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Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22119
Tipo do documento: Dissertação
Título: Análise de vibrações e avaliação do conforto humano de passarelas mistas (aço-concreto) submetidas a carregamentos induzidos por pedestres
Título(s) alternativo(s): Vibration analysis and human comfort assessment of composite footbridge (steel-concrete) subjected to pedestrian-induced loading
Autor: Moreira, Lucas de Souza Suzano 
Primeiro orientador: Silva, José Guilherme Santos da
Primeiro membro da banca: Burgos, Rodrigo Bird
Segundo membro da banca: Soeiro, Francisco José da Cunha Pires
Terceiro membro da banca: Rocha, Paulo Anderson Santana
Resumo: Considerando-se os recentes avanços tecnológicos e científicos, os projetos de passarelas têm sido concebidos cada vez mais leves e esbeltos, provocando uma redução dos valores das frequências naturais dessas estruturas, ocasionando aumento dos riscos de ressonância com referência aos carregamentos induzidos pelos pedestres. Assim sendo, o objetivo deste trabalho de pesquisa é o de investigar o comportamento estrutural dinâmico de passarelas mistas (aço-concreto), quando submetidas às ações dinâmicas produzidas por pedestres, tendo em mente as metodologias de análise existentes na literatura técnica. Ao longo do texto são apresentados os modelos matemáticos tradicionais utilizados para a caracterização da ação humana, os métodos expeditos para análise dinâmica de passarelas, além dos critérios de conforto humano estabelecidos pelas normas de projeto vigentes. Além disso, neste trabalho de pesquisa a resposta estrutural dinâmica das passarelas, também é investigada com base no emprego de modelos biodinâmicos, representativos dos pedestres, de maneira a levar em consideração as propriedades dinâmicas dos indivíduos e o efeito da interação dinâmica pedestre-estrutura. As metodologias de análise são aplicadas sobre três projetos estruturais de passarelas mistas (aço-concreto) com vãos de 27,2m, 32m e 36m, respectivamente, todas situadas na cidade do Rio de Janeiro/RJ, Brasil. A modelagem numérica das estruturas foi desenvolvida com base no emprego do programa de elementos finitos ANSYS. Com base nos resultados alcançados, foi observado que as normas e recomendações de projeto ainda não refletem os avanços das pesquisas acerca do tema e apresentam critérios de conforto humano conservadores. De outra forma, metodologias de análise mais recentes, tais como os guias de projeto SÉTRA e HIVOSS, tem se mostrado mais próximas do comportamento real das passarelas. Por outro lado, cabe ressaltar que os modelos matemáticos tradicionais de carregamento dinâmico, e mesmo os guias de projeto SÉTRA e HIVOSS produzem respostas dinâmicas (acelerações de pico) superiores quando comparadas àquelas determinadas a partir do emprego de modelos biodinâmicos para simular as ações dinâmicas induzidas pelos pedestres. Desta maneira, fica claro que a utilização dos modelos biodinâmicos é relevante para a avaliação final do conforto humano de passarelas de pedestres, de maneira mais realista, e que ainda existe uma demanda significativa no que concerne ao desenvolvimento de pesquisas sobre este tema.
Abstract: Considering recent technological and scientific advances, footbridge projects have been designed increasingly lighter and slender, causing a reduction in the values of the natural frequencies of these structures, causing an increase in the risk of resonance with reference to loads induced by pedestrians. Therefore, the objective of this research work is to investigate the dynamic structural behavior of composite footbridge (steel-concrete), when subjected to dynamic actions produced by pedestrians, keeping in mind the analysis methodologies existing in the technical literature. Throughout the text, traditional mathematical models used to characterize human action, expedient methods for dynamic analysis of footbridge are presented, in addition to the human comfort criteria established by current design standards. Furthermore, in this research work the dynamic structural response of footbridge is also investigated based on the use of biodynamic models, representative of pedestrians, in order to take into account the dynamic properties of individuals and the effect of the dynamic pedestrian-structure interaction. The analysis methodologies are applied to three structural projects of mixed footbridge (steel-concrete) with lenght of 27,2m, 32m and 36m, respectively, all located in the city of Rio de Janeiro/RJ, Brazil. The numerical modeling of the structures was developed based on the use of the ANSYS finite element program. Based on the results achieved, it was observed that the design standards and recommendations do not yet reflect advances in research on the topic and present conservative human comfort criteria. Otherwise, more recent analysis methodologies, such as the SÉTRA and HIVOSS design guides, have proven to be closer to the real behavior of footbridge. On the other hand, it is worth highlighting that traditional mathematical models of dynamic loading, and even the SÉTRA and HIVOSS design guides, produce superior dynamic responses (peak accelerations) when compared to those determined from the use of biodynamic models to simulate the induced dynamic actions. by pedestrians. In this way, it is clear that the use of biodynamic models is relevant for the final assessment of human comfort on pedestrian footbridge, in a more realistic way, and that there is still a significant demand regarding the development of research on this topic.
Palavras-chave: Civil engineering
Composite construction
Structural analysis (Engineering)
Human comfort
Vibration - Measurement
Engenharia civil
Construção mista
Análise estrutural (Engenharia)
Conforto humano
Vibração - Medição
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: MOREIRA, Lucas de Souza Suzano. Análise de vibrações e avaliação do conforto humano de passarelas mistas (aço-concreto) submetidas a carregamentos induzidos por pedestres. 2023. 186 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22119
Data de defesa: 27-Out-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil



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