Artg - Desenvolvimento de aplicativo web para uso educacional em engenharia de estruturas

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ANAIS DO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2016 – 58CBC2016 1 
Desenvolvimento de aplicativo web para uso educacional em 
engenharia de estruturas 
Development of a web application for educational use in structural engineering 
 
Jonas Paulo Silveira (1); Jardel de Souza Fernandes (2); Thiago Bomjardim Porto (3) 
 
(1) Graduando em engenharia civil – PUC Minas 
(2) Graduando em engenharia civil – PUC Minas 
(3) Professor doutor – Departamento de Engenharia da PUC Minas 
Email para contato: jardel_s_fernandes@hotmail.com 
 
Resumo 
 
O CsA R.C. (Reinforced Concrete), aplicativo web desenvolvido para a área de engenharia de estruturas, 
tem por objetivo proporcionar a estudantes e profissionais uma forma rápida, prática e acessível de 
dimensionar armaduras de tração, compressão e cisalhamento de vigas comuns de concreto armado, sem 
necessidade de instalações prévias em dispositivos eletrônicos. 
Palavra-Chave: aplicativo web; concreto armado; dimensionamento de vigas; flexão simples. 
 
Abstract 
 
The CsA RC (Reinforced Concrete), web application developed for structural engineering area, aims to 
provide to students and professionals a quick, practical and affordable way to design reinforcing bars and 
stirrups to concrete beams without previous installations in electronic devices. 
Keywords: web application; reinforced concrete; scale of beams’ armors; simple bend 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 Introdução 
Atualmente a informática é indissociável de praticamente qualquer atividade humana. Os 
avanços constantes neste campo possibilitam a criação de ferramentas que, quando 
aplicadas corretamente, expandem significativamente o campo de possibilidades 
produtivas das áreas do conhecimento humano, tanto em quantidade quanto em 
qualidade. 
 A engenharia de estruturas, ramo essencial da sociedade, é extremamente 
beneficiada por estes avanços acumulados ao longo dos anos. Há algumas décadas, 
todos os cálculos e processos necessários para conceber um projeto estrutural eram 
feitos praticamente manualmente (não se esquecendo das calculadoras portáteis, que 
foram e ainda são aliadas importantes de qualquer engenheiro). Este processo 
demandava demasiado tempo e atenção do profissional, o que aumentava a 
probabilidade de erros graves ou a ocorrência de superdimensionamento estrutural, além 
de limitações de projeto em boa parte dos casos. 
 Segundo Sales (2010), com a evolução e difusão da informática aplicada ao cálculo 
estrutural, através de métodos numéricos e interfaces gráficas satisfatórias, ambos, 
velocidade e precisão dos cálculos apreciaram um aumento significativo. Como 
consequência, o tempo de concepção de um projeto estrutural detalhado foi reduzido 
consideravelmente. 
Porém, esta nova realidade tecnológica também traz ônus inerentes. Uma vez que, 
vem se tornando comum a situação de profissionais que não possuem conhecimento 
aprofundado sobre o processo realizado pelo software, o que prejudica a potencial 
eficiência do seu uso. Dentro deste panorama, é importante disponibilizar aos estudantes 
de engenharia meios educacionais que sejam de fácil utilização e possuam boa didática, 
Porto (2015). 
 O CsA R.C. se apresenta como uma ferramenta que possibilita ao estudante e ao 
profissional, interessados tanto em aprender quanto em apenas verificar resultados, 
usufruir uma das vantagens que a presente era tecnológica disponibiliza. 
 
 
 
2 CsA R.C. 
O CsA R.C. é um aplicativo de dimensionamento hospedado em servidor privado, sendo 
necessário apenas um dispositivo com navegador e conectado à internet para a utilização 
do mesmo. 
Trata-se de um software desenvolvido utilizando-se linguagem de programação orientada 
a objetos C#, com padrão de arquitetura MVC (Model View Controller) e criação de telas e 
interface gráfica por meio de codificação HTML 5 e Framework Bootstrap. 
Através de fórmulas e limites estipulados pela NBR 6118/14, realiza o cálculo e 
dimensionamento de armaduras para resistir aos esforços de tração, compressão e 
cisalhamento exercidos em vigas lineares. 
A seguir serão demonstrados, através de exemplo, a interface, a forma de utilização e 
algumas das possibilidades garantidas pelo aplicativo, umas vez que o presente artigo 
 
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tem enfoque no dimensionamento de armaduras de tração e compressão provenientes da 
solicitação do elemento estrutural à flexão simples. 
 
 
 
2.1 Tela inicial 
Na tela inicial do aplicativo há um desenho de corte longitudinal em 3D de viga armada. 
Neste corte há indicações nomeadas das partes componentes, demonstrando de forma 
didática a composição de uma viga comum, o que facilita o entendimento das funções. 
 
 
Figura 1 – Tela inicial do aplicativo 
 
Na Figura 1 é possível visualizar no menu as opções “Flexão Simples” e “Cisalhamento”. 
Para este artigo, será utilizado apenas o módulo de Flexão Simples. 
 
2.2 Inserção de dados 
 
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Nesta etapa o software solicita as propriedades geométricas, propriedades dos materiais 
e esforços solicitantes. O campo “Esforços Solicitantes” deve ser preenchido com o 
momento ao qual a viga está submetida e deve ser previamente calculado e inserido em 
KN.m. 
Para o exemplo será utilizada uma viga de sessão 20x30cm, com 4 metros de 
comprimento e altura útil (d) de 27cm, confeccionada com concreto de resistência 
característica à compressão (fck) igual a 25 MPa e aço CA-50 (fyk=500 MPa). Na Figura 2 
é apresentada a tela de inserção das propriedades do elemento. 
 
 
Figura 2 – Tela de inserção das propriedades do elemento 
 
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Para o cálculo do momento máximo na viga de apoio, utilizou-se uma laje de casa de 
máquinas com carga variável de 7,5 KN/m² normatizada pela NBR 6120/80, dimensões 
4x4 m, altura de 10 cm e revestimento de 1,0 KN/m². Para os cálculos de peso próprio 
dos elementos foi considerado peso específico do concreto armado igual a 25 KN/m³. O 
somatório das cargas finais por metro atuando na viga será: 
 
Laje 
 2,5 KN/m² (peso próprio da laje por metro quadrado de acordo com a espessura 
adotada) + 7,5 KN/m² (sobrecarga variável) + 1,0 KN/m² (sobrecarga de 
revestimento) = 11 KN/m² 
 11 KN/m² x 4 m² (área de influência da laje sobre a viga) = 44 KN 
 44 KN / 4 m = 11 KN/m 
 Máquina de 200 KN centrada sobre a laje 
 200 KN / 4 (número de vigas que suportam a laje) = 50 KN 
 50 KN / 4 m = 12,5 KN/m 
Viga 
 0,2 m x 0,3 m x 4 m x 25 KN/m³ = 6KN 
 6 KN / 4 m = 1,5 KN/m 
Total das cargas 
 11 KN/m + 12,5 KN/m + 1,5 KN/m = 25 KN/m 
 
Este carregamento linear total gera um momento interno máximo de 50 KN.m na viga, 
obtido através da equação de momento M = -12,5.x² + 50.x, com x=2 (carregamento 
uniformemente distribuído em viga biapoiada). 
 
2.3 Resultados 
Após a inserção dos dados e o comando de execução, o aplicativo realiza os cálculos 
necessários, gera e exibe os resultados finais, Figura 2.3. 
 Estes resultados são: armadura de tração necessária, armadura de compressão 
necessária, armadura de tração mínima e armadura de pele necessária. 
 
 
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Figura 3 – Resultados do dimensionamento de armaduras 
 
No aplicativo há a opção de exibir a memória de cálculo, Figuras 4 a 7, onde serão 
expostos os dados inseridos, as fórmulas utilizadas e todos os valores calculados pelo 
software. 
 
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Figura 4 – Memória de cálculo parte 1/4 
 
 
 
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Figura 5 – Memória de cálculo parte 2/4 
 
 
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Figura 6 – Memória de cálculo parte 3/4 
 
 
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Figura 7 – Memória de cálculo parte 4/4 
 
3 Considerações finais 
O desenvolvimento de aplicativos de plataforma web é um passo importante na evolução 
da engenharia tornando mais versátil a acessibilidade a ferramentas, uma vez que o 
acesso pode ser feito através de um smartphone, por exemplo. Demonstrando a 
preocupação de profissionais e estudantes em transmitir conhecimento de forma simples 
e acessível. Porém, tão importante quanto o desenvolvimento é a divulgação da 
ferramenta em si, pois configura um esforço para permitir que esta tenha seu potencial 
explorado, estando acessível ao público alvo já citados neste artigo. 
 
4 Agradecimentos 
Agradecemos a Diogo Araújo Aguilar, diretor da CsA Software, o auxílio fornecido ao 
projeto através de orientações em utilização de linguagem de programação orientada a 
objetos C#. 
 
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5 Referências 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 6118: projeto de 
estruturas de concreto - Procedimento, Rio de Janeiro, 2014. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 6120: cargas para o 
cálculo de estruturas de edificações, Rio de Janeiro, 1980. 
 
SALES, Rogério Pedrosa. Uma ferramenta 3D, via web, para dimensionamento de 
seções retangulares de concreto armado com esboço da armadura. Belo Horizonte: 
UFMG, 2010. Disponível em 
<http://www.bibliotecadigital.ufmg.br/dspace/handle/1843/PASA-875MBE>. Acesso em: 
27 fev. 2016. 
 
PORTO, Thiago Bomjardim. Ancoragens em solos – Comportamento geotécnico e 
metodologia via web para previsão e controle. Ouro Preto: UFOP, 2015. Disponível em 
<http://www.nugeo.ufop.br/uploads/nugeo_2014/teses/arquivos/tese-thiago-rev-2016-v1-
revisado.pdf>. Acesso em 3 mar. 2016.