Relatório técnico sobre a ponte treliçada em palitos de picolé.

Faculdade Uniamérica

PROJETO INTEGRADOR: PONTE TRELIÇADA EM PALITOS DE PICOLÉ

Erick Gabriel Santos Almeida

Filipe de Almeida

Michel Frasseto

Thiago Campos

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.

SUMÁRIO

1.    INTRODUÇÃO---------------------------------------------------------------------------------5

2.    OBJETIVO GERAL----------------------------------------------------------------------------6

2.1.       MATERIAIS E METODOS----------------------------------------------------------6

2.2.       MATERIAIS-----------------------------------------------------------------------------6

2.3.       MATODOS------------------------------------------------------------------------------6

3.    RESULTADOS E DISCUÇÕES-----------------------------------------------------------13

4.    PROJETO--------------------------------------------------------------------------------------13

4.1.       DIMENSIONAMENTO DOS MEMBROS--------------------------------------13

4.2.       RUPTURA DA PONTE-------------------------------------------------------------15

5.    CONCLUSÃO----------------------------------------------------------------------------------16

REFERÊNCIAS--------------------------------------------------------------------------------------14

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 tingir o equilíbrio. A Figura 1 mostra a distribuição da força nos nós em uma treliça Warren com tabuleiro inferior.

Figura 1 – Treliça Warren

2          OBJETIVO GERAL

            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.

2.1      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.

2.2      METODOS

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 DISCUÇÕES

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      DIMENCIONAMENTO 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 381 gramas 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 experiência 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