Análise de vibrações e avaliação do conforto humano de pisos mistos (aço-concreto) submetidos a carregamentos dinâmicos humanos rítmicos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Elisângela Arêas Richter dos
• 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; Mixed construction; Human comfort; Structural dynamics; Finite element method; Engenharia civil; Construção mista; Conforto humano; Dinâmica estrutural; Método dos elementos finitos; ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18492

Nas últimas décadas, um avanço significativo das diferentes áreas do conhecimento, nomeadamente em relação à Engenharia Civil, tem possibilitado o desenvolvimento e execução de projetos estruturais inovadores e desafiadores, contemplando soluções arrojadas no sentido do atendimento aos projetos arquitetônicos, com base em critérios de economia, estabilidade e segurança. Deste modo, este conjunto de fatores tem corroborado para a concepção e projeto de estruturas cada vez mais leves e esbeltas, o que pode vir a gerar níveis preocupantes no que tange ao conforto humano dos usuários. Assim sendo, este trabalho de pesquisa tem por objetivo a análise de vibrações e avaliação do conforto humano de pisos mistos (aço-concreto) submetidos a carregamentos dinâmicos humanos rítmicos. De acordo com este contexto, objetivando representar as ações dinâmicas produzidas por pessoas praticando atividades humanas rítmicas foram utilizadas formulações matemáticas tradicionais para a representação das cargas dinâmicas (modelos de “força dura”); e, também, considerando-se o emprego de sistemas biodinâmicos, representados por meio de sistemas do tipo “massa-mola-amortecedor” com um grau de liberdade (S1GL), tendo em mente a incorporação das características dinâmicas dos indivíduos. O modelo estrutural investigado é representativo de um andar interior típico de um edifício comercial e corresponde a um piso misto (aço-concreto) com dimensões de 40m x 40m e área total de 1.600m². A modelagem numérica da estrutura foi desenvolvida com base no emprego do programa de elementos finitos ANSYS. Inicialmente, mediante análise modal (autovalores e autovetores), verifica-se que frequência fundamental do piso encontra-se em faixa próxima aos harmônicos da frequência de excitação humana, indicando uma tendência de vibração excessiva e desconforto humano. Em seguida, com base na avaliação do comportamento dinâmico do piso em vibração forçada, foi verificado que os modelos de carregamento de “força-dura” produzem aumentos quantitativos significativos sobre a resposta do sistema (deslocamentos e acelerações), quando comparados aos modelos biodinâmicos. Por outro lado, cabe ressaltar que a modelagem das ações dinâmicas humanas, via emprego dos sistemas biodinâmicos, resultou em atenuações importantes sobre a resposta dinâmica do piso, conduzindo a resultados mais realistas. Finalmente, destaca-se que os resultados encontrados ao longo desta investigação indicam que a resposta dinâmica do piso misto (aço-concreto) analisado viola os critérios de projeto relativos ao conforto humano, para determinadas situações de carregamento.