Published December 31, 2020
| Version v1
Publication
Open
Análise experimental e numérica de uma grelha lamelar plana de madeira
Creators
- 1. Universidade Estadual de Maringá
- 2. Universidade Federal de São Carlos
Description
A grelha lamelar em madeira permite a construção de grandes vãos com uso de madeira serrada em dimensões comerciais. O sistema é caracterizado pela geometria das barras, em que cada nó reúne o centro de uma barra (contínua ou não) com as extremidades de duas outras, cada uma destas barras representando uma lamela. Dependendo da concepção das ligações definidas entre as lamelas, a transmissão dos momentos de torção pode ou não ser levada em consideração, e tal condição pode impactar significativamente no desempenho mecânico da estrutura lamelar a ser projetada (maior ou menor rigidez frente à ação das cargas). O objetivo deste trabalho é analisar modelos numéricos de estruturas de grelha lamelar variando a vinculação entre as barras, contribuindo assim para o desenvolvimento de projetos estruturais baseados em simulações mais realistas de estruturas lamelares de madeira. Os elementos de barra podem ou não transmitir momentos de torção em suas extremidades. Portanto, são comparados os resultados de modelos numéricos à evidências experimentais, oriundas de um protótipo de grelha lamelar plana feito com madeira de Pinus spp. A variável utilizada para as comparações é o deslocamento vertical em vários pontos da estrutura. O modelo numérico é elaborado e analisado no software SAP2000. Mantém-se a estrutura em condições tais que não ultrapassem o estado limite de utilização. As ligações entre as lamelas foram feitas com chapas metálicas que envolvem lateralmente a lamela, fixadas às barras de madeira por parafusos auto atarraxantes. Pelos resultados obtidos, o modelo considerando articulação perfeita forneceu deslocamentos nodais mais próximos dos deslocamentos obtidos experimentalmente, indicando ser pequena a torção transmitida entre as barras.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تسمح الشبكة الخشبية الصفائحية ببناء امتدادات كبيرة باستخدام الخشب المنشور في الأبعاد التجارية. يتميز النظام بهندسة القضبان، حيث تنضم كل عقدة إلى مركز قضيب واحد (مستمر أم لا) مع نهايتي قضيبين آخرين، يمثل كل من هذين القضيبين صفيحة. اعتمادًا على تصميم الوصلات المحددة بين الصفائح، قد يتم أو لا يتم أخذ انتقال لحظات الالتواء في الاعتبار، وقد تؤثر هذه الحالة بشكل كبير على الأداء الميكانيكي للهيكل الصفائحي المراد تصميمه (صلابة أكبر أو أقل ضد تأثير الأحمال). الهدف من هذا العمل هو تحليل النماذج العددية لهياكل الشبكة الصفائحية من خلال تغيير الترابط بين القضبان، وبالتالي المساهمة في تطوير التصاميم الهيكلية بناءً على محاكاة أكثر واقعية للهياكل الخشبية الصفائحية. قد تضفي عناصر القضيب أو لا تضفي لحظات التوائية في نهاياتها. لذلك، تتم مقارنة نتائج النماذج العددية بالأدلة التجريبية، المستمدة من نموذج أولي لشبكة صفائحية مسطحة مصنوعة من خشب الصنوبر. المتغير المستخدم للمقارنات هو الإزاحة الرأسية عند نقاط مختلفة في الهيكل. يتم إعداد النموذج العددي وتحليله في برنامج SAP 2000. يتم الحفاظ على الهيكل في ظروف لا تتجاوز حالة الاستخدام المحددة. كانت الوصلات بين الصفائح مصنوعة من صفائح معدنية تحيط بالصفائح جانبيًا، مثبتة على القضبان الخشبية بواسطة براغي ذاتية اللولبة. استنادًا إلى النتائج التي تم الحصول عليها، قدم النموذج الذي يأخذ في الاعتبار المفصلة المثالية إزاحات عقدية أقرب إلى الإزاحات التي تم الحصول عليها تجريبيًا، مما يشير إلى أن الالتواء الذي ينتقل بين القضبان كان صغيرًا.Translated Description (English)
The lamellar wooden grid allows the construction of large spans using sawn wood in commercial dimensions. The system is characterized by the geometry of the bars, in which each node joins the center of one bar (continuous or not) with the ends of two others, each of these bars representing a lamella. Depending on the design of the connections defined between the lamellae, the transmission of the torsional moments may or may not be taken into account, and such a condition may significantly impact the mechanical performance of the lamellar structure to be designed (greater or lesser rigidity against the action of the loads). The objective of this work is to analyze numerical models of lamellar grid structures by varying the bonding between the bars, thus contributing to the development of structural designs based on more realistic simulations of lamellar wooden structures. The bar elements may or may not impart torsional moments at their ends. Therefore, the results of numerical models are compared to experimental evidence, derived from a prototype flat lamellar grid made with wood from Pinus spp. The variable used for the comparisons is the vertical displacement at various points in the structure. The numerical model is prepared and analyzed in SAP2000 software. The structure is maintained in conditions that do not exceed the limit state of use. The connections between the lamellae were made with metal sheets that surround the lamellae laterally, fixed to the wooden bars by self-tapping screws. Based on the results obtained, the model considering perfect articulation provided nodal displacements closer to the displacements obtained experimentally, indicating that the torsion transmitted between the bars was small.Translated Description (French)
La grille lamellaire en bois permet la construction de grandes travées en utilisant du bois scié dans les dimensions commerciales. Le système est caractérisé par la géométrie des barres, dans laquelle chaque nœud relie le centre d'une barre (continue ou non) avec les extrémités de deux autres, chacune de ces barres représentant une lamelle. Selon la conception des connexions définies entre les lamelles, la transmission des moments de torsion peut ou non être prise en compte, et une telle condition peut avoir un impact significatif sur les performances mécaniques de la structure lamellaire à concevoir (rigidité plus ou moins grande contre l'action des charges). L'objectif de ce travail est d'analyser des modèles numériques de structures en grille lamellaire en faisant varier le collage entre les barres, contribuant ainsi au développement de conceptions structurelles basées sur des simulations plus réalistes de structures en bois lamellaire. Les éléments de barre peuvent ou non communiquer des moments de torsion à leurs extrémités. Par conséquent, les résultats des modèles numériques sont comparés à des preuves expérimentales, dérivées d'un prototype de grille lamellaire plate faite avec du bois de Pinus spp. La variable utilisée pour les comparaisons est le déplacement vertical en divers points de la structure. Le modèle numérique est préparé et analysé dans le logiciel SAP2000. La structure est maintenue dans des conditions qui ne dépassent pas l'état limite d'utilisation. Les connexions entre les lamelles ont été réalisées avec des tôles qui entourent latéralement les lamelles, fixées aux barres de bois par des vis autotaraudeuses. Sur la base des résultats obtenus, le modèle considérant une articulation parfaite a fourni des déplacements nodaux plus proches des déplacements obtenus expérimentalement, indiquant que la torsion transmise entre les barres était faible.Translated Description (Spanish)
La rejilla laminar de madera permite la construcción de grandes vanos utilizando madera aserrada en dimensiones comerciales. El sistema se caracteriza por la geometría de las barras, en la que cada nodo une el centro de una barra (continua o no) con los extremos de otras dos, representando cada una de estas barras una laminilla. Dependiendo del diseño de las conexiones definidas entre las laminillas, la transmisión de los momentos de torsión puede o no ser tenida en cuenta, y tal condición puede afectar significativamente el rendimiento mecánico de la estructura laminar a diseñar (mayor o menor rigidez contra la acción de las cargas). El objetivo de este trabajo es analizar modelos numéricos de estructuras de rejilla laminar variando la unión entre las barras, contribuyendo así al desarrollo de diseños estructurales basados en simulaciones más realistas de estructuras de madera laminar. Los elementos de barra pueden o no impartir momentos de torsión en sus extremos. Por lo tanto, los resultados de los modelos numéricos se comparan con la evidencia experimental, derivada de un prototipo de rejilla laminar plana hecha con madera de Pinus spp. La variable utilizada para las comparaciones es el desplazamiento vertical en varios puntos de la estructura. El modelo numérico se prepara y analiza en el software SAP2000. La estructura se mantiene en condiciones que no exceden el estado límite de uso. Las conexiones entre las laminillas se realizaron con láminas metálicas que rodean las laminillas lateralmente, fijadas a las barras de madera mediante tornillos autorroscantes. En base a los resultados obtenidos, el modelo que consideró la articulación perfecta proporcionó desplazamientos nodales más cercanos a los desplazamientos obtenidos experimentalmente, lo que indica que la torsión transmitida entre las barras fue pequeña.Files
pdf.pdf
Files
(786.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e314776a3632ef5b0f32f3324e0b9eb4
|
786.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحليل التجريبي والعددي لشبكة صفائحية خشبية مسطحة
- Translated title (English)
- Experimental and numerical analysis of a flat wooden lamellar grid
- Translated title (French)
- Analyse expérimentale et numérique d'une grille lamellaire plate en bois
- Translated title (Spanish)
- Análisis experimental y numérico de una rejilla laminar plana de madera
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3129264117
- DOI
- 10.15628/holos.2020.8986