A perda de aptidão das estruturas está relacionada com a degradação do material, capacidade de carga inadequada face às novas exigências de desempenho ou mudança de uso, falta de manutenção, defeitos associados ao material ou conceção e aos anos de serviço.
A ação dos agentes biológicos é uma das principais causas de degradação das estruturas de madeira, e muitas das vezes só ocorre em presença de deficiências de construção, que podem causar danos estruturais graves e por em causa a estabilidade da estrutura. As deficiências de construção, neste caso, estão relacionadas com a possibilidade de ocorrerem infiltrações (em resultado de coberturas mal concebidas ou mal conservadas) ou migração de água do solo para os elementos de madeira.
Segundo Faria (2009), as principais anomalias estruturais que põem em causa aptidão estrutural da estrutura são: secção insuficiente; deformações ou vibrações excessivas; falhas nas ligações; problemas nos apoios; ausência de contraventamento; perda de homogeneidade ou integridade das seções causada, por exemplo, pela abertura de fendas profundas.
Capítulo 4 – Reforço de ligações tradicionais de madeira
81 As secções podem ser insuficientes em resultado do ataque por agentes biológicos dos elementos de madeira ou do aumento das cargas aplicadas, associadas a mudanças de uso. Este tipo de anomalia é, muitas das vezes, detetado devido a deformações excessivas ou presença de fendas.
As deformações excessivas dos elementos surgem do uso de madeira verde (madeira que ainda não atingiu condições estruturais adequadas), secções insuficientes dos elementos, efeitos de fluência ou envelhecimento dos elementos de madeira (pequenas roturas, fendas, etc.).
Por sua vez, a abertura de fendas resulta de processos de secagem não controlados com consequentes retracções da madeira, assimetria de cargas ou transmissão de esforços não previstos no dimensionamento (Branco, 2014). Além disso, reduz a capacidade de carga dos elementos e propícia a degradação da madeira, dado que facilita as infiltrações de humidade e o ataque por parte de agentes biológicos.
Por fim, a falta de contraventamento manifesta-se por uma deformação no plano normal ao da estrutura/elemento e conduz à perda de verticalidade ou colapso progressivo da estrutura.
4.1.3.1. Ligações tradicionais de madeira
Os problemas das ligações tradicionais de madeira estão normalmente associadas ao mau dimensionamento, erros de pormenorização, deformações elevadas e má execução das ligações, ao nível da geometria e/ou elementos de ligação.
No caso das ligações tradicionais que recorrem a conectores metálicos, muitas das vezes, os problemas surgem do insuficiente espaçamento ou afastamento dos ligadores e de elementos subdimensionados ou em falta.
O contacto entre os elementos é um fator preponderante no bom funcionamento do conjunto, uma vez que a existência de folgas nos entalhes (problemas de montagem, falta de rigor na execução das peças ou retração da madeira) reduz de forma drástica a rigidez e resistência das ligações. Além disso, provoca uma grande concentração de tensões na superfície do entalhe em contacto.
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82 Por vezes, erros na concepção dos entalhes também levam a que o funcionamento da ligação seja posto em causa, uma vez que a geometria não se adequada aos esforços que deveriam ser transmitidos.
Um outro tipo de problema é o uso de empalmes, emenda longitudinal com reduzida rigidez e resistência, em locais desadequados, isto é, em locais onde os esforços atuantes são significativos. A presença de empalmes em elementos sujeitos a esforços de tração e/ou flexão, pode levar a grandes deformações e conduzir à rotura da ligação, havendo separação dos elementos.
Nas ligações tradicionais que recorrem ao uso de ligadores, é recorrente verificar-se a falta deste elementos, em resultado de uma execução descuidada ou dimensionamento desadequado. A capacidade resistente da ligação depende do número de ligadores e da sua disposição, pelo que na falta de algum ligador a distribuição de esforços é diferente da inicialmente prevista, o que leva à deformação da ligação e dos ligadores, podendo por vezes ocorrer a rotura dos ligadores por excesso de carga. Também é recorrente a falta de anilhas ou o uso de anilhas demasiado pequenas, o que leva ao esmagamento transversal da madeira sob as cabeças e porcas dos parafusos devido à elevada concentração de tensões e deformações sob a madeira, que deveriam ser acomodadas e distribuídas pela área correspondente à anilha (Dias et al., 2009).
Outro problema relacionado com o uso de ligadores metálicos é o facto de não serem respeitadas as regras, estabelecidas pelo EC5, relativamente ao espaçamento entre ligadores e distância dos ligadores aos bordos e topos da madeira. O espaçamento inadequado dos ligadores pode levar à propagação de fendas e roturas frágeis em bloco. Por sua vez, a insuficiente distância dos ligadores aos bordos e topos da madeira faz com que as tensões introduzidas pelos ligadores não se distribuam de forma adequada pela madeira envolvente, o que pode levar a roturas frágeis por corte ou tração perpendicular às fibras (Dias et al., 2009).
No caso das ligações que recorrem a pinos de madeira, o principal problema surge dos movimentos dimensionais que ocorrem quando os elementos de madeira são aplicados na estrutura com um teor de água superior àquele que vão atingir em serviço. Assim sendo, ao variar o teor de humidade dos elementos, varia também as suas dimensões, o que leva a que o pino de madeira fique solto e não cumpra a sua função na ligação. Outro problema importante, é o facto de o pino de madeira por vezes não ter deformação plástica suficiente, o que limita a capacidade da ligação se deformar e consequentemente da estrutura, dado que a
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83 deformação plástica da estrutura é dependente da capacidade de deformação plástica da ligação. Em estruturas sujeitas à acção sísmica, este problema limita o uso deste tipo de ligadores, dado que a capacidade da estrutura de madeira de dissipar energia é fortemente afectada.
Em suma, as ligações correspondem a pontos críticos, que obrigam a uma elevada compreensão do seu comportamento e constituição, e qualquer dano pode por em causa o comportamento global da estrutura. Daí a necessidade de diagnosticar e analisar as anomalias existentes e escolher a intervenção que melhor se adequa, para proceder à reparação.