Ponte de Macarrao ETEP

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Ponte ganhadora da competição de ponte de macarrão da ETEP no ano de 2014

Text of Ponte de Macarrao ETEP

  • ETEP FACULDADES

    Campus Esplanada

    ED PONTE DE MACARRO

    Introduo a Engenharia

    Prof Giovanni Jos Rosa

    Turma 1ENE

    Integrantes:

    Leandro Matos de Lima RA 14000927

    Renato Siqueira RA 11111111

    Rhenderson Douglas RA 11111111

    So Jos dos Campos SP

    2014

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 1

    Sumrio

    INTRODUO ...................................................................................................................... 2

    DESENVOLVIMENTO .......................................................................................................... 4

    Esboo inicial .................................................................................................................................. 4

    Confeco dos cabos ................................................................................................................... 5

    Montagem e Reforos ................................................................................................................... 7

    DIA DA TENTATIVA DE QUEBRA DA PONTE ................................................................. 10

    CONCLUSO ..................................................................................................................... 12

    BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 13

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 2

    INTRODUO

    Pontes sempre foram grandes exemplos de engenharia, alguns dizem que

    desde a pr-histrias o ser humano j fazia pontes porm no temos nenhum registro

    delas, algo talvez relacionado a durabilidade das mesmas. As primeiras que temos

    notcias e so melhores documentadas so as pontes romanas, a primeira delas

    talvez seja a ponte Pons Sublicius que teria sido construda sobre o rio Tibre no ano

    621 a.c, desde ento o homem vem aperfeioando a engenharia e criando pontes

    cada vez mais resistentes e desafiadoras.

    E hoje, como futuro engenheiros fomos desafiados a construir uma ponte de

    macarro resistente o suficiente para aguentar uma carga bem maior que o seu peso.

    Para a execuo desse projeto nos foram passadas algumas limitaes e restries:

    A ponte dever ser indivisvel, de tal forma que partes mveis ou encaixveis no

    sero admitidas;

    A ponte dever ser construda com macarro espaguete n 7 e sua fixao dever

    ser realizada com cola lquida tipo super bonder, araldite, cola branca, cola de

    madeira ou cola quente. No sero aceitas colas do tipo durepoxi ou similares;

    A ponte no poder receber nenhum tipo de revestimento ou pintura, mas pode

    receber cola para evitar o ressecamento do macarro;

    A verificao da carga suportada pela ponte ser feita num suporte de vo livre

    0,50m (no ser admitido realizar a fixao das extremidades da ponte no suporte

    de teste);

    A massa da ponte (considerando a massa do macarro acrescida da cola utilizada

    para sua unio) no poder ser superior a 550g, a ponte cuja massa ultrapassar o

    limite ser desclassificada (podendo ser testada no final dos testes, simplesmente

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 3

    para observar o valor da carga suportada);

    No h restrio quanto ao formato da ponte, porm a mesma dever ter um vo

    de 0,03m (3 cm) no centro para a aplicao da carga, caso a estrutura no permita

    a aplicao, pode-se fixar na parte inferior no centro da ponte um tubo de PVC de

    1 com a mesma dimenso da largura da ponte (nesse caso, esse item ser

    acrescido na massa da ponte que no dever ultrapassar 550g).

    A ponte dever ter as seguintes dimenses:

    - Comprimento 0,60m (60 cm);

    - Largura mnima de 0,05m (5 cm) e mxima de 0,10m (10 cm);

    - Altura mnima de 0,05m (5 cm) e mxima de 0,30m (30 cm);

    Com base nessas informaes definimos os pontos chaves:

    Vo livre de 60cm

    Peso total da estrutura de 550g

    Teste de carga aplicado em um ponto nico central.

    Analisamos os 3 pontos chaves e decidimos que a melhor estrutura da ponte

    seria uma ponte em arco, pois ela permite uma melhor distribuio de peso aplicado

    em um nico ponto com somente dois apoios.

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 4

    DESENVOLVIMENTO

    Esboo inicial

    Decidido a estrutura da ponte o prximo passo foi fazer o desenho bsico

    conforme podemos ver na figura abaixo:

    Esboo preliminar da ponte

    Essa ponte distribui as foras aplicada no seu centro de duas formas, na

    forma de tenso dos cabos que transmitem as foras para os arcos superiores que

    a redistribuem entre eles na forma de compresso.

    O prximo passo foi levantar as medidas e especificaes da matria prima

    disponvel:

    Marca / Tipo: Barilha nmero 7

    Massa: 500g

    Comprimento dos fios: entre 23 e 25cm

    Quantidade de fios por pacote de 500g: 525 aproximado

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 5

    Cola: Super bond e Araldite

    Decidimos pela cola Super Bonder na montagem pela resistncia e pela

    secagem rpida, esse tipo de cola agiliza o processo de montagem pois diferente das

    outras ela seca quase que instantaneamente, diminuindo em muito o tempo de

    montagem de cada segmento da ponte. Essa foi uma deciso estratgica mais para

    podermos cumprir o cronograma do que para ter mais resistncia, todos do grupo

    trabalham e tem pouco tempo disponvel. A cola Araldite foi utilizada para envernizar

    a ponte depois de pronta evitando ressecamentos, nesse caso optamos por ela pois

    a mesma demora mais para secar e isso ajuda a deixar uma camada de cola

    homognea em toda a ponte.

    Confeco dos cabos

    Os clculos iniciais indicaram que poderamos montar o esqueleto da ponte com

    cabos formados por 3 fios de macarro e comprimento de 20cm.

    3 fios de macarro formando 1 cabo

    Como vrios pontos da estrutura tinham um comprimento superior a 20cm foi

    preciso desenvolver um sistema de emenda, montamos os cabos com os fios de

    macarres desalinhados entre si mais com uma distncia padro, dessa forma os

    cabos podiam ser encaixados e as emendas de cada fio ficariam desalinhadas das

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 6

    demais. Fizemos dessa forma pois acreditamos que se as 3 emendas ficassem

    alinhadas isso geraria um ponto fraco no cabo e um provvel ponto de ruptura.

    Cabos preparados para a emenda

    Cabos conectados

    Cabo 1

    Cabo 2

    Cabo 1

    Cabo 2

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 7

    Montagem e Reforos

    Durante a montagem da ponte decidimos mudar o ponto onde os cabos se

    encontravam com a viga no centro, em vez de centralizar todos em um ponto nico

    distribumos eles a partir da regio central distribuindo melhor a carga e no

    centralizando ela somente em um ponto.

    Com os cabos montados finalizamos a montagem do esqueleto e reanalisamos

    o projeto para decidir de qual forma aplicaramos alguns reforos com o macarro

    que sobrou. Restando 1/3 das 500g de macarro decidimos reforar alguns cabos

    aumentando o nmero de fios de 3 para 7 e decidimos tambm fazer uma trelia na

    parte inferior. Dessa forma temos duas estruturas de suporte (arco e trelia)

    distribuindo a carga e gerando um backup para um possvel erro estrutural pontual.

    Projeto da ponte com a trelia e os cabos espaados no centro

  • |ED Ponte de Macarro Pg. 8

    Como a nossa primeira ponte de macarro e no conseguimos fazer um

    prottipo para testar a montagem como gostaramos optamos por essa soluo,

    talvez no fim a ponte aguente menos peso do que se tivssemos usado todo o

    macarro no arco, mais essa configurao de arco e trelia nos d mais confiana e

    parece ser mais robusta, olhando um pouco na internet podemos encontrar vrias

    pontes com arcos que muitas vezes quebram somente no ponto de apoio da carga,

    situao essa que dificilmente acontecer com a nossa ponte por causa da trelia.

    O ltimo passo foi reforar o centro por onde o cabo de ao que vai prender os

    pesos vai passar. Como o cabo vai cortar a ponte lateralmente e optamos por no

    utilizar o cano de pvc entendemos que a tendncia vai ser o cabo esmagar a ponte

    lateralmente alm de fazer a fora para baixo, ento aproveitamos a abertura da

    trelia que ficou perfeitamente centralizada e montamos um caminho triangular

    totalmente contornado de macarro, alm de aplicar mais umas camadas de cola para

    garantir que esse ponto central da ponte no ceda antes do restante da estrutura.

    Ponto de apoio do cabo de ao para aplicao da