático; segunda fase - corpo de prova na primeira paralisação da máquina de ensaios e terceira fase - corpo de prova na segunda paralisação da máquina de ensaios. Entretanto, como a estação total TC2003 necessita de prismas ou adesivos refletores para a realização das visadas, testaram-se a aplicabilidade dos adesivos refletores para o monitoramento previsto. Comprovando esta aplicabilidade, puderam-se utilizar os adesivos refletores nos pontos pré-definidos para o monitoramento nos painéis compensados. No final de cada ensaio estrutural foram analisadas as flechas de deslocamento e o módulo de elasticidade para cada corpo de prova em cada método (ensaio de flexão e método de irradiação). Como também, avaliou-se o comportamento tridimensional dos corpos de prova, desta forma, monitorando pontos nos painéis compensados que ainda não foram possíveis de serem mensurados com o ensaio estrutural convencional. A comparação das flechas entre os métodos apresentou diferenças irrelevantes, a ponto de interferir numa média de 1,56% no resultado da flecha admissível para o tipo de corpo de prova testado. Na avaliação do módulo de elasticidade, observou-se uma média de 0,67% na diferença na carga máxima admissível. Estatisticamente comprovou-se que, tanto os resultados das flechas como os resultados dos módulos de elasticidade não diferem entre os métodos. Desta forma, não acarretam alterações na análise de resistência para os painéis analisados. Na avaliação do comportamento tridimensional notou-se que, todos os corpos de prova testados apresentaram na primeira fase (estático) defeitos no que diz respeito a sua planura e sua colocação perfeitamente horizontal na máquina de ensaios. Apesar de esperar-se, baseado nas equações da mecânica, que as extremidades do painel apresentem um comportamento linear, observou-se que, durante os ensaios os corpos de prova buscam uma adaptação na distribuição das cargas. Desta forma, pôde-se confirmar que o método de irradiação tridimensional apresentou uma nova proposta de método de verificação para ensaios estruturais de madeira, incorporando ainda, uma análise tridimensional do comportamento de cada corpo de prova durante o ensaio estrutural.

Abstract: The association between the Laboratory of Geodetic Instrumentation and the Laboratory of Wood Technology, both from the University Federal of Paraná, enabled the development of this project. The gathering of these areas, geodetic surveys and wood technology, shows an innovative set on the evaluation of structural testing and monitoring of timber structures. Thus, in this work, there were realized bending tests on plywood panels using a Universal Testing Machine and, associated with this test, there were applied the geodetic predefined monitoring points on the specimen by the method of three-dimensional irradiation. For the application of geodetic method, it was used the TC2003 total station (Leica), being that, the plywood panels were monitored in three phases: the first phase - static test piece; the second phase - the test piece at the next stoppage of the machine testing and the third phase - the test piece at the second stoppage machine. However, as the TC2003 total station needs the prisms for the reflective stickers to the execution of the targets, there were tested the applicability of the reflective stickers for the planned monitoring. Proving this applicability, there were able to use the reflective stickers in predefined points for monitoring the plywood. After each structural test there were analyzed the maximum displacement deflection and the modulus of elasticity of each specimen on each method (bending test and irradiation method). As well, there were evaluated the three-dimensional behavior of the specimen, thus, monitoring points of plywood that were not possible to be measured with conventional structural test. The comparison of the maximum deflection between the methods showed irrelevant difference, enough to interfere with an average of 1,56% of the results in the permissible deflection of the type of the tested specimen. In the evaluation of modulus of elasticity, it was observed an average of 0,67% of the difference in the maximum permissible load. Statistically it was shown that, both the results of the maximum deflection as the results of modulus of elasticity not differ from between the methods. Thus, does not entail changes in the analysis of resistance in the panels discussed. In the three-dimensional behavior evaluation, it was noticed that, the entire test specimen showed on the first phase (static) defects regarded to its flatness and its placement on a horizontal testing machine. Although it is expected, based on the equations of mechanics, that the edges of the panel will present a linear behavior, it was observed that, during the tests the specimen seek an adaptation in the distribution of loads. Thus, it was confirmed that the method of threedimensional irradiation presented a new proposal for a verification method for testing structural timber, incorporating also a three-dimensional analysis of the behavior of each specimen during the test structure.