viga vagao atual FINAL (1)

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Universidade Cidade de São Paulo
Engenharia Civil – 5ºC
VIGA VAGÃO
	ANTONIO FREIRE DE SOUSA NETO
	15621154
	CAIO RICARDO MELO DOS SANTOS
	15480488
	CELSO DE ÁVILA DIONI
	15712079
	CLEDSTONE CARVALHO SOUZA
	15616274
	EUDIS VINICIUS CARVALHO REZENDE
	15492958
	EMERSON CRUZ
	15740668
	LEANDRO GREGORI NASCIMENTO
	15743608
	MARCO AURÉLIO MONTEIRO DE SOUZA
	15509494
	MILENA CARDOSO LOPES
	15716201
	NATÁLIA APARECIDA ARAÚJO
	15679390
	REBEKA MENESES SEVILHA
	15520137
SÃO PAULO
	2017	
VIGA VAGÃO
	
	CENTRO DE ARTE E EDUCAÇÃO DOS PIMENTAS
Fonte: http://www.bkweb.com.br/projects/public/centro-de-artes-e-educac-o-dos-pimentas/
INTRODUÇÃO
	Pesquisando em grupo nos chamou atenção esse artigo de julho de 2013, estávamos a definir qual estrutura poderíamos utilizar para o nosso planejamento da construção de nossa viga, chamou nossa atenção porque se trata da construção de alguns Estádios de futebol para a copa de 2014 e inclusive recebeu o certificado internacional de sustentabilidade por causa das estruturas de ferro, lendo um pouco do artigo vai entender porque buscamos esse desafio.
Artigo Retirado da Revista Construção Metálico (Julho de 2013)
	As vigas vagão são estruturas feitas por barras e tirantes feitos para reduzir esforços e deformações associados à flexão em principais elementos. Falando de “vagonada” ela foi feita por parte de viga de vagão de trem (Rebello).
	Figura 1 – Viga Vagão
	
	Fonte: http://grandes-vaos-n6b.blogspot.com.br/2014/04/vigas-vagao.html
	As vigas vagão começaram a usá-las na construção civil em final do século XVIII, pelo começo das partes usadas como pontes e viadutos de ferros fundidos nos países da Europa. As primeiras a ser executado esse material são as lenticulares, formadas por grandes treliças em formato de elipsoidal com barras fortes por tirantes através de diagonais e montantes. A chegada do uso destas estruturas vagão na arquitetura data do final do século XVIII, a partir chamada arquitetura high-TECH. 
	Um dos exemplos mais conhecidos de uso do conceito de estruturas vagonadas, embora com trechos treliçados, são as pirâmides do Museu do Louvre em Paris, construídas em 1989 e projetadas pelo arquiteto Leoh Ming Pei com a colaboração do engenheiro Peter Rice (Brown, 2001). Outro exemplo do final do século XX é a estrutura das fachadas bi climáticas na City for Science AndIndustry em Paris, construídas em 1981 e projetadas pelo arquiteto Adrien Fainsilber também com a colaboração do engenheiro Peter Rice. 
Elas são usadas em muito na arquitetura pelo que faz transparecer uma estrutura com leveza, ser econômica, pois elas podem ser usadas em diversos lugares regentes. Por ordem ela pode ser utilizada em diversos lugares e jeitos por ser flexível por ser adequado para segurar esforços mais nos tirantes o mais profundo saber é que o aço é o mais usado nessas estruturas e que são totalmente ligados entre a engenharia e arquitetura. Apesar das inúmeras aplicações, há poucos estudos sobre a concepção e o dimensionamento deste tipo de sistema estrutural no Brasil, especialmente baseados nas novas normas NBR 8800/2008 e NBR 14762/2010 que tratam, respectivamente, da análise e dimensionamento de perfis laminados e formados a frio em aço. 
	A preparação para a execução da viga vagão deve ser feita e a preparação do pré-dimensionamento da mesma além de saber o que é viável para sua construção como o tipo de material as dimensões de cada elemento a sua seção transversal tipo de material estrutural como madeira, concreto e entre outros. O número de peças e o sentido da peça e sua direção e o lugar que vai ser empregado. O começo do Dimensionamento/Análise deve ser feito seguindo as normas da NBR para saber sua carga e compressão e flexão, fazendo seus cálculos. Concluindo;
	Retirado este texto analisamos que seria o projeto ideal para a apresentação da semana da engenharia, o tutor nos chamou a desenvolver ideias para análise de resistência de materiais para construção de uma viga. Ao ponto de imaginarmos a utilização, a composição, a metragem, a capacidade e principalmente a resistência dessa viga sem chegar à sua ruptura completa, pois bem, se analisar esse texto tentamos ser ousados, pois a viga vagão é pouco utilizada no Brasil é mais utilizado na Europa e o material mais usado seria o ferro evitamos e fizemos a nossa de papelão pra mostrar que conseguiríamos seguir as normas da NBR aplicando as medidas e os cálculos necessários e pontos de esforços reforçados para aguentar a resistência que no mínimo esperávamos, tentamos demonstrar que o desafio que o tutor lançou foi alcançado.
	Conheça também um pouco da história da estrutura metálica mostrada na revista.
HISTÓRIA
Texto Retirado da Revista Construção Metálico (Julho de 2013)
Viga vagão
Os princípios básicos das estruturas vagonadas vêm sendo utilizados na construção civil desde o final do século XVIII com a execução das primeiras pontes e viadutos em ferro fundido na Europa. As primeiras pontes a utilizarem estes princípios são as lenticulares, formadas por grandes treliças em formato próximo ao elipsoidal com barras suportadas por tirantes através de diagonais e montantes.
Figura 1. Esquema de uma viga vagonada.
O advento do uso de estruturas vagonadas na arquitetura data do final do século XX, especialmente a partir da chamada arquitetura high-tech. Um dos exemplos mais conhecidos de uso do conceito de estruturas vagonadas, embora com trechos treliçados, são as pirâmides do Museu do Louvre em Paris, construídas em 1989 e projetadas pelo arquiteto Ieoh Ming Pei com a colaboração do engenheiro Peter Rice (Brown, 2001). Outro exemplo do final do século XX é a estrutura das fachadas bioclimáticas na City for Science andIndustry em Paris, construídas em 1981 e projetadas pelo arquiteto Adrien Fainsilber também com a colaboração do engenheiro Peter Rice (figura 2).
As estruturas vagonadas são bastante utilizadas na arquitetura contemporâneas devidas o seu potencial de leveza visual e viabilidade econômica. As aplicações são numerosas e diversificadas, podendo ser utilizadas em pontes, fachadas, cobertas, pisos e até em pilares (Charleson, 2005). O vagonamento pode ser concebido e executado virtualmente em qualquer material estrutural, mas o aço é um dos materiais mais adequados por sua maior flexibilidade e maior adequabilidade aos esforços envolvidos, especialmente nos tirantes. Uma análise mais aprofundada na história dos materiais e das estruturas mostra que o desenvolvimento do ferro e depois do aço e sua utilização na engenharia e arquitetura estão intrinsecamente ligados ao desenvolvimento e disseminação do uso das estruturas vagonadas. Apesar das inúmeras aplicações, há poucos estudos sobre a concepção e o dimensionamento deste tipo de sistema estrutural no Brasil, especialmente baseados nas novas normas NBR 8800/2008 e NBR 14762/2010 que tratam, respectivamente, da análise e dimensionamento de perfis laminados e formados a frio em aço.
(Fonte: http://wwwo.metalica.com.br/estruturas-vagonadas-em-aco)
OBJETIVO
	Definir, Planejar e construir com materiais teoricamente e fisicamente pouco resistentes e aplicar à engenharia civil na soma desses materiais a construção de uma viga elaborando testes e chegando a resultados que sua resistência não levasse a ruptura da viga e sim somente até a sua deformação.
	A viga vagão do nosso trabalho seria interessante para muitas funções pela sua capacidade de resistência a grandes vãos como, por exemplo, uma ponte pensou também na utilização de piscinas suspensas ou para suportar um reservatório de água. Foram criadas várias funções utilizáveis para essa viga vagão; “Definimos que o projeto da nossa viga vagão suportaria um reservatório de água”. 
MATERIAIS / EQUIPAMENTOS
	Alicate Rebitador Manual Profissional (APEER)
	Rebites
	Estilete
	Tesoura
	Régua
	Pistola de Cola quente
	Balde Sanremo de 18 litros
Jarra de 1 litro
	Fita Adesiva Marrom
	Papelão
	Arame Galvanizado n°24
	Cano de PVC
FORMATO E ESPECIFICAÇÕES DA VIGA
	Decidimos que a melhor forma de sustentação para essa estrutura é em formato circular.
METODOLOGIA
A partir do desenho, definimos que a viga vagão será da seguinte forma:
Quatro barras com quatro papelões (vigas) 
Duas travas com três papelões
Quatro travas com um papelão
70 cm a viga com vão de 60 cm
Três arremates de PVC de 12 cm
Utilizamos cinco rebites em cada barra
Total: 20 Rebites
Quatro Arames galvanizados de 35 cm
Fita larga marrom de eixo a eixo 10 cm
	
Figura 01
Primeiro teste de resistência do papelão.
	
Figura 02
Confecção do primeiro molde da viga.
	
Figura 03
Cortando todos os moldes da viga.
	
Figura 04
Junção dos moldes com arrebites.
	
Figura 05
Todas as partes da viga pronta
	
Figura 06
As travas da viga
	
Figura 07
Estrutura da viga com as travas no lugar
	
Figura 08
Posição das travas vista por baixo
	
Figura 09
Posicionamento do pvc
	
Figura 10
Adição do arame para resistência à tração
	
Figura 11
Os apoios
	
Figura 12
Viga finalizada
	
Figura 13
•	Conjunto de quatro vigas finalizado
	
Figura 14
Trabalho quase concluído faltam duas
	
Figura 15
Todas as Vigas Vagão prontas para teste.
	
Figura 16
Viga por viga. 
	
Figura 17
Testes realizados nas vigas.
	
Figura 18
Até sua deformação
	
Figura 19
Com medidor de 01 Litro.
	
Figura 20
Com cuidado para precisão dos valores.
	
Figura 21
Sempre até a deformação.
	
Figura 22
Repetindo teste com outras vigas.
	
Figura 23
Com o mesmo preparo para aferição dos valores
	
Figura 24
Sempre utilizando o medidor.
	
Figura 25
E aferindo com cuidado para precisão dos valores.
	
Figura 26
Prestando atenção quando começa a deformar.
	
Figura 27
Repetindo com todos os testes para tirar uma média.
	
Figura 28
Com cuidado no começo da deformação até ....
	
Figura 29
Limite máximo nas deformações.
CÁLCULO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA
 138,27 N (carga operacional)
 
 0,25 M 0,45 M
 
 0,70 M
 Va = 49,38 N Vb= 88,89 N
	
(-138,27 X 0,25) + (VbX0,70) = 0
-34,57 + 0,7 Vb = 0
Vb = 34,57 / 0,7= 49,38N
	
Va + Vb -138,27 = 0
Va + 49,38 - 138,27 = 0
Va = 88,89 N
MÉTODO DE CROSS
Acima temos o cálculo da divisão de carga para cada apoio a partir da carga operacional. 
 Apresentação semana da engenharia 
TESTES REALIZADOS
	VIGA 1 – 147N
(70cm de comprimento com vão de 60 cm e 25cm de espessura)
	
	
	VIGA 2 – 150N
(70cm de comprimento com vão de 60 cm e 25cm de espessura)
	
	
	
	VIGA 3 – 182N
(70cm de comprimento com vão de 60 cm e 25cm de espessura) 
	
	
	VIGA 4 – 156N
(70cm de comprimento com vão de 60 cm e 25cm de espessura) 
	
	
	
	VIGA 5 – 184N
(70cm de comprimento com vão de 60 cm e 25cm de espessura)
GRÁFICO DE RESISTÊNCIA DE RUPTURA
Figura 30
	Eliminamos a de menor resistência e a de maior resistência conforme solicitado, com as três restantes fizemos as medias 162,7 N carga de ruptura média.
	A partir da carga ruptura tiramos 15% e encontramos a carga operacional de 138,27.
CONCLUSÃO
	As vigas projetadas por nossa equipe, com materiais compostos de papelão, cola quente, rebites, arruela, fios de aço, pvc e fita adesiva marrom suportaram grandes cargas de resistência até a deformação da viga, foram realizados ao todo cinco (05) testes, todos com as mesmas medidas, materiais e layout de construção e através desses testes concluímos que todos os valores adquiridos foram baseados nas deformações causadas pela carga concentrada próximo ao centro da viga, todas romperam, pois chegaram ao ponto de deformação irreversível, romperam e não houve o colapso na estrutura. Verificamos também que o projeto baseado na viga vagão é capaz de suportar grandes cargas em grandes vãos trazendo segurança e estabilidade nas estruturas como, por exemplo; pontes, piscinas e diversos projetos de engenharia.
	Nenhuma das vigas não houve rompimentos, somente deformação, os valores adquiridos em todas as vigas foram baseados nas deformações.
	Verificamos que o tipo de viga é fundamental para o suporte de carga, no caso da viga vagão ela consegue suportar muito peso em grandes vãos ideais para o nosso estudo.
BIBLIOGRAFIA
http://www.bkweb.com.br/projects/public/centro-de-artes-e-educac-o-dos-pimentas/
http://grandes-vaos-n6b.blogspot.com.br/2014/04/vigas-vagao.html
http://wwwo.metalica.com.br/estruturas-vagonadas-em-aco
https://issuu.com/prodweb/docs/rcm_ed110
http://techne17.pini.com.br/engenharia-civil/165/estrutura-em-forma-em-concreto-e-aco-o-projeto-287801-1.aspx
http://www.cbca-acobrasil.org.br/noticias-detalhes.php?cod=5866
http://grandes-vaos-n6a.blogspot.com.br/2014/05/sistemas-estruturais-viga-vagao-bruno.html
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