Considerações Finais

Antes de realizar os testes com a treliça ocorreu um pequeno acidente no qual uma pessoa ao passar por perto da treliça acabou quebrando um dos seus membros de tração. Ainda sim tentamos realizar os testes de quantidade de peso suportado por ela, porém ocorreu outro problema: A treliça não coube no suporte (Suas dimensões não bateram com as dimensões do suporte ocasionando a impossibilidade de exercer o teste de peso). Sendo assim não foi possível realizar a prova de Eficiência Estrutural e Capacidade Portante, devido a falha na prova de Adequação Dimensional.

Para nós da Carvalho&Pita Engenharia, mesmo com a impossibilidade de executar os testes de eficiência Estrutural e capacidade Portante, todo o projeto foi de grande importância pois nos deu uma ideia de como se prepara um projeto (e sua pequena demonstração) com seus cálculos, seus gastos e sua sua apresentação final.

Vídeo de Montagem

                                           Vídeo 1 - Confecção da Ponte

Pesagem e Finalização

Após a conclusão da montagem do protótipo, realizamos a pesagem, com objetivo de comprovar se estava dentro das especificações:

Figura 35 - PESAGEM DO PROTÓTIPO 

Figura 36 - MASSA DO PROTÓTIPO CONCLUÍDO 

Figura 36- PROTÓTIPO CONCLUÍDO

Figura 37  - Componentes da empresa pós termino da montagem 

Montagem do protótipo

Após adquirirmos os materiais necessários, iniciamos o processo de montagem do protótipo. Primeiramente, realizamos a seleção dos fios de macarrão que iriamos utilizar, com o objetivo de manter a conformidade entre os fios.

Figura 21 - Componente Bruno Realizando a seleção dos fios de macarrão 

Figura 22 - Componente André Realizando a seleção dos fios de macarrão

Logo após a seleção dos fios de macarrão, realizamos a colagem dos mesmos utilizando cola bastão, colando de acordo com o numero de fios necessários para o determinado membro da treliça, os quais foram determinados através dos cálculos realizados. 

Figura 23 - Membros após colagem

Figura 24 - Processo de Colagem dos membros 

Logo após a colagem dos fios de macarrão que iriam compor os membros da treliça, iniciamos a montagem do protótipo. Primeiramente fizemos um gabarito em uma folha de papelão com as medidas que seriam usadas na ponte:

Figura 25 - Montagem no gabarito

Figura 26 - Utilização de transferidor para manter a angulação correta dos membros

Figura 27 - MONTAGEM DA PRIMEIRA PARTE DA PONTE 

Após a montagem do primeiro lado, realizamos a pesagem do membro:

Figura 28 - PESAGEM DO PRIMEIRO LADO DA PONTE

Após verificar que estava de acordo com o esperado, inciamos a montagem do segundo lado da ponte, juntamente com os membros transversais, os quais estariam conectados com o primeiro lado da ponte. Para o membro central da ponte, onde será aplicada a força de prova, utilizamos um pedaço de vergalhão de 3/8":

Figura 29 - MONTAGEM DO SEGUNDO LADO DA PONTE

Figura 30 - SEGUNDO LADO DA PONTE 

Figura 31 - MONTAGEM COMPLETA DO SEGUNDO LADO DA PONTE

Após concluirmos a montagem dos dois lados da ponte, iniciamos o processo de união dos mesmo, para concluirmos a construção do protótipo:

Figura 32 - União dos dois lados da ponte junto com os membros verticais

Figura 33 - UNIÃO DOS DOIS LADOS DA PONTE

Figura 34 - SECAGEM DO PROTÓTIPO

Para completarmos o Projeto, Realizamos a colagem dos Apoios da ponte, os quais foram utilizados pedaços de tubo PVC de 1/2"

Figura 35 - PROTÓTIPO CONCLUÍDO.

Materiais Utilizados para Construção do Protótipo

Para realizarmos a construção da ponte, utilizamos os materiais abaixo, gerando os seguintes custos: 

Figura 20 - Tabela de materiais utilizados para construção do protótipo

Calculos para dimensionamento do Protótipo

Para determinarmos as forças nos membros da treliça, utilizamos o método dos nós. Para a confecção, dimensionamos a treliça para sustentar 30kgf.

Primeiramente, tivemos que encontrar os valores de reação nos apoios da treliça: 

Figura 7 - Cálculos dos Apoios 

Após encontrarmos os valores dos apoios, partimos para o calculo dos nós 

Figura 8 - Cálculos dos nós 

Figura 9 - Cálculos dos nós 

Figura 10 - Cálculos dos nós 

Figura 11 - Cálculos dos nós 

Figura 12 - Cálculos dos nós 

Figura 13 - Cálculos dos nós 

Figura 14 - Cálculos dos nós

Para confirmação dos calculos, utilizamos o Software Ftool. onde a partir da aplicação de uma força de 294,3N no centro da treliça geraram os seguintes resultados:

Figura 15 - Protótipo dimensionado na plataforma Ftool

Valores Positivos  (+)  - Membros de  tração 

Valores Negativos (-)  - Membros de  compressão  

Para Determinarmos a quantidade de fios de macarrão que será utilizada em cada membros utilizamos as seguintes equações:

Figura 16 - Formulas para número de fios 

Para conseguirmos realizar as equações acima, utilizamos os seguintes dados do macarrão que são fundamentais para o dimensionamento:

Dados Gerais Macarrao Barilla nº7 

Figura 17 - Quantidade de fios para membros de Tração 

Figura 18 - Quantidade de fios para membros de compressão  

APÓS O TERMINO DOS CÁLCULOS, CHEGAMOS AO SEGUINTE DIMENSIONAMENTO: 

Figura 19 - Dimensionamento do Protótipo

Escolha do tipo de Treliça

Após realizarmos a comparação com os outros tipos de treliças, desde a analise estrutural quanto os custos totais para a construção, optamos pela utilização da treliça Warren. 

Figura 5 - Treliça Warren

A treliça Warren é talvez a mais comum quando se necessita de uma estrutura simples e contínua. Para pequenos vãos, não há a necessidade de se usar elementos verticais para amarrar a estrutura, onde em vãos maiores, elementos verticais seriam necessários para dar maior resistência. As treliças do tipo Warren são usadas para vencer vãos entre 50 e 100 metros.

Vantagem: O pequeno tamanho dos elementos individuais da treliça a tornam uma ponte ideal para lugares onde grandes partes e seções não podem ser transportados nem erguidos e onde grande guindastes e equipamentos pesados não podem ser usados. Por causa que a treliça é inteiramente um esqueleto estrutural, a estrada pode passar tanto por cima como por dentro da treliça permitindo um espaço livre embaixo da ponte, algo que não seria possível em outros tipos de pontes.

Para a adequação do protótipo as regras previamente postadas, fizemos o seguinte Dimensionamento:

Figura 6 - Dimensões do protótipo

 Comprimento - 1 metro

 Largura - 15 centímetros

 Altura 16,66 centímetros.

Realizamos o dimensionamento para que todos os membros da treliça tivessem a mesma medida. 

Treliças: Definição, Aplicação e Classificação

Definição

As treliças ou “sistemas triangulados” são estruturas formadas por elementos mais rígidos, aos quais se dá o nome de barras. Estes elementos encontram-se ligados entre si por articulações/nós que se consideram, no cálculo estrutural, perfeitas (isto é, sem qualquer consideração de atrito ou outras forças que impedem a livre rotação das barras em relação ao nó). Nas treliças as cargas são aplicadas somente nos nós, não havendo qualquer transmissão de momento flector entre os seus elementos, ficando assim as barras sujeitas apenas a esforços normais/axiais/uniaxias (alinhados segundo o eixo da barra) de tração ou compressão.

Designa-se treliça plana quando todos os elementos da mesma são dispostos essencialmente num plano.

Aplicação da Treliça em Pontes

A treliça é uma solução estrutural simples. Na teoria de projeto, os membros individuais de uma treliça simples são sujeitos somente a forças de tração e compressão e não a forças de flexão, Portanto, na maioria das vezes, as vigas de uma ponte treliçada são delgadas. As treliças são compostas de várias pequenas vigas que juntas podem suportar uma grande quantidade de peso e vencer grandes distâncias. Na maioria dos casos, o projeto, construção e erguimento de uma ponte treliçada é relativamente simples. Contudo, uma vez instaladas, as treliças ocupam uma grande quantidade de espaço em relação ás pontes de vigas, e em alguns casos podem servir de distração para os motoristas.

Classificação das Treliças

• Tipo Pratt.

A treliça Pratt é facilmente identificada pelos seus elementos diagonais que, com exceção dos extremos, todos eles descem e apontam para o centro do vão. Exceto aqueles elementos diagonais dos meio próximos ao meio, todos os outros elementos diagonais estão sujeitos somente à tração, enquanto os elementos verticais suportam as forças de compressão. Isto contribui para que os elementos diagonais possam ser delgados, fazendo com que o projeto fique mais barato.

Figura 1 - Treliça Pratt

    2.Tipo Howe.

A treliça Howe é o oposto da treliça Pratt. Os elementos diagonais estão dispostos na direção contrária do centro da ponte e suportam a força de compressão. Isso faz com que os perfis metálicos necessitem ser um pouco maiores, tornando a ponte mais cara quando construída em aço.

Figura 2 - Treliça Howe

    3. Tipo Warren.

A treliça Warren é talvez a mais comum quando se necessita de uma estrutura simples e contínua. Para pequenos vãos, não há a necessidade de se usar elementos verticais para amarrar a estrutura, onde em vãos maiores, elementos verticais seriam necessários para dar maior resistência. As treliças do tipo Warren são usadas para vencer vãos entre 50 e 100 metros.

Figura 3 - Treliça Warren

     4. Tipo Belga.

A treliça tipo belga caracteriza-se por não possuir barras verticais (montantes e pendural). Isso faz com que não haja uma barra representando o centro de simetria da treliça. Além de acarretar uma economia de matéria prima pela diminuição de barras, esse tipo de configuração exige tração de um maior número de peças. Isto permite que as peças sejam mais esbeltas (não há flambagem). A configuração belga gera economia também na quantidade de aço utilizado nas juntas, isto devido a possuir um menor número de "nós" ou ligações que as demais configurações de treliças. Esta treliça permite um melhor aproveitamento do interior da treliça, já que não possui o pendural central.

Figura 4 - Treliça Tipo Belga

PROJETO

A Carvalho&Pita Engenharia está com um projeto tendo como objetivo construir um protótipo de uma ponte utilizando como matéria prima o macarrão em formato cilíndrico nº 7. 

Requisitos do Protótipo:

−     A estrutura do protótipo da ponte deve ser totalmente treliçada e tridimensional.

−     O comprimento admissível para o protótipo da ponte completa é de exatamente 1000 mm. Ou seja: A ponte deverá cobrir um vão livre de 1000 mm entre as superfícies de apoio.

−     O protótipo deverá ser fabricado totalmente em macarrão espaguete cilíndrico Número 7 e sua massa total não poderá ultrapassar 1000 g.

−     Junções: Devem ser feitas somente de cola quente, cola araldite ou durepox;

−     Os elementos de treliças deverão ser revestidos com verniz. Não poderá ser amarrado com fios, linhas, fitas adesivas, etc.

−     Largura entre um valor mínimo 150 mm.

−     A altura máxima da ponte, medida verticalmente desde seu ponto mais baixo até o seu ponto mais alto, não deverá passar 500 mm.

−     Somente o suporte central, para fixação das massas, poderá ser feito em metal e deverá estar rigidamente fixado.

−     Nas extremidades poderá conter engastes de 1^o gênero, feito somente com tubos de PVC (1/2 polegada), devidamente colados. Sobre estes apoios deve ter fios de macarrão. 

Com este projeto, será possível observar e entender o comportamento das estruturas,  realizar o calculo das forças axiais, esforços cortantes e momentos fletores, tensões e deformações. 

Visão e Valores

A Carvalho&Pita Engenharia tem um sério compromisso em trazer qualidade ao setor de projetos de estruturas, sem perder a competitividade com o mercado, utilizando o que há de melhor disponível.

FUNDADORES

   BRUNO LUIS PITA DA CONCEIÇÃO 

ESTUDANTE DE ENGENHARIA MECÂNICA 

   ANDRÉ FILIPE CONCEIÇÃO CARVALHO 

    ESTUDANTE DE ENGENHARIA MECÂNICA 

A EMPRESA

A Carvalho&Pita Engenharia é uma empresa fictícia no ramo de projeto de estruturas treliçadas, que surgiu a partir da ideia de 2 estudantes de Engenharia da Faculdade Devry Area1, tendo como origem do nome o sobrenome dos 2 integrantes da empresa.