INTRODUÇÃO À ENGENHARIA PROJETO PONTE DE MACARRÃO

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Com o desenvolvimento de novas técnicas de construção e o surgimento de novos materiais, as pontes foram sendo cada vez mais aperfeiçoadas e ganhando novas formas, com o objetivo de suportarem cada vez mais peso, proporcionar mais segurança para aqueles que a utilizam e evitar danos causados por forças impactantes sobre as mesmas.

1.2 PRINCIPAIS TIPOS DE PONTE

Antes de ser realizada a construção de uma ponte, deve-se analisar qual modelo se aplica melhor e atende as necessidades de determinada situação, sendo os principais modelos: ponte em viga, de treliças, suspensa e arco.

1.2.1 Ponte em viga

A construção da ponte em viga geralmente é feita com vigas de aço e betão. É um tipo mais simples, sendo mais fácil de ser construída. É uma estrutura horizontal rígida que é suportada em duas extremidades por pilares.

1.2.2 Ponte de treliças

A construção da ponte de treliças é feita a partir da montagem de triângulos em sua armação. Podem ser feitas tanto de metal quanto de madeira, sendo geralmente construída por pequenas barras tubulares em aço. A madeira é mais utilizada para a compressão, já o metal, para suportar a tensão.

1.2.3 Ponte suspensa

A ponte suspensa é segurada por cabos de aço, suportada por torres em cada uma de suas extremidades. Este tipo de ponte é mais extensa do que qualquer outro tipo, pois seu tabuleiro tem a capacidade de se expandir em até 2000 metros. Geralmente são integradas por um sistema de viga triangulada por baixo do tabuleiro, para que se possa resistir a desviamentos de seu ponto de equilíbrio e para que possa suportar maior carga.

- Ponte de arco

E, por fim, a ponte em arco, que geralmente é construída de aço ou betão, em que seu eixo é projetado para coincidir com a linha de pressões devidas à carga, para que se possa tirar bom proveito de sua resistência à compressão. Suas duas metades são comprimidas uma contra a outra, levando as forças pelo arco até seu encontro com o solo, sendo aplicadas, impedindo que o arco se afaste.

1.3TIPOS DE FORÇAS

1.3.1 FORÇA DE TRAÇÃO

Tração é a força que surge em um corpo quando este encontra-se preso a a um fio ideal esticado. Fio ideal é um fio que possui massa desprezível e é inextensível. As utilidades práticas da tração são muitas, e podem ser bem observadas no dia-a-dia, como um varal, luminárias suspensas por cabos de aço, elevadores.

1.3.2 FORÇA DE COMPRESSÃO

A compressão ocorre quando a força axial aplicada estiver atuando com o sentido dirigido para o interior da peça. Esta força exercida condensa ou reduz a coisa sobre a qual está agindo. Na ponte de arco, por exemplo, constantemente ela está submetida à compressão, sendo expelido para fora pela curva do arco em direção às pilastras.

1.4 DESENHO DA PONTE

Vista frontal

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Vista lateral

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Vista superior

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1.5 CÁLCULOS PARA CONSTRUIR A PONTE

Os cálculos foram fundamentais para a construção da ponte, porque a partir deles, foi possível saber a quantidade de fios necessários na utilização de cada aste.

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1.5.1 DADOS GERAIS

Abaixo estão informações gerais sobre a massa tipo espaguete número 7 da marca Barilla:

Número médio de fios de espaguete em cada pacote: 500;

Diâmetro médio: 1,8 mm;

Raio médio: 0,9 mm;

Área da seção transversal: 2,545 x 10-2 cm2;

Momento de inércia da seção: 5,153 x 10-5 cm4;

Comprimento médio de cada fio: 25,4 cm;

Peso médio de cada fio inteiro: 1 g;

Peso linear: 3,937 x 10-2 g/cm; e

Módulo de Elasticidade Longitudinal: 36000 kgf/cm2.

1.6 A IMPORTÂNCIA DO TEMA

A proposta do projeto em construir uma ponte de macarrão é de suma importância, pois desenvolve nos alunos, conhecimentos necessários não só para aplicação nas atividades propostas em sala de aula como também para a futura profissão de engenheiro. Ademais é uma ótima oportunidade para a sociedade acadêmica apropriar a interação e compartilhamento de conhecimentos entre estudantes, tornando a faculdade não só um ambiente de estudos, mas também de socialização.

2 METODOLOGIA

Metodologia do projeto tem como objetivo desenvolver e construir uma ponte fabricada com macarrão, que não poderá ultrapassar 900g. Para isso, foram tomadas definições essenciais para elaboração desse projeto.

2.1 Determinação do modelo de ponte

Através de estudo sobre cálculos estruturais e vídeos de diversos tipos de ponte, o grupo apresentou interesse em fazer a ponte de treliça ou a ponte em arco, devido as duas serem as mais tradicionais em trabalhos acadêmicos epor terem um bom histórico na grande eficiência em suportar peso.

2.2 Cálculos

Depois de determinar a escolha do modelo de ponte, foram feitos os cálculos para poder saber a principal força que atuaria na ponte, que é a de compressão. Usamos o software Ftool, para poder definir a quantidade de fio em cada viga. Sendo assim, definimos que as barras de compressão necessitam de até 35 fios de macarrão e a barra de tração até 10 fios.

2.3 Construção do protótipo

O protótipo construído tem como objetivo demonstrar e avaliar todos os cálculos e desenhos elaborados anteriormente, se realmente está tudo conforme planejado, para que o grupo possa então aplicar