Dissertação de Mestrado:
Vibrações em Pisos de Edificações Induzidas Por Atividades Humanas
Antônio Vicente de Almeida Mello
- PGECI
- Orientador
Prof. José Guilherme Santos Da Silva , Prof. Associado, Doutor, PUC-Rio, 1996 -
k- Banca
* Prof. José Guilherme Santos Da Silva , Prof. Associado, Doutor, PUC-Rio, 1996 -
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* Prof. Raul Rosas e Silva, PhD - PUC-RJ
* Prof. Sebastião Arthur Lopes De Andrade
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* Prof. Francisco José Da Cunha Pires Soeiro , Doutor, University of Florida, EUA, 1990 -
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- Data - hora da defesa
- 15/07/2005
- Resumo
- Atualmente, as novas tendências arquitetônicas e as exigências de mercado, vêm
conduzindo a engenharia estrutural na busca por soluções cada vez mais arrojadas, as
quais exigem grande experiência e conhecimento dos projetistas estruturais aliados a
utilização de novos materiais e tecnologias. Esta filosofia de concepção estrutural está
inserida em uma das mais importantes tendências de projeto dos últimos anos, ou seja: a
busca por sistemas estruturais de rápida execução, dotados de peças de menor peso
próprio e que possam vencer grandes vãos com um mínimo de elementos verticais,
permitindo assim uma maior flexibilidade na adequação de ambientes.
Por outro lado, esta filosofia de projeto tem conduzido a elementos estruturais cada
vez mais esbeltos e com freqüências naturais cada vez mais baixas e, por conseguinte,
mais próximas das faixas de freqüência das excitações dinâmicas associadas às atividades
humanas, tais como: andar, correr, pular, etc.
Devido as razões expostas no parágrafo anterior, os sistemas estruturais de
engenharia tornaram-se bastante vulneráveis aos efeitos de vibrações induzidas por
pequenos impactos como é o caso do caminhar de pessoas sobre pisos, resultando em
desconforto para as pessoas. Deve-se destacar, ainda, que tais considerações de projeto
têm atendido aos estados limites ultimos. Todavia, os estados limites de utilização desses
sistemas estruturais precisam ser analisados, sem sombra de dúvida, de maneira mais
criteriosa.
Deste modo, no sentido de contribuir para fornecer subsídios aos engenheiros
estruturais, no que tange a análise dinâmica de estruturas submetidas a excitações
induzidas pelos seres humanos, são desenvolvidos diversos modelos de carregamento
representativos do caminhar das pessoas. A variação espacial e temporal da carga dinâmica
é considerada ao longo da análise e, bem como, o efeito transiente do impacto do calcanhar
humano nos pisos é levado em conta.
Assim sendo, são considerados nesta dissertação diversos modelos estruturais
associados a pisos mistos (aço-concreto). Técnicas usuais de discretização, com base no
emprego Método dos Elementos Finitos (MEF), via utilização do programa computacional
Ansys, são consideradas neste estudo. 189
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Uma análise extensa acerca da resposta dinâmica dos pisos é feita, mediante o
emprego dos modelos de carregamento desenvolvidos, principalmente, em termos dos
valores das acelerações. Na seqüência, os resultados encontrados são comparados com
aqueles fornecidos pela literatura técnica disponível sobre o assunto sob o ponto de vista
associado ao conforto humano.
Investiga-se, também, a influencia da variação de parâmetros estruturais sobre a
resposta dinâmica dos modelos, tais como: comprimento vão, taxa de amortecimento,
espessura das lajes e, ainda, rigidez das ligações viga coluna.
Os resultados obtidos ao longo do estudo indicam, claramente, que os projetistas
estruturais devem ser alertados para distorções importantes que ocorrem quando as normas
de projeto são utilizadas sem o devido cuidado. Um outro importante diz respeito ao fato de
que em diversos pisos analisados observa-se que os critérios de conforto humano não são
satisfeitos, demonstrando a importância da consideração dos efeitos dinâmicos provenientes
dos seres humanos na análise desse tipo de problema.
Palavras-chave
Vibração de Pisos, Análise Dinâmica de Estruturas, Estruturas de Aço e Mistas,
Pisos Mistos, Conforto Humano, Modelagem Computacional, Modelos de Carregamento.