Agradecimentos ao Mestre

A Equipe Estruturas Ltda, vem agradecer ao orientador Targino Amorim por nos propor este grande desafio e acreditar que nunca há o impossível.

Entrega da Treliça

A equipe de Engenheiros da Estruturas LTDA apresentou o protótipo no dia 18/11/2014 de acordo com o cronograma apresentado.

Figura 21: Equipe de Engenheiros na entrega da treliça feita de macarrão

Finalização do protótipo de macarrão.

Abaixo imagens da treliça de macarrão já em fase final, de secagem.

Figura 18: Protótipo de treliça pronta

Figura 19: Treliça Warren feita de macarrão

Figura 20: Treliça Warren em 3D

Vídeo das etapas do protótipo

Acima vídeo mostrando as etapas da montagem.

Montagem do Protótipo - Etapa 3

• Etapa 3: Construção dos lados e pesagem parcial

As figuras abaixo demonstram a esta etapa em que deve-se ter grande atenção nas junções visto que a força aplicada nas vigas incide num bom resultado das provas de conceito.

Figura 15: Vigas sobrepostas ao gabarito da treliça

Figura 16: Vigas coladas com polímero

Figura 17: Junção das vigas utilizando-se Durepox

Após a construção dos dois lados do vão de ponte, utilizando-se o Durepox, fez-se uma pesagem parcial, totalizando 850 a 900 gramas.

Montagem do Protótipo - Etapa 2

• Etapa 2: Construção das vigas e análise no gabarito da treliça

A força de ruptura de um fio de macarrão teve um valor médio de 37,42 N, feita para 8 

marcas existentes em supermercados. Ensaios realizados pelo professor Targino 

Amorim Neto, MsC. 

Com base nos cálculos dimensionados as vigas submetidas a força de tração e compressão, os elementos da treliça foram construídos com macarrão e polímero para junção. Abaixo figuras demonstrando a montagem.

Figura 10: Fios de macarrão colados formando as vigas da treliça.

Figura 11: Vigas colocadas para secagem.

Com o auxílio do gabarito desenhado, as vigas foram analisadas antes da junção final.

Figura 12: Vigas alinhadas ao gabarito da treliça para análise.

Figura 13: Com o alinhamento das vigas ao gabarito tende-se a minimizar falhas.

Figura 14: Antes da colagem final, vigas devidamente ajustadas ao gabarito da treliça.

Montagem do Protótipo - Etapa 1

O prazo para entrega do protótipo de macarrão acontecerá dia 18/11/2014 e dia 25/11/2014,  acontecerão as Provas de Conceito, listadas e descritas abaixo: 

            1. Prova de Adequação Dimensional – nesta primeira prova, o Vão de Ponte será 

medido para verificar se este atende aos requisitos de comprimento e massa 

máxima, e suas dimensões finais condizem com o projetado pela equipe, atendendo 

aos requisitos de precisão de 0,5 %. As dimensões a serem medidas serão massa 

total do protótipo, altura total do protótipo, comprimento total do protótipo e largura

total do protótipo.

            2. Prova de Eficiência Estrutural – para esta prova, o suporte central será submetido a uma carga de 10 kg. Caso o protótipo resista, será calculada o Coeficiente de Eficiência Estrutural, que é a relação entre a carga aplicada e a massa total do protótipo. 

          3. Prova de Capacidade Portante – nesta última prova, o protótipo será submetido no suporte central a cargas. A Capacidade Portante é obtida pela relação entre a carga 

máxima suportada, sem que o protótipo rompa ou tombe, e a massa total do protótipo. 

• Etapa 1: Aquisição de materiais

A compra dos materiais para a construção da treliça de macarrão, deve atender aos critérios exigidos pelo Projeto, bem como, adequar-se as condições técnicas afim de assegurar a alta resistência aos testes de força no qual será submetido. 

Figura 7: Macarrão fino sem furo

Figura 8: Cola utilizada para montagem

Figura 9: Materiais utilizados para a montagem: régua, tesoura e calculadora

Gabarito da Treliça

Para a montagem da treliça Warren foi desenhado um gabarito que servirá de base, ver figura 5, de acordo com os cálculos das forças já desenvolvidos anteriormente.

Figura 5: Gabarito da treliça

Após o desenho pronto, aplica-se as forças de acordo com os cálculos já obtidos 

ver figura 6.

Figura 6: Gabarito com aplicação das forças já calculadas anteriormente.

Treliça Warren em 3D

Uma treliça tridimensional (3D) é um tipo de estrutura utilizada para dar maior resistência e apoio a estruturas de construção, como pontes e edifícios. Também chamadas de armação de espaço, são compostas de triângulos dispostos de forma tridimensional, como tetraedros. Essas armações são extremamente fortes e capazes de suportar uma grande quantidade de força, sem alterar a forma ou causar ruptura.

Figura 4: Desenho da Treliça Warren em 3D

Esboço da Treliça Warren com a aplicação das forças

Distribuição de forças


Abaixo Figura 3 treliça Warren com a distribuição das forças.

Figura 3: Esboço da treliça Warren

Calculo Método dos Nós - Quantidade de fios de macarrão

Parte 2

Abaixo os calculos que possibilitaram o estudo para quantificar o número de fios de macarrão em cada viga.

Calculo pelo método dos nós

Parte 1

Abaixo Memorial de Calculo

Cálculos passo a passo

Para calcular as forças aplicadas em cada ponto da treliça, foi utilizado o método dos nós, com o auxílio do programa Ftool.

Analise da estrutura a ser utilizada no protótipo

A treliça é uma solução estrutural simples, ver modelos de treliça a Figura 2 abaixo. Na teoria de projeto, os membros individuais de uma treliça simples são sujeitos somente a forças de tração e compressão e não há 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.

A treliça Warren é caracterizada pela presença de triângulos equiláteros e isósceles formados por suas barras diagonais. Suas barras estão posicionadas de forma alternada, sendo uma apontando para o centro do vão, seguida de outra apontando para o lado oposto. As barras diagonais se comportam de uma maneira em que sofrem alternadamente tração e compressão. As barras que apontam para o centro do vão estão sobre o efeito de tração, enquanto as barras apontadas para a extremidade da ponte sofrem compressão. Para aumentar a resistência da estrutura, podem-se adicionar montantes dividindo os triângulos formados pelas barras diagonais. 

Após analise das especificações do projeto, a equipe técnica verificou que o modelo "Viga Warren com montante" cumpriria as especificações a contento.

Figura 2: Modelos de viga

Equipe técnica responsável pelo Projeto Ponte de Macarrão

A equipe é formada por cinco Engenheiros de diversas áreas: Automação, Civil e Ambiental e Sanitária.

Figura 1: Equipe técnica de Engenheiros responsáveis pelo projeto