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IBRACON Structures and Materials Journal • 2013 • vol. 6 • nº 1
J. E. CAMPUZANO | R. DE CASTRO
|
S. ÁVILA
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G. DOZ
com vistas ao projeto da plataforma de ensaios dinâmicos, já men-
cionada. A discretização das diferentes estruturas analisadas é
feita utilizando o programa computacional (ANSYS 2007,[7]).
São utilizados os tipos de elementos que melhor simulam o compor-
tamento de cada componente estrutural modelado, neste caso os
elementos SHELL63, BEAM4, SOLID65 e SOLID45 (ver Figura 1).
O elemento SHELL63 possui seis graus de liberdade em cada um
de seus quatro nós, translação em X, Y e Z e rotação em torno dos
mesmos; é indicado para simular o comportamento de membranas
e aceita carregamentos em seu próprio plano e ortogonal a ele.
Já o BEAM4 possui seis graus de liberdade em cada um de seus
dois nós (I e J), translação em X, Y e Z e rotação em torno dos
mesmos. É um elemento uniaxial apto a modelar tração, compres-
são, torção e flexão. O elemento SOLID65 possui oito nós, cada
um com três graus de liberdade, sendo eles translações segundo
os eixos X, Y e Z. É capaz de simular o comportamento de mate-
riais como o concreto, ou seja, que podem fissurar quando subme-
tidos a esforços de tração e sofrer esmagamento na compressão.
As armaduras podem ser incluídas e resistem apenas a esforços
axiais. É possível considerar a não linearidade dos materiais. Esse
elemento foi utilizado na discretização da laje de concreto e dos
quatro pilares para os modelos mais sofisticados.
Por fim, o elemento SOLID45 foi utilizado para simular o compor-
tamento dos perfis metálicos. Da mesma forma que o SOLID65, o
SOLID45 também possui oito nós, sendo cada nó com três graus
de liberdade, referentes às translações segundo X, Y e Z. O SO-
LID45 também permite considerar a plasticidade, bem como a or-
totropia do material.
Como já mencionado inicialmente, são realizadas as análises mo-
dais utilizando o pacote computacional para várias configurações
da Passarela Millenium, em Londres. De acordo com Dallard
et
al,
[11], as pessoas são menos estáveis lateralmente que verti-
calmente, e por isso mais sensíveis ao movimento lateral, o que
as leva a modificarem as características do movimento quando
experimentam vibrações laterais, procurando “sintonizar” seus
movimentos com os da estrutura e provocando, desse modo, o
aumento da amplitude da vibração. Este problema é conhecido
como efeito
lock-in.
Como já mencionado, outro aspecto de grande importância na
analise das vibrações induzidas numa estrutura está relacionado
com o numero de pessoas em atividade. Isto se deve ao fato de
que quando um grupo de pessoas se movimenta de forma sin-
cronizada ou aproximadamente sincronizada, o fator de impacto
produzido é elevado, o que gera grandes valores para as cargas
induzidas na estrutura. Os experimentos realizados por Allen em
1985 (Gomes, [12]) indicam que os fatores de impacto podem ser
superiores a 5, quando o número de pessoas aumenta.
A descrição matemática rigorosa da força exercida por vários pe-
destres é bastante complexa. Com efeito, quando mais de uma
pessoa efetua movimentos em uma estrutura ocorre a superposi-
ção dos efeitos de cada uma sobre a estrutura, de modo que, em
determinados instantes, as amplitudes de vibração serão adicio-
nadas ou subtraídas, dependendo da frequência ou fase. Dai a
importância de se aprofundar o estudo, com base em resultados
experimentais, da caracterização do carregamento induzido por
pessoas em movimento.
2. Ferramenta computacional
Neste trabalho são analisadas numericamente diferentes lajes
Figura 1 – Tipos de elementos utilizados nos modelos de (ANSYS 2007, [7])