Estudo do comportamento estrutural dinâmico e avaliação do conforto humano das arquibancadas do Estádio Nacional de Brasília
com base no emprego de sistemas biodinâmicos

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Tipo do documento:	Tese
Título:	Estudo do comportamento estrutural dinâmico e avaliação do conforto humano das arquibancadas do Estádio Nacional de Brasília com base no emprego de sistemas biodinâmicos
Título(s) alternativo(s):	Study the dynamic behaviour and human comfort assessment of the Brasilia National Stadium grandstands based on modelling of the biodynamic systems
Autor:	Campista, Danielle Fernandes
Primeiro orientador:	Silva, José Guilherme Santos da
Primeiro membro da banca:	Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo de
Segundo membro da banca:	Soeiro, Francisco José da Cunha Pires
Terceiro membro da banca:	Silva, Raul Rosas e
Quarto membro da banca:	Cardoso, Daniel Carlos Taissum
Resumo:	De modo geral, os estádios de futebol têm sido projetados para suportar as cargas acidentais (cargas das pessoas), como sendo associadas a carregamentos estáticos. Todavia, ao longo dos anos, com base na modificação do comportamento do público, especialmente em jogos de futebol, a partir da ação de torcidas organizadas; e, ainda, com o emprego de estádios de futebol para shows de música, estes sistemas estruturais passaram a sofrer um maior impacto em função da natureza da ação dos carregamentos dinâmicos oriundos das pessoas. Assim sendo, alguns destes estádios passaram a apresentar problemas de vibrações excessivas, e tornou-se necessária a consideração efetiva das cargas dinâmicas nos projetos estruturais. De acordo com este contexto, este trabalho de pesquisa tem como objetivo o estudo do comportamento estrutural dinâmico e avaliação do desempenho de arquibancadas de estádios de futebol, no que diz respeito à avaliação do conforto humano, com base no emprego de sistemas biodinâmicos representativos das pessoas. Para tal, esta investigação considera o desenvolvimento do estudo com base no projeto estrutural das arquibancadas do Estádio Nacional de Brasília. Deste modo, a modelagem numérica do sistema estrutural investigado foi realizada com base no emprego do programa computacional ANSYS, a partir da utilização de técnicas usuais de discretização, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF). No que tange à modelagem das ações dinâmicas representativas das pessoas (torcidas), foram utilizados sistemas biodinâmicos acoplados ao sistema estrutural das arquibancadas. A investigação considera o efeito da interação dinâmica indivíduos-estrutura (torcidas-arquibancada), a partir do emprego de modelos biodinâmicos correspondentes a sistemas do tipo massa-mola-amortecedor, com um grau de liberdade (S1GL), de maneira a representar o comportamento dinâmico do corpo humano. As características dinâmicas dos sistemas biodinâmicos (massa, rigidez e amortecimento) foram determinadas mediante a realização de testes experimentais; e, também, com base na resolução matemática de um problema clássico de otimização, mediante a utilização de Algoritmos Genéticos (AG). Os resultados obtidos ao longo do desenvolvimento deste trabalho de pesquisa evidenciam com clareza a relevância da investigação acerca da análise de vibrações de arquibancadas de estádios de futebol, considerando-se o efeito da interação dinâmica indivíduos estrutura, especialmente no que diz respeito a análises mais realistas, sob um ponto de vista quantitativo, acerca dos valores das acelerações de pico e posterior avaliação do conforto humano da estrutura.
Abstract:	Generally, soccer stadiums have been designed to stand accidental loads (people loads), associated with static loads. However, over the years, based on the changes in the people s behaviour, especially in soccer matches, from the organized crowd action; and also based on the use of soccer stadiums for music shows, these structural systems have been subjected to dynamic impacts due to the nature of the dynamic loads coming from people. Therefore, some of these stadiums have presented excessive vibration problems and have required an effective consideration of the dynamic loadings in the structural design. According to this context, this research work aims to study the dynamic behaviour and evaluate the structural system performance of the soccer stadiums grandstands, when the human comfort is considered, based on modelling of the biodynamic systems representative of people. This way, this investigation considers the development of the study, based on the Brasilia National Stadium grandstands. Thus, the numerical modeling of the investigated structural system was carried out based on the ANSYS computational program, using the discretization techniques present in the Finite Element Method (FEM). Regarding the modeling of dynamic actions representative of the people (soccer fans), the biodynamic systems were considered coupled to the structural system of the investigated grandstands. This investigation considers the effect of the dynamic interaction individuals-structure (soccer fans-grandstand), based on the use of biodynamic models corresponding to mass-spring-damping systems, with one degree of freedom (SDOF), in order to represent the behaviour of the human body. The dynamic characteristics of the biodynamic systems (mass, stiffness and damping) were determined based on experimental tests; and also based on the mathematical resolution of a classical optimization problem using Genetic Algorithms (GA). The obtained results of this research clearly show the relevance of the investigation related to the vibration analysis of soccer stadium grandstands, considering the dynamic interaction effect of individuals-structure, especially with respect to the more realistic and detailed quantitative analyses, on the peak accelerations values and subsequent human comfort assessment of the structure.
Palavras-chave:	Soccer stadium grandstands Dynamic structural behaviour Biodynamic models, Experimental tests Human comfort Finite element modelling Arquibancadas de estádios de futebol Comportamento estrutural dinâmico Sistemas biodinâmicos Testes experimentais Conforto humano Modelagem em elementos finitos
Área(s) do CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma:	por
País:	BR
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação:	CAMPISTA, Danielle Fernandes. Estudo do comportamento estrutural dinâmico e avaliação do conforto humano das arquibancadas do Estádio Nacional de Brasília com base no emprego de sistemas biodinâmicos. 2019. 275 f. Tese (Doutorado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11470
Data de defesa:	31-Mai-2019
Aparece nas coleções:	Doutorado em Engenharia Civil

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