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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33792| Título: | Desenvolvimento de protótipos didáticos para o ensino da disciplina de construções em aço |
| Título(s) alternativo(s): | Development of didactic prototypes for teaching the subject of steel constructions |
| Autor(es): | Magalhães, Fabiana Dias de |
| Orientador(es): | Tessari, Rodolfo Krul |
| Palavras-chave: | Ensino Aço - Estruturas Impressão tridimensional Teaching Steel, Structural Three-dimensional printing |
| Data do documento: | 14-Jun-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | MAGALHÃES, Fabiana Dias de. Desenvolvimento de protótipos didáticos para o ensino da disciplina de construções em aço. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2023. |
| Resumo: | O ensino da engenharia estrutural tradicionalmente se pauta em aulas estritamente teóricas e em rotinas de cálculo. Esse tipo de prática resulta na formação de muitos profissionais altamente competentes em modelagem matemática, mas completamente inexperientes na aplicação real. A aprendizagem através da experimentação é essencial no processo pedagógico, sendo essa premissa teorizada por muitos filósofos e estudiosos de educação. A experimentação dentro do ensino da engenharia pode ser feita através do uso de modelos físicos em escala real ou reduzida. Os modelos físicos permitem uma análise qualitativa dos fenômenos estudados, de modo que possibilita fazer uma ponte entre esses fenômenos e os modelos teóricos e matemáticos. O dimensionamento de estruturas metálicas é de ordem complexa e muitas vezes abstrata. Nesse sentido, o presente trabalho objetivou a criação de protótipos didáticos para demonstração dos mecanismos de falha aos quais as estruturas em aço estão sujeitas e são verificadas pela NBR 8800 (ABNT, 2008). Assim, foram desenvolvidos modelos físicos qualitativos para demonstração dos modos de ruptura que ocorrem em ligações parafusadas sujeitas a esforços de tração e em vigas sob flexão. A respeito das ligações parafusadas, foram desenvolvidos protótipos para demonstração da ruptura por corte dos conectores, ruptura por ovalização do furo, colapso devido à ruptura da seção líquida efetiva e cisalhamento de bloco. No caso da viga sob flexão, os modos de ruptura demonstrados são: colapso por perda da estabilidade global e local. Os protótipos foram confeccionados utilizando polímeros e MDF, através da impressão 3D, corte a laser e uso de moldes. Os modelos foram testados e avaliados quanto a efetividade na demonstração dos fenômenos elencados, tendo uma performance satisfatória. Seu uso tem grande potencial para contribuir para o ensino-aprendizagem dos fenômenos representados por cada um dos protótipos, interligando a manifestação física dos modos de falha observáveis aos modelos teóricos presentes na NBR 8800. |
| Abstract: | Structural engineering teaching is traditionally based on strictly theoretical classes and calculation routines. This type of practice results in highly competent professionals in mathematical modeling, but completely inexperienced in real applications. Learning through experimentation is essential in the pedagogical process. This premise is theorized by many philosophers and education experts. Experimentation in engineering can be done using full or reduced-scale physical models. Physical models allow a qualitative analysis of the studied phenomena so that it is possible to link these phenomena to the theoretical and mathematical models. The design of steel structures is complex and often abstract. For that matter, the present work aimed to create didactic prototypes for the demonstration of the failure mechanisms to which steel structures are subjected to and verified by the NBR 8800 (ABNT, 2008). Thus, qualitative physical models were developed to demonstrate the failure modes that occur in tensile bolted connections and in beams under bending. Regarding bolted connections, prototypes were developed to demonstrate rupture by shear of the connectors, rupture by hole ovalization, collapse due to rupture of the effective net section, and block shear. In the case of the beam under bending, the failure modes demonstrated are the collapse due to loss of global and local stability. The prototypes were made using polymers and MDF, through 3D printing, laser cutting, and the use of molds. The models were tested and evaluated for their effectiveness in demonstrating the listed phenomena, with satisfactory performance. Their use has great potential to contribute to the teaching-learning of the phenomena represented by each of the prototypes, connecting the physical manifestation of the observable failure modes to the theoretical models present in NBR 8800. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33792 |
| Aparece nas coleções: | AP - Engenharia Civil |
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