O Guindaste Treliça

Você foi contratado como estagiário em uma empresa de projeto de guindastes e foi escalado pelo seu chefe para apresentar um anteprojeto de um guindaste, similar ao mostrado na Figura 1.

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Figura 1 – Guindaste tipo esteira (imagem meramente ilustrativa)

A concepção inicial solicitada é de uma estrutura treliçada, com elementos de seção transversal tubular. Você recebeu diversos dados preliminares dos estudos realizados pelos projetistas e engenheiros com os as restrições geométricas, casos de carregamento, etc., como mostrado nas figuras e tabelas anexas. Assustado(a) com o tamanho do desafio, você pediu auxílio de um engenheiro experiente, também formado na UnB, que lhe tranquilizou, dizendo: “Todo o conhecimento que você precisa você aprendeu em Mecânica dos Sólidos”.

O engenheiro forneceu um roteiro para ajudar na sua análise. Você sentiu-se muito mais confiante e ficou feliz com a oportunidade de mostrar sua competência e, quem sabe, garantir um bom emprego ao final do curso. De posse destas informações, solicita-se que você proponha uma configuração de estrutura treliçada que atenda todos os requisitos de projeto, documentando sua análise de forma clara, concisa e organizada.

Nas próximas páginas você encontra os dados e orientações gerais para executar seu projeto. As informações não são completas. Como em qualquer projeto, você precisará pesquisar, refletir, tomar decisões e usar sua criatividade. Durante os encontros síncronos, você poderá esclarecer dúvidas conceituais e de entendimento dos dados com o professor, sem afetar sua própria autonomia.

Bom projeto!

A - ROTEIRO DE ANÁLISE

1. DEFINIÇÃO DA GEOMETRIA

1. Para esta análise preliminar, a face lateral do guindaste é considerada crítica na primeira fase do projeto. O problema pode ser simplificado, portanto, para uma treliça plana. Os carregamentos fornecidos pela equipe de cargas já levam isso em consideração.
2. O contorno mostrado na Figura 2 deve ser rigorosamente respeitado.
3. Os dados geométricos estão fornecidos na Tabela 1.
4.         Assuma, para condições de contorno, um apoio de 2º gênero no ponto A e de 1º gênero no ponto B (pontos correspondentes aos apoios da lança treliçada).

1. DISTRIBUIÇÃO DAS BARRAS

1. Utilize um mínimo de 10 barras internas no seu projeto
2. Todos os pontos indicados A-C devem ser incluídos como nós.

1. CASOS DE CARREGAMENTO

1. Considerar peso próprio e carregamento indicado na Figura 3

1. METODOLOGIA DE ANÁLISE

1. Utilize um aplicativo de análise FTOOLS , MDSOLIDS, TRUSS, ou outro que julgar interessante para obter os esforços nas barras. Lembre-se que os resultados obtidos devem ser documentados por meio de “prints” ou arquivos de saída do aplicativo para cada etapa relevante do projeto.
2. Para dimensionamento das barras, considere seção transversal tubular. As dimensões mínimas do tubo são 35 mm de diâmetro e 3 mm de espessura. Apenas espessuras em valores inteiros de mm devem ser usadas.

1. CÁLCULOS DOS ESFORÇOS NAS BARRAS

1. Considere o caso de carregamento indicado no item 3.

1. ANÁLISE DE TENSÕES

1. Avalie seus resultados considerando que as barras são feitas de aço ASTM A572.
2. Verifique se todas as barras estão submetidas a tensões que, em valores absolutos, são inferiores à tensão de escoamento do material. Calcule a margem de segurança para todas as barras. A margem de segurança mínima é de 50%.

1. DIMENSIONAMENTO DA FIXAÇÃO DO GUINDASTE NOS APOIOS

1. Considere que a fixação das barras da torre na fundação será efetuada por intermédio de pinos maciços de seção circular, feitos de aço SAE 4340.
2. Dimensione os pinos para resistirem ao cisalhamento causado pelas reações de apoio em A e B. Considere a tensão de cisalhamento máxima igual à metade da tensão de escoamento do material.

1. PESO DAS BARRAS

1. Seu projeto deve buscar atender à margem de segurança em todas as barras com o menor peso possível.
2. O peso das barras deve ser incluído nas análises. Cada barra deve ter seu peso distribuído nos dois nós das suas extremidades (metade em cada nó). Note que um mesmo nó poderá receber contribuições de várias barras. Faça a distribuição cuidadosamente.

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Figura 2 – Restrições Geométricas

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Figura 3 – Orientação das Forças Externas

B – INSTRUÇÕES PARA O RELATÓRIO FINAL

• Elabore um Relatório Final de Projeto, com suas análises, resultados e comentários. Submeta o relatório em arquivo PDF único.
• Inclua suas análises de maneira clara, concisa e organizada
• Envie um vídeo em formato MP4 de no máximo 5 minutos com uma breve explicação do seu projeto, dos passos de solução e das principais conclusões. É fundamental a participação dos dois membros da dupla, deixando claro qual foi a contribuição de cada um.
• O relatório deve ser organizado de acordo com o roteiro disponibilizado

C – CONJUNTO DE DADOS DE PROJETO

Tabela 1 – Dimensões Básicas do Guindaste e Carregamento

Grupo	H (m)	H1 (m)	H2 (m)	L (m)	P (kN)
1	21,65	14,525	7,125	12,5	540
2	21,85	14,725	7,125	12,7	545
3	22,05	14,925	7,125	12,9	550
4	22,25	15,125	7,125	13,1	555
5	22,45	15,325	7,125	13,3	560
6	22,65	15,525	7,125	13,5	565
7	22,85	15,725	7,125	13,7	570
8	23,05	15,925	7,125	13,9	575
9	23,25	16,125	7,125	14,1	580
10	23,45	16,325	7,125	14,3	585
11	23,65	16,525	7,125	14,5	590
12	23,85	16,725	7,125	14,7	595
13	24,05	16,925	7,125	14,9	600
14	24,25	17,125	7,125	15,1	605
15	24,45	17,325	7,125	15,3	610
16	24,65	17,525	7,125	15,5	615
17	24,85	17,725	7,125	15,7	620
18	25,05	17,925	7,125	15,9	625
19	25,25	18,125	7,125	16,1	630
20	25,45	18,325	7,125	16,3	635
21	25,65	18,525	7,125	16,5	640
22	25,85	18,725	7,125	16,7	645
23	26,05	18,925	7,125	16,9	650
24	26,25	19,125	7,125	17,1	655
25	26,45	19,325	7,125	17,3	660
26	26,65	19,525	7,125	17,5	665
27	26,85	19,725	7,125	17,7	670
28	27,05	19,925	7,125	17,9	675
29	27,25	20,125	7,125	18,1	680
30	27,45	20,325	7,125	18,3	685
31	27,65	20,525	7,125	18,5	690
32	27,85	20,725	7,125	18,7	695
33	28,05	20,925	7,125	18,9	700
34	28,25	21,125	7,125	19,1	705
35	28,45	21,325	7,125	19,3	710

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