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Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 1 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 Universidade Paulista – UNIP UNIDADE BRASÍLIA CURSO ENGENHARIA CIVIL BRENNO PIERRE SOARES DO NASCIMENTO D396CJ4 GUILHERME ALMEIDA NEVES D395726 GUSTAVO ALVES RIBEIRO D426GB4 JOHNATAN GABRIEL P DE JESUS D420917 LUCAS BRITO GARCIA DE SOUZA D394983 GRUA AUTOMATIZADA Atividade Prática Supervisionada Brasília - DF 2020 http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 2 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 CURSO ENGENHARIA CIVIL BRENNO PIERRE SOARES DO NASCIMENTO D396CJ4 GUILHERME ALMEIDA NEVES D395726 GUSTAVO ALVES RIBEIRO D426GB4 JOHNATAN GABRIEL P DE JESUS D420917 LUCAS BRITO GARCIA DE SOUZA D394983 GRUA AUTOMATIZADA Trabalho elaborado para a disciplina de Atividade prática supervisionada com o objetivo de ampliação do conhecimento que envolve uma grua automatizada Orientador: Luiz Soares Correia Brasília - DF 2020 http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 3 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 Resumo: Neste trabalho iremos dissertar sobre a história, utilização, funcionamento, componentes, segurança e relação matemática de Gruas. Visando a funcionalidade, diversificação e aplicação de seus principais pontos. A grua automática é basicamente dividida entre dois grupos principais, os de ponta e os de lança, estes dois grupos utilizam diversos acessórios para os trabalhos de suspensão, com por exemplo nos ganchos de aço que se adaptam- se com redes, tramas, cordas, cabos de aço. Operando com materiais granel, de pequeno porte, mas “soltos”, a ponta da grua é equipada com garras e ou conchas de mandíbula articulada. A operação da grua depende da relação matemática entre força utilizável no cabo de aço e o ângulo que se encontra o material a ser erguido, a segurança de toda a sua operação depende desta relação matemática. http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 4 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 SUMÁRIO 1. Introdução --------------------------------------------------------- Páginas 04,05,06; 1.1 Objetivos ---------------------------------------------------------- Página 06; 1.1.1 Objetivos Gerais ---------------------------------------------- Página 06; 2. Desenvolvimento teórico --------------------------------------- Página 08; 2.1 História da Grua ------------------------------------------------- Página 08; 2.2 Treliças ------------------------------------------------------------- Página 08; 2.3 Motores ------------------------------------------------------------- Página 09; 2.3.1 Classificação --------------------------------------------------- Página 10,11; 2.4 Polia ----------------------------------------------------------------- Página 11,12; 2.5 Alavanca ----------------------------------------------------------- Página 12; 2.6 Cilindro hidráulico------------------------------------------------- Página 13; 2.7 Contrapeso --------------------------------------------------------- Página 13; 2.8 Base ----------------------------------------------------------------- Página 14; 2.9 Lança ---------------------------------------------------------------- Página 14; 2.10 Lança Menor ----------------------------------------------------- Página 15; 3. Conclusão ----------------------------------------------------------- Página 17; 4. Referências Bibliográficas --------------------------------------- Página 18; http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 5 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 1. INTRODUÇÃO A maior parte do conhecimento sobre os guindastes antigos vem dos escritos do arquiteto romano Vitrúvio (século I A.C.) e de Héron de Alexandria (século I D.C.). O mais simples dos guindastes descritos compunha-se apenas de uma única estaca fincada no chão, que era erguida e sustentada por um par de cabos amarrados em sua extremidade superior. Em seu topo, prendia-se a roldana por onde corria a corda utilizada para suspender os materiais. Essa corda era normalmente operada por um molinete fixo num dos lados da estaca, junto à base. Figura 1 - Pentaspastos Os guindastes romanos apresentavam sérias limitações. Apesar de a carga poder ser levantada verticalmente, o ângulo em que ela podia girar, à direita ou à esquerda, sem o guindaste se desequilibrar, era muito restrito. Além disso, só poderia ser erguida até a altura das estacas. Outro problema era a imobilidade do equipamento, que precisava ser desmontado a cada etapa da construção. Os construtores medievais conseguiram superar a maioria desses problemas. http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 6 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 A força humana - utilizada para fazer funcionar o molinete - permaneceu insubstituível até o advento das máquinas a vapor. No passado do Brasil, quando era necessário o carregamento de pesos, utilizavam-se da mão de obra escrava, em sua maior parte negra, que acarretavam em grandes prejuízos à saúde dos mesmos, que tinham suas expectativas de vida drasticamente reduzidas. Em um canteiro de obras, quando há necessidade de deslocamento de cargas, é preciso que certa força seja aplicada; comumente tal força é executada por pessoas, onde muitas das vezes usam-se um esforço excessivo, que causa danos e gera um ambiente de alto risco. Figura 2 - Dores na lombar (http://www.boavidaonline.com.br/dores-nas-costas/ (acessado em: 29/05/2020) Com a evolução da engenharia, passou-se a utilizar de ferramentas que facilitaram o trabalho das pessoas destes meios; entre essas ferramentas, está a grua. Seu funcionamento consiste no princípio físico, onde uma ou mais maquinas simples geram um ganho mecânico, retirando a necessidade de http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 7 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 esforço humano, e permitindo uma elevação maior com mais segurança, se utilizado corretamente. Santos (1989) diz que a ciência é impulsionada pela busca do conhecimento, e a tecnologia, pela prática e eficiência. Observa-se que, a partir da C&T (Ciência e Tecnologia), conseguimos desenvolver e aplicar ideias que são fundamentais à sociedade, trazendo comodidade e bem-estar. Segundo ele, os avanços tecnológicos possibilitaram, ao longo do tempo, o desenvolvimento de guindastes de diferentes funções e formatos, com altaeficiência e segurança de manuseio. Nas primeiras versões da grua, tais equipamentos tinham pouca mobilidade e reduzida envergadura, e, apesar de auxiliar os trabalhadores em suas execuções, ainda estaria longe de ser eficiente, por manter o trabalho intenso e por não levantar mais do que sua própria haste fixada ao chão. 1.1 Objetivos O trabalho conforme edital disponibilizado pela Universidade paulista – UNIP tem como escopo o desenvolvimento deste trabalho realizar uma pesquisa sobre grusas e seus devidos usos na construção civil para o cumprimento com excelência das atividades exigidas. Para seu desenvolvimento foi realizada uma abordagem teórica sobre o tema e os principais processos de fabricação de grusa. Foi feita uma pesquisa em livros e sites relacionados ao assunto concreto, sua definição, os principais tipos de formações nas rochas seus constituintes minerais e onde ocorrem na crosta terrestre. 1.1.1 Objetivos gerais • Apresentar um estudo sobre os tipos, fabricaçao e utilizaçaos das gruas na construçao civil • Compreensão de forma pratica do conteúdo passado e administrado em sala de aula; http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 8 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 2 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 2.1 HISTÓRIA DA GRUA Segundo o grupo Slide Share (2017), a grua é mais conhecida na atualidade como guindaste fixo. Não existem registros da grua antes do século I a.C., porém historiadores suspeitam que ela possa ter sido inventada pelos romanos ou gregos. Os únicos registros encontrados sobre o uso da grua na antiguidade, vem dos relatos do arquiteto romano Vitrúvio (século I a.C.) e também de Herón de Alexandria (século I d.C.). Nesta época elas eram usadas para a construção de edifícios. No fim da Idade Média as gruas passaram a ser utilizadas em portos, para carregar e descarregar navios e auxiliar na construção dos mesmos. Eles afirmam que nesta época, as gruas eram compostas de madeira e eram bem mais simples que atualmente. A mais simples citadas era composta por uma estaca de madeira fincada no chão, que era sustentada por cabos que eram amarrados na sua extremidade. No topo era fixada uma roldana, onde passava a corda que era usada para suspender os objetos, a corda era geralmente controlada por um molinete que ficava fixo na base. Até a criação da máquina a vapor, por volta dos séculos XVIII e XIX, esse molinete era movido por força animal ou humana. Foi assim por séculos, a força era fornecida pelo esforço físico dos animais ou dos homens. 2.2 TRELIÇAS É uma estrutura formada por algo rígido (madeira, alumínio, aço, etc.). Segundo fulano (ano), cada parte desse material, chamado de barra, fica conectada com outras por pontos que são chamados de nós. Com isso, as forças são destinadas aos nós, sendo exercida assim, força de tração e compressão nas mesmas. http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 9 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 Figura 3 - Estrutura em treliça 2.3 MOTORES O guindaste mais genérico é composto por quatro motores elétricos: Motor de elevação: permite o movimento vertical da carga. Motor de distribuição: fornece o movimento do carro ao longo da lança. Motor de orientação: permite rotação de 360º, no plano horizontal, da estrutura superior do guindaste. Motor de deslocamento: movimento do guindaste, como um todo, sobre trilhos. Para executar esse movimento, é necessário que o guindaste esteja em repouso. Figura 4 - Motoredutor http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 10 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 2.3.1 Classificação: Esta classificação é baseada na instrução técnica complementar MIE-AEM- 2. Dentro dos tipos descritos aqui, novas divisões podem ser feitas dependendo da capacidade de carga, altura ou comprimento da seta. Guindaste de torre fixa ou estacionária: guindaste de torre cuja base não possui meios de translação ou que os possui não são utilizáveis no local ou naqueles em que a base é uma fundação ou qualquer outro conjunto fixo. Guindaste de torre móvel em serviço : é aquele cuja base é fornecida com seus próprios meios de translação sobre trilhos ou outros meios e cuja altura máxima de montagem é tal que, sem ancoragem adicional, é estável tanto em serviço quanto fora de serviço, por solicitações às quais será submetido. Guindaste de torre destacável: guindaste de torre, projetado para uso em canteiros de obras ou outras aplicações, projetado para suportar montagem e desmontagem frequentes, bem como transferências entre locais diferentes. Guindaste de torre auto implantável: Um guindaste de lança ajustável, no qual a lança é montada em cima de uma torre vertical ajustável, onde sua parte inferior é presa à base do guindaste através de um suporte rotativo e é fornecida com os acessórios necessários para permitir dobrar e desdobrar rapidamente a torre e a lança. Figura 5 - Grua Automotiva http://www.unip.br/ https://www.monografias.com/trabajos14/medios-comunicacion/medios-comunicacion.shtml https://www.monografias.com/trabajos14/verific-servicios/verific-servicios.shtml Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 11 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 Guindaste de torre auto implantável monobloco: Guindaste de torre auto implantável cuja torre é composta por um único bloco e não requer elementos estruturais adicionais para sua instalação, que podem ser fornecidos com rodas para facilitar seu movimento. Guindaste de torre de escalada: Um guindaste de torre instalado na estrutura de um canteiro de obras em andamento e movendo-se de baixo para cima por seus próprios meios à medida que a construção avança. Figura 6 - Imagens de tipos de grupo 2.4 POLIA A grua trabalha com sistema de polias moveis, no caso deste protótipo estes estão na disposição cardenal. São seis polias sendo um conjunto de três na parte de baixo fixa e conjunto de três moveis, que podem ser descritos com a equação. 𝐹 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑡𝑒𝑙 = 𝐹 lança/ 2 ∗ 𝑁 N = número de polias móveis presas ao mesmo conjunto Quando a extremidade cabo no carretel é puxada, as roldanas proporcionam uma multiplicação da força aplicada para levantar a carga. Esse feito é conhecido como vantagem mecânica. http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 12 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 Figura 7 - Polia 2.5 ALAVANCA A grua tem uma viga horizontal que gira em um local chamado de ponto de apoio. A alavanca funciona da seguinte forma, na extremidade mais curta do braço, é colocado um peso para equilibrar ambas as partes no momento que o objeto na extremidade mais longa do braço é erguido. Na grua há uma alavanca interfixa, com um apoio no meio que equilibra o torque das duas outras pontas. Figura 8 - Alavanca para gruas http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 13 Universidade Paulista – UNIP.www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 2.6 CILINDRO HIDRAULICO Cilindros hidráulicos podem ser usados para auxiliarem no levantamento da carga e, às vezes, para mover o braço. Figura 9 - Cilindro hidráulico 2.7 CONTRAPESO O contrapeso é um peso que é colocado do lado oposto de onde a carga está sendo levantada (braço menor) e que serve para equilibrar ambos os lados. Fazendo assim que todo o peso do conjunto seja transferido para o ponto de apoio e, assim, evitando que a grua tombe, caia ou estrague. Figura 10 - Contrapeso http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 14 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 2.8 BASE A base é quem suporta todo o peso da grua e geralmente é colocada em uma base de concreto reforçada, neste concreto é onde são colocados grandes chumbadores em uma profundidade enorme para ter uma boa e confiável sustentação. Figura 11 - Base 2.9 LANÇA (BRAÇO) É a parte do que possui um carrinho na parte inferior que contém roldanas, que percorrem todo seu comprimento, esta é a parte que puxa, move e sustenta a carga. Figura 12 -Lança ou braço http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 15 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 2.10 LANÇA MENOR: É o local onde ficam localizados os contrapesos que geralmente são feitos de concreto. É também onde fica localizado o motor e/ou o sistema eletrônico da grua. Figura 13 - Lança menor Figura 14 - Mancais de Rolamento http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 16 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 Figura 15 - Projeto em Revit de uma Grua http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 17 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 3 CONCLUSÃO Através do estudo deste trabalho, nós pudemos entender a funcionalidade e classificação da grua automática e que a sua segurança é obtida mediante a perfeita relação matemática entre a carga a ser erguida, contrapeso, esforços e ângulo dos tirantes, base, tração máxima do cabo de aço, lança maior da carga, lança menor, seu sistema de polias e a estrutura da torre treliçada. É claro que observamos e dissertamos sobre as tensões limites de resistência a tração do cabo de aço, verificando as tensões máximas da torre e lança da carga. Agregamos conhecimento sobre a funcionalidade dos quatro motores elétricos do guindaste, a formação e importância de uma estrutura treliçada e como suas forças são destinadas aos nós, a classificação dos guindastes e as suas utilizações convenientes para cada tipo de serviço. Visamos compreender cada componente utilizado em uma grua automática convencional, que seriam a treliça, os quatro motores elétricos, sistemas de polias, alavanca, cilindro hidráulico, contrapeso, base, lança (braço) e lança menor. Observamos a fidedignidade dos cálculos de equilíbrio das forças, momentos, tensões e esforços, utilizando os coeficientes de segurança para a garantia do projeto. A conclusão fixou-se em entender o funcionamento, projeto, interpretação de projeto (Revit), cálculos, métodos de construção, alcançando o objetivo do trabalho proposto. http://www.unip.br/ Curso de Engenharia Civil – Atividade Prática Supervisionada 18 Universidade Paulista – UNIP. www.unip.br Curso de Engenharia – APS – Grua Automatizada SGAS Quadra 913, s/nº - Conjunto B - Asa Sul - Brasília – DF CEP 70390-130 - Tel.: (61) 2192-7080 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS HIBBLER, Russel Charles. Resistência dos materiais. 7ª Ed. Pearson, 2010. Trucado. CAMINHÕES & CURIOSIDADES: A HISTÓRIA DO GUINDASTE. Disponivel em: http://www.trucado.com.br/a-historia-do-guindaste/ Acesso em 27/05/2020. Portal São Francisco. Guindaste. Disponível em: https://www.portalsaofrancisco.com.br/curiosidades/guindaste.Acesso em 27/05/2020. ABECOM, O que são mancais e para que servem? Disponível em: <http://www.abecom.com.br/o-que-sao-mancais/>. Acesso em 27/05/2020. CARO, P.: Ciclo de Conferências "O Futuro do Futuro", in Jornal Público de 2001 Civilização Engenharia, como funcionam os guindastes torre. Disponível em: <https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2012/12/22/como-funcionam-os- guindastes-torre/>. Acesso em 27/05/2020. Colégio de Arquitetos, O que é treliça? Disponível em: <http://www.colegiodearquitetos.com.br/dicionario/2009/02/o-que-e-trelica/>. Acessado em: Acesso em 27/05/2020. Eae Máquinas, Gruas versáteis para a elevação e movimentação de cargas. Disponível em: <https://www.eaemaquinas.com.br/products/grua/gruas- versateis-para-a-elevacao-e-movimentacao-de-cargas/>. Acesso em Acesso em 27/05/2020. LANGER, L. A.; BAPTISTA, R.. SINDICAF-PR, Uso de gruas traz vantagens e segurança na realização de obras. Disponível em: <http://www.fiepr.org.br/sindicatos/sindicaf/News21531content204097.shtml>. Acesso em 27/05/2020. Santos, E.. Ciência-Tecnologia-Sociedade: um compromisso ético.1998 Slide Share, História do guindaste. Disponível em: <https://pt.slideshare.net/Guindastes/histria-do-guindaste>. Acesso em Acesso em 27/05/2020. eHow Brasil, O que é um motoredutor? Disponível em: <http://www.ehow.com.br/motoredutor-sobre_72192/>. Acesso em 27/05/2020. http://www.unip.br/ http://www.ehow.com.br/motoredutor-sobre_72192/
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