DesafioApresentar uma ponte construda com macarro, onde est experimentar diversas situaes de aplicao de carga.O desafio importante para que o grupo organize-se em suas decises, avaliando e considerando conceitos importantes intrnsecos a Resistncia dos Materiais interligados a um Projeto Mecnico de pequena escala e na organizao de um concurso final.

Objetivo do desafioO objetivo do desafio a concretizao de um projeto de ponte de macarro, findando a um concurso de pontes de macarro entre os grupos, oportunizando assim, a aplicao e a familiarizao dos conceitos de Resistncia dos Materiais.

Produo Acadmica

Relatrios parciais, com os resultados obtidos nas atividades realizadas Relatrio do Teste de Tenso NormalRelatrio do Teste daTenso de Cisalhamento, Relatrio sobre a Ponte QingdaoRelatrio de Procedimentos Utilizados para a Confeco da Ponte de MacarroApresentao do prottipoRelatrio Final de concluso.

Relatrio

Pesquisar em artigos e/ou reportagens sobre a maior ponte do mundo inaugurada na China no ano de 2011. Com os dados da pesquisa, fazer um relatrio elucidando sobre as etapas e tempo de construo, preo, cargas admissveis, profundidade e extenso dimenso daspilastras e outros fatores que sejam relevantes num projeto de resistncia de materiais para aconstruo civil. Este relatrio dever ser entregue ao professor no final do primeiro bimestrecom o nome Relatrio sobre a Ponte Qingdao.

Figura 1 A maior Ponte do mundo durante sua construo.Fonte:< http://g1.globo.com/mundo/noticia/2011/06/china-inaugura-a-maior-ponte-sobre-mardo-mundo.html> Acesso em: 27 de Novembro de 2013.Site sugerido para a pesquisa: China inaugura maior ponte do mundo sobre o mar . 2010. Disponvel em: Acesso em: 27 de Novembro de 2013.

Pesquisar sobre os diversos tipos de pontes e suas caractersticas: estruturas, funcionalidades e extenses.Site sugerido para a pesquisa: Como funciona uma ponte . 2010. Disponvel em:< http://ciencia.hsw.uol.com.br/pontes.htm>. Acesso em: 27 de Novembro de 2013.

Escolher quatro tipos de macarres compridos distintos (tipos espaguete) onde pode-sevariar a espessura e/ou composies.

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China inaugura a maior ponte sobre mar do mundoEstrutura levou quatro anos para ser construda e custou US$ 2,3 bilhes.Ponte de 42 km em Qingdao liga dois pontos de importante porto do pas.a mais longa ponte sobre o mar do mundo, com 42 quilmetros, na cidade litornea de Qingdao.(Na primeira verso desta matria, uma informao atribuda agncia de notcias chinesa "Xinhua" falava erroneamente que a estrutura tinha 36,48 quilmetros.)A ponte, que teve investimento de US$ 2,3 bilhes e levou quatro anos para ser construda, liga o centro da cidade ao seu subrbio de Huangdao, nos dois lados da baa de Jiazhou.Com esta ponte, a distncia entre os dois pontos de um dos principais portos da China - e sede das competies de vela nas Olimpadas de 2008 - poder ser percorrida com reduo de 20 a 40 minutos.Vista geral da ponte em Qingdao, na China, que tem 42 km de extenso e levou quatro anos para ser construda (Foto: China Daily / Reuters)A nova ponte supera a da baa de Hangzhou, tambm no leste da China e que com 36 quilmetros era considerada a mais longa do mundo at hoje.H vrias pontes sobre terra mais longas no mundo, sendo que as trs primeiras tambm esto na China. A maior delas um lance elevado do trem de alta velocidade Pequim-Xangai, de 164,8 quilmetros, servio que tambm foi inaugurado hoje.China inaugura ponte de 42 km, a mais longa do mundoObra liga o porto leste de Qingdao ilha de Huangdao; ponte 4km mais extensa que recordista anteriorponte sobre a gua do mar mais extensa do mundo, informou a televiso estatal chinesa. A ponte da Baa de Jiaozhou tem 42 quilmetros de extenso e liga o porto leste de Qingdao com a ilha de Huangdao.A emissora estatal CCTV informou que a ponte, de 35 metros de largura, a maior do tipo e custou mais de 10 bilhes de yuans (US$ 1,5 bilho).Segundo a emissora, a estrutura passou por testes na segunda-feira, 27. A ponte e um tnel submarino foram abertos para o trnsito na quinta.A construo da obra levou pouco mais de quatro anos, desde maio de 2007.A ponte sustentada por mais de 5 mil pilares.Segundo o livro dos recordesGuinness, a ponte sobre a gua que era at ento a maior fica no lago Pontchartrain, na Louisiana, nos Estados Unidos. A obra chinesa 4 quilmetros mais extensa que a recordista anterior.

Como funcionam as pontesAs pontes so encontradas em quase todos os lugares. Uma ponte permite a passagem sobre qualquer tipo de obstculo: um rio, um vale, uma estrada, trilhos de trem etc. Neste artigo, vamos ver os trs principais tipos de pontes para podermos entender como cada um funciona. O tipo de ponte utilizado depende de vrias caractersticas do obstculo. A funo principal que controla o tipo de ponte o tamanho do obstculo. Qual a distncia de uma ponta a outra? Esse um dos fatores principais na hora de determinar o tipo de ponte a ser usado. Voc vai entender o motivo disso quando tiver terminado de ler este artigo.Os princpios bsicos H trs tipos principais de pontes: ponte em viga ponte em arco ponte suspensaA maior diferena entre as trs a distncia que elas podem cruzar entre um suporte e outro. Esses suportes podem ser colunas, torres ou a parede de um cnion. Uma ponte em viga moderna, por exemplo, provavelmente consegue alcanar uma distncia de 60 m entre dois suportes, ao passo que um arco moderno consegue transpor de 240 a 300 m. Uma ponte suspensa, o auge da tecnologia de construo de pontes, capaz de cruzar 2.100 m entre um suporte e outro. O que permite que uma ponte em arco se estenda por distncias maiores do que uma ponte em viga? O que faz com que uma ponte suspensa atravesse uma distncia sete vezes maior do que a de uma ponte em arco? A resposta est em como cada tipo de ponte lida com duas foras importantes, chamadas de compresso e trao: compresso: uma fora que age para comprimir ou diminuir a coisa sobre a qual est agindo; trao: por sua vez, uma fora que age para expandir ou aumentar a coisa sobre a qual est agindo. Um exemplo simples e que vemos sempre de compresso e trao uma mola. Quando pressionamos ou empurramos as duas extremidades da mola uma em direo a outra, ns a comprimimos. A fora de compresso diminui a mola. Quando a puxamos para cima, ou puxamos as duas extremidades em sentidos contrrios, criamos uma trao na mola. E essa fora de trao estica a mola. A compresso e a trao esto presentes em todas as pontes, e trabalho do projeto da ponte lidar com essas foras sem o risco de que a ponte entorte ou rache. Entortar o que acontece quando a fora de compresso ultrapassa a habilidade de um objeto em lidar com essa compresso, e rachar o resultado do excesso de trao sobre o objeto. A melhor maneira de lidar com essas foras dissip-las ou transferi-las. Dissipar fora espalh-la sobre uma grande rea, fazendo com que nenhum ponto tenha de suportar o impacto da fora concentrada. Transferir fora mud-la de uma rea de fraqueza para uma rea de fora, uma rea projetada para suportar a fora. Uma ponte em arco um bom exemplo de dissipao. J a ponte suspensa, por outro lado, um bom exemplo de transferncia. A ponte em vigaUma ponte em viga basicamente uma estrutura horizontal rgida colocada sobre duas colunas, uma em cada extremidade. O peso da ponte e qualquer trfego que houver sobre elaso suportados diretamente pelos postes. O peso vai diretamente para baixo.CompressoA fora de compresso se manifesta sobre a parte superior da plataforma (ou estrada). Isso faz com que a poro superior da plataforma seja encolhida.TraoO resultado da compresso sobre a poro superior da plataforma causa trao sobre a parte inferior da plataforma. Essa trao faz com que a poro inferior da plataforma se alongue.ExemploPegue um pedao de madeira e o coloque sobre dois vasilhames vazios de leite: voc acabou de criar uma ponte em viga simples. Agora, coloque um peso de 22,5 kg sobre ela. Perceba como a placa de madeira se entorta. A parte superior est sob a fora de compresso, ao passo que a parte inferior est sob a fora de trao. Se voc continuar colocando cada vez mais peso, vai chegar um momento em que a placa de madeira vai quebrar. Na verdade, a parte de cima ir envergar e a parte inferior ir rachar.

DissipaoEm muitaspontes,so usadas vigas de concreto ouaopara suportar a carga. O tamanho da viga, e especialmente sua altura, controla a distncia que essa viga pode atingir sem precisar de uma nova coluna. Ao aumentar a altura da viga, h mais material para dissipar a trao. Para criar vigas bem altas, os projetistas de pontes adicionam redes de apoio, outesouras, viga da ponte. Essa tesoura de suporte adiciona rigidez viga existente, aumentando bastante sua capacidade de dissipar tanto a compresso como a trao. Assim que a viga comear a comprimir, a fora ser dissipada por meio da tesoura.Apesar da inteligente idia que foi contar com a ajuda da tesoura, a ponte em viga ainda tem um limite de distncia entre um suporte e outro. Conforme a distncia vai aumentando, o tamanho da tesoura tambm deve aumentar, at chegar ao ponto em que o peso da ponte seja to grande que a tesoura no pode suport-lo.

Tipos de pontes em vigaExistem pontes em viga em dezenas de estilos diferentes. O design, a localizao e a composio da tesoura so o que determinam o tipo. No comeo da Revoluo Industrial, a construo de pontes em viga nos EUA se desenvolvia rapidamente. Os projetistas surgiam com vrios designs e composies de tesouras diferentes. Pontes de madeira estavam sendo substitudas pelas de ferro ou por combinaes de madeira e ferro. Os diferentes padres de tesoura tambm fizeram grandes avanos durante esse perodo. Um dos mais populares entre os primeirosprojetos era atesoura Howe, patenteado por William Howe, em 1840.

Sua inovao no foi o padro da tesoura, que era semelhante ao padro Kingpost j existente, mas sim o uso de suportes verticais de ferro juntamente aos suportes diagonais de madeira. Muitas das atuais pontes em viga ainda tm tesouras com o padro Howe.

Fora da tesouraUma nica viga atravessando qualquer distncia est sujeita compresso e trao. A parte superior da viga recebe a maior parte da compresso, ao passo que a parte inferior recebe a maior trao. J o meio da viga quase no recebe nenhuma compresso ou trao.Se a viga fosse projetada com mais material nas partes superior e inferior e menos no meio, ela teria uma capacidade maior de suportar as foras de compresso e trao. por isso que as vigas em "I" so mais rgidas do que as vigas retangulares.Um sistema de trelias pode levar essa idia ainda mais adiante. Imagine um dos lados de uma ponte treliada (com tesoura) como se fosse uma nica viga. O centro da viga composto pelos membros diagonais da tesoura, ao passo que as partes superiores e inferiores da tesoura representam as partes superior e inferior da viga. Se olharmos para uma tesoura dessa maneira, possvel ver que as partes superior e inferior da viga contm mais material do que seu centro (o papelo corrugado mais firme pela mesma razo).Alm do efeito j mencionado sobre o sistema de trelias, h outra razo pela qual ele mais rgido do que uma nica viga: uma tesoura tem a capacidade de dissipar uma carga por meio de suas trelias. O design de uma tesoura, que costuma ser uma variao de um tringulo, cria uma estrutura bastante rgida e que transfere a carga de um ponto nico para uma rea consideravelmente maior.A ponte em arcoUma ponte em arco uma estrutura semicircular com suportes em cada uma das extremidades. O design do arco, o semicrculo, desvia naturalmente o peso da ponte para os suportes.CompressoPontes em arco vivem sujeitas fora de compresso. Essa fora empurrada para fora pela curva do arco em direo s pilastras.

TraoA trao em um arco no importante e pode ser descartada. A curva natural do arco e sua capacidade de dissipar a fora para fora reduzem em muito os efeitos de trao sobre a parte de baixo do arco. Quanto maior for o grau de curvatura (quanto maior o semicrculo do arco), no entanto, maiores sero os efeitos da trao na parte de baixo.Como acabamos de mencionar, o formato do arco por si s tudo o que necessrio para dissipar, de maneira eficaz, o peso do centro em direo s pilastras. Assim como a ponte em viga, porm,os limites de tamanho eventualmente ultrapassaroa capacidade natural do arco.Tipos de pontes em arcoDissipao

H, por exemplo, os arcos romanos, barrocos e renascentistas, diferentes em termos arquitetnicos, mas iguais em termos estruturais.Os arcos so fascinantes pelo fato de serem uma forma realmente natural de ponte. a forma da estrutura que lhe d sua fora. Uma ponte em arco no precisa de suportes ou cabos adicionais. Na verdade, um arco feito de pedras no precisa nem mesmo de argamassa. Os antigos romanos construam pontes em arco (e aquedutos tambm) que duram e se mantm estruturalmente seguras at hoje. Essas pontes e aquedutos so os verdadeiros testemunhos da eficcia natural de um arco como estrutura para pontes.A ponte suspensaUma ponte suspensa aquela em que cabos (cordas ou correntes) so pendurados sobre o rio (ou qualquer outro obstculo) e a plataforma fica suspensa nesses cabos. As pontes suspensas modernas tm duas torres altas nas quais os cabos so pendurados. Assim, so as torres que sustentam a maior parte do peso da plataforma.CompressoA fora de compresso exercida para baixo sobre a plataforma da ponte suspensa, mas como uma plataforma suspensa, os cabos transferem a compresso para as torres, que dissipam essa fora diretamente sobre o solo em que esto fixadas.TraoOs cabos de sustentao, indo de um ancoradouro ao outro, so os sortudos que tm de agentar as foras de trao. Os cabos so literalmente esticados para suportar o peso da ponte e de seu trfego. Os ancoradouros tambm esto sob trao, mas j que eles, assim como as torres, esto presos com firmeza no solo, a trao que eles sentem acaba sendo dissipada.

Quase todas as pontes suspensas tm, alm dos cabos, um sistema de tesoura de sustentao sob a plataforma (umatesoura de plataforma). Isso ajuda a enrijecer a plataforma e a reduzir a tendncia da via de oscilar e se movimentar.Uma ponte suspensa tradicional da cidade de Nova Iorque

Tipos de pontes suspensasExistem doistipos diferentes de pontes suspensas: a pontesuspensareconhecida por seu formato de 'M' alongado, ea no to comumponte estaiada, que tem um formato mais semelhante a um 'A'. A ponte estaiada no precisa de duas torres e quatro ancoradouros como a ponte suspensa. Em vez disso, os cabos vo da plataforma a uma nica torre, em queso presos.Foras em uma ponte estaiada

Uma ponte estaiada perto de Savannah, no estado americano da Gergia

A torre em uma ponte estaiada, assim como a de uma ponte suspensa, responsvel por absorver e lidar com as foras de compresso. Em ambos os tipos, os cabos ficam sob trao.Outras forasAt agora, abordamos as duas maiores foras no projeto de pontes. Mas h vrias outras foras que tambm devem ser levadas em considerao na hora de projetar uma ponte. Essas foras costumam ser especficas para um determinado local ou projeto.ToroAtoro, que uma fora de rotao, uma das que foram eliminadas com eficcia em todas as pontes com exceo dassuspensas maiores. O formato natural do arco e a tesoura adicional da ponte em viga eliminaram os efeitos destrutivos da toro sobre elas. Mas as pontes suspensas, por outro lado, como esto suspensas por cabos, so mais suscetveis toro, especialmente na presena de ventos fortes.Todas as pontes suspensas tmtesouras para enrijecer as plataformas, que, como nas pontes em viga, eliminam de maneira eficaz os efeitos da toro. Mas ainda h o problema das pontes suspensas muito extensas, pois a tesoura da plataforma por si s no o bastante. Testes de tnel de vento costumam ser feitos em diversos modelos para determinar a resistncia das pontes aos movimentos de toro. Estruturas de tesoura aerodinmicas, cabos de suspenso diagonais e uma proporo exagerada entre a profundidade da tesoura de enrijecimento e a extenso da plataforma so alguns dos mtodos empregados para diminuir os efeitos da toro.RessonnciaAressonncia(uma vibrao causada por uma fora externa que est em harmonia com a vibrao natural do objeto original) uma fora que, caso no seja evitada, pode ser fatal para uma ponte. As vibraes de ressonncia percorrem uma ponte na forma de ondas. Um exemplo muito famoso de ondas de ressonncia que destruram uma ponte foi o caso da ponte Tacoma Narrows, que caiu em 1940, ao enfrentar um vento de 64 km/h. Um exame detalhado sugeriu que a tesoura enrijecedora da plataforma no era suficiente para a extenso entre os suportes, mas no foi s essa a causa do fim da ponte. Naquele dia, o vento no apenas estava na velocidade certa como tambm acertava a ponte no ngulo certo para fazer que ela comeasse a vibrar. Ventos contnuos aumentaram as vibraes at que as ondas ficaram to grandes e violentas que quebraram a ponte ao meio.Quando um exrcito marcha sobre uma ponte, os soldados costumam receber ordens para interromper a marcha. Isso feito para evitar a possibilidade de que a marcha rtmica comece a ressoar pela ponte. Um exrcito grande o bastante e marchando no ritmo certo poderia fazer uma ponte comear a oscilar e ondular at que se quebrasse no meio.Para diminuir o efeito de ressonncia sobre uma ponte, importante construiramortecedorespara interromper as ondas ressonantes. Uma maneira eficaz de impedir que essas ondas cresam, e que funciona independentemente da durao ou origem das vibraes, interromp-las. Tcnicas de amortecimento geralmente envolvem a inrcia. Se uma ponte tiver, por exemplo, uma plataforma slida, a onda de ressonncia pode percorrer a extenso da ponte facilmente. Mas se essa plataforma for composta por sees diferentes com placas sobrepostas, o movimento de uma seo ser transferido para outra atravs das placas, que criam uma certa quantidade de atrito pelo fato de serem sobrepostas. O truque ento criar atrito o bastante para alterar a freqncia da onda de ressonncia. Essa alterao impede que a onda cresa ecria duas ondas diferentes, sendo que nenhuma delas pode se juntara outra para formar uma fora destrutiva.

ClimaA fora da natureza, especificamente oclima, o mais difcil a se combater. Chuva, gelo, vento e sal podem derrubar uma ponte quando atuam sozinhos; imagine, ento, o que uma combinao deles pode fazer. Os projetistas de pontes aprenderam seu ofcio aps estudar as falhas do passado. Oferrosubstituiu a madeira e oaotomou o lugar do ferro. O concreto protendido utilizado em muitas rodovias elevadas. E cada novo material ou tcnica de design sempre criado levando-se em considerao as lies do passado.Projetos melhores foram criados para lidar com a toro, a ressonncia e a aerodinmica (aps vrios colapsos espetaculares). Os problemas do clima, no entanto, ainda no foram completamente resolvidos. Casos de falhas criadas pelo clima ocorreram muito mais do que as criadas por problemas de planejamento. E isso quer dizer que ns ainda temosque criar uma soluo eficaz. At hoje, no houve um s material de construo ou design de ponte especfico que conseguisse eliminar ou mesmo diminuir os efeitos das foras da natureza. A nica coisa que est em nossas mos a manuteno preventiva.

Bibliografia

Como construir uma ponte Disponvel em:< http://www.youtube.com/watch?v=knz-jdsYrGE&feature=related >Acesso em: 27 deNovembro de 2013. Fonte:< http://g1.globo.com/mundo/noticia/2011/06/china-inaugura-a-maior-ponte-sobre-mardo-mundo.html> Acesso em: 27 de Novembro de 2013. Como funciona uma ponte . 2010. Disponvel em:< http://ciencia.hsw.uol.com.br/pontes.htm>. Acesso em: 27 de Novembro de 2013. http://www.estadao.com.br/noticias/internacional,china-inaugura-ponte-de-42-km-a-mais-longa-do-mundo,738979,0.htm