Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Barile, Alan lattes
Orientador(a): Silva, José Guilherme Santos da lattes
Banca de defesa: Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo de lattes, Varela, Wendell Diniz lattes, Debona, Gilvan Lunz lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11507
Resumo: Nowadays, the design and construction of tall and slender buildings to attend the demand of population growth; and, as well as, the reduction of free spaces available in urban areas, have resulted in relevant structural problems related to excessive vibrations and human discomfort caused by the dynamic characteristics of the wind loadings. The use of experimental tests in wind tunnels is still the most reliable way of evaluating the dynamic structural response of buildings. However, such methodology may lead to delays; and, furthermore, cost growth in the design phase of a building. A viable alternative to the use of wind tunnels is the use of simplified methodologies to estimate the dynamic response. Within this context, stand out the normative methods that are generally based on the Davenport Gust Factor Method, the Database Assisted Methods, which consider the data obtained in tests performed in wind tunnels, considering standardized geometries for the calculation of the responses, and the Spectral Representation Method, used to generate the wind load considering its dynamic characteristics. Thus, in order to compare the mentioned methodologies, this master's thesis considers four models of buildings, namely: two simplified models, the first with dimensions of 40 mx 40 mx 200 m and second with dimensions of 30 mx 45 mx 180 m, both with characteristics provided in articles pertinent to the subject addressed in this work; in addition to two structural models of real buildings, the first building in reinforced concrete with dimensions of 20,24 mx 29,19 m and total height of the order of 70 m and the second building in steel-concrete composite structure with dimensions of 32 mx 45 m and height total of 172,80 m. The comparisons were made based on the maximum values of the longitudinal and transverse accelerations, respectively, calculated at the top of the buildings with the use of all methods studied. Regarding real buildings, an evaluation of human comfort was carried out. Among the standards and methods considered, the American design standard and the Spectral Representation Method presented values of the along-wind accelerations closer to those obtained in the experimental tests carried out in wind tunnels. Considering the values of the across-wind accelerations, none of the standards presented satisfactory results. However, in spite of the differences found, this research clearly shows the importance of considering the across-wind acceleration, which, in the majority of cases, presented a higher value throughout the analyzes, being, therefore, a determining factor for the human comfort assessment.
id UERJ_f791b28e6da32271fbc55b29bb1f98d4
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/11507
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str
spelling Silva, José Guilherme Santos dahttp://lattes.cnpq.br/4422797300106230Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo dehttp://lattes.cnpq.br/5029738433988779Varela, Wendell Dinizhttp://lattes.cnpq.br/9860915673031541Debona, Gilvan Lunzhttp://lattes.cnpq.br/1610243215800319http://lattes.cnpq.br/1209916086537605Barile, Alan2021-01-06T19:00:29Z2019-08-062019-05-17BARILE, Alan. Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações. 2019. 190 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11507Nowadays, the design and construction of tall and slender buildings to attend the demand of population growth; and, as well as, the reduction of free spaces available in urban areas, have resulted in relevant structural problems related to excessive vibrations and human discomfort caused by the dynamic characteristics of the wind loadings. The use of experimental tests in wind tunnels is still the most reliable way of evaluating the dynamic structural response of buildings. However, such methodology may lead to delays; and, furthermore, cost growth in the design phase of a building. A viable alternative to the use of wind tunnels is the use of simplified methodologies to estimate the dynamic response. Within this context, stand out the normative methods that are generally based on the Davenport Gust Factor Method, the Database Assisted Methods, which consider the data obtained in tests performed in wind tunnels, considering standardized geometries for the calculation of the responses, and the Spectral Representation Method, used to generate the wind load considering its dynamic characteristics. Thus, in order to compare the mentioned methodologies, this master's thesis considers four models of buildings, namely: two simplified models, the first with dimensions of 40 mx 40 mx 200 m and second with dimensions of 30 mx 45 mx 180 m, both with characteristics provided in articles pertinent to the subject addressed in this work; in addition to two structural models of real buildings, the first building in reinforced concrete with dimensions of 20,24 mx 29,19 m and total height of the order of 70 m and the second building in steel-concrete composite structure with dimensions of 32 mx 45 m and height total of 172,80 m. The comparisons were made based on the maximum values of the longitudinal and transverse accelerations, respectively, calculated at the top of the buildings with the use of all methods studied. Regarding real buildings, an evaluation of human comfort was carried out. Among the standards and methods considered, the American design standard and the Spectral Representation Method presented values of the along-wind accelerations closer to those obtained in the experimental tests carried out in wind tunnels. Considering the values of the across-wind accelerations, none of the standards presented satisfactory results. However, in spite of the differences found, this research clearly shows the importance of considering the across-wind acceleration, which, in the majority of cases, presented a higher value throughout the analyzes, being, therefore, a determining factor for the human comfort assessment.Atualmente, o projeto e a construção de edifícios altos e esbeltos para atender ao crescimento populacional, bem como a redução dos espaços livres disponíveis em áreas urbanas, têm originado problemas estruturais relevantes causados pela ação dinâmica do vento e associados a vibrações excessivas e desconforto humano. A utilização de testes experimentais em túneis de vento ainda é a forma mais confiável de avaliar a resposta estrutural dinâmica de edifícios. Todavia, tal metodologia pode gerar atrasos e, ainda, crescimento dos custos na fase de projeto de um edifício. Uma alternativa viável ao emprego dos túneis de vento diz respeito à utilização de metodologias simplificadas para se estimar a resposta dinâmica. Dentro desse contexto, destacam-se os métodos normativos que geralmente são baseados no Método do Fator de Rajada de Davenport, os Métodos Assistidos por Base de Dados, que consideram os dados obtidos em ensaios realizados em túneis de vento, considerando-se geometrias padronizadas para o cálculo das respostas, e o Método da Representação Espectral, utilizado para gerar o carregamento de vento considerando suas características dinâmicas. Assim sendo, objetivando comparar as metodologias mencionadas, esta dissertação de mestrado considera quatro modelos de edificações, a saber: dois modelos simplificados, o primeiro com dimensões de 40 m x 40 m x 200 m e o segundo com dimensões de 30 m x 45 m x 180 m, ambos com características fornecidas em artigos pertinentes ao assunto abordado no trabalho; além de dois modelos estruturais de edifícios reais, sendo a primeira edificação em concreto armado com dimensões de 20,24 m x 29,19 m e altura total da ordem de 70 m e o segundo edifício em estrutura mista aço-concreto com dimensões de 32 m x 45 m e altura total de 172,80 m. As comparações foram realizadas com base nos valores máximos das acelerações longitudinal e transversal, respectivamente, calculadas no topo dos edifícios com a utilização de todos os métodos estudados. No que tange aos edifícios reais, foi realizada uma avaliação do conforto humano. Dentre as normas e métodos considerados, a norma de projeto americana e o Método da Representação Espectral apresentaram valores das acelerações longitudinais mais próximos daqueles obtidos nos testes experimentais realizados em túneis de vento. Considerando-se os valores das acelerações transversais, nenhuma norma de projeto estudada apresentou resultados satisfatórios. Contudo, apesar das diferenças encontradas, essa investigação mostra com clareza a importância da consideração da aceleração transversal que, na maioria dos casos, apresentou valor mais elevado ao longo das análises, sendo, portanto, um fator determinante para a verificação do conforto humano.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:00:29Z No. of bitstreams: 1 Alan Barile.pdf: 5097869 bytes, checksum: 83bfcb94d1fb7e84481a2b06c580eff0 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:00:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alan Barile.pdf: 5097869 bytes, checksum: 83bfcb94d1fb7e84481a2b06c580eff0 (MD5) Previous issue date: 2019-05-17Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaCivil EngineeringBuildingsWindsStructural analysis (engineering)Finite element methodTall buildingsNondeterministic wind actionsHuman comfortFinite element modellingStructural behaviourEngenharia civilEdifíciosVentosAnálise estrutural (Engenharia)Método dos elementos finitosEdifícios altosAção não determinística do ventoConforto humanoModelagem em elementos finitosComportamento estruturalCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILAvaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das aceleraçõesEvaluation of the dynamic structural response of buildings subjected to wind action based on the comparison between different methodologies for estimation the accelerationsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALAlan Barile.pdfapplication/pdf5097869http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/11507/1/Alan+Barile.pdf83bfcb94d1fb7e84481a2b06c580eff0MD511/115072024-02-27 14:52:34.406oai:www.bdtd.uerj.br:1/11507Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T17:52:34Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Evaluation of the dynamic structural response of buildings subjected to wind action based on the comparison between different methodologies for estimation the accelerations
title Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
spellingShingle Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
Barile, Alan
Civil Engineering
Buildings
Winds
Structural analysis (engineering)
Finite element method
Tall buildings
Nondeterministic wind actions
Human comfort
Finite element modelling
Structural behaviour
Engenharia civil
Edifícios
Ventos
Análise estrutural (Engenharia)
Método dos elementos finitos
Edifícios altos
Ação não determinística do vento
Conforto humano
Modelagem em elementos finitos
Comportamento estrutural
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
title_short Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
title_full Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
title_fullStr Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
title_full_unstemmed Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
title_sort Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações
author Barile, Alan
author_facet Barile, Alan
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Silva, José Guilherme Santos da
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4422797300106230
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo de
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5029738433988779
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Varela, Wendell Diniz
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9860915673031541
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Debona, Gilvan Lunz
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1610243215800319
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1209916086537605
dc.contributor.author.fl_str_mv Barile, Alan
contributor_str_mv Silva, José Guilherme Santos da
Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo de
Varela, Wendell Diniz
Debona, Gilvan Lunz
dc.subject.eng.fl_str_mv Civil Engineering
Buildings
Winds
Structural analysis (engineering)
Finite element method
Tall buildings
Nondeterministic wind actions
Human comfort
Finite element modelling
Structural behaviour
topic Civil Engineering
Buildings
Winds
Structural analysis (engineering)
Finite element method
Tall buildings
Nondeterministic wind actions
Human comfort
Finite element modelling
Structural behaviour
Engenharia civil
Edifícios
Ventos
Análise estrutural (Engenharia)
Método dos elementos finitos
Edifícios altos
Ação não determinística do vento
Conforto humano
Modelagem em elementos finitos
Comportamento estrutural
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia civil
Edifícios
Ventos
Análise estrutural (Engenharia)
Método dos elementos finitos
Edifícios altos
Ação não determinística do vento
Conforto humano
Modelagem em elementos finitos
Comportamento estrutural
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
description Nowadays, the design and construction of tall and slender buildings to attend the demand of population growth; and, as well as, the reduction of free spaces available in urban areas, have resulted in relevant structural problems related to excessive vibrations and human discomfort caused by the dynamic characteristics of the wind loadings. The use of experimental tests in wind tunnels is still the most reliable way of evaluating the dynamic structural response of buildings. However, such methodology may lead to delays; and, furthermore, cost growth in the design phase of a building. A viable alternative to the use of wind tunnels is the use of simplified methodologies to estimate the dynamic response. Within this context, stand out the normative methods that are generally based on the Davenport Gust Factor Method, the Database Assisted Methods, which consider the data obtained in tests performed in wind tunnels, considering standardized geometries for the calculation of the responses, and the Spectral Representation Method, used to generate the wind load considering its dynamic characteristics. Thus, in order to compare the mentioned methodologies, this master's thesis considers four models of buildings, namely: two simplified models, the first with dimensions of 40 mx 40 mx 200 m and second with dimensions of 30 mx 45 mx 180 m, both with characteristics provided in articles pertinent to the subject addressed in this work; in addition to two structural models of real buildings, the first building in reinforced concrete with dimensions of 20,24 mx 29,19 m and total height of the order of 70 m and the second building in steel-concrete composite structure with dimensions of 32 mx 45 m and height total of 172,80 m. The comparisons were made based on the maximum values of the longitudinal and transverse accelerations, respectively, calculated at the top of the buildings with the use of all methods studied. Regarding real buildings, an evaluation of human comfort was carried out. Among the standards and methods considered, the American design standard and the Spectral Representation Method presented values of the along-wind accelerations closer to those obtained in the experimental tests carried out in wind tunnels. Considering the values of the across-wind accelerations, none of the standards presented satisfactory results. However, in spite of the differences found, this research clearly shows the importance of considering the across-wind acceleration, which, in the majority of cases, presented a higher value throughout the analyzes, being, therefore, a determining factor for the human comfort assessment.
publishDate 2019
dc.date.available.fl_str_mv 2019-08-06
dc.date.issued.fl_str_mv 2019-05-17
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-06T19:00:29Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv BARILE, Alan. Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações. 2019. 190 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11507
identifier_str_mv BARILE, Alan. Avaliação da resposta estrutural dinâmica de edifícios submetidos à ação do vento com base na comparação entre metodologias distintas para estimativa das acelerações. 2019. 190 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11507
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/11507/1/Alan+Barile.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 83bfcb94d1fb7e84481a2b06c580eff0
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1792352160364625920