Oficina Upf 2011nao e meu
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A competição tem o objetivo de estimular os
estudantes do Curso de Engenharia Civil a utilizar
de uma maneira prática seus conhecimentos da
área de estruturas.
Objetivo da Competição
Para isso, é proposto que os acadêmicos
projetem e construam uma ponte treliçada deespaguete e cola, capaz de vencer um vão livre de 1
metro, suportando o maior carregamento possível.
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Histórico
Regulamento
Sugestão para o Dimensionamento
Dicas de Montagem
Informações Gerais
Tópicos da Oficina
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Desde a década de 80, instituições de ensino superior do
exterior realizam disputas semelhantes.
O recorde mundial foi obtido em 2007 na Budapest Tech, na
Hungria. A ponte foi capaz de resistir 553,9 kgf (554 vezes o
peso próprio). Entretanto, há pequenas variações no
regulamento.
Na UPF, o máximo valor de carga obtido foi de 187,3 kgf.
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Algumas Universidades Brasileiras que já realizaram
Competições de Pontes de Espaguete:
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (14 edições)
Universidade Federal do Paraná (4 edições)
Universidade do Vale do Itajaí (2 edições)
Universidade do Estado de Santa Catarina (1 edição)
Universidade Federal de Juiz de Fora (1 edição)
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Evolução do número de equipes da competição da UPF:
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Evolução do recorde da competição da UPF:
I
Competição
II
Competição
III
Competição
IV
Competição
Carga (kgf) 117,4 103,4 151,3 187,3
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
kgf
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Cartazes de divulgação da competição da UPF:
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Armazenamento das pontes de espaguete
IV Competição (2010)I Competição (2007)
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Doação dos alimentos arrecadados
IV Competição (2010)III Competição (2009)
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Público acompanhando a competição
IV Competição (2010)II Competição (2008)
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Confraternização após a competição
II Competição (2008)II Competição (2008)
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1°) 117,4kgf – 158x o peso próprio
Estética3°) 56,4kgf
2°) 81,4kgf
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1° 2°
3° Estética
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2°) 69,3kgf 1°) 103,4kgf – 142x o peso
próprio
3°) 44,3kgf Estética
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1° 2°
3° Estética
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2°) 114,3kgf 1°) 151,3kgf – 203x o pesopróprio
3°) 98,3kgf Inovação
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1° 2°
3° Inovação
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Ponte vencedora do Prêmio de Inovação
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3° Lugar em Resistência: 134,3kgf
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2° Lugar em Resistência: 164,3kgf
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1° Lugar em Resistência e Eficiência: 187,3kgf(250 vezes o peso próprio)
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Equipe Ponte Comestível – Prêmio categoria Inovação
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Equipe Scuderia Bolonhesa – 3° Lugar (Resistência)
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Equipe Aponteose II – 2° Lugar (Resistência)
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Equipe Engenheiros da Barilla – 1° lugar (Resistência eEficiência)
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Enquete realizada com os alunos:
1) Minha participação na Competição:
80%
19%
1%
Contribuiu muito para ampliar meus conhecimentos na área de estruturasContribuiu um pouco para ampliar meus conhecimentos na área de estruturas
Não contribuiu para ampliar meus conhecimentos na área de estruturas
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2) Com relação a freqüência dessa atividade, acho que:
48%
52%
0%
Ela deveria ocorrer todos os semestres
Deveria ocorrer uma vez por ano
Não deveria mais ocorrer
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3) A participação na Competição de Espaguete:
44%
51%
3% 2%
Deve continuar sendo incluída na avaliação das disciplinas da área, como vem sendo feito
Deve continuar sendo incluída na avaliação das disciplinas da área, com peso maior
Deve continuar sendo incluída na avaliação das disciplinas da área, com peso menor
Não deve contar para a avaliação das disciplinas
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Disposições gerais:
Todos os participantes da competição deverão estar
matriculados no Curso de Engenharia Civil e já ter concluído
(ou estar cursando) Análise Estrutural I.
Cada grupo deverá ser formado por no máximo 4 (quatro)
alunos. Cada equipe poderá participar com apenas uma
ponte.
O custo de inscrição na competição consiste em um pacote
de 500 g de massa por integrante.
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Ao menos metade dos componentes da equipe deverá estar
presente no momento do ensaio de sua ponte. Caso contrário,
o grupo não poderá efetuar o ensaio e estará desclassificado
da competição.
Apenas a equipe cuja totalidade dos integrante efetuar a
inscrição concorrerá à premiação.
Os alimentos arrecadados serão repassados posteriormente
a uma instituição de caridade.
Disposições gerais:
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Em função do número de pontes inscritas, possivelmente sóserão ensaiadas as pontes que passarem na pesagem.
Por ocasião na entrega das pontes à Comissão Organizadora,
cada grupo deverá apresentar uma estimativa do valor da carga
de colapso de sua ponte e uma lista das colas utilizadas na suaconstrução (por meio de formulário que será disponibilizado no
site).
Disposições gerais:
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Materiais:
Deverá ser utilizada apenas massa do tipo espaguete
número 7 da marca Barilla.
Quatro tipos de cola serão permitidos: epóxi do tipo massa
e do tipo resina, cola bonder e cola quente em pistola.
A ponte só poderá receber revestimento ou pintura com as
colas permitidas.
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Massa Espaguete
Cola Quente
Epóxi Massa
Epóxi Resina
Cola Bonder
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Peso e dimensões:
O peso da ponte não poderá superar 750g (espaguete e cola).
Deverá ser capaz de vencer um vão livre de 1m, podendo ter
comprimento máximo de 1,1m.
No nível dos apoios, a ponte poderá ter uma largura mínima de 5cm.Ao longo de toda a estrutura, a largura máxima poderá ser de 20cm.
Será permitida uma altura máxima de 50cm, medida verticalmente
do ponto mais baixo ao ponto mais alto da estrutura.
A ponte deve ser indivisível (partes móveis ou encaixáveis não serãoadmitidas).
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A ponte deverá ser apoiada livremente nas duas
extremidades por meio de tubos de PVC para água fria de
1/2" de diâmetro e preferencialmente 20cm de comprimento
(únicos pontos de apoio da ponte).
O peso dos apoios será
descontado do peso total da
ponte, conforme o comprimento e
o peso linear do tubo, igual a
1,375g/cm.
Apoios:
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Uma barra de aço de construção de 8mm deverá ser fixada
no centro do vão, com comprimento mínimo igual a 5 cm,
que permita o encaixe do suporte das cargas.
O peso da barra também não
será contabilizado, sendo
calculado de acordo com seu
peso linear (4g/cm) e
respectivo comprimento.
Ponto de aplicação da carga:
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Apoio
Apoio
Barra de aço
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Peso total: 767g
Peso dos apoios: 2 x 20cm x 1,375g/cm = 55g
Peso da barra de aço: 5cm x 4g/cm = 20g
Peso considerado: 767g 55g 2 g = 692g
Exemplo de pesagem:
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Ensaio:
As cargas posteriores serão aplicadas em incrementosdefinidos pelo membro do grupo que estará realizando o
teste.
Se após 10 segundos a ponte não apresentar severos danos
estruturais, será considerado que a mesma passou no teste
de carga mínima.
A carga inicial a ser aplicada será a do suporte dos pesos
(4,3kgf).
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A carga de colapso oficial da ponte será a última carga que a
ponte foi capaz de suportar durante um período de 10
segundos, sem que ocorressem severos danos estruturais.
Será exigido um mínimo de 10 segundos entre cada aplicação
de incremento de carga.
Ensaio:
Em caso de empate, a ponte vencedora será a que
apresentar menor peso próprio.
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Ponte sendo ensaiada
http://c/Users/leandro/Desktop/ENGENHARIA%20CIVIL/PESQUISA%20OTIMIZA%C3%87%C3%83O%20ESTRUTURAL/competi%C3%A7%C3%A3o_espaguetes2011/Ensaio_2008.wmv
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Premiação:
Resistência (maior carga)◦ Primeiro colocado◦
Segundo colocado◦ Terceiro colocado
Eficiência (maior relaçãoresistência/peso próprio)
InovaçãoOBS.: A participação vale atividades
complementares para todos
participantes, além de pontuação extra
para os vencedores
O regulamento completo encontra-se
disponível no site da competição
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Na etapa de projeto e dimensionamento, sugere-se a análise
de diferentes modelos de treliças planas de acordo com os
itens que serão descritos a seguir.
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1ª etapa:
Considerar na análise um apoio simples e um duplo em cada
extremidade, e uma carga P no nó central. Efetuar o cálculo
das reações nos apoios, e determinar os esforços normaisem cada barra (pelo Métodos dos Nós, por exemplo).
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* N em kgf, L em cm
2ª etapa:
* N em kgf
(Fonte: GONZÁLEZ; MORSCH; MASUERO, 2005)
Barras tracionadas (N+): O número de fios independe do
comprimento da barra e é dado pela fórmula:
Barras comprimidas (N-): Trabalha-se apenas com a
tensão de flambagem, e o cálculo do número de fios (seção
circular maciça) se dá pela fórmula:
Dimensionar as barras por meio dos esforços normais obtidos:
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3ª etapa:
Peso (g) = comprimento total (cm) * 3,937 x 10-2 (g/cm)
O peso da massa será obtido a partir do comprimento totalde espaguete multiplicado pelo peso linear, ou seja:
Verificar o peso da treliça plana:
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3ª etapa:
Para o peso dos nós recomenda-se considerá-lo num valor
entre 10 e 15g.
Também é importante não esquecer o epóxi utilizado nas
junções de barras com comprimento maior que o do
espaguete.
Na execução, pode-se cuidar a quantidade do epóxi
utilizado através da embalagem do produto.
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Essa treliça plana terá que se unir à outra, idêntica, a fim de
dar origem a uma estrutura espacial.
O peso a ser verificado aqui constitui cerca da metade do
limite de 750g.
Sugere-se que se considere 45% do peso máximo, tendo em
vista que haverão ainda as barras de ligação entre uma treliça
e outra.
3ª etapa:
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Conforme o peso obtido pode-se diminuir a carga (peso
acima do limite) ou aumentá-la (peso abaixo do limite),
redimensionando a estrutura.
Indica-se que a primeira análise seja feita com uma carga
unitária (1kgf), já que, assim, basta multiplicar os esforços
normais já obtidos pelo valor da nova carga.
3ª etapa:
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4ª etapa:
Deve-se estudar as formas de fazer a ligação entre as duas
treliças planas. Com a união pode-se considerar como a carga
de projeto o dobro do valor calculado na etapa 1.
É fundamental não esquecer de recalcular o peso da
estrutura, devido às barras de ligação acrescentadas.
É importante lembrar de verificar a condição de estaticidadedas treliças espaciais, que é garantido por meio da colocação
de barras que travem a estrutura.
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Treliça plana
Treliça espacial
união paralela)
Treliça espacial
união banzo superior)
contraventamento
contraventamento
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Desenhos e tabelas com os dados daponte:
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Confeccionar gabaritos
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Medir comprimento dos fios
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Cortar os fios
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Contar o número de fios
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Confeccionar as barras com epóxi resina
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Amarrar as barras com barbante até a sua secagem
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Numerar elementos e armazenar barras parasecagem
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Unir as barras conforme o gabarito
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Unir as barras conforme o gabarito
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Cuidar nivelamento e alinhamento
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Suportes de auxílio para a colagem
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Construção da estrutura
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Detalhe do nó central da ponte
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Finalização da estrutura
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Finalização da estrutura
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Finalização da estrutura
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Finalização da estrutura
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Fixar os apoios e finalizar nós com epóximassa
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Ponte concluída
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Ponte concluída
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07 de maio: Data limite para inscrição das equipes
(Site: www.upf.br/espaguetes)
Datas importantes:
14 de maio: Data limite para entrega da taxa de
inscrição (Local: Secretaria da Engenharia Civil)
02 de junho: Entrega das pontes e do formulário
preenchido (Centro de Eventos da UPF, sala de apoio,
das 19:00 às 20:30)
http://www.upf.br/espagueteshttp://www.upf.br/espagueteshttp://www.upf.br/espagueteshttp://www.upf.br/espagueteshttp://www.upf.br/espagueteshttp://www.upf.br/espaguetes
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03 de junho: Medição e pesagem das pontes (Local:
Centro de Eventos da UPF, sala de apoio, a partir das
14hs)
04 de junho: V Competição de Pontes de Espaguete
(Local: Centro de Eventos da UPF, a partir das 8hs).
Após será realizado um PL na Associação dosProfessores da UPF.
Datas importantes:
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10 e 12 de maio (14:30 as 17:00hs) - 1º Mini
curso F-TOOL. (Inscrições até 07 demaio junto a secretaria da Engenharia Civil.
Datas importantes:
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Site da Competição:
www.upf.br/espaguetes
http://www.upf.br/espagueteshttp://www.upf.br/espaguetes
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Informações Gerais
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Patrocinadores já confirmados:
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Equipe Organizadora:
Prof. Moacir Kripka (coordenador)
Prof. Gilnei Artur Drehmer
Prof. Rodrigo Bordignon Prof. Guilherme Fleith de Medeiros
Leandro Paludo
Juliana Triches
Organização:
LADOC - Laboratório de Análise,Dimensionamento e Otimização Estrutural em
Engenharia Civilhttp://usuarios.upf.br/~mkripka/ladocpage