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Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11519
Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo do comportamento dinâmico de passarelas ´devido ao caminhar de pedestres
Título(s) alternativo(s): Study of the dynamic behavior of footbridges due to pedestrians walking
Autor: Figueiredo, Fábio Pereira 
Primeiro orientador: Silva, José Guilherme Santos da
Primeiro membro da banca: Battista, Ronaldo Carvalho
Segundo membro da banca: Gonçalves, Paulo Batista
Terceiro membro da banca: Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva
Quarto membro da banca: Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de
Resumo: Atualmente têm sido projetadas passarelas cada vez mais esbeltas devido aoavanço da tecnologia e das pesquisas científicas na área de desenvolvimento de novos materiais. Uma conseqüência direta disso é o aumento considerável de problemas de vibração. No caso particular de passarelas, este fenômeno ocorre quando a freqüência fundamental da estrutura é igual ou se aproxima da freqüência do passo do pedestre. Atividades como caminhar, correr ou pular produzem excitações dinâmicas. Essas forças dinâmicas, em determinados casos, podem vir a produzir níveis de vibração elevados e, por conseguinte, perturbar ou até mesmo alarmar as pessoas que estiverem utilizando a estrutura. Como o propósito primário das passarelas é o transporte de pedestres, as mesmas precisam estar seguras e apresentar um comportamento que não ofereça desconforto aos usuários. Assim sendo, o presente estudo foi desenvolvido de forma a dar uma contribuição no que tange a avaliação da resposta dinâmica de passarelas de pedestre, principalmente, no que se refere ao conforto humano. Para tal, são desenvolvidos diversos modelos de carregamento de forma a representar a travessia de pedestres sobre a estrutura. A análise em questão considera, inclusive, um modelo mais realista de carregamento desenvolvido para incorporar o impacto transiente do calcanhar devido ao caminhar humano. Neste modelo de carregamento, o movimento de pernas que causa a subida e descida da massa efetiva do corpo em cada passo foi considerado e a posição do carregamento dinâmico foi alterada de acordo com a posição do individuo, assim a função de tempo, correspondente a excitação induzida pela caminhada, teve uma variação espacial e temporal. A análise de diversos projetos distintos de passarelas foi realizada em um extenso estudo de casos, onde foram investigadas as respostas dinâmicas dessas estruturas. Em uma fase subseqüente, características estruturais e dinâmicas foram avaliadas através de um estudo paramétrico. Os resultados obtidos, em termos das acelerações verticais de pico e rms (root mean square), foram comparados com critérios de projeto. Através dos resultados analíticos e numéricos alcançados foi possível demonstrar a importância da modelagem do carregamento gerado durante uma caminhada e como esses resultados são fundamentais para uma boa avaliação da resposta dinâmica das estruturas. Os resultados obtidos ao longo do estudo indicam, claramente, que os projetistas estruturais devem ser alertados para distorções importantes que ocorrem quando as normas de projeto são utilizadas sem o devido cuidado. Um outro aspecto importante diz respeito ao fato de que em diversas passarelas analisadas observa-se que os critérios de conforto humano não são satisfeitos, demonstrando a importância da consideração dos efeitos dinâmicos provenientes dos seres humanos na análise desse tipo de problema.
Abstract: Nowadays footbridges have been designed more and more slender due to the progress of the technology and researches of new materials. A direct consequence of that is the considerable increase of vibration problems. In the particular case of footbridges this phenomenon happens when the fundamental frequency of the structure is the same or near the frequency of the pedestrian's step. Human activities as walking, running or jumping produces dynamic forces and, as a consequence, a vibration response, that can disturb and alarm the people that are using the structure. As the primary purpose of the footbridges is the transport of pedestrians, they need to be safe and to present a behavior that doesn't offer discomfort to the users. In this case, the present study was developed to give a contribution to the evaluation of the dynamic response of pedestrian's footbridges, mainly, in terms of human comfort. Thus, several loading models are developed to represent the pedestrians walking on the structure. This study was carried out based on a more realistic loading model developed to incorporate the transient impact of the heel due to walking. In this loading model, the movement of legs that cause an ascent and descent of the effective mass of the human body in each passing was considered and the position of the dynamical loading is changed according to the individual position and the generated time function, corresponding to the excitation induced by people walking, has a space and time description. The analysis of several distinct projects from footbridges was accomplished in an extensive study of cases, where the dynamic responses of those structures were investigated. In a subsequent phase, structural characteristics and dynamics were evaluated through a parametric study. The obtained results, in terms of the vertical peak accelerations and rms accelerations were compared with designs criteria. Through the analytical and numerical results reached it was possible to demonstrate the importance of the modelling of the loading generated during a walking and as those results are fundamental for a good evaluation of the dynamic response of the structures. The results obtained along the study indicate, clearly, that the structural designers should be alerted for important distortions that it happen when the design codes are used without the due care. Another important aspect is the fact that in several analyzed footbridges is observed that the criteria of human comfort are not satisfied, demonstrating the importance of the dynamic effects due to the human activities in the analysis of this problem type.
Palavras-chave: Vibration
Footbridges
Dynamic Analysis
Steel Structures
Composite Structures
Computational Modeling
Vibrações
Passarelas
Análise Dinâmica
Estruturas de Aço
Pisos Mistos
Modelagem Computacional
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: FIGUEIREDO, Fábio Pereira. Estudo do comportamento dinâmico de passarelas ´devido ao caminhar de pedestres. 2005. 133 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11519
Data de defesa: 11-Jul-2005
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil

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