Faculdade Uniamérica
PROJETO INTEGRADOR: PONTE TRELIÇADA EM PALITOS DE PICOLÉ
Relatório técnico
apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina
Engenharia de Estruturas, no Curso de Engenharia Civil, na Universidade Uniamérica, para o prof. Vitor
Hugo
Foz
do Iguaçu, 2018
RESUMO
Este trabalho se baseia na construção de uma ponte treliçada feita de
palitos de picolé, foram feitas pesquisas, cálculos vetoriais que
possibilitassem que a ponte aguentasse um peso de 70kg, portanto o material a
ser escolhido para a montagem, foi fundamental, juntamente com os cálculos
feitos. É importante também a escolha da ponte, utilizamos a ponte com treliças
do tipo Warren.
Palavras-chave: palitos,
cálculos, picolé, warren.
1. INDRODUÇÃO
As pontes são
estruturas capazes de interligar pontos de mesmo nível separados por diversos
tipos de obstáculos naturais. Tais construções apresentam robustez considerável
e até mesmo as menores delas estão sujeitas as influências do ambiente,
solicitações de carregamento e características dos materiais, sendo então,
necessário um estudo profundo de engenharia para a execução de um projeto.
Sua estrutura é essencial, e apesar de existir
diversos tipos, a treliçada é uma das mais utilizadas. Treliças são composições
de membros esbeltos conectados entre si por nós em suas extremidades, sendo
feitos, normalmente, de madeira ou metais tendo como objetivo distribuir a
carga aplicada sobre a mesma. Sendo assim, ao se trabalhar com estruturas
poligonais, é escolhido o triangulo, poiso esforço aplicado a um nó
distribui-se por suas b arras de forma a a tingir o equilíbrio. A Figura 1
mostra a distribuição da força nos nós em uma treliça Warren com tabuleiro
inferior.
Figura
1 – Treliça Warren
O
seguinte projeto é a construção e prova de carga de uma ponte treliçada,
utilizando palitos de picolé e cola, conforme especificado abaixo. A ponte deve
ser capaz de vencer um vão livre de 70 cm, com peso máximo de 400 g. A
construção da ponte deverá ser precedida da análise estrutural baseada em
algumas tipologias de pontes, do projeto detalhado da ponte escolhida,
juntamente com a estimativa da carga de colapso e memorial de cálculo.
2.2 MATERIAIS
Para a execução do
projeto idealizado, utilizou-se os seguintes materiais listados abaixo:
·
Palitos de picolé;
·
Cola para madeira;
·
Prendedores;
·
Cartolina;
·
lixa;
·
Serra;
·
Régua.
2.3 MÉTODOS
Primeiramente, antes da realização do processo de colagem, precisou-se
fazer estudos e análises para se obter o melhor projeto. Através do software
Ftool, foi possível realizar simulações e cálculos de esforços nos membros e,
dessa forma, determinar o melhor design da ponte. Dentre as opções, a treliça warren
foi a que mais se destacou, pois é a mais comum quando se necessita de uma
estrutura simples e contínua, focando em realizar uma ponte que atendesse o
peso estimado.
Para a construção da ponte, realizou -se uma minuciosa seleção dos
palitos, já que os m esmos não apresentavam uniformidade. Palitos com medidas
bem próximas e que visivelmente apresentavam alta resistência foram separados e
utilizados para a execução do projeto. Palitos com rachaduras, quebrados ou com
muitas deformações foram retirados do lote.
Posteriormente, criou-se um gabarito na cartolina com as medidas na
escala 1:1, possibilitando a colagem dos palitos de forma uniforme e alinhada.
Em seguida, alinhou-se os com o gabarito para dar início ao processo de colagem
conforme retrata a Figura 2.
Figura
2 – Gabarito na cartolina
Realizou-se então colagem dos palitos, e utilizou-se prendedores para
uma melhor fixação, como mostra na Figura 3. Após a secagem, realizamos o mesmo
procedimento no lado posterior da ponte, removendo a cartolina e assim
finalizando a primeira parte da ponte.
Figura 3 – Fixação dos
palitos
Após a construção das duas treliças, realizou -se o contraventamento,
isto é, o travamento delas proporcionando um maior reforço, proteção e
estabilidade à estrutura. Posteriormente, construiu-se o tabuleiro, pavimento
que suporta as cargas de circulação e as transmite aos apoios laterais. A
Figura 4, apresenta a forma como os travamentos foram empregados.
Figura 4 - Travamentos
Figura
5 – Travamentos e tabuleiro
Após concluirmos a construção da ponte, verificamos o alinhamento da
mesma e posteriormente colocamos cola nas possíveis abertura nos nós e nas
barras para que tivéssemos uma melhor fixação dos palitos e um reforço em torno
dos palitos, a figura 6 e 7 mostra a ponte finalizada e pinta
Figura 6 – Ponte finalizada
Figura
7 – Ponte finalizada
3 RESULTADOS E
3.1 PROJETO
A Figura 8, a seguir, mostra a vista frontal do modelo da ponte
escolhido para a realização do projeto.
Figura 8 – Modelo Frontal no AutoCad
Figura 9 - Travamentos
3.2 DIMENSIONAMENTO DOS MEMBROS
Para o dimensionamento dos membros tornou -se necessário
conhecer algumas características físicas e mecânicas do palito de sorvete.
Quanto as características físicas viram-se se que eles apresentavam 115mm de
comprimento, 10mm de largura e 2mm de espessura, com peso aproximado de 1,5
gramas. Para conhecer as principais características mecânicas do material
consultou-se uma tabela disponibilizada pelo professor. resistência a tração de
um palito é 882N, a compressão de um palito a 5N e dois palitos a 270N, com um
modulo de elasticidade de 6300MPA.
Com base nisso, de posse da tabela mostrada na Tabela 1 a
seguir, dimensionávamos os valores prescrito no aplicativo Ftool, no dando
assim a informação de quantos palitos usaríamos em cada barra.
Tabela 1 – Tabela de
dimensionamento de ponte treliçada
Para sabermos quais valores colocar na tabela, usamos o
aplicativo Ftool, para demonstrar como ficaria a distribuição das forças nas
barras, acrescentando uma carga em Newtons no nós superior central de forma a
obter uma melhor distribuição de como ficaria a ponte com a determinada carga
que usaríamos na ruptura, a carga foi aplicada no aplicativo com apenas metade
da força total, já que o aplicativo no mostra como seria a reação em apenas um
lado da ponte.
Figura 10 – Distribuição
das cargas
3.3 RUPTURA DA PONTE
A ruptura da ponte esta prevista para dia 05 de dezembro
de 2018 na Universidade uni américa. Ao final da execução da ponte,
verificou-se que o peso da ponte era de
XXX com uma ruptura prevista em 70KG.
3. CONCLUSÕES
Projetar
uma ponte com palitos de picolé foi de fundamental importância para verificar
os fatores que devem ser considerados na execução de um projeto em escala real.
Verificou-se que definir corretamente os objetivos pretendidos e também efetuar
constantes revisões na fase de projeto é essencial para a minimização de erros
em etapas posteriores no processo construtivo.
Ao lado disso, dominar
os conceitos vistos em mecânica geral para calcular, com auxílio do software
Ftool, as reações nos apoios e as reações normais em cada membro. Ademais, com
os ensinamentos aprendidos na disciplina de resistência dos materiais, foi
possível dimensionar de forma segura cada uma das barras. Por fim, aprendeu-se
que a fase de execução é muito importante para que o projeto atinja os
objetivos pretendidos.
Para que pudéssemos
chegar em uma ponte com resultado satisfatório, foi realizada 3 ponte para que
pudemos obter experiencia e assim analisar o comportamento de cada um para que
pudemos acrescentar na definitiva, observamos que os travamentos são muito
importante para que na hora da ruptura o palito não flambe e sai do encaixe do
nó, damos então um reforço maior a eles para que o encontro de cada barra fique
bem fixado.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
10719: apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro,
1989. 9 p.
SOUZA,
Eduardo martiola - Projeto e Execução:
Ponte de Palitos de Picolé. UFTM – Uberaba MG, 2015 17p
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