Investigação sobre o comportamento dinâmico de pisos mistos submetidos a ações humanas rítmicas considerando-se metodologias distintas para análise do conforto humano

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Castelo Branco, Nathalia de Almeida
• 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
• Palavras-chave em Português: Civil engineering; Structural analysis (Engineering); Mixed construction; Floors; Human comfort; Finite element method; Engenharia civil; Análise estrutural (Engenharia); Construção mista; Pavimentos; Conforto humano; Método dos elementos finitos; ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17618

A aplicação de técnicas construtivas envolvendo pisos mistos (aço-concreto) leves tem crescido nos últimos anos devido à otimização com referência ao tempo de construção e a flexibilidade do uso final da estrutura. No entanto, esta prática apresenta como tendência a redução das frequências naturais e do amortecimento destes pisos, gerando preocupação quanto à resposta dinâmica quando estes são submetidos a atividades humanas rítmicas. Desta maneira, este trabalho de pesquisa visa analisar o comportamento estrutural dinâmico de um piso misto (aço-concreto) quando submetido a ações humanas rítmicas, além de avaliar o conforto humano dos ocupantes. Neste contexto, foram utilizadas formulações matemáticas tradicionais para a representação do carregamento dinâmico (modelos de “força dura”); e, também, considerando-se o emprego de sistemas biodinâmicos associados a sistemas do tipo “massa-mola-amortecedor”, com um grau de liberdade (S1GL), objetivando representar as ações dinâmicas produzidas por pessoas praticando atividades humanas rítmicas. O piso misto (aço-concreto) analisado neste estudo possui dimensões de 22,5 m x 14 m, totalizando 315 m² de área, sendo apoiado por treliças de aço do tipo joists com 14 m de vão, e as lajes de concreto possuem espessura de 6,5 cm. O modelo numérico em elementos finitos foi desenvolvido com base no emprego do programa computacional ANSYS. Inicialmente, mediante análise modal (autovalores e autovetores), verifica-se que frequência fundamental da estrutura encontra-se em faixa próxima aos harmônicos da frequência de excitação humana, indicando uma tendência de vibração excessiva e desconforto humano. Diante do exposto, ao avaliar o comportamento estrutural dinâmico do piso, percebe-se que os modelos de carregamento de “força-dura” produzem deslocamentos e acelerações bastante superiores àquelas encontradas com base no uso dos sistemas biodinâmicos, que incorporam as características dinâmicas dos indivíduos. Observa-se que em todas as situações de projeto investigadas, os limites para as acelerações de pico não foram atendidos, resultando em desconforto humano para os ocupantes. Por outro lado, mediante os critérios de projeto associados aos valores de RMS e VDV, ressalta-se que houve violação em todas as situações, exceto para o modelo matemático que considera o uso dos sistemas biodinâmicos, com atenuações importantes da resposta dinâmica do piso misto (aço-concreto).