Compartilhamento |
|
Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21504
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Avaliação do comportamento estrutural dinâmico não determinístico de edifícios altos considerando-se o efeito da ação transversal do vento e a modelagem da interação solo-estrutura |
Título(s) alternativo(s): | Assessment of the nondeterministic dynamic structural behaviour of tall buildings considering the across-wind effect and the modelling of the soil-structure interaction |
Autor: | Bastos, Leonardo de Souza |
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: | Pereira, André Maués Brabo |
Quinto membro da banca: | Debona, Gilvan Lunz |
Resumo: | Nas últimas décadas, as grandes cidades brasileiras têm apresentado um crescimento substancial em relação ao projeto e construção de edifícios altos e esbeltos. Esta tendência arquitetônica tem produzido sistemas estruturais flexíveis, com valores de frequências naturais muito baixas; e, portanto, mais suscetíveis a problemas de vibração excessivas, oriundas da ação dinâmica do vento. De acordo com este contexto atual, torna-se necessário que a análise estrutural sobre o projeto destes edifícios seja realizada de forma mais precisa, considerando-se as ações dinâmicas do vento, de maneira mais realista, com base na correta definição de suas propriedades não determinísticas. Para tal, cabe ressaltar que além da consideração das ações dinâmicas longitudinais do vento (along-wind), as ações dinâmicas atuantes sobre a estrutura em relação à direção transversal (across-wind), provocadas pelo surgimento de vórtices, também devem ser levadas em conta na análise. De outra forma, destaca-se a importância da consideração da interação solo-estrutura (modelagem das fundações), tendo em mente a influência deste efeito sobre a rigidez global da estrutura. Assim sendo, este trabalho de pesquisa tem por objetivo principal a investigação do comportamento estrutural dinâmico não determinístico e análise de conforto humano de edifícios altos. Deste modo, ao longo do estudo são considerados três projetos de edifícios, a saber: dois edifícios em concreto armado com alturas de 90 m e 140 m, respectivamente, e um edifício em estrutura mista aço-concreto com altura total de 173 m. O Método da Representação Espectral (MRE) foi utilizado para caracterizar as ações dinâmicas longitudinais do vento. O efeito das ações dinâmicas do vento em relação à direção transversal (efeito de vórtices) foi concebido a partir do desenvolvimento de uma metodologia de análise denominada de Método da Representação Espectral Modificado (MRE-M), com base no emprego de coeficientes obtidos através do uso de dados de testes experimentais realizados em túnel de vento. Os resultados alcançados neste estudo demonstram a relevância da modelagem da interação solo-estrutura, que contribui para a diminuição dos valores das frequências naturais; e, consequentemente, produz um crescimento das acelerações longitudinais e transversais dos edifícios. Ressalta-se, também, que na maioria das situações de projeto, as acelerações transversais apresentam valores mais elevados, representando assim um fator determinante para a análise e verificação do conforto humano de edifícios altos. |
Abstract: | In the last few decades, large Brazilian cities have shown substantial growth in relation to the design and construction of tall and slender buildings. This architectural trend has produced flexible structural systems, with very low natural frequency values; and therefore, more susceptible to excessive vibration problems, coming from the wind dynamic action. According to this context, it is necessary that the buildings structural analysis can be carried out more precisely, considering the wind dynamic actions, in a more realistic way, based on the correct definition of their nondeterministic dynamic properties. This way, it should be noted that in addition to considering the wind longitudinal dynamic actions (along-wind), the dynamic actions acting on the structure in relation to the transverse direction (across-wind), caused by the existence of vortices, also must be taken into account in the analysis. On the other hand, the relevance of considering the soil-structure interaction (modelling of foundations) is highlighted, having in mind the influence of this effect on the structure global stiffness. Therefore, this research work aims the investigation of the nondeterministic dynamic structural behaviour and the human comfort analysis of tall buildings. Thus, in this study three building projects are considered: two reinforced concrete buildings with heights of 90 m and 140 m, respectively, and one building based on a steel-concrete composite structure with a total height of 173 m. The Spectral Representation Method (MRE) was used to characterize the longitudinal wind dynamic actions. The effect of wind dynamic actions associated to the transversal direction (vortex effect) was conceived based on the development of an analysis methodology called the Modified Spectral Representation Method (MRE-M), considering the coefficients obtained through the use of data from experimental tests carried out in a wind tunnel. The results achieved in this study demonstrate the relevance of modelling the soil-structure interaction, which contributes to the decrease in the natural frequencies values; and, consequently, it produces an increase in the buildings longitudinal and transversal accelerations. It is also noteworthy that in most design situations, the transversal accelerations present higher values, thus representing a key factor for the analysis and verification of the tall buildings human comfort. |
Palavras-chave: | Engenharia civil Análise estrutural (Engenharia) Edifícios - Aerodinâmica Pressão do vento Mecânica do solo Civil engineering Structural analysis (Engineering) Buildings - Aerodynamics Wind-pressure Soil mechanics |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
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: | BASTOS, Leonardo de Souza. Avaliação do comportamento estrutural dinâmico não determinístico de edifícios altos considerando-se o efeito da ação transversal do vento e a modelagem da interação solo-estrutura. 2020. 343 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21504 |
Data de defesa: | 13-Fev-2020 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Engenharia Civil |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Tese - Leonardo de Souza Bastos - 2020 - Completo.pdf | 18,21 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar | |
Termo - Leonardo de Souza Bastos - 2020.pdf | 909 kB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar Solictar uma cópia | |
CRN - Leonardo de Souza Bastos - 2020.pdf | 351,49 kB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar Solictar uma cópia |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.