trabalho teoria pontes

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Universidade de Sorocaba
TEORIA DAS ESTRUTURAS I
	Nome
	Nº Matrícula/R.A
	Data 
	ANDRESSA LINHARES MARTELLI
	00085152
	21/11/2017
	PAULO HENRIQUE S. MORETE
	00046688
	
	GUSTAVO WILLIAN N. DE OLIVEIRA
	00085510
	
	MARIANE CARDOSO ALVES
	00073826
	
	WALBERT JOSÉ DA SILVA
	00085999
	
	RENAN ROLIM
	00085578
	
	WILLIAN
	
	
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO...................................................................................................3
1.1 A HISTÓRIA DA ENGENHARIA DE PONTES E OS DESAFIOS...............3
1.2 COMPETÊNCIAS E HABILIDADES DA ENGENHARIA CIVIL QUE ATUA NA ENGENHARIA DE PONTES..................................................................................3
1.3 PONTES DE TRELIÇA................................................................................4
1.4 CLASSIFICAÇÃO DAS TRELIÇAS.............................................................4
1.4.1 TIPO PRATT..................................................................................4
     		1.4.2 TIPO HOWE...................................................................................5
    		1.4.3 TIPO WARREN..............................................................................5
    		1.4.4 TIPO BELGA..................................................................................5
    		1.4.5 TIPO POLONESA OU FINK..........................................................6
MECÂNICA DE TRELIÇAS.........................................................................6
	 1.5.1 CARGAS........................................................................................6
	 1.5.2 REAÇÕES.....................................................................................7
	 1.5.3 COMPONENTES DAS FORÇAS INTERNAS...............................8
 2. OBJETIVO GERAL............................................................................................9
 3. OBJETIVO ESPECÍFICO..................................................................................9
 4. MATERIAIS UTILIZADOS................................................................................10
 5. CONSTRUÇÃO DA PONTE.............................................................................10
 5.1 PROCEDIMENTOS DA CONSTRUÇÃO...................................
 5.2 TESTE EMPÍRICO DE RESISTÊNCIA..........................................
 5.3 TESTE DE TRAÇÃO DO PAPEL.......................................
 6. CÁLCULOS......................................................................................................10
 7. MOLDES..........................................................................................................11
 8. ROMPIMENTO DA PONTE........................................
 9. CONCLUSÃO................................................................................................ 12
 10. REFERÊNCIAS..............................................................................................12
INTRODUÇÃO
 	1.1 A HISTÓRIA DA ENGENHARIA DE PONTES E OS DESAFIOS
A utilização de pontes faz parte da história da humanidade desde épocas remotas, onde os romanos utilizavam pedras para a sua construção em forma de arcos, técnica aprendida com os etruscos. Em períodos ainda distantes, no século XVI, diz a história que o arquiteto Andrea Palladio utilizou treliças de madeira para vencer vãos de cerca de 30 metros. A transição da madeira para o ferro ocorreu no século XIX. No Brasil, a primeira ponte construída em ferro fundido data de 1851 e está localizada na cidade de Paraíba do Sul, sobre o rio do mesmo nome. Obras de arte em sua verdadeira expressão, as pontes, usadas geralmente para encurtar distâncias e vencer obstáculos, evoluíram de maneira extraordinária. Nas mais diferentes formas, compostas com diversos materiais e utilizando modernas técnicas de construção, permitiram que os vãos a ser vencidos se tornassem praticamente ilimitados. Os arquitetos têm explorado de maneira crescente a integração dos materiais, concebendo obras de rara beleza, verdadeiros ícones da construção em todo o mundo. Destacam-se pela sua importância na infraestrutura rodoviária, ferroviária e urbana. No interior, as pontes vicinais desempenham um papel relevante na ligação de cidades, facilitando o transporte e o acesso da produção agrícola aos grandes centros.
1.2 COMPETÊNCIAS E HABILIDADES DA ENGENHARIA CIVIL QUE ATUA NA ENGENHARIA DE PONTES
Para um bom profissional que atua na engenharia de pontes, a habilidade de testar protótipos, regular o funcionamento de sistemas, medir variáveis físicas em processos e de realizar experiências são um grande desempenho para o profissional que atua nessa área e servem para aprimorar o trabalho.
O bom engenheiro deve estar sempre a par dos avanços da sua área de trabalho. Não só o engenheiro de pontes, mas todos os profissionais devem ter um aprendizado contínuo, sempre lendo, assistindo a congressos e participando de feiras.
Para se projetar pontes, habilidades e competências não podem faltar, dessa forma, o conhecimento se prolonga por toda a vida profissional.
São obras que requerem rapidez, segurança e durabilidade. O aço é um dos componentes mais utilizados nas estruturas de pontes, viadutos e passarelas. Devido à flexibilidade na obtenção de diferentes formas e integração com outros elementos e o meio ambiente, o aço está presente em praticamente todas as obras desse tipo. Há uma expectativa muito grande em relação à crescente demanda dessas construções, em função dos freqüentes anúncios de investimento do governo na infraestrutura do país.
	1.3 PONTES DE TRELIÇA
	Essas pontes utilizam treliças — sistemas de barras de aço entrelaçadas — para manterem sua sustentação. Deste modo, as treliças das pontes são compostas de muitas barras de aço que, juntas, apoiam uma grande quantidade de peso e se estendem por grandes distâncias.
	Na maioria dos casos, o design, a fabricação e a montagem de treliças são relativamente simples. No entanto, uma vez montadas, as treliças ocupam maior espaço em comparação com modelos antecessores. As vigas de ação ocupam uma extensão vinte vezes maior do que cabos de aço, e, em estruturas mais complexas, isso pode servir como uma distração para os condutores.
	As treliças são utilizadas porque são estruturas muito rígidas, que transferem a carga a partir de um ponto único a uma área muito mais ampla, o que garante a absorção do peso e do impacto. As pontes de treliça apareceram cedo na história das pontes modernas e são muito econômicas para construir, uma vez que utilizam materiais de forma eficiente.
1.4 CLASSIFICAÇÃO DAS TRELIÇAS
1.4.1 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.
1.4.2 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.
   	 1.4.3 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.
	
  	1.4.4 TIPO BELGA
A treliça tipo belgacaracteriza-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.
  	   1.4.5 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.
1.5 MECÂNICA DE TRELIÇAS
	A treliça que tem elementos biarticulados pode dizer-se isoestática ou hiperestática, dependendo da sua configuração. As Leis de Newton são aplicadas a uma treliça como um todo, assim como para cada nó ou elemento (como em todas as tipologias estruturais gerais). Para qualquer um dos nós permanecer estático, devem ser verificadas as seguintes condições: o somatório de todas as forças horizontais e verticais deve ser igual a zero. A análise destas condições em cada nó, por exemplo, permite determinar as forças em cada elementos da treliça (método do equilíbrio dos nós).
Treliças que são apoiadas em mais de dois diferentes pontos/coordenadas dizem-se hiperestáticas. Neste caso a aplicação das Leis de Newton, por si só, não é suficiente para determinar a magnitude das forças nos vários elementos.
Algumas treliças são construídas com um número superior ao mínimo de elementos necessário para se encontrarem devidamente equilibradas. Tais treliças, podem manter-se estáticas quando algum dos seus elementos falhe, sendo que o equilíbrio é estabelecido com um aumento da magnitude de forças nos restantes elementos.
1.5.1 CARGAS
Para ilustrar o que é carga, reações, e membros de forças internas, vamos fazer uma experiência simples: Pegue um quebra-nozes como o mostrado abaixo, amarre as extremidades do quebra-nozes em conjunto com um pedaço de corda. Você acabou de construir uma simples treliça composta por três membros, os dois puxadores e a corda. Agora, coloque as extremidades do quebra-nozes sobre uma superfície plana e pressione para baixo sobre o centro dobradiça. Você está aplicando uma carga para o quebra-nozes. A carga é simplesmente uma força aplicada a uma estrutura.
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Pontes reais estão sujeitos a diferentes tipos de cargas, como por exemplo: 
Peso dos veículos e pedestres que atravessam a ponte; 
Peso da própria ponte; 
Peso do asfalto ou pavimento de concreto; 
Vento empurrando os lados sobre a estrutura; 
Forças causadas por terremotos, entre outros. 
Na concepção de uma ponte, o engenheiro estrutural deve considerar os efeitos de todas essas cargas, incluindo os casos em que dois ou mais tipos de cargas possam ocorrer ao mesmo tempo.
1.5.2 REAÇÕES
A Primeira Lei de Newton afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso desde que não seja submetido a uma força que provoque desequilíbrio. Quando você aplica uma força descendente ao seu quebra-nozes, ele não se move, assim, de acordo com a Primeira Lei de Newton, a força resultante sobre a treliça deve ser zero. Suponha que você empurre o quebra-nozes para baixo com uma força de 10 newtons. O quebra-nozes não se move, porque a mesa empurra de volta para cima com uma força de 10 newtons. Neste exemplo, como a estrutura toca a mesa em dois pontos, a mesa empurra para cima com duas forças, cada uma com uma magnitude de 5 newtons, como mostrado abaixo. A estrutura está em uma condição chamada de equilíbrio, pois a força total para cima equivale à força total para baixo.
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No nosso exemplo, as duas forças para cima são chamadas reações, que são forças desenvolvidas nos apoios de uma estrutura, para mantê-la em equilíbrio. Suportes são os pontos onde a estrutura está fisicamente em contato com o que a cerca. Em nosso quebra-nozes, os suportes estão localizados nas extremidades das alças, onde ele toca a mesa.
1.5.3 COMPONENTES DAS FORÇAS INTERNAS
Quando você aplica cargas externas a uma estrutura, reações externas ocorrem nos apoios. Mas forças internas também são desenvolvidas dentro de cada membro estrutural. Em uma treliça, estes membros internos de forças serão sempre tração ou compressão. Um membro de tração está sendo esticado, tal como o elástico na imagem abaixo. A força de tração tende a tornar o corpo mais longo.
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Um membro de compressão está sendo achatado, como o bloco de espuma na figura abaixo. Força de compressão torna um membro mais curto.
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 No nosso exemplo com o quebra-nozes, as duas extremidades estão em compressão, enquanto que a corda está em tração. Se você empurrar para baixo forte o suficiente o quebra-nozes, você pode realmente ver o alongamento na corda em tração. As forças internas devem estar em equilíbrio entre si e com as cargas e reações. Ao aplicar o conceito de equilíbrio e de alguns conceitos simples de matemática, podemos calcular a força interna de cada membro de uma treliça.
2. OBJETIVO GERAL
Propor aos alunos de graduação em Engenharia Civil a elaboração de uma ponte de papel, sem exigências específicas, mas dando a devida importância aos procedimentos de sua construção.
3. OBJETIVO ESPECÍFICO
Cada equipe poderá competir com apenas um modelo reduzido e deverá atender as seguintes especificações:
• A ponte deverá vencer um vão livre de 100 cm, com apoios livres, e ser prolongada nos apoios de cada extremidade em até 2,5 cm, contados a partir da face externa da mesa de apoio;
• A altura máxima, desde o ponto mais baixo até o ponto mais alto não poderá ultrapassar 50 cm;
• A largura deverá estar entre 10 e 15 cm;
• A ponte deverá ser indivisível, de tal forma que partes móveis ou encaixáveis não serão admitidas;
• A ponte deverá ser constituída por duas faces planas com contraventamentos perpendiculares às faces da ponte;
• A ponte não poderá receber nenhum tipo de revestimento ou pintura.
4. MATERIAIS UTILIZADOS
Folhas de papel cartão, com gramatura 240g/m²;
Tesoura;
Estilete;
Régua de metal;
Cola branca.
5. CONSTRUÇÃO DA PONTE
As pontes são feitas de peças chamadas treliças, que são estruturas construídas com a sustentação baseada em triângulos consecutivos. Esse formato permite que existam somente dois tipos de forças internas nos membros da estrutura: as forças de compressão e de tração.
Compressão é toda força que age como se estivesse "esmagando" o objeto.
Tração, por sua vez, é a capacidade que um objeto tem se estender ou resistir a alongamentos quando submetido a forças "extensivas".
	5.1 PROCEDIMENTOS DA CONSTRUÇÃO
Usando uma régua e uma lapiseira foram traçadas todas as peças para a confecção da ponte. As linhas foram desenhadas paralelas ao longo da folha. A folha foi colocada sobre a superfície de construção e usando um estilete e uma régua de metal cortada ao longo de cada linha.
Todas as peças confeccionadas iniciou-se a colagem das mesmas e montagem da estrutura.	
	5.2 TESTE EMPÍRICO DE RESISTÊNCIA
	Foram realizados testes de resistência durante a construção da ponte e foi verificado que o papel cartão do lado marrom (papel natural sem a camada existente de tinta) possui mais aderência. Feito isso a ponte foi construída colando as partes marrom com marrom.
	Abaixo segue as fotos dos testes de resistência realizados durante o projeto.
	5.3 TESTE DE TRAÇÃO DO PAPEL
	
	O teste foi realizado em laboratório e constatou-se que ...
	
6. CÁLCULOS
Para os cálculos de compressão e tração foi utilizado o software FTOOL (versão 4.0)
7. MOLDES8. ROMPIMENTO DA PONTE
9. CONCLUSÃO
10. REFERÊNCIAS
https://profgandhiferrari.files.wordpress.com/2012/07/regras-pontes-de-papel.pdf
https://www.passeidireto.com/arquivo/28998182/relatorio-ponte-de-papel
EQUIPE: MARROM COM MARROM	 
Prof a. Cibele Nieri