Relatório Strongteam: Projeto e Execução da Ponte de Macarrão

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- Cálculo de esforço normal de tração e resistência normal à compressão, utilizando o método dos nós e o programa Ftool para o cálculo de todas as barras das estruturas;

- Cálculo da quantidade de fios de macarrão que irão compor a seção transversal de todas as seções;

- Cálculo para determinação do peso final da estrutura.

As pontes foram projetadas para suportar uma carga de 2KN no total, o que equivale a uma carga de 203,94 Kgf, ou seja, aproximadamente vinte vezes maior do que a carga mínima estabelecida. Cada lado projetado suportaria uma carga de 1KN. Como a carga estaria localizada no centro da ponte, os valores das reações de apoio teriam a mesma intensidade, ou seja, metade da carga para ambos os apoios. Em anexo, encontra-se o modelo da ponte desenvolvido no programa AutoCad.

O modelo escolhido foi o da ponte com treliça tipo Gambrel. Apresentava boa resistência, uma elevada quantidade de elementos tracionados e um ótimo designe. Cada lado da estrutura apresentava 21 barras e 12 nós, atendendo aos requisitos estabelecidos, sendo uma estrutura isostática. Das 42 barras, 22 eram barras de tração, 16 eram barras de compressão e 4 eram barras nulas (Figura 5 – Tração e compressão). Apresentava 105 cm de comprimento, 35 cm de altura e peso de 714,33g (levando somente em consideração a estrutura de macarrão, sem a utilização da cola).

A justificativa para tal escolha está na maior quantidade de elementos tracionados, o que garantiria uma maior leveza na ponte devido a menor utilização de fios de macarrão nas barras tracionadas do que nas barras comprimidas.

Em seguida, nosso grupo começou a orçar preços e, então, comprou os materiais listados anteriormente.

No primeiro encontro, começamos pela colagem dos fios de macarrão para compor cada barra, de acordo com o cálculo. Nesse momento, encontramos o primeiro obstáculo, pois as barras, ao serem coladas, iam se abrindo. Para resolver o problema decidimos comprar e colocar os elásticos para não deixar que as barras se abrissem até a secagem do Araldite. As barras foram separadas e catalogadas por números de fios, deixando secar a cola de um dia para o outro.

No segundo encontro, desenhamos um gabarito no papel cavalete em tamanho real, para servir como molde para os cortes das barras e montagem das estruturas da ponte. Começamos pelos cortes das barras correspondentes, utilizando um arco de serra starret e colando as barras uma a uma, primeiro pelas barras da parte de baixo, depois pelas três barras perpendiculares às barras da base, passando para as superiores e depois pelas centrais. Por fim, deixamos secar por mais um dia.

No terceiro encontro, colamos as barras de ligação e a barra de aço central e fizemos os reforços nas emendas, deixando secar por 24 horas.

No quarto encontro, colamos os tubos de PVC (base) com Araldite e reforçamos todos os nós utilizando o durepoxi e deixamos secar. Estava pronta a ponte.

Resultados e Discussões

Foi observado que o projeto estrutural da ponte de macarrão possuía distintas tarefas de projeção e execução, tendo dentro destas muitos detalhes significativos para o desenvolvimento.

Os principais problemas ocorridos foram durante a execução prática da ponte, mesmo com o planejamento antecedente para a execução; fatores como a quebra de barras prontas, a dificuldade em achar os materiais, manter os fios unidos e alinhados, somados à inexperiência do grupo, demandaram mais tempo do que o estimado. Tempo esse que foi resguardado pela execução antecedente. Os desafios foram de grande importância para a otimização dos integrantes e para a busca de métodos mais eficazes que fizeram total diferença no desempenho.

A estrutura teve um resultado satisfatório dentro do planejado pelo grupo, suportando a carga de 385,87kgf (39,35kg) até a ruptura da barra, ficando como segunda colocada na competição de suporte de cargas aplicadas.

Conclusão

O desenvolvimento desta tarefa teve como objetivo relacionar a ciência e a tecnologia ao esforço dos estudantes, construindo um trabalho que necessitou a aplicação prática dos conhecimentos teóricos obtidos ao longo do curso.

No que diz respeito ao impacto nos discentes, podemos afirmar que aumentou a sensibilidade e compreensão dos integrantes sobre a transição de projeções calculadas para um corpo físico. Já a execução da ponte em si foi algo extremamente proveitoso, uma vez que nos fez vivenciar os mais variados tipos de adversidades e dificuldades sofridas por engenheiros civis durante a etapa de construção, o que nos permitiu uma experiência semelhante à práxis da profissão, além de estimular o senso de grupo em uma situação nova para todos.

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Referências bibliográficas

CONVERTWORLD. Kilonewton, Massa. Disponível em http://www.convertworld.com/pt/massa/kilonewton.html >. Acesso em 30 de out de 2016.

EHOW. Os efeitos da flambagem. Disponível em. Acesso em 31 de out de 2016.

ITTI, Instituto Tecológico de Transportes e Infraestrutura. A História das Pontes. Fev 2011. Disponível em http://itti.org.br/portal/oitti/itti-na-midia/297-historia-das-pontes.html> . Acesso em 30 de out de 2016.

USS. Universidade Severino Sombra. Regulamento de competição de pontes de espaguete. Agosto de2016.

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Anexo

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Figura 1: Modelo Ponte de Macarrão

[pic 3]Figura 2: Colagem das barras da Ponte de Macarrão Fonte: Autoria Própria

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Figura 3: Barras da Ponte de Macarrão Fonte: Autoria Própria

[pic 5]

Figura 4: Execução da Ponte de Macarrão Fonte: Autoria Própria