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Como calcular a altura útil de uma viga usando Python - Python para Cálculo Estrutural e Engenharia Civil

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A altura útil de uma viga, representada pela letra d, é um dos requisitos principais para o cálculo da armadura de vigas (e alguns outros elementos horizontais, como as lajes).

Vamos começar examinando a seguinte imagem:



A Altura Útil da Viga é a altura que está trabalhando efetivamente. É a altura que vai da face mais comprimida (fibra superior) até o centro de gravidade da armadura principal (fibra inferior).

Na imagem observamos que:

h = altura da seção transversal;

c = cobrimento;

Øt = diâmetro nominal dos estribos;

Øs = diâmetro nominal do aço longitudinal.

Como o objetivo da altura útil da viga é ajudar no cálculo da armadura da viga, parece interessante o fato de termos, já de início, informar o diâmetro das barras da armadura principal e também das barras que compõem os estribos. Por estranho que pareça, é assim que o processo funciona mesmo.

Dessa forma, é comum informarmos o valor de 10mm (1cm) para o Øs e 5mm (0.5cm) para o Øt. No final do cálculo, se as diferenças forem muito grandes, nós voltamos, ajustamos os valores para os diâmetros dos estribos e das barras longitudinais e reiciamos o processo.

Em relação ao cobrimento do concreto, em geral usamos o valor de 3cm para o concreto armado na Classe de Agressividade Ambiental II (NBR 6118:2014).

Vamos ver o código Python agora? Pediremos para o usuário informar os diâmetros das barras longitudinais e dos estribos, a altura da viga, o cobrimento do concreto e, em seguida, vamos calcular e exibir a altura útil da viga:

----------------------------------------------------------------------
Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

# método principal
def main():
  # vamos pedir a altura da viga em centímetros
  h = float(input("Informe a altura da viga (em cm): "))
  
  # vamos pedir o diâmetro da barra principal em milímetros
  diametro_s = float(input("Informe o diâmetro da barra principal (em mm): "))
  # vamos converter para centímetros
  diametro_s = diametro_s / 10 

  # vamos pedir o diâmetro da barra de estribo em milímetros
  diametro_t = float(input("Informe o diâmetro da barra de estribo (em mm): "))
  # vamos converter para centímetros
  diametro_t = diametro_t / 10

  # vamos pedir o cobrimento do concreto em centímetros
  c = float(input("Informe o cobrimento do concreto (em cm): "))

  # e calculamos a altura útil da viga
  d = h - c - diametro_t - (diametro_s / 2)

  # e mostramos os resultados
  print("\nA altura útil da viga é: {0} cm".format(round(d, 2)))
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos um resultado parecido com:

Informe a altura da viga (em cm): 40
Informe o diâmetro da barra principal (em mm): 12.5
Informe o diâmetro da barra de estribo (em mm): 5
Informe o cobrimento do concreto (em cm): 3

A altura útil da viga é: 35.88 cm

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Python ::: Fundamentos da Linguagem ::: Passos Iniciais

Como criar módulos de código reutilizável em Python

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Uma das características da boa programação é reutilizar ao máximo códigos bem testados e independentes. A criação de módulos de funções e definições de classes em Python pode ser feita de forma bem simples.

1) Comece criando um arquivo chamado funcoes.py com o seguinte conteúdo:

----------------------------------------------------------------------
Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

"""
  Sou um módulo Python. A única funcionalidade que
  ofereço é uma função que soma dois números
"""

def somar(num1, num2):
  return (num1 + num2)

2) Salve este arquivo no diretório atual de sua aplicação e vamos importá-lo. Para isso escreva um novo programa. Uma sugestão é:

----------------------------------------------------------------------
Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

"""
  Sou o programa principal e vou importar
  o módulo que contém a função somar
"""

import funcoes

def main():
  print(funcoes.somar(3, 5))  
    
if __name__== "__main__":
  main()

3) Execute o programa e veja o resultado.

Para que este programa funcione corretamente, é preciso que o módulo a ser importado esteja no diretório atual ou em qualquer um dos diretórios pesquisados pelo interpretador Python, geralmente representados pelo variável de ambiente PYTHONPATH.

Porém, há situações que queremos agrupar nossos módulos em um diretório dentro do diretório principal da aplicação. O exemplo abaixo mostra como importar um módulo localizado no diretório "lib" da aplicação atual:

----------------------------------------------------------------------
Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

"""
  Sou o programa principal e vou importar
  o módulo que contém a função somar()
"""

# importa o módulo sys
import sys

# acrescenta o diretório lib na variável
# de ambiente PYTHONPATH
sys.path.append(sys.path[0] + '\\lib')

# pode importar funcoes no diretório lib
import funcoes

# pode chamar o método somar agora
def main():
  print(funcoes.somar(3, 5))

if __name__== "__main__":
  main()



Python ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Como testar se uma substring está contida no final de uma string em Python usando a função endswith()

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Em várias situações nós precisamos verificar se uma palavra, frase ou texto termina com um determinado texto, ou seja, uma substring. A linguagem Python nos oferece a função endswith(), que possui a seguinte assinatura:

endswith(substring[, start[, end]])


Se o argumento start for especificado, a busca inicia a partir de tal índice. Se o argumento end for especificado, a busca terminará no índice definido.

Dessa forma, a função endswith retorna 1 se a substring estiver contida no final da string. Do contrário, o valor 0 será retornado.

Veja o código completo para o exemplo:

----------------------------------------------------------------------
Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

def main():
  frase = "Gosto de programar em Java"
 
  if frase.endswith("Java") == 1:
    print("A frase termina com \"Java\"")
  else:
    print("A frase NÃO termina com \"Java\"")   
 
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

A frase termina com "Java"


Python ::: Matplotlib Python Library (Biblioteca Python Matplotlib) ::: Passos Iniciais

Plotagem e visualização de dados em Python - Como instalar a biblioteca Matplotlib e testar seu funcionamento

Quantidade de visualizações: 3052 vezes
A biblioteca Matplotlib, escrita originalmente por John D. Hunter em 2003, é um dos pacotes Python mais populares para a plotagem e visualização de dados.

O acesso às funcionalidades da Matplotlib é feito por meio da interface Pylab, que lembra muito o MATLAB, a linguagem de programação proprietária desenvolvida pela MathWorks. Os usuários acostumados com essa ferramenta chegam a afirmar que a biblioteca Matplotlib, combinada com a biblioteca NumPy, pode ser considerada o equivalente open source do MATLAB.

Já tenho o Matplotlib disponível na minha instalação do Python?

Antes de iniciar qualquer projeto que envolva a biblioteca Matplotlib, é importante verificar se a mesma está disponível em sua instalação do Python. Isso pode ser de várias formas. Mostrarei como obter a lista de módulos usando a opção "list" do pip. Basta abrir uma janela de terminal e disparar o seguinte comando:

C:\Users\Osmar>pip list

Você terá um resultado parecido com:

C:\Users\Osmar>pip list
Package           Version
----------------- -------
astroid           2.4.2
colorama          0.4.4
isort             5.6.4
joblib            1.0.0
lazy-object-proxy 1.4.3
mccabe            0.6.1
numpy             1.19.4
pandas            1.1.5
Pillow            8.0.1
pip               20.3.3
pylint            2.6.0
python-dateutil   2.8.1
pytz              2020.4
scikit-learn      0.24.0
scipy             1.5.4
setuptools        49.2.1
six               1.15.0
threadpoolctl     2.1.0
toml              0.10.2
wrapt             1.12.1
wxPython          4.1.1
Uma outra forma é tentando importar o módulo matplotlib. Veja:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
----------------------------------------------------------------------

# importamos a bibliteca Matplotlib
import matplotlib as mp
 
def main():
  # vamos mostrar a versão da biblioteca Matplotlib
  versao = mp.__version__
 
  print("A versão do Matplotlib é:", versao)
 
if __name__== "__main__":
  main()

Se você tiver o Matplotlib instalado, o resultado desse código será algo como:

A versão do Matplotlib é: 3.4.1

Se você não tiver a biblioteca Matplotlib instalada, a seguinte mensagem de erro será exibida:

Exception has occurred: ModuleNotFoundError
File "c:\estudos_python\estudos.py", line 3, in <module>
  import matplotlib as mp
ModuleNotFoundError: No module named 'matplotlib'


Não tenho o Matplotlib ainda. O que faço?

Abra uma janela de terminal e dispare o comando abaixo:

C:\Users\Osmar>pip install matplotlib

Depois de alguns segundos você verá o seguinte resultado:

Collecting matplotlib
Downloading matplotlib-3.4.1-cp39-cp39-win_amd64.whl (7.1 MB)
|-| 7.1 MB 3.3 MB/s
Requirement already satisfied: pillow>=6.2.0 in c:\python_3_9_1\lib\site-packages (from matplotlib) (8.0.1)
Requirement already satisfied: python-dateutil>=2.7 in c:\python_3_9_1\lib\site-packages (from matplotlib) (2.8.1)
Requirement already satisfied: numpy>=1.16 in c:\python_3_9_1\lib\site-packages (from matplotlib) (1.19.4)
Collecting cycler>=0.10
Downloading cycler-0.10.0-py2.py3-none-any.whl (6.5 kB)
Requirement already satisfied: six in c:\users\osmar\appdata\roaming\python\python39\site-packages (from cycler>=0.10->matplotlib) (1.15.0)
Collecting kiwisolver>=1.0.1
Downloading kiwisolver-1.3.1-cp39-cp39-win_amd64.whl (51 kB)
|-| 51 kB 3.8 MB/s
Collecting pyparsing>=2.2.1
Downloading pyparsing-2.4.7-py2.py3-none-any.whl (67 kB)
|-| 67 kB 1.7 MB/s
Installing collected packages: pyparsing, kiwisolver, cycler, matplotlib
Successfully installed cycler-0.10.0 kiwisolver-1.3.1 matplotlib-3.4.1 pyparsing-2.4.7

Obteve resultado parecido? Pronto! Você já pode começar a usar a biblioteca Matplotlib em seus aplicações Python.


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