Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11568
Tipo do documento: Dissertação
Título: Análise dinâmica e controle de vibrações de passarelas de pedestres submetidas ao caminhar humano.
Título(s) alternativo(s): Dynamic analysis and vibration control of pedestrian footbridges subjected to human walking.
Autor: Mendes, Joesley Pereira 
Primeiro orientador: Silva, José Guilherme Santos da
Primeiro membro da banca: Varela, Wendell Diniz
Segundo membro da banca: Soeiro, Francisco José da Cunha Pires
Terceiro membro da banca: Lopes, Elvis Dinati Chantre
Quarto membro da banca: Magluta, Carlos
Resumo: Passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) e de aço são frequentemente submetidas a ações dinâmicas de magnitude variável, devido à travessia de pedestres sobre a laje de concreto. Estas ações dinâmicas podem produzir vibrações excessivas e dependendo de sua magnitude e intensidade, estes efeitos adversos podem comprometer a confiabilidade e a resposta do sistema estrutural e, também, podem levar a uma redução da expectativa de vida útil da passarela. Por outro lado, a experiência e o conhecimento dos engenheiros estruturais em conjunto com o uso de novos materiais e tecnologias construtivas têm produzido projetos de passarelas mistas (aço-concreto) bastante arrojados. Uma consequência direta desta tendência de projeto é um aumento considerável das vibrações estruturais. Com base neste cenário, esta dissertação visa investigar o comportamento dinâmico de três passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) localizadas no Rio de Janeiro, submetidas ao caminhar humano. Estes sistemas estruturais são constituídos por uma estrutura principal de aço e laje em concreto e são destinados à travessia de pedestres. Deste modo, foram desenvolvidos modelos numérico-computacionais, adotando-se as técnicas tradicionais de refinamento presentes em simulações do método de elementos finitos, com base no uso do software ANSYS. Estes modelos numéricos permitiram uma completa avaliação dinâmica das passarelas investigadas, especialmente em termos de conforto humano. As respostas dinâmicas foram obtidas em termos de acelerações de pico e comparadas com valores limites propostas por diversos autores e normas de projeto. Os valores de aceleração de pico e aceleração rms encontrados na presente investigação indicaram que as passarelas analisadas apresentaram problemas relacionados com o conforto humano. Assim sendo, considerando-se que foi detectado que estas estruturas poderiam atingir níveis elevados de vibração que possam vir a comprometer o conforto dos usuários, foi verificado que uma estratégia para o controle estrutural era necessária, a fim de reduzir as vibrações excessivas nas passarelas. Finalmente, uma investigação foi realizada com base em alternativas de controle estrutural objetivando atenuar vibrações excessivas, a partir do emprego de sistemas de atenuadores dinâmicos sintonizados (ADS).
Abstract: Steel and steel-concrete composite pedestrian footbridges are frequently subjected to dynamic actions with variable magnitudes due to the pedestrian crossing on the concrete deck. These dynamic actions can produce excessive vibrations and depending on their magnitude and intensity, these adverse effects can compromise the structural system s response and its reliability and may also lead to a reduction of the expected footbridge service life. The structural engineers experience and knowledge together with the use of newly developed materials and technologies have produced steel-concrete composite daring footbridges. A direct consequence of this design trend is a considerable increase of structural vibrations. Based on this scenario, this dissertation aims to investigate the dynamic behaviour of three steel-concrete composite pedestrian footbridge submitted to human walking vibration, located at Rio de Janeiro. These structural systems are composed by steel structure and a concrete slab and are destined for pedestrian crossing. Computational models were developed adopting the usual mesh refinement techniques present in finite element method simulations using ANSYS software. These numerical models have enabled a complete dynamic evaluation of the investigated footbridges especially in terms of human comfort and its associated vibration serviceability limit states. The dynamic responses were obtained in terms of peak accelerations and were compared to the limiting values proposed by authors and design standards. The peak acceleration values found in the present investigation indicated that the analysed footbridges have presented problems related to human comfort. Considering that it was detected that these structures could reach high vibration levels that might compromise the footbridge user s comfort, it was proposed a structural control system in order to reduce the excessive vibrations. Thus, an investigation was performed based on some structural control alternatives for attenuating excessive vibrations using tuned mass damper (TMD) systems.
Palavras-chave: Civil Engineering
Pedestrian footbridges
Dynamic analysis
Finite element modelling
Human comfort
Excessive vibrations
Vibration control
Engenharia Civil
Passarelas de pedestres
Análise dinâmica
Modelagem em elementos finitos
Conforto humano
Vibrações excessivas
Controle de vibrações
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: MENDES, Joesley Pereira. Análise dinâmica e controle de vibrações de passarelas de pedestres submetidas ao caminhar humano.. 2014. 214 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11568
Data de defesa: 29-Mai-2014
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil

Arquivos associados a este item:
Arquivo TamanhoFormato 
Joesley Pereira Mendes.pdf11,28 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.