APS Ponte de Macarrão

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Figura 1 – modelo da ponte.

- Material utilizado

- Espaguete Barilla N.º: 7

- Cola quente / Durepoxi

- Ferro de construção Ø 8 mm

- Tubos PVC Ø ½”

- Passo a passo da construção

O primeiro passo foi fazer o desenho da ponte em tamanho real para utilizarmos de gabarito. (fig. 2).[pic 2]

Figura 2 – Projeto em escala 1:1 com suas respectivas medidas.

O próximo passo é definir a quantidade de espaguete que será utilizada em cada barra, e o comprimento de cada uma delas. As barras ficaram definidas conforme abaixo:

- Base – 12 barras contendo 10 espaguetes cada, 18 cm de comprimento.

- Hastes – 7 peças contendo 10 espaguetes cada, 15 cm de comprimento.

- Externo – 10 peças contendo 45 espaguetes cada, 18 cm de comprimento.

- Aro – 30 peças contendo 10 espaguetes cada, 24 cm de comprimento.

Logo após, começamos a separação dos espaguetes e montagem das barras. Utilizamos fita branca para que as barras ficassem com um formato circular, assim também, mantendo uma boa fixação para a colagem. (fig. 3).

[pic 3]

Figura 3 – Corte e separação dos espaguetes para montagem das barras.

Após todas as barras estarem montadas, começamos a colagem. Utilizamos a cola quente nas extremidades das barras para a fixação dos espaguetes. (Fig. 4).

[pic 4]

Figura 4 – Colagem das barras finalizada.

O próximo passo foi montar as barras, usando o desenho como gabarito para atender as dimensões e angulações da ponte. (Fig. 5).[pic 5]

Figura 5 – Montagem das barras no desenho.

Chegamos então ao ultimo passo, após todas as barras estarem montadas em seus respectivos lugares, começamos a colagem, utilizando cola Durepoxi nas juntas de ligação. (Fig. 6).[pic 6]

Figura 6 – Colagem final da ponte.

Após todo o processo chegamos então à conclusão do protótipo. (Fig. 7).[pic 7]

Figura 7 – Protótipo finalizado.

- CÁLCULOS

Este tópico tem por objetivo apenas apresentar alguns cálculos que devem ser utilizados para a construção de uma ponte estrutural, pois se trata de um projeto que está sendo realizado no primeiro semestre do curso de engenharia, sendo assim, ainda não temos conhecimentos suficientes para aplicar estes cálculos em nosso projeto.

Um sistema estrutural muito utilizado é o de treliças, que consiste em uma estrutura reticulada que tem todas as ligações entre barras articuladas, como ilustrado no desenho abaixo. Em uma treliça as cargas atuantes são transferidas para os seus nós, como consequência a estrutura apresenta apenas esforços axiais (esforços normais de tração e compressão).[pic 8]

A seguir temos um exemplo simples do cálculo de uma treliça utilizando o método das seções:

Consideramos um peso de 12 kg aplicado no meio da estrutura, como 12 kg equivalem a 117.72N então subdividindo os pesos temos a seguinte configuração:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11] [pic 12][pic 13]

Método das seções:

É feito um corte na treliça e é analisando as forças que agem internamente:

[pic 14]

[pic 15] [pic 16][pic 17]

4.1 CALCULOS ESPECÍFICOS PARA PONTE DE MACARRÃO

A partir do conhecimento das propriedades do macarrão é possível definir equações que serão as ferramentas para a construção da ponte.

Como dito anteriormente as barras de uma treliça podem estar submetidas a apenas dois tipos de esforços:

- Tração

- Compressão

Tração:

Para barras submetidas à tração podemos utilizar a seguinte equação:

[pic 18]

Assim definimos quantos fios de macarrão deve conter na barra. Então como visto no exemplo a barra AC sofre uma carga de 29,43 N (tração):

[pic 19]

É claro que é inviável utilizar 0,7 de um fio de macarrão, então para isso utiliza-se um numero mínimo de macarrão para manter a estabilidade da ponte, este número mínimo fica a critério de quem está construindo a ponte.

Compressão:

Para barras submetidas à compressão utilizaremos a seguinte equação:

[pic 20]

Onde:

l = Comprimento da barra

r = Raio do macarrão (0.9mm)

No exemplo temos a barra AB suporta uma carga de 41,62N(compressão) e seu comprimento é de 193,07mm, logo:

[pic 21]

Estes são, basicamente, os cálculos que podem ser utilizados para a construção da ponte.

- CONCLUSÃO

A realização do trabalho foi de grande importância para o desenvolvimento do conhecimento dos integrantes. Concluímos que o projeto, fez com que adquiríssemos mais conhecimentos em matemática, física, metodologias, pesquisas, lógicas, trabalho em equipe e construções.

Ao finalizar o trabalho, aprendemos