Wendell Diniz Varela
Título
Modelo Teórico-Experimental para Análise de Vibrações Induzidas por Pessoas Caminhando Sobre Lajes de Edifícios
Resumo
O problema de vibrações induzidas pelo caminhar de pessoas sobre estruturas de lajes de pisos de edifícios é re-investigado neste trabalho de maneira distinta daquela em geral descrita na literatura técnica sobre o assunto, especialmente no que diz respeito à descrição matemática da carga humana. Aqui a investigação é feita com base nos resultados das correlações das histórias no tempo das respostas dinâmicas, semideterminísticas e aleatórias, obtidas por meio de modelos teóricos e de ensaios experimentais de estruturas reais. As refinadas modelagens teórico-numéricas e ferramentas computacionais – desenvolvidas tanto para cargas aleatórias produzidas por pessoas, quanto para os sistemas estruturais – são descritas e avaliadas com auxílio de metodologias especiais, à luz dos resultados obtidos dos ensaios experimentais de duas estruturas reais com características geométricas e físicas e comportamentos dinâmicos bem diversos. Com base nesses resultados, variadas conclusões são tiradas sobre as recomendações e prescrições de normas de projeto, e, especialmente, sobre as modelagens mais adequadas e as mais simplificadas das cargas dinâmicas, produzidas por uma ou por várias pessoas, para serem empregadas na análise, na verificação, e no projeto estrutural. Além disso, devido à complexidade desse problema prático de vibrações, conclui-se por uma nova filosofia de projeto, na qual, por razões de leveza, economia e funcionalidade, essas estruturas deverão ser concebidas e projetadas já com os necessários dispositivos de controle de vibrações.
Abstract
The vibration problem caused by people walking on floor slabs of buildings is re-investigated herein in a manner distinct from that in general described in the technical literature on this subject, particularly with respect to the mathematical description of the human load. In this work the investigation is carried out based on correlations of time histories of semi-deterministic and random dynamic responses obtained with theoretical models and experimental monitoring of actual structures. The refined numerical modelling and computational tools – developed to the random human loadings as well as to the structural systems – are described in details and evaluated with the aid of special methodologies, in the light of the results obtained from the experimental measurements carried out in two existing structures having very distinct geometric and physical characteristics and dynamic behaviours. Based on these results many conclusions could be drawn on the recommendations found in design codes and, particularly, on the most adequate and most simplified modellings of the dynamic loads, produced by one or several persons walking, which may be used in the analysis and assessment, and in the structural design. Moreover, due to the complex nature of this practical vibration problem, one may conclude that, for the sake of costs, lightness and serviceability, a new designing procedure could be adopted in which these structures should be conceived and designed already with the necessary vibration control devices.
