Abstract Shear strength parallel to the fibers (f v0 ) is extremely important for the design of timber structures. Then, due to the lack of information related to a possible variation in the f v0 of hardwood species according to the load application plane in relation to its growth rings/rays, this work performed tests for the determination of f v0 according to NBR 7190-3 (ABNT, 2022b) varying load planes. Thereby, the load was applied on the longitudinal-tangential (LT) and longitudinal-radial (LR) planes of the species of caixeta (Simarouba amara) and roxinho (Peltogyne spp.). Through variance analysis (5% confidence), results did not point to statistical differences between f v0 values when the load plane was changed. Therefore, the f v0 of this species can be determined without significant risk of reduction according to ray/ring orientation. Furthermore, it was determined a ratio of f v0,k /f c0,k equal to 0.23 and 0.38 was determined for roxinho and caixeta, respectively. Thus, this result confirms the need for characterizing unfamiliar wood species when received on construction site, in order to save money and/or for safety reasons.

Resumo Aresistência ao cisalhamento paralelo às fibras (fv0) é de extrema importância no projeto de estruturas de madeira. Logo, devido à falta de informações a respeito de uma possível variação na fv0 de espécies folhosas de acordo com o plano de aplicação de carga em relação a seus anéis de crescimento/raios, este trabalho realizou ensaios para a determinação da fv0 de acordo com a NBR 7190-3 (ABNT, 2022b), variando-se planos de carga. O carregamento foi aplicado no plano longitudinal tangencial (LT) e longitudinal radial (LR) das espécies de caixeta (Simarouba amara) e roxinho (Peltogyne spp.). Por meio da análise de variância (5% de significância), os resultados não apontaram diferença estatística entre os valores da fv0 quando se variou o plano de carga. Portanto, a fv0 dessas espécies pode ser determinada sem que haja risco significativo de minoração de acordo com a disposição dos raios/anéis. Além disso, foi determinada uma relação de fv0,k/fc0,k igual a 0,23 e 0,38 para o roxinho e a caixeta, respectivamente. Assim, esse resultado corrobora a necessidade de se caracterizar a madeira de espécie pouco conhecida quando recebida na obra, de modo a gerar economia e/ou segurança.

ABSTRACT To simplify the characterization of wood species, the Brazilian standard document ABNT NBR 7190-1 (2022) establishes the determination of mechanical properties employing the characteristic strength in the compression parallel to grain (fc0,k). This mechanical property is estimated using the linear relation given by the following expression fv0,k = 0.12·fc0,k Brazilian and European standard documents support the estimation of fv0,k using relations among properties. However, the European guidelines in the EN 384 (2019) have used the conventional characteristic strength in the static bending test (fM,k). Thus, this study aimed to investigate the efficiency of the ratio fv0,k = 0.12·fc0,k for adopting 30 hardwoods. The variance analysis results demonstrate the divergence among the experimental outcomes and those values estimated using the relation cited. Therefore, regression models at two parameters were considered to obtain more accurate estimates of fv0,k by adopting fc0,k, and fM,k as independent variables. Regarding the results, the geometric (R² = 80.80%) and linear (R² = 74.19%) models were the most accurate for the estimates of fv0,k in terms of fc0,k, and fM,k, respectively. This fact evinces the good accuracy of the models under consideration, which may provide a more rigorous structural design compared to the correlation currently prescribed by the ABNT NBR 7190-1 (2022).

RESUMO Para simplificar a caracterização de espécies de madeira, o documento normativo brasileiro ABNT NBR 7190-1 (2022) estabelece a determinação de propriedades mecânicas por meio da resistência característica na compressão paralela às fibras (fc0,k). Essa propriedade mecânica é estimada utilizando-se da relação linear dada pela expressão a seguir fv0,k = 0.12·fc0,k. Ambos os documentos normativos europeu e brasileiro prescrevem a estimativa da fv0,k empregando-se relações entre propriedades, embora as diretrizes da europeia contidas na EN 384 (2019) utilize a resistência característica convencional obtida no teste de flexão estática (fM,k). Assim, esse estudo teve o objetivo de investigar a eficiência da relação fv0,k = 0.12·fc0,k para 30 espécies folhosas. Os resultados da análise de variância demonstram a divergência entre os resultados experimentais e aqueles estimados utilizando-se da relação citada. Portanto, modelos de regressão em função de dois parâmetros foram considerados para se obter estimativas mais precisas da fv0,k através da adoção da fc0,k e fM,k como variáveis independentes. Com relação aos resultados, os modelos geométrico (R² = 80.80%) e linear (R² = 74.19%) foram os mais precisos para a estimativa da fv0,k em termos da fc0,k e fM,k, respectivamente. Este fato evidencia a boa precisão dos modelos em questão, o que pode proporcionar um dimensionamento estrutural mais rigoroso quando comparado à correlação atualmente prescrita pela ABNT NBR 7190-1 (2022).

Resumo Para o dimensionamento correto de estruturas de madeira, as premissas da norma brasileira são de extrema valia como norte para os engenheiros estruturais, pois exibem valores padrão de resistência. Dessa forma, este estudo tem como objetivo analisar se o valor do módulo de elasticidade da classe C60 exibido na norma brasileira confere com os valores obtidos em ensaio de 23 espécies brasileiras, utilizando a metodologia Bootstrap com 1 milhão de simulações. Além disso, analisa-se, com modelos de regressão, se é possível estimar a propriedade de rigidez (E c0 ) dessas 23 espécies em função da densidade aparente. É possível concluir que a norma brasileira superestima o módulo de elasticidade das madeiras brasileiras, apresentado um valor quase 35% superior ao que realmente elas resistem, evidenciando que a norma necessita passar por revisão. Outro ponto é que os modelos de regressão não mostram significância, ou seja, com a densidade aparente não é possível estimar a propriedade de rigidez analisada.

Abstract For correct dimensioningof wood structures, the premises of the Brazilian standard are extremely valuable as a guide for structural engineers, as it exhibits standard values of resistance. Thus, this study aims to analyze whether the value of the class C60 elasticity module shown in the Brazilian standard matches the values obtained in the test of 23 Brazilian species, using the Bootstrap methodology with 1 million simulations. In addition, it sought to analyze, with regression models, whether it is possible to estimate this rigidity property (E c0 ) of these 23 species as a function of apparent density. Finally, it was possible to conclude that the Brazilian standard overestimates the modulus of elasticity of Brazilian woods, presenting a value almost 35% higher than what actually resists, showing that the standard needs to be revised. Another point was that the regression models do not show significance, in other words, with the apparent density it was not possible to estimate the analyzed rigidity property.

RESUMO A madeira é um excelente material estrutural, além de possuir excelente resistência tanto à tração como compressão. Para o dimensionamento correto, as premissas da norma brasileira são de estrema valia como norte para os engenheiros estruturais, pois exibe valores padrão de resistência. Dessa forma, esse estudo tem como objetivo analisar se o valor de resistência ao cisalhamento característico paralelo às fibras da classe C60 exibido na norma brasileira confere com os valores obtidos em ensaio de 23 espécies brasileiras, utilizando a metodologia Bootstrap com 1 milhão de simulações. Além disso, buscou analisar, com modelos de regressão, se é possível estimar a propriedade de resistência (fν0) dessas 23 espécies em função da densidade aparente, buscando assim uma obtenção rápida das propriedades dessas espécies com apenas a densidade aparente. Por final, foi possível concluir que a norma brasileira subestima a resistência ao cisalhamento das madeiras brasileiras, apresentado um valor 26% menor ao que realmente resiste, evidenciando que a norma necessita passar por revisão. Outro ponto foi que os modelos de regressão não mostram significância, ou seja, com a densidade aparente não foi possível estimar a propriedade de resistência.

ABSTRACT Wood is an excellent structural material, in addition to having excellent resistance in traction and compression. For correct dimensioning, the premises of the Brazilian standard are extremely valuable as a guide for structural engineers, as it exhibits standard values of resistance. Thus, this study aims to analyze whether the characteristic shear strength value parallel to class C60 fibers shown in the Brazilian standard matches the values obtained in the test of 23 Brazilian species, using the Bootstrap methodology with 1 million simulations. In addition, it sought to analyze, with regression models, whether it is possible to estimate the resistance property (fν0) of these 23 species as a function of apparent density, thus seeking to obtain quickly the properties of these species with only apparent density. Finally, it was possible to conclude that the Brazilian standard underestimates the shear strength of Brazilian woods, presenting a value 26% smaller to what actually resists, showing that the standard needs to be revised. Another point was that the regression models do not show significance, in other words, with the apparent density it was not possible to estimate the resistance property.

Resumo A NBR 7190 (ABNT, 1997) assume o valor médio do módulo de elasticidade à compressão na direção paralela às fibras (Ec0,m) como o representativo de todas as barras de estruturas. Devido à variabilidade da madeira, tal metodologia pode resultar em valores de deslocamento superiores ao limite definido pela norma, o que pode gerar patologias na estrutura. Buscando avaliar a influência da adoção do Ec0,m no cálculo das flechas, foram realizados ensaios experimentais para obter as propriedades mecânicas da madeira branquilho. Com o auxílio de simulações numéricas e de valores experimentais, foram analisadas três tipologias (fink, bowstring e banzos paralelos) e dois vãos (10 m e 20 m). Adotando o Ec0,m, foram determinadas as cargas máximas para o deslocamento de L/200. Posteriormente, utilizando o mesmo carregamento, foram atribuídos valores aleatórios de rigidez para cada elemento da treliça, medindo o deslocamento máximo de cada modelo. Em modelos para os quais o módulo de elasticidade foi atribuído aleatoriamente, foram observadas flechas superiores em aproximadamente 28% e 32% para vãos de 10 m e de 20 m respectivamente. Isso pode justificar algumas patologias que podem ser evitadas com a pré-classificação não destrutiva e a colocação racional das peças em regiões mais solicitadas.

Abstract The NBR 7190 (ABNT, 1997) assumes the mean value of the elasticity module to compression in the direction parallel to grain (E c0,m ) as being the representative for all roof structure bars. Due to the variability of woods, such methodology can result in displacement values higher than the limit defined by the standard, which can generate pathologies in the structure. In order to evaluate the influence of the use of E c0,m on the displacement calculation, experimental tests were carried out to obtain the mechanical properties of the wood species Sebastianiacommersoniana (Baillon) Smith & Downs. With the aid of numerical simulations and experimental values, three typologies (fink, bowstring and parallel chord) and two spans (10 m and 20 m) were analysed. Adopting E c0,m , the maximum loads for a displacement of L/200 were determined. After, random stiffness values were assigned to each element of the truss, measuring the maximum displacement of each model. In models where the modulus of elasticity was randomly assigned, superior arrows were observed in approximately 28% and 32% for spans of 10 m and 20 m, respectively. It may explain some pathologies that can be avoided with non-destructive pre-classification and the rational placement of parts in the most vulnerable areas.

RESUMO A madeira é um importante material de construção usado em estruturas de cobertura de telhados, pontes, viadutos e passarelas. Para melhorar o seu uso, bem como reabilitar partes estruturais deterioradas pela ação do tempo, o reforço de vigas e pilares com material compósito é utilizado. Considerando a ação do tempo na estrutura, é importante conhecer a influência e comportamento da madeira e do material compósito quando submetido ao intemperismo. Essa pesquisa objetifica avaliar a influência do reforço com CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) na madeira tratada com o preservativo CCB submetida à ação do intemperismo acelerado na resistência a tração paralela às fibras. Os resultados mostraram uma redução de 30% na resistência devido ao intemperismo acelerado, e um aumento da resistência à tração de 25%, mostrando assim, a influência positiva do reforço, mesmo em condições de intemperismo artificial.

ABSTRACT Wood is an important building material used in roof structures, bridges, viaducts, and pedestrian bridges. In order to improve its use, as well as rehabilitate structural parts deteriorated by weathering, reinforcement of beams and columns with composite material is performed. Given the climate action on structures, it is important to know the influence and behavior of wood and composite material when subjected to weathering. This study aimed to evaluate the influence of the reinforcement of CCB-treated wood with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and subjected to artificial weathering on its tensile strength parallel to the fibers. The results showed a 30% reduction in strength due to weathering and a 25% increase in tensile strength, showing the positive influence of reinforcement even under artificial weathering conditions