Ponte Triforce - ITEC

(diretrizes) -> A ponte foi idealizada para ser geometricamente estável na distribuição de forças verticais. Utilizara-se o formato de um prisma de base retangular e faces laterais inclinadas a 60 graus também retangulares, que, no entanto, têm essa angulação por obedecer ao formato frontal da ponte de um triângulo equilátero. O que, de fato, caracteriza a estrutura da ponte, pois existe uma rigidez do caminho dessas forças, por conseguinte elas caem aos nós da barra no formato triangular, contrariamente aos quadriláteros, que se o fosse, existiriam mais barras retas mais propícias à deformação, visto que o peso colocado acima da ponte poderia deformar a barra e tal situação seria péssima e demasiadamente complexa, pois geraria um esforço cortante maior na barra horizontal. É-se, deste modo, ideal para estruturas triangulares que o peso seja posto exatamente sobre os nós, e foram escolhidos somente dois deles no topo da ponte, para que a maior preocupação sejam a tração e a compressão dos triângulos, diminuindo os esforços de cada nó, evitando a flambagem. Portanto, sua estabilidade geométrica torna-se superior. O formato ajuda para que o número de peças iguais aumente, e a simplicidade da produção também. Para ilustrar, o princípio é similar às treliças, que utilizam deste mesmo princípio de dispersão de forças, já que a força resultante, caso tenha mais caminhos para se dispersar do que um pilar perpendicular ao solo pode agir em sentido diagonal para baixo, tensionando a barra e não somente os nós. Por fim, o ângulo e o formato triangular encaminham essas forças verticais e diagonais aos nós da estrutura. (comportamento estrutural) -> Como a estrutura da ponte é feita para suportar forças verticais, evitar a flambagem de uma barra é essencial. Por conta disso, o uso de triângulos para dispersar essas forças em ângulos iguais a partir de dois pontos na ponta da ponte é uma maneira de pôr mais caminhos por onde as forças percorrerão e ainda com uma única barra horizontal somente na lateral da ponta da ponte, auxiliando na distribuição simétrica das forças sem tornar a ponte uma pirâmide irregular, que tornaria a estrutura desnecessariamente complexa para seu cálculo de forças. Em suma, temos 6 pontos de dispersão da força-peso, em distâncias iguais, ao solo, não causando uma assimetria nessa dispersão e não sobrecarregando qualquer barra ou nó específico. Portanto, pode-se dizer que a ponte tem vários ‘’caminhos’’ e em ângulos geometricamente precisos para evitar forças cortantes nas barras, gerando alta estabilidade à ponte para suportar cargas verticais.

(Estimativas). Quanto ao uso de materiais. A ponte tem o planejamento de serem utilizadas 36 folhas de papel sulfite A4, de gramatura 75 g/m². Cerca de 20 gotas de cola por folha usada (o uso será explicado posteriormente). As medidas de uma folha A4 são 0,21m e 0,297m. Sua área superficial (material de espessura desprezível) é de 0,06 m² por folha (valores arredondados). Multiplicando pelo número de folhas, temos 2,25 m². Sendo a densidade do papel 75 g/ m² basta multiplicarmos a área pela densidade para saber o peso de papel que será usado na ponte, que é 168,4 g. Sendo 20 gotas de cola por folha, 1 mL sendo 20 gotas, e 36 folhas sendo usadas, serão utilizados 36 mL de cola na confecção da ponte. Sendo a densidade da cola 1,06 g/mL, basta multiplicar o volume de cola usado pela densidade para achar o peso de cola que será utilizado na ponte, que é de 38,16 g. Sendo assim, o peso total da ponte é 206,6 g. Para a confecção da ponte, serão utilizados também 4 tipologias de tubos de papel, descritas abaixo.

Carimbo:

Unb – Universidade de Brasília /

Introdução à tecnologia em arquitetura e urbanismo /

Noturno / 1°/2019

Matheus Rudo/ Mateus Theo/ Bruna Pavoa / Sophia Anjos

Materiais para a construção da ponte de papel serão necessários: 1- 36 folhas de papéis a4 sulfite de gramatura 75 g/m² 2- Um tubo de cola branca, com aproximadamente 720 gotas, e, portanto, 36 ml de cola. 3- Estilete com lâmina. 4- Um palito de churrasco. Passo a passo: Primeiro passo: esticar uma folha sobre uma superfície lisa, por conseguinte, colocar o palito de churrasco em uma das laterais maiores, de forma perpendicular. Feito isso, empurrar com polegares opositores as pontas da folha, para que a lateral da folha passe por baixo do palito. Continuar o movimento até o final da folha, exercendo momento. Antes de alcançar o final da folha, passar uma camada de cola que cubra cerca de dois centímetros em faixa da outra lateral maior da folha. Portanto, termine o movimento. Terminando-se o primeiro tubo. Segundo passo: repetir o primeiro passo 24 vezes, gerando 24 canudos. Terceiro passo: são cinco tipologias de tubos apresentadas na prancha anterior, e, portanto, teremos de cortar cada tubo com um ou dois ângulos por parte simétrica da barra. Somente para a quarta e a quinta tipologia temos dois ângulos por ponta, portanto, um corte partindo do centro, um corte radial; no resto, temos um único ângulo por ponta do cilindro. De modo que o tubo, já completo, seja cortado em dois ângulos nas suas pontas, a partir de um centro de raio. Temos, portanto, uma quantidade definida de tubos cortados para cada tipologia. Definem-se, o tipo e sua quantidade. Sua quantidade produzida são sempre 6 itens idênticos por tipologia, e os tipos são os seguintes, de acordo com o comprimento variante e o ângulo também variante, sendo a espessura idêntica em todas as tipologias:

Primeira tipologia: cada ponta oposta da barra cortada tem um ângulo de 60 graus e o outro de 45. Comprimento da barra: 25 cm.

Segunda tipologia: cada ponta oposta da barra cortada tem um ângulo de 60 graus com seu correspondente de 135 graus. Comprimento da barra: 25 cm.

Terceira tipologia: cada ponta oposta da barra cortada tem um ângulo de 90 graus, e, portanto, sem modificações do cilindro original. Comprimento da barra: 23 cm.

Quarta tipologia: cada ponta cortada de cada lado da barra, e, portanto, de corte radial, tem um ângulo de 30 graus com correspondente 60 graus. Comprimento da barra: 23 cm.

Quinta tipologia: cada ponta cortada de cada lado da barra, e, portanto, de corte radial tem um ângulo de 45 graus, uma simetria para cada ponta para a barra simétrica. Comprimento da barra: 34 cm. No entanto, a quinta tipologia apresenta uma peculiaridade no processo de produção: o comprimento excede aproximadamente quatro centímetros da altura do papel A4 (que possui 29,7 cm de altura). Portanto, é-se necessária a colagem de um tubo extra de quatro centímetros para, primeiramente, formar a barra cilíndrica sem quaisquer cortes, e posteriormente cortá-la, a última barra.

Tendo todas as barras, siga o esquema abaixo, colocando cola entre os nós.