Avaliação do efeito da interação humana sobre pisos de edificações submetidos a atividades humanas rítmicas
| Ano de defesa: | 2018 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| 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 BR 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
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11481 |
Resumo: | Ao longo das últimas três décadas inúmeros pesquisadores têm relatado um aumento significativo de sistemas estruturais esbeltos, flexíveis e com baixo amortecimento estrutural inerente. Consequentemente, estas estruturas estão sujeitas a vibrações excessivas induzidas por atividades humanas, podendo causar grande desconforto aos seus usuários. Por outro lado, diversos autores têm investigado a representação de atividades humanas rítmicas, por intermédio de funções matemáticas (modelos de "força dura"), de forma a melhor verificar, ainda na fase de projeto, o nível de vibrações em que o sistema estrutural está submetido assim como o conforto humano dos ocupantes. Tais funções matemáticas têm se mostrado mais ou menos conservadoras em relação ao custo final do projeto. Paralelamente, estudos recentes têm demonstrado de uma forma mais realística o contato da atividade humana em estruturas civis, tais como pisos de edificações, passarelas e arquibancadas; através da avaliação do efeito da interação ser humano-estrutura, um campo de estudo que envolve grande interdisciplinaridade com a área da biomecânica. Portanto, este trabalho de pesquisa investiga, experimentalmente, a influência da flexibilidade do sistema estrutural durante prática de atividades rítmicas (saltos); e, bem como, o efeito do ser humano sobre a estrutura. Para tal, os ensaios experimentais foram realizados sobre dois tipos de estruturas em laboratório: piso rígido e piso flexível. Além disso, foram avaliados três métodos distintos para obtenção dos sinais experimentais dos saltos humanos rítmicos, nomeadamente, através de uma plataforma de força, acelerômetro acoplado ao corpo e palmilhas instrumentadas dentro do calçado. Cabe ressaltar, também, que a avaliação do efeito da interação ser humano-estrutura foi realizada considerando tanto o efeito de uma pessoa passiva (parada - em pé/joelhos fletidos), assim como em atividade (pulando) sobre o piso flexível. Deste modo, os resultados obtidos com base no desenvolvimento deste trabalho de pesquisa apresentam alternativas eficientes e concretas, de maneira que o engenheiro projetista possa vir a avaliar, de forma mais racional, o comportamento estrutural dinâmico de pisos de edificações submetidos às ações humanas rítmicas em relação ao conforto humano e, ainda, no que diz respeito a questão econômica. |
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Avaliação do efeito da interação humana sobre pisos de edificações submetidos a atividades humanas rítmicasEvaluation of the effect of human interaction on buildings floors subjected to human rhythmic activitiesCivil engineeringHuman-structure interactionAnnoying vibrationsHuman comfortBuildings floorsEngenharia civilInteração ser humano-estruturaVibrações excessivasConforto de humanoPisos de edificaçõesCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILAo longo das últimas três décadas inúmeros pesquisadores têm relatado um aumento significativo de sistemas estruturais esbeltos, flexíveis e com baixo amortecimento estrutural inerente. Consequentemente, estas estruturas estão sujeitas a vibrações excessivas induzidas por atividades humanas, podendo causar grande desconforto aos seus usuários. Por outro lado, diversos autores têm investigado a representação de atividades humanas rítmicas, por intermédio de funções matemáticas (modelos de "força dura"), de forma a melhor verificar, ainda na fase de projeto, o nível de vibrações em que o sistema estrutural está submetido assim como o conforto humano dos ocupantes. Tais funções matemáticas têm se mostrado mais ou menos conservadoras em relação ao custo final do projeto. Paralelamente, estudos recentes têm demonstrado de uma forma mais realística o contato da atividade humana em estruturas civis, tais como pisos de edificações, passarelas e arquibancadas; através da avaliação do efeito da interação ser humano-estrutura, um campo de estudo que envolve grande interdisciplinaridade com a área da biomecânica. Portanto, este trabalho de pesquisa investiga, experimentalmente, a influência da flexibilidade do sistema estrutural durante prática de atividades rítmicas (saltos); e, bem como, o efeito do ser humano sobre a estrutura. Para tal, os ensaios experimentais foram realizados sobre dois tipos de estruturas em laboratório: piso rígido e piso flexível. Além disso, foram avaliados três métodos distintos para obtenção dos sinais experimentais dos saltos humanos rítmicos, nomeadamente, através de uma plataforma de força, acelerômetro acoplado ao corpo e palmilhas instrumentadas dentro do calçado. Cabe ressaltar, também, que a avaliação do efeito da interação ser humano-estrutura foi realizada considerando tanto o efeito de uma pessoa passiva (parada - em pé/joelhos fletidos), assim como em atividade (pulando) sobre o piso flexível. Deste modo, os resultados obtidos com base no desenvolvimento deste trabalho de pesquisa apresentam alternativas eficientes e concretas, de maneira que o engenheiro projetista possa vir a avaliar, de forma mais racional, o comportamento estrutural dinâmico de pisos de edificações submetidos às ações humanas rítmicas em relação ao conforto humano e, ainda, no que diz respeito a questão econômica.Over the past three decades several researchers have reported a significant incidence of slender and flexible structures having low inherent structural damping. Consequently, these structures are subject to excessive vibration induced by human activities which can cause great discomfort for its users. On the other hand, several authors have investigated the representation of rhythmic human activities by means of mathematical functions (force only models) in order to better evaluate, even at the design stage, the vibration levels in which the structural system is subjected as well as the human comfort occupants. Such mathematical functions have been more or less conservative regarding the final cost of the project. At the same time, recent studies have shown a more realistic way to simulate the contact between the human activity and civil structures, such as buildings floors, walkways and grandstands, through the study of the human-structure interaction, which involves an interdisciplinary approach to the field of biomechanics Therefore, this work investigates experimentally the influence of the structural system flexibility during practice of rhythmic activities (jumps) as well as the effect of the human on the structure. For this, the tests were carried out on two different types of structures in laboratory: rigid surface (laboratory floor) and flexible (vibrating) floor. In addition, three different methods were used to evaluate the experimental signals of the jumps, namely through a force platform, an accelerometer mounted on the human body and instrumented pressure insoles inside the footwear. It is worth mentioning that the human-structure aspect was evaluated considering both a passive (standing/ bent knees) and an active person (jumping) on the vibrating floor. In this sense, the achieved results throughout this work present some alternatives so that the designer engineer can better evaluate the behavior of buildings floors subjected to human rhythmic actions, both in relation to the human comfort and economic factors.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroUniversidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaBRUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilSilva, José Guilherme Santos dahttp://lattes.cnpq.br/4422797300106230Caetano, Elsa de Sáhttp://lattes.cnpq.br/0538559161418363Burgos, Rodrigo Birdhttp://lattes.cnpq.br/5604449684803425Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo dehttp://lattes.cnpq.br/5029738433988779Magluta, Carloshttp://lattes.cnpq.br/1827042213170077Silva, Raul Rosas ehttp://lattes.cnpq.br/1304606076487440Cardoso, Daniel Carlos Taissumhttp://lattes.cnpq.br/8938338234755961Gaspar, Cássio Marques Rodrigues2021-01-06T14:45:14Z2018-09-192018-02-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfGASPAR, Cássio Marques Rodrigues. Avaliação do efeito da interação humana sobre pisos de edificações submetidos a atividades humanas rítmicas. 2018. 297 f. Tese (Doutorado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11481porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T17:52:25Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/11481Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T17:52:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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