TecnoFacens 2015
3º Desafio Estrutural
CONSTRUÇÃO DE UMA VIGA TRELIÇADA UTILIZANDO
PALITOS ROLIÇOS EM MADEIRA
Resumo: Neste projeto, você irá construir um modelo de viga treliçada previamente
projetada. Quando terminada a etapa construção, iremos testar a viga para determinar se
realmente atende as especificações do projeto, suportando a carga previamente estabelecida.
Durante a construção e teste de sua viga, você poderá observar como uma estrutura trabalha,
como cada um dos vários elementos componentes da viga age sob tração ou compressão, e
a função de cada cálculo para que a viga suporte eficientemente o peso estabelecido.
1. Introdução
No período de 21 a 23 de outubro de 2015 ocorrerá a TecnoFACENS que
incluirá em sua programação o III Desafio Estrutural de viga treliçada.
A tarefa proposta é a construção e o teste de carga de uma viga treliçada,
utilizando vareta de madeira (exceto bambu), cola e/ou barbante. A viga
treliçada deverá ser capaz de vencer um vão livre de mínimo de 2 m e suportar
a carga de uma pessoa integrante da equipe de projeto. A construção deverá
ser precedida da análise estrutural de algumas opções possíveis de tipos de
viga e do projeto detalhado da tipologia escolhida, com o diagrama de esforços
e a estimativa da carga de colapso.
2. Objetivo do Projeto:
•
Enfatizar a importância do projeto e propiciar uma oportunidade para
que os alunos construam de verdade um produto de sua criação;
•
Estimular o raciocínio estrutural e a criatividade (concepção,
planejamento, construção, desempenho estrutural em serviço);
•
Explorar o comportamento de diferentes concepções estruturais (fatores
que afetam a resistência e a estabilidade da estrutura para que a mesma
atenda a estados limites);
•
Aprender sobre os desafios enfrentados pelos construtores de verdade,
os quais muitas vezes são requisitados para construírem estruturas que foram
projetadas por outras pessoas;
•
Exercitar o trabalho em equipe;
3. Regras:
3.1 Materiais
•
Serão utilizados palitos roliços de madeira (tipo “vareta de pipa”), não
podendo ser utilizada vareta de bambu. A vareta poderá ser utilizada em feixes,
onde apenas as extremidades podem ser unidas ou amarradas com linha ou
cola. A vareta não pode ser enrijecida ao longo do comprimento por meio do
uso de tinta, cola ou outro tipo de material para aumentar sua resistência, sob
pena de desclassificação do trabalho pela comissão organizadora;
Cola para as junções (nós da treliça);
•
•
Linha ou barbante;
•
Fita
crepe:
poderá
ser
utilizada
somente
durante
a
montagem/construção do projeto, devendo ser retirada para realização dos
testes de carga.
Todos os materiais, equipamentos e/ou utensílios necessários para
confecção da treliça devem ser providenciados pelas próprias equipes.
Dados do material:
Para uma estimativa da resistência da vareta, podem ser utilizados os dados
a seguir:
• Diâmetro = 3 mm
• Comprimento = 51 cm
• Carga máxima de tração= 80 kgf
• Tensão de escoamento = 2,7 kgf/mm²
• Tensão de ruptura = 11 kgf/mm²
3.2 Dimensões
•
A viga treliçada deverá ser dimensionada para suportar o peso de um
dos integrantes da equipe que atuará como carga viva na realização da prova
de carga.
•
A treliça deverá ser indivisível, não sendo admitidas partes móveis ou
encaixáveis.
•
A treliça deverá ser construída utilizando apenas o material autorizado
pela comissão organizadora.
•
O peso total deverá ser medido considerando o peso da vareta e das
colas ou linhas utilizadas nas junções. Não há limite, porém, um dos critérios
de pontuação será o menor peso em função da capacidade de carga.
•
A treliça deverá ser capaz de vencer um vão livre de no mínimo 2m, com
seu comprimento podendo estender-se até o máximo de 2,50m, estando
apoiada livremente nas suas extremidades de tal forma que a fixação das
extremidades não será permitida.
Figura 1 - Esquema dos apoios
•
A treliça deverá ser constituída de módulos onde a medida máxima das
barras diagonais não deverá ultrapassar 50 cm (comprimento da vareta).
3.3 Normas para apresentação
As equipes deverão ser compostas por no máximo 4 alunos.
Cada equipe deverá entregar o projeto com fidelidade à estrutura real contendo
as seguintes informações:
• Nome da equipe;
• Componentes do grupo: nomes e cursos;
• Tipologia (geometria) da treliça;
• Vão adotado;
• Altura da treliça;
• Material utilizado;
• Carga estimada;
• Esforços para cada barra;
• Seção adotada para as barras (n° de varetas);
• Flecha (deslocamento vertical) estimada.
3.4 Teste de carga
•
Cada equipe indicará um de seus membros para atuar como “carga
viva” na realização do teste de carga de sua treliça.
•
A ordem de realização dos testes de carga para cada grupo ocorrerá
conforme sorteio a ser realizado no dia de competição.
•
As equipes que não comparecerem ao local e horário determinado
serão desclassificadas.
•
A comissão de fiscalização será formada por membros escolhidos pela
organização.
•
É de responsabilidade da comissão realizar a pesagem e medição da
treliça antes da realização do teste de carga. Também é de responsabilidade
da comissão providenciar o sistema de apoio para a treliça.
•
A carga aplicada durante o teste deverá ser posicionada no meio do vão
da treliça.
•
Será exigido um mínimo de 5 segundos de duração da aplicação da
carga viva, sem apoiar os pés no chão.
4. Avaliação do Projeto:
Os trabalhos serão avaliados de acordo com os seguintes fatores:
•
Clareza e grau de detalhamento do projeto e relatório final que deve
conter as informações definidas na seção 3.3.
* Serão eliminados os grupos que não apresentarem relatório contendo as
informações básicas de projeto.
•
Fidelidade do projeto à estrutura real, em particular a relação entre a
flecha estimada e a real;
•
Entrosamento e participação de todos os elementos do grupo na
montagem; a ausência de um ou mais participantes de um grupo implicará em
prejuízo para todos os participantes do grupo;
•
Razão Carga viva /Peso próprio da treliça;
•
Deslocamento vertical do ponto médio provocado pela aplicação da
carga viva.
5. Notas
Além da pontuação na disciplina, acertada com o professor orientador,
o aluno participante receberá 15 pontos de Atividades Complementares.
A nota será dada somente para uma disciplina definida no ato da
inscrição.
Inscrição pela internet no site da Facens.