DIMENSIONAMENTOS DAS BARRAS

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escolha restringiu-se as expostas pelo manual disposto pelo professor orientador, nas mais relevantes e conhecidas para execução do projeto.

Todo projeto construtivo de pontes têm em seu desenvolvimento a análise de esforços, lidando com importantes tensões, chamadas de compressão e tração. A compressão é o resultado da aplicação de uma força axial que promove a redução de seu comprimento e um aumento da seção transversal a este mesmo eixo, já a tração, por sua vez, é uma força que age também axialmente, expandindo o comprimento e reduzindo sua secção transversal a este mesmo eixo. Entortar é o que acontece quando a força de compressão ultrapassa a habilidade de um objeto em lidar com essa compressão, deformação permanente, e rachar é o resultado do excesso de tração sobre o objeto. A melhor maneira de lidar com essas forças são dissipá-las ou transferi-las, usou-se, portanto o treliçamento. Dentre inúmeros modelos de tesouras que existem, para que nosso protótipo ficasse rígido e com boa resistência, escolhemos o modelo de tesoura proposto por Warren.

Com uma estrutura simples e contínua, a treliça Warren é a mais comum em pequenos vãos, porque não há necessidade de usar elementos verticais para amarrar a estrutura. Porém usaram-se elementos verticais, para unir-se ao nó, mesmo não tendo esforços, pois seria necessário fazer emendas, pois os feixes seriam curtos para tal viga. E como cada emenda torna-se um nó, além disso, ela deveria der isostática.

Os ensaios de laboratório realizados pelo professor Luís Alberto Segovia González e seus alunos indicaram que um fio de espaguete apresenta uma resistência à tração de aproximadamente 4, 267 kgf. A resistência à compressão, entretanto, não é tão fácil de ser estudada, e envolve a compreensão do fenômeno de flambagem, que não faz parte do conteúdo programático da grade curricular do 5° período de Engenharia Civil.

A escolha do tipo a ser construída deve, portanto, visar à minimização dos efeitos de flambagem, o que pode ser alcançado garantindo que as barras submetidas à compressão tenham o menor comprimento possível.

Numa análise preliminar, foram observados diferentes tipos de pontes no software F-tool, e optou-se por uma ponte de treliça Warren com tabuleiros inferiores e montantes.

2.1 DIMENSIONAMENTOS DAS BARRAS

Durante as aulas de teoria das estruturas ao longo do período podem-se adquirir os conhecimento dos conceitos de tração e compressão assim como calculá-lo, e o modelo de treliça já definida, o próximo passo é dimensionar cada uma das barras que formam a ponte. O método de dimensionamento adotado para as treliças foi o Método dos Nós ou Método de Cremona.

A resolução de treliças planas pelo método dos nós consiste em verificar o equilíbrio de cada nó da treliça, seguindo-se uma ordem de cálculos. O primeiro e a determinação das reações de apoio, logo em seguida a identificação do tipo de solicitação em cada barra se é uma barra tracionada ou uma barra comprimida e por último a verificação do equilíbrio de cada nó da treliça, iniciando-se sempre os cálculos pelo nó que tenha o menor número de incógnitas. Repete-se o procedimento, até que todas as barras da treliça forem calculadas. Considera-se inicialmente que as forças que “saem” do nó estão tracionando a barra, enquanto as que “entram” estão comprimindo as mesmas.

2.1.1 RESISTÊNCIA À TRAÇÃO

Depois de efetuado cálculo das forças em cada uma das barras, é necessário definir a quantidade de fios de macarrão que cada barra deverá ter para que não se rompesse, para isso, foi fornecido o calculo para o tal feito.

Disponíveis os resultados dos testes realizados pelo Professor Inácio Morsch da UFRGS. Ele testou a tração de seis corpos até a ruptura. A carga média de ruptura obtida nestes ensaios foi de 4,267kgf (42,67N).

Através destes ensaios, determinou que para encontrar o número de fios de espaguete necessário para compor as barras tracionadas, bastaria dividir o Esforço Normal de tração calculado, pela resistência de cada fio, independente de seu comprimento. Usamos esta equação para determinar a quantidade de fios que as nossas barras tracionadas deveriam ter, suportarem a tração a qual seriam solicitadas, sem se romperem.

2.1.2 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

A quantidade de fios que irá compor as barras comprimidas usa-se de uma relação diferente da tração, utilizando de uma função, que usa como variáveis o comprimento da peça entre travamentos, de sua seção transversal e do módulo de elasticidade do material. Recorrendo ao roteiro criado pelo Prof. João Ricardo Masuero da UFRGS, baseado nos resultados de 93 ensaios de compressão de corpos de prova de diferentes comprimentos e formados por diferentes números de fios de espaguete. Para encontrar o numero de fios de espaguete necessários para compor as barras comprimidas, chegou-se à seguinte equação:

Usa-se esta equação para determinar a quantidade de fios que as barras comprimidas deverão ter, para suportar a compressão a qual seriam submetidas, sem se romperem.

2.2 MATERIAL UTILIZADO E QUANTIDADE

• Espaguete furado número 6, de sêmola, Santa Amália, 500g (2 unidades);

• Fita Crepe comercial;

• Cola quente, 5 bastões;

• Massa epóxi, 100g;

• Barra de aço de 8 mm com 25 cm de comprimento (1 unidade);

• Tubo de PVC, com diâmetro de ½ com 25 cm de comprimento (2 unidades);

• Estiletes;

• Esquadros;

• Réguas e trenas;

• Pistola de Cola quente.

3 DESENVOLVIMENTO DOS GABARITOS

A confecção de gabaritos são um dos fatores determinantes para o sucesso de nosso projeto, pois eles facilitam e orientam de maneira mais correta a colagem das barras já na posição projetada, uma vez que se sobrepõe o desenho, tornando-se possível realizar a maquete mais rápida e com certa facilidade.

O gabarito foi criado a partir do programa de computador, chamado AutoCAD, dele foi introduzida uma escala de 1:1, desta maneira o projeto sairia na impressão no tamanho natural que seria o do protótipo, cabe lembrar que para a impressão e necessário uma