APS PONTE DE TRELIÇA

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E 
 TECNOLÓGICAS
FACULDADE DE ENGENHARIA
LUAN RIBAS BRIGIDA
LUCAS DE SOUZA TORRES CARLOS HENRIQUE DE CASTRO BRAGA
VICTOR SOUZA RIBEIRO
WESLLEY GOMES DO NASCIMENTO
PIERO DONATO OVALLE GOMES
BRUNO TOLEDO PORTES DOS SANTOS
TRELIÇA
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 2022
TRELIÇA
Atividades Práticas Supervisionadas – trabalho apresentado como condição para a aprovação na disciplina de Atividades Práticas Supervisionadas (APS), do primeiro semestre letivo de 2022, do curso de Engenharia da Universidade Paulista, sob orientação dos professores do semestre.
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 2022
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 -	Cálculos	9
Figura 2 – Cálculos	10
Figura 3 - Material para montagem da treliça	12
Figura 4 – Material dos banzos	12
Figura 5 – Medida do transpasse	12
Figura 6 - Montagem dos banzos	12
Figura 7 – Medidas precisas	12
Figura 8 – Ângulo preciso	12
Figura 9 – Montagem do banzo e verticais	13
Figura 10 – Implantação das diagonais verticais	13
Figura 11 – Peças montadas com cola curando	13
Figura 12 – Peças pós cura	13
Figura 13 – Estruturas prontas	13
Figura 14 – Vista de peça lateral	13
Figura 15 – Peça fixa sobre isopor	14
Figura 16 – Laterais fixas	14
Figura 17 – Fixação no banzo superior	14
Figura 18 – Banzos superiores travados	14
Figura 19 – Banzos inferiores travados	14
Figura 20 – Travamento “X” nos extremos	14
Figura 21 – Treliça finalizada	14
Figura 22 – Diagonais horizontais	14
Figura 23 – Vista superior treliça	15
Figura 24 – Peso para teste	15
Figura 25 – Teste da estrutura	15
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	5
CONCLUSÕES	11
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	16
FICHA DA APS 	
INTRODUÇÃO
Armação formada pelo cruzamento de ripas de madeira. Quando tem função estrutural, chama-se viga treliça e pode ser feita de madeira, metal ou alumínio. As treliças ou “sistemas triangulados” são estruturas formadas por elementos 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/ uniaxiais (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
Atualmente, com o desenvolvimento de novos metais e fluidos obtidos sinteticamente, a versatilidade e a dependência do uso da transmissão de força hidráulica ou pneumática tornam-se evidente, desde o seu uso para um simples sistema de frenagem em veículos até a sua utilização para complexos sistemas das eclusas, aeronaves e mísseis.
A competição para construção e teste de uma Treliça é uma proposta que algumas Universidades do Brasil e do mundo fazem aos seus alunos de Engenharia, com o intuito de motivá-los a empregar os conhecimentos obtidos em sala de aula na prática. No geral, através de análises e pesquisas, o desafio é demonstrar passo a passo a construção do protótipo de uma treliça feito com o uso de palitos de madeira bem como o esboço do projeto, cálculos utilizados e o ensaio para verificar o correto funcionamento do equipamento.
· 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.
· Seções transversais dos elementos e materiais
No Brasil, o aço é o material mais utilizado na construção de treliças espaciais; o alumínio também é utilizado, no entanto, em menor escala.
Em linhas gerais, qualquer tipo de seção transversal pode ser utilizado nos elementos de uma treliça espacial. A definição do tipo de seção depende principalmente do sistema de ligação. As treliças espaciais no
· Ligação entre barras – Nós
O encontro das barras de uma estrutura denomina-se nó e para as treliças espaciais o tipo de seção transversal das barras irá determinar o tipo de nó. Existem vários tipos de nós desde os mais simples utilizando superposição de barras com amassamento nas extremidades conectadas por um parafuso, até os mais elaborados com peças esféricas fundidas e usinadas com elementos especiais rosqueados.
· 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 do 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.
· 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.
· 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.
· 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.
· Tipo Polonesa ou Fink.
Na treliça polonesa ou Fink, vemos uma treliça cujas diagonais são tracionadas, sendo os montantes comprimidos, características análogas às da viga Pratt.
OBJETIVOS DO TRABALHO
· OBJETIVO GERAL
O objetivo geral deste trabalho é proporcionar ao aluno o desenvolvimento de habilidades que envolvam as disciplinas e que está cursando durante o semestre, também de sair da retórica teórica e permitir aos alunos colocar em prática o conhecimento adquirido em sala de aula. Desenvolver a capacidade de observação e análise dos diversos fenômenos físicos. Desenvolver no aluno o espírito crítico e o raciocínio lógico. Propiciar ao aluno o ttrabalho em grupo para a execução do projeto.
· OBJETIVO ESPECÍFICO
Construir uma ponte treliçada usando apenas palitos de madeira para churrasco e cola
ETAPAS DO DESENVOLVIMENTO
· Parte Teórica
· Pesquisar o tema na internet, para se ter uma noção inicial do trabalho. 
· Com o projeto já idealizado, esboça-se um projeto em uma aplicação de celular com dimensões e medidas.
· Executa-se alguns cálculospara verificar os pontos de reforço já que será utilizado o angulo de 45° fixo da base até o topo, também vendo o melhor comprimento.
· Opta-se por medidas que não tenham emendas nesses elementos solicitados, minimizando falha estrutural nesses pontos e, maximizando sua resistência.
· Passo a Passo da Construção
· Compra do material necessário para a construção do protótipo
· Fazem-se uma pré-montagem do protótipo
· Tem início a montagem com os encaixes das peças barras e nós.
· Fazer emendas desgastando 5cm da extremidade dos palitos a serem juntados, após isso é feito um furo capaz de passar um palito de dente que serve como um “parafuso” fixando uma peça na outra.
· Executa-se a fixação das barras com cola
· Tem-se cuidado para que haja simetria entres as peças.
· Corrige-se os erros e defeitos apresentados nos testes 
· Monta-se o sistema da treliça, testando-a e, corrigindo os defeitos apresentados
Equipamento totalmente montado, executa-se vários testes de carga, com a finalidade de colocá-lo a prova, sendo os testes positivos para 37N.
· Esboço do projeto
Quando esboçamos o projeto inicial da treliça ele teria as seguintes características:
· Modelo Tipo Pratt
· Dez divisões retangulares de 20x15 cm cada, totalizando 1,00m.
· Elemento diagonais de 23cm na vertical.
· Dez divisões retangulares de 20x15 cm cada, totalizando 1,00m
•. Totalizará um comprimento de 100cm.
•. Terá largura de 10cm e, altura de 20cm.
· 22 nós em toda estrutura
· Materiais Utilizados
Para a montagem da treliça foram necessários alguns materiais, de custo de baixo valor. Segue lista:
· Palitos para churrasco
· Cola epóxi (proibido tipo: massa)
· Cálculos Utilizados
Na montagem do protótipo foram necessário cálculos e conhecimento na área, com isso chegamos as seguintes conclusões:
Figura 1 – Alguns cálculos para definir dimensões de estrutura.
Figura 2 – Cálculos com estrutura já definida.
Os cálculos mostrados na figura 2 para verificar o quão solicita-se os elementos diagonais em função da altura em Y e o comprimento em X.
Assim optamos por usar um triangulo retângulo de 20cm x 12cm, tendo assim uma diagonal de 23cm, que ficará com um ângulo de 59°, tendo uma solicitação de 0,51 no cosseno, e 0,85 no seno.
Quando diminuímos a medida do triangulo retângulo em X temos uma solicitação maior no elemento diagonal em relação ao cosseno do ângulo. Quando aumenta-se essa medida, a solicitação ficar maior em relação ao seno do ângulo.
Assim temos os elementos diagonais sendo solicitados na tração – esses na terão emendas – e os elementos verticais serão solicitados pela compressão, por maior resistência desses elementos resolvemos trabalhar sem emendas.
Esquema usado para fazer o eletroímã do guindaste, que terá o movimento para cima e para baixo executado por um pistão (seringa).
Foi usado para acionar o funcionamento do eletroímã, um interruptor, que foi adaptado na ponta da alavanca responsável pelo movimento do eletroímã.
Foi feito um compartimento para as pilhas, ligadas por cabos elétricos com o eletroímã, fazendo a corrente girar pelo circuito, gerando um campo eletromagnético no material ferroso.
CONCLUSÃO
Foram aproximadamente quatro dias o tempo gasto entre fazer os cálculos, projetar, fabricar e realizar o teste da nossa treliça, porém este tempo foi o suficiente para darmos um grande passo em nossa força do conhecimento. A partir do momento que este trabalho foi proposto tínhamos ciência de que muitos iam ser os obstáculos, os muros, que teríamos que transpor para chegarmos a um bom resultado, mas sabíamos também que ao alcançá-lo nos tornaríamos mais sábios e preparados, para os desafios que estão por vir em nossas vidas acadêmica e profissional.
Ao final deste trabalho agregamos importantes conhecimentos no estudo das estruturas e resistências dos materiais, tanto nos aspectos conceituais quanto na prática. A oportunidade de testar o que projetamos, nos traz uma experiência que jamais teríamos somente dentro da sala de aula e isto mostra a importância de executarmos atividades práticas durante o curso de engenharia.
Verificamos na execução do protótipo os conceitos e cálculos que aplicamos. Com eles descobrimos que iriam atuar tipos de forças. Conforme pesquisamos a as forças aplicadas solicitam os elementos diagonais, verticais e horizontais em compressão e tração e, por fim transmitidas aos “nós”. Não restaram dúvidas de que entender a física tornou viável a construção dessa treliça e que com a matemática foi possível prever sua eficácia antes mesmo de testá-la.
Figuras
Figura 3 – Material para uso na montagem.	Figura 4 – Palitos que formarão os banzos.
Figura 5 – 5cm transpassados conforme regra.	Figura 6 – Banzos em montagem.
Figura 7 – Garantindo medidas exatas.	Figura 8 – Garantindo ângulos exatos.
Figuras
Figura 9 – Montagem dos banzos e elementos verticais.	Figura 10 – Colocação dos elementos diagonais.
Figura 11 – Elementos colocados, treliça tipo Pratt.	Figura 12 – Parte da treliça pronta.
	
Figura 13 – Peças laterais pronta.	Figura 14 – Vista de uma peça da estrutura.
Figuras
Figura 15 – Fixação das peças sobre isopor para montagem.	Figura 16 – Fixação das peças sobre isopor.
Figura 17 – Fixação de elementos no banzo superior	Figura 18 – Banzos superiores travados.
	
Figura 19 – Banzos inferiores travados.	Figura 20 – Diagonais ligam e travam banzos em “X”.
Figuras
Figura 21 – Vista da treliça montada com cola em cura.	Figura 22 – Treliça com diagonais horizontais fixas.
Figura 23 – Vista superior da treliça	Figura 24 – Peso de 32N para teste de resistência.
Figura 25 – Teste com vão de 0.90m.
REFERÊNCIAS
 https://www.colegiodearquitetos.com.br
· https://rltengenharia.com.br
· https://www.metalica.com.br
· https://www.preciosonoxicorte.com.br