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IBRACON Structures and Materials Journal • 2013 • vol. 6 • nº 1
Platform for dynamic tests: preliminary studies, design and construction
Inicialmente é realizado um estudo numérico para determinar as
dimensões da plataforma que cumpram com as especificações
de tamanho e características dinâmicas mencionadas. O modelo
consiste em uma laje retangular maciça de concreto, engastada
em duas de suas bordas enquanto que as outras duas bordas da
laje são apoios livres, como se observa na Figura 2. Não foram
considerados os pilares e vigas inicialmente.
A partir das análises modais (ver Tabela 1) foi possível perceber
a influência de diversos fatores nas frequências naturais da estru-
tura. Dentre eles cabe mencionar a resistência à compressão do
concreto e a espessura da laje. Observou-se que lajes com lados
iguais apresentavam frequência fundamental mais baixa que ou-
tras da mesma área, mas com formato retangular.
Estes resultados permitiram a elaboração de um modelo mais
completo, com o objetivo de verificar como a rigidez dos outros
elementos estruturais constituintes da estrutura (vigas e pilares)
poderia influenciar o comportamento dinâmico da plataforma.
Para esse modelo foram utilizados os elementos SOLID65 para a
laje e pilares e SOLID45 para as vigas metálicas. Assim se esco-
lheu um modelo de dimensões 6,1 m x 4,9 m que se caracterizou
por uma frequência fundamental de 4,48 Hz enquanto a segunda
alcançava 7,11 Hz, distante o suficiente da primeira frequência,
diminuindo a possibilidade de acoplamento de modos.
3.2 Modelo completo
O esquema estrutural da laje escolhida para construção com suas
dimensões e os detalhes do sistema de apoio estão apresentados
na Figura 3.
de estruturas. Os resultados obtidos nas análises para todas as
estruturas propostas são discutidos e avaliados para a determi-
nação da estrutura a ser projetada. Apenas para essa estrutura
escolhida são feitas também as análises estática e dinâmica.
3. Análise numérica
3.1 Modelo inicial
O objetivo das análises é fornecer subsídios para a construção de
uma plataforma para ensaios dinâmicos que permitirá o estudo
dos carregamentos induzidos por atividades humanas. Por esse
motivo é importante que a plataforma apresente frequência natural
menor que 5 Hz enquanto a flecha máxima deve se manter em
níveis próximos aos recomendados pela norma brasileira (ABNT
NBR 6118:2007, [13]).
Figura 2 – Plataforma de ensaios
dinâmicos - modelo simplificado
Tabela 1 – Frequências naturais dos modelos preliminares
f (Resistência
ck
característica à
compressão
do concreto)
25 MPa
21 MPa
Espessura da laje
7 cm
7 cm
Largura da laje
10 m
10 m
Comprimento da laje
5 m
5 m
Modelo número
1
(engastado no
comprimento)
(engastado no
comprimento)
2
3
(engastado
em todos
os bordos)
4
(apoios simples
em todos
os bordos)
(apoios simples
em todos
os bordos)
5
Frequência 1
2,29 Hz
9,26 Hz
10,22 Hz
5,13 Hz
4,91 Hz
Frequência 2
3,74 Hz
9,72 Hz
13,23 Hz
8,21 Hz
7,86 Hz
Frequência 3
6,33 Hz
11,44 Hz
18,61 Hz
13,34 Hz
12,77 Hz
Frequência 4
8,57 Hz
14,80 Hz
26,33 Hz
17,45 Hz
16,70 Hz
Frequência 5
11,38 Hz
20,19 Hz
26,59 Hz
20,52 Hz
19,64 Hz