DESENVOLVIMENTO DE RECURSOS MULTIMÍDIA PARA CÁLCULO E DETALHAMENTO DE PILARES DE CONCRETO ARMADO

Texto

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Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Departamento de Engenharia de Estruturas e Fundações Laboratório de Mecânica Computacional

PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

DESENVOLVIMENTO DE RECURSOS MULTIMÍDIA PARA CÁLCULO E

DETALHAMENTO DE PILARES DE CONCRETO ARMADO

Alberto Belotti Colombo

Orientador: Prof. Dr. Túlio Nogueira Bittencourt

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Índice

1. RESUMO... 2

2. INTRODUÇÃO ... 2

3. JUSTIFICATIVAS ... 4

4. OBJETIVOS ... 5

5. PLANO DE TRABALHO E CRONOGRAMA DE ATIVIDADES... 5

6. MATERIAL E MÉTODOS ... 6

7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 7

8. BIBLIOGRAFIA ... 7

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1. RESUMO

O uso de recursos multimídia no ensino da engenharia de estruturas, especificamente no cálculo de concreto armado, é um novo recurso que acena com grande perspectiva de sucesso e gradual incremento no ensino de engenharia. Isto deve-se ao fato de tais recursos possibilitarem melhor visualização de processos referentes a tais ensinos.

O projeto a ser desenvolvido tem por finalidade ser uma ferramenta auxiliar de grande importância no cálculo de concreto armado no ensino de Engenharia de Estruturas, de forma a ilustrar a metodologia utilizada no cálculo e detalhamento de pilares.

Para tanto, o projeto implementará uma ferramenta computacional que possibilitará a visualização de modelos usuais em engenharia de estruturas, tornando assim a utilização de recursos multimídia uma importante ferramenta auxiliar no ensino de engenharia de estruturas.

A ferramenta a ser desenvolvida também deverá permitir a interatividade do usuário com os modelos visualizados, que poderão ser manipulados, a fim de explorar aspectos geométricos e físicos de sua estrutura. No processo de criação e desenvolvimento serão utilizados conhecimentos de programação gráfica e programação de eventos.

O presente projeto será realizado de forma vinculada a outros trabalhos a serem desenvolvidos no Laboratório de Mecânica Computacional (LMC), que procuram servir ao desenvolvimento e à aplicação de novos métodos no ensino de engenharia.

2. Introdução

Diante da necessidade atual de se estar sempre evoluindo cientificamente, novos métodos de ensino vem sendo implementados de modo complementar no ensino em geral e, particularmente, no ensino de engenharia. Diante desta realidade, a utilização de recursos de multimídia interativa tem sido uma nova tecnologia de ensino de utilização crescente no estudo da engenharia de estruturas e que tem tido bastante sucesso. No Brasil, a utilização desses recursos como material complementar em aulas ainda se encontra em estágio prematuro. No entanto, nos últimos anos o LMC, bem como outros órgãos de ensino de engenharia do Brasil, têm criado excelentes ferramentas, sendo que este projeto pretende dar uma continuação aos trabalhos já realizados.

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Pretende-se utilizar a flexibilidade dos recursos de multimídia, considerando interatividade e animação durante a manipulação da representação do processo.

O presente trabalho dará continuidade às atividades realizadas no escopo do projeto integrado de pesquisa intitulado “Investigação de Novas Metodologias para o Ensino de Engenharia de Estruturas Utilizando Recursos de Multimídia Interativa”, concluído em 2002, o qual foi financiado pela FAPESP e coordenado pelo Prof. Dr. Túlio Nogueira Bittencourt. O projeto foi concebido para desenvolver e aplicar novas tecnologias no ensino das disciplinas de Resistência dos Materiais e Cálculo de Concreto no Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica da Escola Politécnica da USP (PEF/EPUSP). O projeto integrado de pesquisa já realizado, assim como a presente proposta, fazem parte de uma iniciativa pioneira do Departamento de Engenharia Civil da Escola Politécnica da USP no sentido de inovar o ensino, tornando-o atualizado, motivante, atraente e eficiente.

Seguem abaixo algumas figuras ilustrando trabalhos já desenvolvidos por outros alunos, similares aos que se pretende desenvolver.

Figura 1 – Animação em flash ilustrando o processo de detalhamento de uma viga de concreto armado.

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Figura 2 – Applet para cálculo e detalhamento de lajes em concreto armado.

Este trabalho será orientado pelo Prof. Dr. Túlio Nogueira Bittencourt da Escola Politécnica da USP (PEF/USP).

3. Justificativas

As novas tecnologias de multimídia interativa e os recursos que elas trazem facilitam o processo de aprendizagem e assimilação de conhecimentos, exercendo, portanto, grande impacto no cenário pedagógico e didático. A evolução da informática e dos recursos de multimídia introduzem diversos benefícios no caso particular do ensino de engenharia, já que permite uma melhor visualização da simulação de processos e de modelos geométricos complexos, aspectos de grande relevância na assimilação dos conceitos a serem transmitidos.

A visualização do processo de cálculo e detalhamento de pilares de concreto armado, utilizando recursos de multimídia interativa, permitirá uma apresentação muito mais atrativa e motivante do assunto, quando comparado à convencional técnica de projeção de perspectiva plana, através das ferramentas que serão desenvolvidas neste projeto.

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4. Objetivos

No estudo de projeto de estruturas em concreto armado separa-se o foco do estudo em três principais elementos estruturais: lajes, vigas e pilares. Os pilares são os responsáveis pela

transferência dos esforços para a fundação da edificação. Assim, pilares são elementos de grande importância no cálculo de concreto armado.

Desta forma, este trabalho tem como objetivo ilustrar as diferentes etapas que compõem o cálculo e detalhamento de pilares de concreto armado. Partindo-se de dados como posicionamento do pilar na estrura, e suas características geométricas e mecânicas, mostraremos por meio de animações os passos a serem seguidos para o dimensionamento adequado.

Além da visualização por meio de animações, serão desenvolvidas ferramentas que permitam a interatividade e manipulação dos dados relativos ao processo estudado, permitindo que o aluno adquira maior afinidade com o assunto.

Como objetivo adicional, pretende-se utilizar a experiência adquirida na implementação computacional para o posterior desenvolvimento de novos trabalhos na área de ensino com utilização de recursos de multimídia interativa. Dessa forma, possibilidades antes desconhecidas ou não utilizadas poderão alterar de forma significativa a metodologia do ensino de engenharia de estruturas , enriquecendo-a.

5. Plano de Trabalho e Cronograma de Atividades

O projeto será subdividido em seis fases, cada uma com previsão de dois meses, que estão descritas abaixo.

Na primeira fase do projeto o aluno realizará um curso de programação de linguagem Java e um curso do aplicativo do programa Flash no Laboratório de Mecânica Computacional da EPUSP.

O uso do Flash possibilitará, por meio de animações, a ilustração da metodologia e conceitos empregados, enquanto que com a linguagem Java será possível a criação de um “tutorial eletrônico”, com o qual o usuário poderá interagir obtendo melhor entendimento sobre o assunto.

Nesta primeira etapa, será ainda realizada uma revisão bibliográfica em livros e artigos sobre o assunto.

Na segunda etapa será desenvolvido o código do applet para cálculo e detalhamento de pilares. A partir deste estudo, terá início a terceira etapa do projeto, que consistirá na construção das animações referentes ao processo de cálculo e detalhamento.

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A quarta etapa consiste da implementação das características de interatividade da ferramenta, permitindo que os modelos visualizados possam ser manipulados pelo usuário da interface gráfica. Serão considerados aspectos da visualização da geometria do modelo, bem como aspectos físicos importantes, que são de difícil visualização quando da utilização de técnicas de projeção comuns.

A quinta etapa consiste na verificação e testes do modelo, correção de possíveis falhas e aprimoramentos gerais.

Por fim, na sexta etapa será realizada a adaptação do material produzido ao projeto integrado, considerando também a avaliação, discussão e divulgação dos resultados.

A duração prevista para o projeto é de um ano. A Tabela 1 apresenta o cronograma do desenvolvimento das seis etapas apresentadas anteriormente.

Etapa Mês 1 Mês 2 Mês 3 Mês 4 Mês 5 Mês 6 Mês 7 Mês 8 Mês 9 Mês 10 Mês 11 Mês 12 1

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3

4

5

6

Tabela 1: Cronograma de atividades.

6. Material e Métodos

Para o desenvolvimento do presente projeto, serão utilizados computadores, projetores multimídia, programas comerciais para criação de recursos multimídia, compiladores de linguagens de programação e livros sobre os aspectos técnicos envolvidos no projeto.

O Laboratório de Mecânica Computacional da EPUSP fornecerá os recursos computacionais para o desenvolvimento deste projeto.

O ambiente de programação para criação do código em Java será o JCreator. No que diz respeito aos efeitos de animação, serão também utilizados o programa Flash MX (devido à sua robustez) e outros programas gráficos (PovRay,CorelDraw 9, etc.).

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7. Considerações finais

Espera-se que este trabalho possa introduzir novos resultados positivos nas atividades de ensino de Engenharia de Estruturas e que, associado aos resultados do projeto integrado de pesquisa citado anteriormente, possa servir de modelo para a obtenção de uma sistemática de ensino de disciplinas de Engenharia através da utilização destes novos recursos em harmonia com as técnicas tradicionais de ensino.

Acredita-se que o conhecimento desenvolvido neste projeto constitui um passo importante não só para os cursos presenciais, mas também para a criação de cursos à distância.

8. Bibliografia

Agre, P., “Information Technology in Higher Education: The “Global Academic Village” and intelectual Standardization”, On the Horizon, Jossey-Bass, 1999

Ammeraal, L., “Computer Graphics for JAVA Programmers”, John Wiley & Sons, England, 1998 Brisk, M., “Engineering Education for 2010: The Crystal Ball Seen from Down Under (an

Australian Perspective)”, Global, J. of Engng. Educ.,Vol. 1, No. 1, Australia, 1997

Dowell, E., Baum, E. e McTague, J., “Engineering Education for a Changing World”, ASEE Project Report, ASEE PRISM, EUA, 1994

Foley, J.D., Van Dam, A., Feiner, S.K., and Hughes, J.K., “Computer Graphics: Principles and Practices”, Addison-Wesley, Reading, 1990

Larson, R. C. “MIT Learning Networks: An Example of Technology-Enabled Education”, MIT Council Education Technology, EUA, 1997

Lévy, Pierre, “As Tecnologias da Inteligência”, Editora 34, São Paulo, 1993

Litynski, C., Lane, C. e Carver Jr., M., “Hypermedia and Learning: Promise and pratice”, Global, J. of Engng. Educ.,Vol. 1, No. 2, Australia, 1997

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P.B.Fusco, Fundamentos do Projeto Estrutural P.B.Fusco, Solicitações Normais

Lauro Modesto dos Santos, Curso de Concreto Armado Apostilas do Curso de Concreto Armado da EPUSP

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Referências

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