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Túlio do Valle Moreira

Título



Análise da Sensibilidade Dinâmica de Edifícios com Estruturas Esbeltas

Orientador(es)



Ronaldo Carvalho Battista

Resumo



Apresenta-se neste trabalho um estudo da sensibilidade estrutural de edifícios residenciais urbanos em concreto armado a várias fontes de perturbações de características estáticas e, principalmente, dinâmicas. Tal estudo é feito sob critérios de conforto humano e de danos que podem ocorrer em edifícios com certas concepções estruturais quando sob efeito de vibrações excessivas e recalques diferenciais. Algumas estruturas típicas residenciais têm seus comportamentos investigados quando sob ações dinâmicas tais como as produzidas pelo tráfego de veículos pesados, explosões subterrâneas, impactos produzidos pela cravação de estacas em terrenos vizinhos e também pela ação de vento. São desenvolvidos modelos simplificados 2D para obtenção de respostas dinâmicas da estrutura sob tais ações, incluindo o modelo de propagação de ondas no solo produzidas por cargas dinâmicas aplicadas no terreno em pontos distantes das fundações do edifício. Modelos tridimensionais são usados para determinar as propriedades modais da estrutura, necessárias para desenvolvimento dos modelos simplificados de análise modal nos domínios do tempo e da freqüência. Aspectos práticos relacionados à modelagem numérica-computacional de concepções estruturais típicas são tratados no presente trabalho. Considerada-se a influência dos painéis de vedação externas e divisórias internas (paredes) no enrijecimento da estrutura, demonstrando-se que essas têm participação efetiva principalmente em estruturas esbeltas e pouco travejadas. Nesse contexto propõe-se um modelo simplificado para simular o mecanismo promovido pela parede confinada em quadros viga-coluna. As respostas às ações dinâmicas são validadas por meio de correlação com medições experimentais realizadas em estruturas existentes de edifícios residenciais urbanos.

Abstract



The present work presents a study of the sensitivity of reinforced concrete structures of urban residential buildings to various sources of perturbations either of static or, particularly, dynamic characteristics. This study is carried out under the criteria of human comfort and damages that may occur in buildings of a kind of structural conception, when under the effect of excessive vibrations or differential settlements. Some typical residential building’s structures have their behaviour investigated when under the action of dynamic loadings induced by the traffic of heavy vehicles, underground blastings, pile driving in neighbouring lots and also by winds. Two-dimensional simplified models both for the structure and the wave propagation in soil stractum are developed to obtain the dynamic response of the structures under the mentioned loadings. Three-dimensional models of the structures are used to determine their modal properties which are needed to formulate the simplified modal analysis in both time and frequency domains. Practical aspects related to the numerical-computational modeling of typical structural conceptions are discussed in this work. Moreover it is considered the influence of the masonry panels on the overall stiffness of the reinforced concrete structure, particularly on the most slender and less braced structures. Within this context it is proposed herein a simplified modeling to take into account the stiffning mechanism produced by the wall panels confined in frameworks formed by columns and beams.  The proposed theoretical-numerical models are validated through correlations between the obtained dynamic responses and their experimental counterparts obtained from measurement campaigns carried out on existing structures of urban residential buildings.

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