Relatório Strongteam: Projeto e Execução da Ponte de Macarrão

UNIVERSIDADE SEVERINO SOMBRA

PROGRAMA DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA

Relatório Strongteam:

projeto e execução da ponte de macarrão

Andreza Almeida, Denefer, Jéssyka Galarani, Kariny, Matheus, Nirvana Bartko, Núbia, Rodrigo e Samuel.

VASSOURAS

 2016

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UNIVERSIDADE SEVERINO SOMBRA

PROGRAMA DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA

Relatório Strongteam:

projeto e execução da ponte de macarrão

Andreza Almeida, Denefer, Jéssyka Galarani, Kariny, Matheus, Nirvana Bartko, Núbia, Rodrigo e Samuel.

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VASSOURAS

2016

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Sumário

Introdução        4

Objetivo        4

Materiais        4

Metodologia        5

Resultados e Discussões        7

Conclusão        7

Referências bibliográficas        8

Anexo        9

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Introdução

As primeiras pontes surgiram de forma natural, pela queda de troncos das árvores sobre os rios, criando a possibilidade de passagens à outra margem. O homem aperfeiçoou os “incidentes” naturais e passou a criar outras pontes feitas de troncos, de pedras e pranchas associando-as à outros tantos recursos disponíveis na natureza, como cipós, cordas, pedras e travas feitas com pedaços de madeira, para que estas não fossem derrubadas facilmente permitindo a ida e a volta para o destino. Há indícios da construção das pontes em arco desde 4000 a.C. na Mesopotâmia e Egito e, mais tarde, na Pérsia e na Grécia (cerca de 500 a.C.). A estrutura mais antiga construída pelo homem e que chegou aos nossos dias foi a ponte de pedra, feita em arco, no Rio Meles, na região de Esmirna, na Turquia, construída século IX a.C. (ITTI, 2011).

Levando em consideração a importância histórica que as pontes apresentaram para o desenvolvimento da humanidade, o professor Carlos Vitor, da disciplina Mecânica dos Sólidos, propôs um trabalho que levaria os engenheiros à experiência de projetar e executar a construção de um modelo de ponte capaz de suportar uma quantidade mínima de carga.

Organizou-se uma pequena competição entre os alunos do curso, divididos em diferentes equipes formadas por nove ou dez componentes. Nesse contexto, formou-se a esquipe Strongteam, que tinha como interesse construir um modelo que não apenas suportasse a carga exigida, mas também se sobressaísse na competição.

Ao longo deste trabalho, buscamos apresentar nossas dificuldades, experiência e superações na construção da ponte que alcançou o segundo lugar na competição.

Objetivo

Demonstrar o desenvolvimento do projeto estrutural e a elaboração da ponte constituída de macarrão e cola, apresentando nosso dia-a-dia, dificuldades e soluções encontradas para a elaboração e realização do projeto.

Materiais

Os materiais utilizados para o desenvolvimento da ponde de macarrão foram:

• 2 pacotes de 500g de Macarrão Barilla nº7;
• 15 caixas de Araldite Profissional Cola Epóxi 90 minutos 23g;
• 1 caixa de Durepox 250g;
• Lapiseira;
• Caneta;
• Esquadro
• Papel cavalete;
• Papel A4
• Calculadora
• Gabaritos;
• 40 cm de Tubo de PVC de 1/2" de diâmetro;
• 6 cm de barra de aço liso de 8 mm de diâmetro;
• Computador
• Impressora
• Ftool;
• AutoCad;
• Elástico;
• Arco de serra starret;
• Lixa;

Metodologia

Foram desenvolvidos pela Equipe Strongteam dois projetos de pontes de macarrão distintas, adotando o sistema estrutural de treliça. Realizaram-se todos os cálculos^[1] necessários para o conhecimento da estrutura, sendo eles:

• 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.

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