PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

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1 ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE ESTRUTURAS E FUNDAÇÕES LABORATÓRIO DE MECÂNICA COMPUTACIONAL PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA MULTIMÍDIA PARA AUXÍLIO NA APRENDIZAGEM DA FLEXÃO OBLÍQUA NO CONCRETO ARMADO PEDRO HENRIQUE CERENTO DE LYRA ORIENTADOR: TÚLIO NOGUEIRA BITTENCOURT SÃO PAULO, 7 DE AGOSTO DE 2006

2 ÍNDICE 1. RESUMO INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVAS OBJETIVOS PLANO DE TRABALHO E CRONOGRAMA DE ATIVIDADES MATERIAL E MÉTODOS COSIDERAÇÕES FINAIS BIBLIOGRAFIA...10 Projeto de Iniciação Científica 2

3 1. RESUMO Atualmente a ampla abordagem do curso de Estruturas de Concreto tem dificultado o ensino e o entendimento da disciplina, justamente devido sua extensão e complexidade. O ensino, através de multimídia, tem demonstrado grande eficiência na EPUSP. Este trabalho facilitou na visualização dos fenômenos físicos que ocorrem na estrutura. Esse projeto vem complementar este grande trabalho que já vem sido desenvolvido pela EPUSP nesta disciplina, com o desenvolvimento de um material didático para o estudo da flexão oblíqua no concreto armado. Sendo baseado em programas de animações e applets, que visam completar e facilitar os estudos realizados em sala de aula, de maneira que o aluno feche a ideologia do assunto. O projeto terá como base o programa de animações FLASH, e a linguagem computacional utilizada para o desenvolvimento dos applets será o JAVA. Além disso, serão desenvolvidos textos explicativos que junto com as animações, virão complementar o ensino desse assunto. Esse projeto será realizado no Laboratório de Mecânica Computacional, onde haverá disponibilidade de computadores e software para a execução do projeto. Esse projeto será um complemento ao projeto integrado de pesquisa Investigação de Novas Metodologias para o Ensino de Engenharia de Estruturas Utilizando Recursos de Multimídia Interativa, junto a FAPESP, com processo número e coordenação do professor Dr. Túlio Nogueira Bittencourt. Esse, é um projeto piloto no departamento de Engenharia de Estruturas e Fundações da EPUSP, que visa uma melhoria na qualidade de ensino com a introdução de novas tecnologias para a didática das matérias do Departamento de Estruturas e Fundações. O programa e as animações desenvolvidas serão adicionados ao site da disciplina Projeto de Iniciação Científica 3

4 2. INTRODUÇÃO O ensino com auxilio de material multimídia, tem demonstrado muita eficiência na aprendizagem das disciplinas ministradas pelo departamento. Devido ao amplo e dificultoso contexto das disciplinas Estrutura de Concreto I (PEF 2303) e Estrutura de Concreto 2 (PEF 2304), tais matérias apresentam um grande número de reprovações, não só pela complexidade das matérias, mas também pela demanda demasiada de tempo para seu estudo. Com esse tipo de material, a visualização e a compreensão das estruturas tornam se mais rápidos e eficazes. Dentro desse contexto, já foram elaborados, vários projetos de pesquisa sobre solicitações tangenciais, que foi desenvolvido pelo aluno William Manabu Fujinohara, o tópico de Estado Limite de Serviço, desenvolvido pelo aluno Rafael Messora Barranco, o dimensionamento de vigas e os esforços de flexão simples e composta, os quais foram elaborados pelos alunos Fábio Corregio e Kristiane Silveira Fernandes. Esse projeto vem complementar esse grande projeto piloto, com o estudo da flexão oblíqua. O estudo da flexão oblíqua será feito através de animações em FLASH com textos explicativos e em applets. Após as devidas revisões e acertos, serão expostos no site da disciplina. 3. JUSTIFICATIVAS Devido a necessidade de modernizar e auxiliar o ensino das disciplinas do departamento de Estruturas e Fundações da EPUSP, esse projeto visa a continuidade e extensão do projeto piloto já existente, incluindo mais este tema da disciplina. A necessidade de incentivar o estudo com novas tecnologia é indispensável, principalmente em se tratando de disciplinas complexas, que demandam muito tempo e atualização nos estudos. As animações em FLASH junto com os textos explicativos, vêm completar de maneira dinâmica as atividades dadas em sala, aumentando e melhorando o conhecimento e principalmente capacitando o aluno na compreensão da teoria e dos problemas envolvidos. Já os applets trazem uma análise mais profunda da flexão oblíqua composta no concreto armado, que através de dados informados pelo usuário informará se a estrutura para as Projeto de Iniciação Científica 4

5 solicitações determinadas irá resistir. Desse modo, o aluno poderá testar e ampliar seus conhecimentos, verificando se a estrutura irá resistir para quaisquer solicitações. Sendo um instrumento que vem modernizar o estudo da engenharia, fica evidente sua importância em aumentar a capacidade de compreender e solucionar problemas dos futuros engenheiros, que virão um dia trabalhar para a sociedade. 4. OBJETIVOS Como principal objetivo, o que esse projeto visa é a continuidade dos trabalhos que já vêm ocorrendo na EPUSP, com a criação de mais um material multimídia, abordando a flexão oblíqua no concreto armado, gerando animações que possibilitarão melhor entendimento do assunto em questão. Busca se também com esse projeto, um método mais simples e dinâmico de aprendizagem, aumentando o interesse do aluno pela matéria. Inicialmente, haverá a familiarização do aluno com os programas FLASH e JAVA, suporte para o desenvolvimento do projeto. Em paralelo, o aluno aprofundará seus conhecimentos sobre a flexão oblíqua no concreto armado, através de revisões bibliográficas para a criação das animações em FLASH (ver figura 1), que ensinarão os conceitos teóricos, passo a passo, de modo que o usuário possa acompanhar a apresentação, sem perder qualquer tópico. Projeto de Iniciação Científica 5

6 Figura 1 Animação desenvolvida pela aluna Kristiane Silveira Fernandes Modelo resistente na flexão composta pequena excentricidade Em seguida, haverá a criação dos applets desenvolvidos em linguagem JAVA, abrangendo a flexão de oblíqua no concreto armado. Esses, serão de fácil manuseio e envolverão o aluno de uma maneira ativa. As atrações desse material são a clareza, facilidade, dinâmica e principalmente disponibilidade, sendo que todo o material estará disponível no site da disciplina. Segue um exemplo de applet (ver figura 2), desenvolvido pela aluna Kristiane Silveira Fernandes sobre o dimensionamento de uma viga submetida a uma flexão composta normal (FCN). Figura 2 Applet desenvolvido pela aluna Kristiane Silveira Fernandes Dimensionamento de viga submetida à flexão composta normal. O applet a ser desenvolvido seguirá a lógica de programação do programa OBLÍQUA 1.0 (ver figura 3), desenvolvido pelos professores Marcos Antônio Marino e Sérgio Scheer e seus alunos sobre flexão oblíqua, mas haverá mudanças na interface, como no modo da apresentação do diagrama de interação que será em 3 D. Projeto de Iniciação Científica 6

7 Figura 3 Programa OBLÍQUA 1.0 desenvolvido pelos professores Marcos Antônio Marino e Sérgio Scheer e seus alunos. O Laboratório de Mecânica Computacional da EPUSP disponibilizará de todo material necessário para pesquisas bibliográficas e software para o desenvolvimento do projeto científico. A elaboração do material será, de acordo com a necessidade, de modo que se desperte o interesse promovido pelo estudo interativo. 5. PLANO E TRABALHO E CRONOGRAMA DAS ATIVIDADES O desenvolvimento do projeto, será de uma forma constante com aumento de atividades durante as férias escolares e com retardamento dos trabalhos em épocas de provas e fechamento de semestre. Projeto de Iniciação Científica 7

8 Com previsão de duração de um ano e com a expectativa de início no mês de outubro de 2006, as atividades deverão seguir a seqüência indicada no cronograma abaixo. Sendo que serão levadas em consideração as seguintes etapas: 1º Aprendizagem e familiarização com os programas computacionais a serem realizados no laboratório. 2º Desenvolvimento de animações e textos explicativos sobre a flexão oblíqua no concreto armado. 3º Desenvolvimento do applet sobre a flexão oblíqua no concreto armado. 4º Testes, revisões e adaptações dos programas desenvolvidos, visando sua divulgação do site da internet. Tabela 1 Cronograma das Atividades Atividades a serem desenvolvidas Aprendizagem dos programas Desenvolvimento de animações Desenvolvimento do applet Testes, correções, adaptação e divulgação MATERIAIS E MÉTODOS Todo material a ser utilizado para o desenvolvimento do projeto de pesquisa, estará disponível no Laboratório de Mecânica Computacional (LMC), sendo que Wayne Santos de Assis Aluno de Doutorado e o professor orientador, colaborarão com todo o desenvolvimento do projeto. Serão utilizados programas multimídia para a produção de animações e também programas que compilam uma linguagem computacional voltada para internet. Livros, apostilas e tutoriais auxiliarão na aprendizagem dos programas. Eventualmente, estarão disponíveis recursos de vídeo, os quais o Departamento de Estruturas e Fundações da Escola Politécnica fornece para seus alunos de iniciação científica e para filmagens ilustrativas que poderão fazer parte e incrementar as animações aqui apresentadas. Será utilizado o programa Macromedia Flash para o desenvolvimento das animações, devido sua versatilidade. O programa para a elaboração dos applets será o Jcreator que aborda a linguagem de programação J AVA, devido sua linguagem simples e qualidade de seus recursos Projeto de Iniciação Científica 8

9 gráficos. Poderão ser utilizados outros programas gráficos auxiliares, como: Adobe Fotoshop, Freehand e Corel Draw, além dos programas Firewor ks e Dreamweaver. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS O projeto proposto visa complementar o projeto piloto concluído, de modo a modernizar o ensino e auxiliar a aprendizagem das disciplinas: Estrutura de Concreto 1 e Estruturas de Concreto 2 da Escola Politécnica da USP. Através da metodologia proposta, espera se permitir e aumentar a compreensão do comportamento das estruturas, através do estímulo gerado pelo recurso multimídia. O material estará disponível para aluno e professores no site da disciplina, podendo ser utilizado em aulas expositivas ou mesmo como estudo complementar para os alunos. Já os applets criados, também estarão disponível na internet e auxiliarão na compreensão dos diversos conceitos teóricos sobre as lajes e os pilares. Sendo que a internet atinge o público em geral, o material disponível poderá ser consultado por alunos e interessados, não somente pertencendo a Escola Politécnica, mas também a qualquer outra instituição, pois esse trabalho será divulgado no meio público. Pode se esperar que outras instituições invistam nessa tecnologia, existindo uma possível interação entre os projetos didáticos de diversas instituições. 8. BIBLIOGRAFIA ULRICH, K. Macromidia Flash 4 para Windows & Macintosh, São Paulo:Campus.1999 CHUN, R. Macromedia Flash 5 Avançado, São Paulo:Makron Books.2001 HORSTMANN, C.S. ; CORNELL, G. Core Java 2, Fundamentos, v.1,java Series of Sun Microsytems Press, Prentice Halll.2001 HORSTMANN, C.S. ; CORNELL, G. Core Java 2, Recursos Avançados,v.2, Java Series of Sun Microsytems Press, Prentice Halll.2001 Projeto de Iniciação Científica 9

10 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: informação e documentação: citações em documentos: apresentação. Rio de Janeiro, 2000 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Apostila de Estruturas de Concreto 1, 2001, São Paulo, p. UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Apostila de Estruturas de Concreto 2, 2001, São Paulo, p. FUSCO, P. B., Técnicas de Armar as Estruturas de Concreto, São Paulo: PINI, SUSSEKIND, J. C., Curso de Concreto, 2 vols.,ed. Rio de Janeiro: Globo, p. SÁNCHES, E. Nova Normalização Brasileira para o Concreto Estrutural, São Paulo: Interciência, Projeto de Iniciação Científica 10