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http://hdl.handle.net/1843/35142
Type: | Dissertação |
Title: | Análise numérico-experimental de vibrações induzidas pelo caminhar humano sobre pisos mistos (aço-concreto) |
Authors: | Bárbara Elisa Ferreira |
First Advisor: | Hermes Carvalho |
First Co-advisor: | José Guilherme Santos da Silva |
First Referee: | Rodrigo Barreto Caldas |
Second Referee: | Alexander Galvão Martins |
Third Referee: | Pedro Aires Moreira Montenegro e Almeida |
Abstract: | Ao longo dos últimos anos, problemas relacionados à vibração excessiva de estruturas mistas de aço e concreto têm ocorrido com maior frequência em espaços destinados a atividades humanas. Tal fato pode ser associado à utilização de uma menor quantidade de materiais devido à maior resistência a estes atribuída, resultando em estruturas mais flexíveis, esbeltas e com menores frequências naturais, próximas às frequências de excitação provocadas pelas atividades humanas. Diante disso, o presente trabalho teve por objetivo avaliar experimentalmente e numericamente o comportamento dinâmico de pisos mistos (açoconcreto), sob o ponto de vista do conforto humano, quando submetidos ao caminhar humano. O modelo estrutural investigado foi um sistema de piso misto (aço-concreto) real e em construção, com área total aproximada de 1300 m². Foi elaborado um modelo numérico preliminar visando nortear o posicionamento ideal da excitação e instrumentação a ser adotada no ensaio experimental in loco. A partir disso, foram realizados testes de vibração livre, para obtenção dos parâmetros modais da estrutura, e mais de 180 ensaios de vibração forçada, com excitação causada pelo caminhar de uma pessoa em diferentes frequências de passo e direções. Os resultados indicaram valores de acelerações de pico, oriundas do caminhar de uma pessoa sobre os pisos, inferiores ao valor limite recomendado por normas e guias de projeto, estando assim a estrutura conforme os critérios de conforto humano. Posteriormente, foi realizada uma análise da influência do número de pessoas na resposta dinâmica do piso, onde percebeu-se que o aumento da quantidade de usuários caminhando sobre o piso aumenta também o valor da aceleração de pico. Tal fato enfatiza a necessidade da realização de avaliações experimentais considerando a variação da quantidade de pessoas exercendo uma atividade sobre o piso, para representar de forma mais real as vibrações induzidas em situações de serviço da estrutura. |
Abstract: | Over the past few years, problems related to the excessive vibration of composite steel and concrete structures have occurred more frequently in spaces intended for human activities. This fact can be associated with a smaller amount of materials use due to the greater resistance attributed to them, resulting in more flexible structures, slender and with lower natural frequencies, close to the excitation frequencies caused by human activities. With this in mind, the present work aimed to evaluate experimentally and numerically the dynamic behaviour of composite floors (steel-concrete), from a human comfort point of view, when submitted to human walking. The structural model investigated was a real floor system (steel-concrete) under construction, with a total area of approximately 1300 m². A preliminary numerical model was developed to guide the excitation and instrumentation ideal positioning to be adopted in the on-site experimental test. Forthwith, free vibration tests were carried out, to obtain the structure modal parameters, and more than 180 forced vibration tests, with excitation caused by a person walking at different step frequencies and directions. The results indicated values of peak accelerations, coming from one person walking on the floors, below the limit value recommended by standards and design guides, thus being the structure in accordance with the human comfort criteria. Subsequently, an influence analysis of the number of people on the floor’s dynamic response was carried out, where it was noticed that the increase in the number of users walking on the floor also increases the value of peak acceleration. This fact emphasizes the need to carry out experimental evaluations considering the variation in the number of people exercising an activity on the floor, in order to represent in a more real way the vibrations induced in service situations of the structure. |
Subject: | Engenharia de estruturas Construção mista Pisos Conforto humano Análise numérica |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/35142 |
Issue Date: | 27-May-2020 |
Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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