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Estruturas de 
Madeiras e Metálicas
Prof. Rodrigo Silva Morcelli
Introdução – estruturas de 
madeiras
Introdução
Bibliografia:
PFEIL, Walter; PFEIL, Michèle. Estruturas de 
madeira. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003.
- Capítulos 1 e 2
Exemplo
The Superior Dome – Michigan, EUA
Maior cúpula em madeira do mundo.
Fonte: atlasobscura.com
Exemplo
Fonte: actonostry.ca
Vancouver, Canadá: Brock Commons Tallwood House -
maior edifício de madeira do mundo (04/18) - 53m.
Fonte: constructioncanada.net
Exemplo
Viena, Áustria (2018): Hoho tower - 24 andares, 84 m.
Fonte: e-architect.co.uk Fonte: cti-timber.org
Exemplo
Fonte: economia.uol.com.br/noticias/redacao/2018/02/22/japao-toquio-arranha-ceu-torre-madeira.htm
• Tóquio, Japão: prédio de 70 andares de madeira (2041 -
455000 m2; 350 m)
• Maior edifício do Japão.
• Maior estrutura de madeira do mundo.
Exemplo
Fonte: ciclovivo.com.br
Araucária, PR (10/2016): Residencial Vancouver - 3 
andares, 12 apartamentos.
Exemplo
• Universidade de Maryland (EUA): “supermadeira” com resistência 12 maior 
que a madeira comum. 
• Tão forte quanto o aço, mas seis vezes mais leve
• Tratamento químico para a extração parcial da lignina, seguido por 
compressão a alta temperatura.
• Fibras de celulose são pressionadas e formam ligações de hidrogênio. 
Fonte: umdrightnow.umd.edu
Referências para cálculo
• NBR 7190: Projeto de estruturas de 
madeira
• ABNT NBR 6120 – Cargas para o cálculo 
de estruturas
Vantagens 
• Mais leve que o aço e o concreto armado;
• ligações e emendas fáceis de executar;
• custo relativamente baixo;
• não necessários mão de obra e 
equipamentos especializados;
• obras rápidas e limpas (sem tempo de cura, 
menos materiais no canteiro); 
• material natural, reaproveitável e renovável;
• disponibilidade.
Desvantagens 
• Heterogênea, com variação entre as peças;
• material anisotrópico, com propriedades 
mecânicas em função da disposição das 
fibras
• influência de umidade;
• dilatação acentuada;
• ataque de insetos e fungos, 
• incêndios.
Propriedades de alguns materiais de 
construção
Fonte: Estruturas de madeira. 6ª ed.
Introdução
• Madeira é, provavelmente, o material de 
construção mais antigo: disponibilidade na 
natureza e relativa facilidade de manuseio.
• Excelente relação resistência/peso.
• Madeiras utilizadas em construção são obtidas 
de troncos de árvores.
Introdução
• Uso da madeira na construção civil: 
coberturas (residenciais, comerciais, 
industriais), cimbramentos (estruturas de 
concreto armado e protendido), transposição 
de obstáculos (pontes, viadutos, passarelas 
para pedestres), armazenamento (silos 
verticais e horizontais), linhas de 
transmissão, obras portuárias, entre outros. 
• Também muito empregada na fabricação de 
componentes para a edificação, como 
painéis divisórios, portas, caixilhos, forros, 
pisos.
Introdução
• Características da madeira são muito 
influenciadas por fatores como diferentes 
temperaturas, composição e umidade do solo 
no local de crescimento da arvore, densidade 
do povoamento e tipo de manejo a ele 
aplicado, posição da arvore no terreno e 
incidência de chuvas.
• Estes fatores provocam variações 
significativas na madeira, mesmo entre 
árvores da mesma espécie.
Introdução
• Distinguem-se em:
– madeiras duras - provenientes de árvores frondosas 
(dicotiledôneas, da classe angiosperma) e de 
crescimento lento, como peroba, ipê, aroeira, 
carvalho etc. As madeiras duras de melhor qualidade 
são chamadas madeiras de lei;
– madeiras macias — provenientes, em geral, das 
árvores coníferas (da classe angiosperma) e de 
crescimento rápido, como pinheiro-do-paraná e 
pinheiro-bravo, ou pinheirinho, pinheiros europeus, 
norte-americanos etc.
• Categorias definidas pela estrutura celular dos 
troncos e não propriamente pela resistência.
Crescimento e macroestrutura da 
madeira
Fonte: Estruturas de madeira. 6ª ed.
• Árvores produtoras de madeira de construção são do tipo 
exogênico, que crescem pela adição de camadas externas, sob a 
casca.
• Cerne ou durâmen: células vivas tornadas inativas, de coloração 
mais escura, com a função de sustentar o tronco.
• Madeiras de construção devem ser tiradas, preferencialmente, do 
cerne, mais durável.
• Troncos crescem pela adição de anéis no câmbio, ou liber.
Crescimento e macroestrutura da 
madeira
Fonte: Estruturas de madeira. 6ª ed.
Contando-se os anéis anuais, pode-se saber a idade da árvore.
Microestrutura da madeira
• As células da madeira, denominadas fibras, são como tubos de paredes 
finas alinhados na direção axial do tronco e colados entre si. 
• As fibras longitudinais possuem diâmetro entre 10 e 80 μm e comprimento 
de 1 a 8 mm. As paredes da célula possuem espessura entre 2 e 7 μm.
• Excelente relação resistência/peso da madeira pode ser explicada pela 
eficiência estrutural das células fibrosas ocas, com seção arredondada ou 
retangular.
Fonte: Estruturas de madeira. 6ª ed.
Estrutura molecular da madeira
• A madeira é constituída principalmente por 
substâncias orgânicas. 
• Principais elementos (porcentagens 
aproximadas):
carbono 50%
oxigênio 44%
hidrogênio 6%
Estrutura molecular da madeira
• Composto orgânico predominante é a celulose (cerca de 
50% da massa da madeira).
• Polímero de cadeia longa composto de um só 
monômero (glicose)
• Fórmula molecular: C6H10O5
• Formam os filamentos que reforçam as paredes das 
fibras longitudinais. 
Fonte: wikipedia.org
Celulose
Fonte: Dimensionamento De Elementos Estruturais De Madeira - Calil Junior, Carlito
Estrutura molecular da madeira
• Outros componentes importantes:
– hemiceluloses (constituindo 20 a 25% da massa da 
madeira) 
– lignina (20 a 30% da massa da madeira) 
• Envolvem as macromoléculas de celulose, 
ligando-as. 
• A lignina provê rigidez e resistência à 
compressão às paredes das fibras.
Estrutura molecular da madeira
• Paredes das células longitudinais da 
madeira (fibras) podem ser descritas 
como um material compósito: 
– filamentos de celulose constituem o reforço 
das fibras; 
– matriz de polímeros (hemiceluloses e lignina) 
mantem unidos os filamentos e provem 
rigidez à compressão das fibras.
Estrutura molecular da madeira
Fonte: researchgate.net/figure/Plant-cell-wall-structure-and-microfibril-cross-
section-strands-of-cellulose-molecules_fig2_266026683
Anisotropia da madeira
Devido à orientação das fibras, a madeira é 
um material anisotrópico, com três direções 
principais: longitudinal, radial e tangencial. 
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Anisotropia da madeira
Fonte: Timber Bridges - Design, Construction, Inspection, and Maintenance -
Michael A. Ritter - 1990
Tangencial
Radial
Longitudinal
Direção da 
fibra
Umidade
• Umidade tem grande importância sobre as 
propriedades da madeira. 
• Grau de umidade (U) é o peso de água contido na 
madeira expresso como uma porcentagem do peso 
da madeira seca.
– Pi: peso inicial da madeira (úmida) 
– Ps: peso da madeira seca em estufa
• A umidade está presente na madeira de duas 
formas:
– no interior da cavidade das células ocas (fibras);
– absorvida nas paredes das fibras.
Umidade
Fonte: workshopcompanion.com
Umidade
• A faixa de umidade das madeiras verdes varia 
entre espécies – entre 30% a 130%
• Ponto de saturação: varia com a espécie, em 
média 30%. Madeira é denominada meio seca.
• Ponto de equilíbrio com o ar: varia com a 
umidade do ar → entre 10 e 20%, para umidade 
relativa do ar entre 60 e 90% a 20°C. Madeira é 
denominada seca ao ar.
Umidade
• Ponto de saturação das fibras: estadoda 
madeira, após ter sido posta a secar, e 
evaporação da água contida nas células 
ocas. Paredes das células estão saturadas, 
porém água do interior evaporou. 
• Ponto de equilíbrio: estado da madeira, após 
ter sido posta a secar por período mais 
longo, e evaporação de parte da água 
contida nas paredes das células. 
Umidade
Fonte: Timber Bridges - Design, Construction, Inspection, and Maintenance -
Michael A. Ritter - 1990
Água
(umidade)
Água
(livre)
Água
(absorvida)
Madeira sólida
Umidade na
árvore
Ponto de saturação
Ponto de equilíbrio
Umidade zero
Umidade
• Devido ao efeito da umidade nas outras 
propriedades da madeira, é comum associá-
las a um grau de umidade-padrão. 
• Brasil (NBR 7190/97) e EUA: adota-se 12% 
como umidade-padrão de referência.
• Devido à natureza higroscópica da madeira, 
o grau de umidade de um componente varia 
continuamente.
Umidade
• Madeiras sofrem retração ou inchamento 
com a variação da umidade, com variação 
dimensional aproximadamente linear. 
• Para redução da umidade de 30% (ponto 
de saturação das fibras) a 0%:
– direção tangencial: retração varia entre 7% e 
14%. 
– direção radial: retração é aproximadamente 
metade da direção tangencial. 
– direção longitudinal: retração menos 
pronunciada, entre 0,1% e 0,4%. 
Umidade
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Umidade
• A diminuição ou o aumento da quantidade de 
água de impregnação aproximam ou afastam 
as cadeias de celulose e as microfibrilas, 
ocasionando as correspondentes variações 
dimensionais de retração ou inchamento.
• A diferença entre as porcentagens de 
retração radial e tangencial é um dos fatores 
responsáveis pelo aparecimento de trincas, 
rachaduras, empenamentos e outros defeitos 
durante a secagem.
Umidade
• Em diversas situações praticas, em especial 
na indústria de produtos derivados da 
madeira e no recebimento, em obras, de 
pecas estruturais, são necessárias 
estimativas rápidas da porcentagem de 
umidade da madeira.
• Tais valores podem ser obtidos por meio de 
medidores elétricos de umidade, que 
fornecem as respostas com base na 
resistência da madeira à passagem de 
corrente elétrica, propriedade influenciada 
pela umidade.
Dilatação térmica
• Direção longitudinal: coeficiente de dilatação 
linear das madeiras entre 0,3.10−5 e 
0,45.10−5 °C-1 (da ordem de 1/3 do 
coeficiente para o aço = 1,1 a 1,25.10−5 °C-1). 
• Direção tangencial e radial: coeficiente de 
dilatação varia com o peso específico da 
madeira: 
– madeiras duras: da ordem de 4,5.10−5 °C-1; 
– madeiras macias: 8.10−5 °C-1. 
– Coeficiente de dilatação linear na direção 
perpendicular às fibras entre 4 e 7 vezes o 
coeficiente de dilatação do aço.
Deterioração da madeira
• Madeira está sujeita à deterioração por diversas 
origens, como ataque biológico e ação do fogo.
• Fungos, cupins, moluscos e crustáceos marinhos 
são exemplos de agentes biológicos que se 
instalam na madeira para se alimentar de seus 
produtos.
• Vulnerabilidade da madeira de construção ao 
ataque biológico é função de:
– camada do tronco de onde foi extraída a madeira (o 
alburno é mais sensível à biodegradação do que o cerne);
– espécie da madeira;
– condições ambientais.
Deterioração da madeira
• Por meio de tratamento químico 
(impregnar a madeira com preservativos 
químicos e retardadores de fogo) pode-se 
aumentar a resistência aos ataques de 
agentes biológicos e do fogo. 
• A escolha da espécie de madeira, a 
aplicação de tratamento químico 
adequado e a adoção de detalhes 
construtivos que favoreçam as condições 
ambientais resultam em estruturas de 
madeira de grande durabilidade.
Defeitos das madeiras
• Peças de madeira apresentam uma série 
de defeitos que prejudicam a resistência, 
o aspecto ou a durabilidade. 
• Defeitos podem originar-se da constituição 
do tronco ou do processo de preparação 
das peças. 
Defeitos das madeiras
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Nós Fendas
Gretas
Abaulamento 
Nós. Imperfeição da madeira nos pontos 
dos troncos onde existiam galhos. Podem 
cair durante o corte, produzindo orifícios na 
madeira. Fibras longitudinais sofrem desvio 
de direção, ocasionando redução na 
resistência à tração.
Fendas. Aberturas nas extremidades das 
peças, produzidas pela secagem mais 
rápida da superfície ou diferenças de 
temperatura.
Gretas ou ventas. Separação entre os anéis 
anuais, provocada por tensões internas, ou 
por ações externas, como flexão devida ao 
vento.
Abaulamento. Encurvamento na direção da 
largura da peça.
Defeitos das madeiras
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Arqueadura
Fibras 
reversas
Esmoado Empenamento 
Arqueadura. Encurvamento na direção 
longitudinal (comprimento) da peça.
Fibras reversas. Fibras não paralelas 
ao eixo da peça. Podem ser 
provocadas por causas naturais ou por 
serragem. Causas naturais: 
proximidade de nós ou crescimento 
das fibras em forma de espiral. A 
serragem da peça em plano 
inadequado pode produzir peças com 
fibras inclinadas em relação ao eixo.
 
Esmoado ou quina morta. Canto 
arredondado, formado pela curvatura 
natural do tronco.
Empenamento: Encurvamento na 
direção transversal da peça.
Defeitos das madeiras - nós
Fonte: eircom.net/ Fonte: civiltoday.com
Defeitos das madeiras - nós
Fonte: kk.org/cooltools/understanding-wood/
Defeitos das madeiras - fendas
Fonte: wunderwoods.wordpress.com
Defeitos das madeiras - gretas
Fonte: bansalwiki.blogspot.com
Defeitos das madeiras - 
abaulamento
Fonte: forestryforum.com
Defeitos das madeiras -
abaulamento
Fonte: forestryforum.com
Defeitos das madeiras - esmoado
Fonte: pinterest.com/pin/553168766700589809/
Defeitos das madeiras - esmoado
Fonte: Manual de Identificação das Principais Madeiras Comerciais Brasileira -
Calvino Mainieri - 1983
Exercício
1) Qual a característica anatômica da 
madeira que conduz a sua anisotropia?
Exercício
1) Qual a característica anatômica da 
madeira que conduz a sua anisotropia?
Devido à orientação das fibras, 
a madeira é um material 
anisotrópico, apresentando três 
direções principais
Exercício
2) Desenhe um cubo de madeira e ilustre os 
anéis anuais de crescimento e as três 
direções principais.
Exercício
2) Desenhe um cubo de madeira e ilustre os 
anéis anuais de crescimento e as três 
direções principais.
Exercício
3) Algumas horas após seu corte, uma 
amostra de madeira apresentou massa de 
45 kg. Em seguida, ela foi seca em estufa, 
e, em nova medição, exibiu massa de 38 kg.
Qual o seu teor de umidade inicial?
Exercício
3) Algumas horas após seu corte, uma 
amostra de madeira apresentou massa de 
45 kg. Em seguida, ela foi seca em estufa, 
e, em nova medição, exibiu massa de 38 kg.
Qual o seu teor de umidade inicial?
Exercício
4) Defina ponto de saturação das fibras, 
ponto de equilíbrio e umidade padrão de 
referência.
Exercício
4) 
Ponto de saturação das fibras: estado da madeira, 
após ter sido posta a secar, e evaporação da água 
contida nas células ocas. Paredes das células estão 
saturadas, porém água do interior evaporou. ~ 30 % 
umidade. Madeira meio seca.
Ponto de equilíbrio: estado da madeira, após ter sido 
posta a secar por período mais longo, e evaporação 
de parte da água contida nas paredes das células. 
Madeira seca ao ar.
Umidade padrão de referência: grau de umidade 
para determinação das propriedades da madeira 
(EUA e Brasil).
Exercício
5) Identifique as causas dos defeitos da 
madeira dentre os seguintes:
- Constituição do tronco
- Processo de secagem
- Processo de serragem
Defeitos: nós, fendas, gretas ou ventas, 
abaulamento,arqueadura, empenamento, 
fibras reversas e esmoado ou quina morta
Exercício
5) 
– Nós: constituição do tronco.
– Fendas: processo de secagem.
– Gretas ou ventas: constituição do tronco.
– Abaulamento, arqueadura e empenamento: 
processo de secagem, constituição do tronco.
– Fibras reversas: processo de serragem, 
constituição do tronco.
– Esmoado ou quina morta: processo de serragem, 
constituição do tronco
Tipos de madeira de construção
As madeiras utilizadas nas construções 
podem ser classificadas em:
– madeiras maciças: 
• madeira bruta ou roliça;
• madeira falquejada;
• madeira serrada.
– madeiras industrializadas:
• madeira compensada;
• madeira laminada (ou micro laminada) e 
colada;
• madeira recomposta.
Madeira bruta ou roliça
• Empregada em forma de tronco, servindo para estacas, 
escoramentos, postes, colunas etc.
• Utilizada frequentemente em construções provisórias. 
• Mais frequentes no Brasil: pinho-do-paraná e eucaliptos. 
• As árvores devem ser abatidas de preferência na época da 
seca, quando o tronco tem menor teor de umidade. 
• Após o abate, remove-se a casca, deixando-se o tronco secar 
em local arejado e protegido do sol.
• Madeiras que não passem por um período significativamente 
longo de secagem estão sujeitas a retrações transversais que 
provocam rachaduras nas extremidades. 
Madeira bruta ou roliça
Fonte: mabmadeiras.com.br
Madeira bruta ou roliça
Ponte U Bein - Myanmar
Fonte: flickr.com/photos/83555001@N00/4444491189
Madeira bruta ou roliça
Peças roliças de diâmetro variável (em forma de tronco de 
cone) são comparadas, para efeito de cálculo, a uma peça 
cilíndrica de diâmetro igual ao do terço da peça
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Madeira falquejada
• Troncos têm suas faces laterais aparadas a 
machado, formando seções maciças, 
quadradas ou retangulares. 
• Utilizada em estacas, pontes etc.
• Dependendo do diâmetro dos troncos, 
podem ser obtidas seções maciças 
falquejadas de grandes dimensões, como, 
por exemplo, 30 cm × 30 cm ou mesmo 60 
cm × 60 cm. 
• No falquejamento do tronco, as partes 
laterais cortadas constituem perda.
Madeira falquejada
Fonte: imperiumbrasil.com.br
Madeira falquejada
Fonte: imperiumbrasil.com.br
Madeira falquejada
Fonte: thehomesteadsurvival.com
Madeira falquejada
A seção retangular inscrita que produz menor 
perda é o quadrado de lado .
A área inscrita vale 64% da área do círculo.
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
ଶ
ଷ
Madeira falquejada
Seção retangular (b × h) de maior módulo 
resistente que se pode obter de um tronco circular 
de diâmetro d:
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
ଶ
ଷ
Madeira serrada
• Produto estrutural de madeira mais comum.
• Tronco é cortado nas serrarias, em dimensões 
padronizadas, passando depois por um período de 
secagem.
• Árvores devem ser abatidas, preferencialmente ao 
atingir a maturidade, quando o cerne ocupa a maior 
porcentagem do tronco, resultando em madeira de 
melhor qualidade. 
• Tempo necessário para a maturidade varia 
conforme a espécie, podendo chegar a cem anos.
Madeira serrada
Fonte: indiamart.com/
Madeira serrada
Fonte: forestryforum.com
Madeira serrada
Fonte: vincentkohler.ch
Madeira serrada
• Melhor época para o abate: estação seca, 
quando o tronco tem pouca umidade. 
• Desdobramento do tronco em peças deve 
acontecer o mais rápido possível, após o corte 
da árvore, a fim de evitar defeitos decorrentes 
da secagem da madeira. 
• Os troncos são cortados em serras especiais, 
de fita contínua, que os divide em lâminas ou 
pranchas paralelas, na espessura desejada.
Madeira serrada
Fonte: woodlandventures.com
Madeira serrada
Fonte: youtube.com/watch?v=fWeqt1FxI3g
Esquemas de corte das toras de 
madeira
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
O desdobramento radial produz material mais homogêneo, porém é 
mais oneroso, motivo pelo qual é utilizado com menor frequência.
O comprimento das toras é limitado pelo transporte e manejo, estando 
geralmente entre 4 e 6 m.
Pranchas paralelas
Fonte: workshopcompanion.com
Esquemas de corte das toras de 
madeira
Fonte: palettesbywinesburg.com
Secagem da madeira serrada
• Antes de ser utilizada, a madeira serrada deve passar 
por um período de secagem para reduzir a umidade. 
• Secagem pode produzir deformações transversais 
diferenciais nas peças serradas, em função da posição 
original da peça no tronco. 
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Secagem da madeira serrada
• Madeira deve ser utilizada já seca (grau de 
umidade em equilíbrio com a umidade relativa 
do ar), de modo a evitar defeitos como 
empenamentos e fendas oriundos da secagem.
• Melhor método de secagem:
– empilhar as peças, com separadores para permitir 
circulação livre do ar em todas as faces. 
– Proteção da chuva, em galpões abertos e bem 
ventilados. 
• O tempo necessário para secagem natural é de 
um a dois anos para madeiras macias e de dois 
a três anos para madeiras de lei.
Secagem da madeira serrada
Fonte: stuswoodworks.com
Secagem da madeira serrada
• Como a secagem natural é lenta, desenvolveram-se 
processos artificiais de secagem.
• Circulação de ar quente entre as peças de madeira serrada. 
Temperatura e a umidade do ar devem ser controladas, de 
modo a evitar evaporação excessivamente rápida da 
madeira, o que pode prejudicar sua durabilidade.
• Deslocamento da madeira lentamente através de um túnel 
alongado, no qual a temperatura do ar circulante aumenta à 
proporção que a madeira avança, de modo a manter uma 
velocidade de evaporação aproximadamente constante.
• Tempo necessário para a secagem artificial da madeira 
verde: de dez dias a um mês por polegada de espessura da 
peça.
Vantagens da secagem da madeira
• Menor peso no transporte.
• Melhor resultado de acabamentos (tintas, 
vernizes, etc.)
• Redução do ataque de fungos.
• Melhores propriedades de engenharia.
• Redução dos efeitos nocivos da retração, 
como defeitos na ligações e 
empenamentos.
Dimensões comerciais da madeira 
serrada
Madeiras serradas são vendidas em seções 
padronizadas, com bitolas nominais em 
centímetros ou em polegadas. 
Dimensões mínimas 
• Seções transversais de peças devem ter certas 
dimensões mínimas, para evitar fendilhamentos 
(abertura de fendas) ou flexibilidade exagerada.
Espessuras e áreas mínimas construtivas de seções retangulares (NBR 7190):
Componente Espessura mínima (cm)
Área 
mínima 
(cm2)
Seção mínima de 
menor espessura 
(cm × cm)
Peças principais - Seções 
simples 5 50 5 × 10
Peças componentes de 
seções múltiplas 2,5 35 2,5 × 14
Peças secundárias -
Seções simples 2,5 18 2,5 × 7,5
Peças componentes de 
seções múltiplas 1,8 18 1,8 x 10
Desvantagens da madeira serrada
• Além dos defeitos oriundos de sua fabricação, a 
madeira serrada apresenta limitações 
geométricas, tanto em termos de comprimento, 
quanto de dimensões da seção transversal. 
• Para ampliar o uso da madeira em construção, 
produtos foram desenvolvidos com o objetivo de 
produzir peças de grandes dimensões e painéis, 
com melhores propriedades mecânicas que a 
madeira utilizada como base.
• Produto mais antigo: madeira compensada, 
formada pela colagem de lâminas finas, com as 
direções das fibras alternadamente ortogonais.
Madeira compensada
• Tipo mais antigo de madeira industrializada.
• A madeira compensada é formada pela colagem de 
três ou mais lâminas, alternando-se as direções das 
fibras em ângulo reto. 
• Os compensados podem ter três, cinco ou mais 
lâminas, sempre em número ímpar.
• Com as camadas em direções ortogonais alternadas,obtém-se um produto mais aproximadamente 
isotrópico que a madeira maciça. 
• A madeira compensada apresenta vantagens sobre a 
maciça em estados de tensões biaxiais, que 
aparecem, por exemplo, nas almas das vigas, nas 
estruturas de placas dobradas ou nas cascas.
Madeira compensada
• Seção de uma peça de madeira compensada. 
• As camadas externas (a) e a camada central (c) têm 
fibras na direção longitudinal. 
• As camadas intermediárias (b) têm as fibras na direção 
transversal.
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Madeira compensada
Fonte: wikipedia.org
Madeira compensada
• As lâminas, cujas espessuras variam entre 1 mm e 5 
mm, podem ser obtidas de toras ou peças 
retangulares, utilizando-se facas especiais para corte.
• Em geral utiliza-se o corte com rotação do tronco de 
madeira em torno de seu eixo contra uma faca. 
Fonte: Estruturas de 
madeira - 6ª ed.
Madeira compensada
• A seguir, lâminas são submetidas à secagem, 
natural ou artificial. 
• Na secagem natural, as lâminas são abrigadas 
em galpões cobertos e bem ventilados. 
• A secagem artificial é realizada a temperaturas 
entre 80°C e 100°C, impedindo-se 
empenamentos com auxílio de prensas. 
• A secagem artificial é muito rápida, entre 10 e 
15 minutos para lâminas de 1 mm, até 1 hora 
para lâminas mais espessas.
Colagem da madeira compensada
• A colagem é feita sob pressão, podendo 
ser utilizadas prensas a frio ou a quente.
• As chapas de compensado são fabricadas 
com dimensões padronizadas, 2,50 × 1,25 
m, e espessuras variando entre 4 e 30 
mm.
Vantagens da madeira compensada
• Pode ser fabricada em folhas grandes, com 
defeitos limitados;
• reduz retração e inchamento, graças à 
ortogonalidade de direção das fibras nas 
camadas adjacentes;
• mais resistente na direção normal às fibras;
• reduz trincas na cravação de pregos;
• possível emprego de madeira mais resistente 
nas capas externas e menos resistente nas 
camadas interiores.
Desvantagem da madeira 
compensada
• Custo mais alto, com respeito à madeira 
serrada.
Madeira laminada e colada
A madeira laminada e colada é um produto 
estrutural, formado por associação de lâminas 
de madeira, coladas com adesivos e sob 
pressão.
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Madeira laminada e colada
• As fibras das lâminas têm direções 
paralelas.
• A espessura das lâminas varia, 
usualmente, entre 1,5 cm e 3,0 cm, 
excepcionalmente até 5 cm. 
• As lâminas podem ser emendadas com 
cola nas extremidades, formando peças 
de grande comprimento. 
Etapas de fabricação de peças de 
madeira laminada e colada 
• Secagem das lâminas
• preparo das lâminas
• execução de juntas de emendas
• colagem sob pressão
• acabamento e tratamento preservativo.
Emendas de lâminas
• De particular importância são as emendas 
das lâminas. 
• Geralmente distribuídas ao longo da peça 
de forma não alinhada. 
• As emendas denteadas são mais 
eficientes do que as emendas com 
chanfro, além de serem mais compactas. 
Emendas de lâminas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Emenda de lâmina com cunha 
denteada
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Vantagens da madeira laminada e 
colada
• Confecção de peças de grandes dimensões 
(as dimensões comerciais de madeira 
serrada são limitadas);
• Melhor controle de umidade das lâminas, 
reduzindo defeitos provenientes de secagem 
irregular;
• Seleção da qualidade das lâminas situadas 
nas posições de maiores tensões;
• Construção de peças de eixo curvo, muito 
convenientes para arcos, tribunas, cascas 
etc.
Desvantagem da madeira laminada e 
colada
• Custo mais alto, com respeito à madeira 
serrada.
Madeira recomposta na forma de 
placas
• Produtos desenvolvidos a partir de resíduos 
da madeira serrada e compensada 
convertidos em flocos e partículas e colados 
sob pressão. 
• Em geral, não são consideradas materiais 
estruturais devido à baixa resistência e 
durabilidade, sendo muito utilizadas na 
indústria de móveis. 
• Características mecânicas destas placas 
dependem das dimensões das partículas e 
do adesivo utilizado.
Variações de madeiras 
compensadas ou recompostas
• Variações de madeiras compensadas ou 
recompostas, como LVL (laminated veneer
lumber), MDP (medium density
particleboard), MDF ( medium density
fibers) e OSB (oriented strand boards) não 
são fabricadas para uso estrutural, no 
Brasil. 
• Eventual aplicação deve basear-se em 
ensaios de resistência e durabilidade.
Exercício
6) Por que a madeira serrada deve passar 
por um período de secagem antes de ser 
utilizada em construções?
Exercício
6) Por que a madeira serrada deve passar 
por um período de secagem antes de ser 
utilizada em construções?
- Secagem pode produzir deformações 
diferenciais nas peças serradas.
- Fixações tornam-se inoperantes pela 
fissuração das extremidades.
Exercício
7) Aponte as vantagens da madeira 
laminada colada sobre a madeira serrada 
em relação aos seguintes aspectos:
– distribuição dos defeitos ao longo das peças.
– geometria das peças.
– defeitos oriundos de secagem.
Exercício
7) 
– distribuição dos defeitos ao longo das peças: 
defeitos são posicionados de modo não 
alinhado. Nós são partidos e distribuídos.
– geometria das peças: possível emendar 
peças com colas nas extremidades → grande 
comprimento.
– defeitos oriundos de secagem: possível 
melhor controle da umidade das lâminas.
Sistemas estruturais em 
madeira
Treliça de cobertura ou tesoura
Sistema treliçado utilizado em coberturas tanto residenciais 
quanto industriais e em pontes.
Sustentam o telhamento e seu vigamento de apoio
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estrutura para cobertura com telhas 
cerâmicas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estrutura para cobertura com telhas 
cerâmicas
• As treliças de cobertura estão sujeitas às 
cargas de gravidade (pesos próprio e das 
telhas e seu vigamento de apoio) e às cargas 
de vento. 
• Os pesos do telhamento e seu vigamento de 
apoio, assim como as ações devidas ao 
vento, são cargas distribuídas na superfície 
do telhado que se transmitem como forças 
concentradas aos nós das treliças por meio 
das terças.
Estrutura para cobertura com telhas 
cerâmicas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estrutura para cobertura com telhas 
cerâmicas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estrutura para cobertura com telhas 
cerâmicas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estrutura para cobertura com telhas 
cerâmicas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estrutura para cobertura com telhas 
cerâmicas
• No caso de telhas cerâmicas dispostas sem 
fixação, somente as ações de sobrepressão 
de vento são transmitidas às treliças (a ação 
de sucção externa produz o levantamento 
das telhas). 
• Com as telhas fixadas à estrutura (como no 
caso das telhas metálicas parafusadas), as 
ações de vento de sucção e de sobrepressão 
são transmitidas à treliça de cobertura.
Vigamentos para pisos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Pórticos
• Pórticos são usualmente adotados como sistema 
portante principal de edificações destinadas a 
galpões, estádios de esporte, piscinas ou estações 
rodoviárias, com vãos livres variando entre 20 e 100 
m.
• Em geral são estruturas biarticuladas ou 
triarticuladas. 
• Os pórticos triarticulados são muitas vezes 
adotados pela facilidade e rapidez na montagem: 
cada semipórtico é elevado por uma grua e em 
seguida fixa-se a articulação central. Além disso, 
por ser uma estrutura isostática, não sofre esforços 
por variação de temperatura e umidade.
Pórticos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ªed.
Pórticos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Pórticos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Pórticos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Pontes em madeira
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Pontes em madeira
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estruturas aporticadas para 
edificações
Os sistemas estruturais para edificações são, em geral, 
constituídos de grelhas planas para os pisos, com vigas 
principais apoiadas em pilares e formando com eles um 
sistema de pórtico espacial. 
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estruturas aporticadas para 
edificações
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Estabilidade da edificação quanto a 
ações horizontais
Função da rigidez das ligações viga-pilar:
– Se ligações forem rígidas, as cargas horizontais atuam sobre 
pórticos formados pelas vigas e pilares. 
– Para as ligações viga-pilar flexíveis, que se aproximam do 
funcionamento de uma rótula, a estabilidade lateral da 
edificação depende de sistemas de contraventamento vertical 
como paredes diafragma ou treliçados em X.
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Cimbramento de madeira
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Cimbramentos são estruturas provisórias destinadas a suportar o peso de uma 
estrutura em construção até que ela se torne autoportante.
Exercício
8) Identifique as partes da estrutura para 
suporte de cobertura com telhas cerâmicas.
Exercício
8) Identifique as partes da estrutura para 
suporte de cobertura com telhas cerâmicas.
Exercício
9) Qual a função dos cimbramentos?
Exercício
9) Qual a função dos cimbramentos?
Suportar o peso de uma estrutura em 
construção, até que ela se torne 
autoportante.
Estruturas provisórias.
Exercício
10) Qual a função dos contraventamentos 
em telhados e estruturas aporticadas?
Exercício
10) Qual a função dos contraventamentos 
em telhados e estruturas aporticadas?
Fornecer estabilidade ao conjunto de 
treliças e pórticos.
Formam sistema estrutural tridimensional 
capaz de resistir às ações do vento 
provenientes de qualquer direção horizontal.
Servem de apoio lateral aos elementos 
comprimidos, reduzindo seus comprimentos 
de flambagem .
Ligações de peças 
estruturais
Tipos de ligações
• As peças de madeira bruta têm o comprimento 
limitado pelo tamanho das árvores, meios de 
transporte etc. 
• As peças de madeira serrada são fabricadas em 
comprimentos entre, usualmente, 4 e 5 m.
• Para confeccionar as estruturas, peças são 
ligadas entre si.
• Principais tipos de ligação: colagem, pregos, 
grampos, braçadeiras, pinos, parafusos, 
conectores metálicos, tarugos e entalhes.
Tipos de ligações
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Conectores para ligações em 
estruturas de madeira
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Prego Parafuso 
auto-atarraxante
Parafuso com 
porca e arruela
Pino 
metálico
Pino 
de madeira
Conector de 
anel metálico
Chapa com dentes 
estampados
Tarugo ou chavetas
Ligações axiais
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Ligações transversais
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Pregos
Pregos são fabricados com arame de aço-
doce, em grande variedade de tamanhos.
Fabricam-se também pregos com arames 
de aço duro, com superfície helicoidal, para 
maior resistência ao arrancamento.
Pregos
• Com a penetração do prego na madeira 
as fibras se afastam, podendo ocorrer o 
fendilhamento da madeira. 
• Para evitar o fendilhamento, as normas de 
projeto prescrevem regras construtivas 
envolvendo dimensões e espaçamentos 
entre pregos.
Pregos
• A pré-furação da madeira é um recurso para evitar 
o fendilhamento. 
• A NBR 7190 obriga, para estruturas definitivas, a 
execução da pré-furação em ligações pregadas, 
com diâmetro d0.
• d0 menor que o diâmetro def medido dos pregos. 
• Valores recomendados para o diâmetro d0:
– d0 = 0,85def em madeiras macias (coníferas)
– d0 = 0,98def em madeiras duras (dicotiledôneas)
Pregos
• Em estruturas provisórias, a NBR 7190 permite o 
uso de ligações pregadas sem pré-furação com as 
seguintes condições:
– madeira leve (ρ < 600 kg/m3); 
– diâmetro do prego d não maior que 1/6 da espessura 
da peça mais fina de madeira;
– pregos espaçados de 10d.
• O diâmetro do prego é tomado, em geral, entre 
1/8 e 1/10 da menor espessura de madeira 
atravessada. 
• O diâmetro do prego não deve exceder 1/5 da 
menor espessura atravessada.
Espaçamentos e distâncias mínimas 
para pregos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Penetração mínima de pregos
• Para que o prego seja efetivo, é 
necessária uma penetração mínima da 
ponta na madeira adjacente.
• NBR 7190: penetração p mínima de ponta 
igual a 12d para ligações pregadas em 
cortes simples e duplo, ou igual à 
espessura da peça mais delgada. 
Penetração mínima de pregos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Resistência ao arrancamento de 
pregos
• Os pregos lisos apresentam baixa resistência quando 
solicitados axialmente.
• Recomenda-se que não sejam assim utilizados para 
cargas de longa duração.
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Parafusos auto-atarraxantes
• Parafusos auto-atarraxantes não são considerados pela NBR 7190 
como conectores de peças estruturais. 
• Todavia, as normas europeia, EUROCODE 5, e americana, NDS, 
apresentam critérios para dimensionamento destas ligações.
• Ligações com parafusos auto-atarraxantes são muito sensíveis aos 
efeitos da umidade sobre a madeira. Portanto, são empregadas 
apenas em obras secundárias ou provisórias (escoramentos).
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Parafusos de porca e arruela
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Parafusos de porca e arruela
• Os parafusos são instalados em furos ajustados, de modo a 
não ultrapassar uma pequena folga (da ordem de 1 mm).
• Após a colocação dos parafusos, as porcas são apertadas, 
comprimindo fortemente a madeira na direção transversal. 
• O esforço transversal favorece a ligação, pois desenvolve 
atrito nas interfaces. 
• Entretanto, devido à retração e à deformação lenta da 
madeira, o esforço transversal permanente é aleatório, o que 
obriga a dimensionar a ligação sem considerá-lo, isto é, 
admitindo que o parafuso trabalhe apenas como um pino.
• Arruelas são colocadas entre as peças de madeira e a 
cabeça e a porca do parafuso, de modo a distribuir a força de 
aperto do parafuso ou o esforço de tração solicitante, os 
quais produzem compressão normal às fibras na madeira.
Arruela
Fonte: pxhere.com
Parafusos de porca e arruela
• NBR 7190: arruelas devem ter espessura mínima 
de 9 mm no caso de pontes, e 6 mm em outras 
obras. 
• Comercialmente utilizam-se arruelas quadradas 
ou circulares.
• Espessura não deve ser inferior a 1/8 do lado ou 
diâmetro da arruela, para que a mesma tenha 
rigidez suficiente. 
• Além disso, devem ser usadas arruelas com 
diâmetro ou comprimento do lado não menores 
que 3d, sendo d o diâmetro do parafuso. 
Diâmetro dos parafusos
• NBR 7190: diâmetro construtivo dos 
parafusos:
– diâmetro mínimo = 10 mm
– diâmetro máximo = t1/2, onde t1 é a 
espessura da peça mais delgada.
Espaçamentos mínimos entre 
parafusos
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Pinos metálicos
• Pinos metálicos são barras cilíndricas de 
superfície lisa instalados entre peças de madeira.
• O diâmetro do furo deve ser menor ou igual ao 
diâmetro do pino. 
• Em termos de capacidade resistente, parafusos e 
pinos de mesmo diâmetro apresentam a mesma 
resistência.
• A resistência de ligações com pinos metálicos é 
limitada pela tensão de apoio do pino na madeira 
e pela sua flexão.
Pinos metálicosFonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Cavilhas
• Cavilhas são pinos circulares confeccionados em 
madeira dura introduzidos por cravação em furos 
sem folga nas peças de madeira.
• NBR 7190: as cavilhas podem ser feitas com 
madeiras duras da classe C60 ou com madeiras 
moles (ρap < 600 kg/m3) impregnadas por resina para aumento de capacidade resistente. 
• Para fins estruturais são consideradas apenas 
cavilhas torneadas nos diâmetros 16 mm, 18 mm 
e 20 mm, instaladas em furos de mesmo diâmetro 
da cavilha.
Cavilhas
Fonte: envinity.com
Conectores de anel metálicos
• Pinos e cavilhas: a resistência das 
ligações é limitada pela tensão de apoio 
do pino na madeira e pela sua flexão.
• Conectores de anel metálicos: peças 
rígidas que oferecem grande área de 
apoio da madeira.
• Peças metálicas, colocadas em entalhes 
nas interfaces das madeiras e mantidas 
na posição por meio de parafusos.
Conectores de anel metálicos
Conector de anel inteiro Conector de anel partido Conector de anel de macho-e-fêmea, com pega 
denteada
Conector de 
chapa estampada
Peça com conector 
estampado
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Ligações com conector de anel 
partido
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Espaçamentos mínimos em ligações 
com conectores metálicos de anel 
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Ligações por entalhe
• Entalhes: ligações em que a transmissão do esforço é 
feita por apoio nas interfaces.
• Devem ser executados com grande precisão, a fim de 
que as faces fiquem em contato antes do carregamento.
• Havendo folgas, a ligação se deformará até que as 
faces se apoiem efetivamente. 
• Profundidade mínima do entalhe igual a 20 mm.
• As peças ligadas por entalhe são mantidas na posição 
por meio de parafusos ou por talas laterais pregadas. 
Não são levados em consideração no cálculo da 
capacidade de carga da ligação.
Ligações por entalhe
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Ligação por entalhe com peça 
auxiliar de madeira dura
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Tarugos ou chavetas
• Os tarugos, ou chavetas, são peças de 
madeira dura ou metálicas, colocadas 
dentro de entalhes.
• O tarugo recebe o esforço por 
compressão na meia face vertical, 
transmitindo-o por corte para a meia face 
da outra extremidade.
Tarugos ou chavetas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Ligações com chapas prensadas
• Em estruturas de treliças pré-fabricadas, 
são frequentemente utilizadas chapas 
com dentes estampados ou providas de 
pregos. 
• Essas chapas são prensadas contra as 
peças de madeira, resultando em uma 
ligação equivalente a talas de chapa 
metálica com múltiplos pregos.
Ligações com chapas prensadas
Fonte: Estruturas de madeira - 6ª ed.
Exercício
11) Identifique os tipos de ligação?
Exercício
11) Identifique os tipos de ligação?
Exercício
12) Qual a função das arruelas?
Exercício
12) Qual a função das arruelas?
Arruelas são colocadas entre as peças de 
madeira e a cabeça e a porca do parafuso, 
de modo a distribuir a força de aperto do 
parafuso ou o esforço de tração solicitante, 
os quais produzem compressão normal às 
fibras na madeira.
Obrigado
rodrigo.morcelli@anhembi.br