Análise de vibrações de passarelas de pedestres submetidas a cargas dinâmicas de vandalismo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Oliveira, Amanda Borges
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Brasil
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23119
Resumo: O objetivo deste trabalho de pesquisa é o de investigar o comportamento estrutural dinâmico de passarelas de pedestres, quando submetidas às ações dinâmicas oriundas de vandalismo, tendo em mente o desenvolvimento de testes experimentais e modelagem numérica. Assim sendo, ao longo do estudo são investigados três modelos matemáticos tradicionais utilizados para a caracterização da ação humana mediante o emprego das funções Hanning, semi-senoidal e triangular. Os testes experimentais são realizados sobre uma passarela de concreto existente, localizada na Faculdade de Engenharia (FEN) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). O sistema estrutural é do tipo simplesmente apoiado com vão de 24,4 m, utilizado correntemente para a travessia de pedestres. Inicialmente, a análise modal da estrutura foi conduzida com base na realização de testes experimentais, visando caracterizar as frequências naturais e modos de vibração. Em seguida, foram consideradas situações de carregamento distintas para a realização dos testes experimentais de vibração forçada sobre a passarela, com a participação de até 20 pessoas, objetivando a simulação de excitações dinâmicas de vandalismo. A modelagem numérica da passarela foi desenvolvida com base no emprego do programa de elementos finitos ANSYS, e o referido modelo numérico foi utilizado para a calibração dos resultados obtidos via monitoração experimental da estrutura. Em seguida, a resposta estrutural dinâmica da passarela em estudo foi avaliada numericamente e os níveis de conforto humano foram comparados com critérios estabelecidos em normas e recomendações de projeto. Analisando-se os resultados da pesquisa, ressalta-se que quando 20 pessoas produzem ações dinâmicas rítmicas sobre a estrutura, o valor da aceleração de pico é da ordem de 1,50 m/s2 (ap = 1,50 m/s2), correspondendo a um nível de conforto mínimo.
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Os testes experimentais são realizados sobre uma passarela de concreto existente, localizada na Faculdade de Engenharia (FEN) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). O sistema estrutural é do tipo simplesmente apoiado com vão de 24,4 m, utilizado correntemente para a travessia de pedestres. Inicialmente, a análise modal da estrutura foi conduzida com base na realização de testes experimentais, visando caracterizar as frequências naturais e modos de vibração. Em seguida, foram consideradas situações de carregamento distintas para a realização dos testes experimentais de vibração forçada sobre a passarela, com a participação de até 20 pessoas, objetivando a simulação de excitações dinâmicas de vandalismo. A modelagem numérica da passarela foi desenvolvida com base no emprego do programa de elementos finitos ANSYS, e o referido modelo numérico foi utilizado para a calibração dos resultados obtidos via monitoração experimental da estrutura. Em seguida, a resposta estrutural dinâmica da passarela em estudo foi avaliada numericamente e os níveis de conforto humano foram comparados com critérios estabelecidos em normas e recomendações de projeto. Analisando-se os resultados da pesquisa, ressalta-se que quando 20 pessoas produzem ações dinâmicas rítmicas sobre a estrutura, o valor da aceleração de pico é da ordem de 1,50 m/s2 (ap = 1,50 m/s2), correspondendo a um nível de conforto mínimo.This research work aims to investigate the dynamic structural behaviour of pedestrian footbridges, when subjected to dynamic actions associated to vandalism, based on the development of experimental tests and numerical modelling. Therefore, three traditional mathematical models used to characterize the human actions are investigated using the Hanning, semi-sinusoidal and triangular functions. The experimental tests are carried out on an existing concrete footbridge, located at the Faculty of Engineering (FEN) of the State University of Rio de Janeiro (UERJ). The structural system is simply supported spanning 24.4 m, currently used for pedestrian crossing. Initially, the modal analysis of the structure was conducted based on experimental tests, aiming to characterize the natural frequencies and vibration modes. Then, different loading situations were considered to carry out experimental forced vibration tests on the footbridge, with the participation of up to 20 people, aiming to simulate dynamic excitations of vandalism. The footbridge numerical modelling was developed based on the use of the ANSYS finite element program, and the numerical model was used to calibrate the results obtained based on the structure experimental monitoring. After that, the studied footbridge dynamic structural response was numerically assessed and the human comfort levels were compared with criteria established in standards and design recommendations. Analysing the research results, it is highlighted that when 20 people produce rhythmic dynamic actions on the structure, the peak acceleration value is about of 1.50 m/s2 (ap = 1.50 m/s2), corresponding to a minimum comfort level.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilSilva, José Guilherme Santos dahttps://orcid.org/0000-0002-2407-2127http://lattes.cnpq.br/4422797300106230Debona, Gilvan Lunzhttps://orcid.org/0000-0001-8032-1813http://lattes.cnpq.br/1610243215800319Burgos, Rodrigo Birdhttps://orcid.org/0000-0003-0326-395Xhttp://lattes.cnpq.br/5604449684803425Alencar, Guilherme Santanahttps://orcid.org/0000-0001-9822-4229http://lattes.cnpq.br/8239901885386547Oliveira, Amanda Borges2024-11-22T16:53:26Z2024-03-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Amanda Borges. Análise de vibrações de passarelas de pedestres submetidas a cargas dinâmicas de vandalismo. 2024. 144 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23119porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-11-22T16:53:55Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/23119Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-11-22T16:53:55Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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