Verificação do estado limite de vibração em uma escada com degraus em balanço submetida ao caminhar humano
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24866 |
Resumo: | No projeto de estruturas submetidas a ação do caminhar humano como passarelas, pisos e escadas, deve-se verificar, além dos Estados Limites Últimos, se os elementos não atingem um Estado Limite de Serviço relacionado ao desconforto causado por vibração excessiva. Não é incomum encontrar casos de escadas com problemas de vibração e as que possuem degraus em balanço estão entre as mais sensíveis a vibração por conta do esquema estrutural de seus degraus. As normas atuais de projeto de estruturas não apresentam critérios para verificação de vibrações excessivas especificamente para escadas. Alguns autores sugerem limites para acelerações máximas e frequências naturais. Neste trabalho foi realizada uma revisão sobre os critérios para o limite de vibrações em escadas e uma modelagem numérica para exemplificar a aplicação de tais critérios em uma escada autoportante com degraus em balanço. Foram testados dois modelos, ambos com a viga de suporte com seção retangular de concreto armado, um com os degraus metálicos compostos por perfis de aço formado a frio de seção u enrijecido e outro com degraus retangulares de concreto armado. Um modelo computacional em elementos finitos foi implementado no programa SAP 2000 versão 21 Evaluation. A determinação das cargas estáticas atuantes na escada e o dimensionamento foram feitos de acordo com as normas brasileiras. O carregamento dinâmico do caminhar humano foi o simulado a partir dos dados de Meinhardt et al. (2014). Na escada com degraus metálicos os valores de aceleração excederam os valores limites presentes na bibliografia, enquanto que a escada com degraus de concreto a aceleração foi menor que os limites para o conforto do usuário. |
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2021-04-28T14:39:13Z2021-04-28T14:39:13Z2019-06-24TROJAN, Iago Matheus Iubel. Verificação do estado limite de vibração em uma escada com degraus em balanço submetida ao caminhar humano. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24866No projeto de estruturas submetidas a ação do caminhar humano como passarelas, pisos e escadas, deve-se verificar, além dos Estados Limites Últimos, se os elementos não atingem um Estado Limite de Serviço relacionado ao desconforto causado por vibração excessiva. Não é incomum encontrar casos de escadas com problemas de vibração e as que possuem degraus em balanço estão entre as mais sensíveis a vibração por conta do esquema estrutural de seus degraus. As normas atuais de projeto de estruturas não apresentam critérios para verificação de vibrações excessivas especificamente para escadas. Alguns autores sugerem limites para acelerações máximas e frequências naturais. Neste trabalho foi realizada uma revisão sobre os critérios para o limite de vibrações em escadas e uma modelagem numérica para exemplificar a aplicação de tais critérios em uma escada autoportante com degraus em balanço. Foram testados dois modelos, ambos com a viga de suporte com seção retangular de concreto armado, um com os degraus metálicos compostos por perfis de aço formado a frio de seção u enrijecido e outro com degraus retangulares de concreto armado. Um modelo computacional em elementos finitos foi implementado no programa SAP 2000 versão 21 Evaluation. A determinação das cargas estáticas atuantes na escada e o dimensionamento foram feitos de acordo com as normas brasileiras. O carregamento dinâmico do caminhar humano foi o simulado a partir dos dados de Meinhardt et al. (2014). Na escada com degraus metálicos os valores de aceleração excederam os valores limites presentes na bibliografia, enquanto que a escada com degraus de concreto a aceleração foi menor que os limites para o conforto do usuário.In the design of structures submitted to the action of human walking such as footbridges, floors and staircases, must be subjected to a dynamic analysis in order to verify their limit states related to the discomfort caused by excessive vibration. It is not uncommon to find cases of staircases with problems of vibration, those that have cantilever steps are among the most sensitive to vibration due to the structural scheme of their steps. The current design standards do not provide criteria for checking excessive vibrations specifically for staircases. Some authors suggest limits for maximum accelerations and natural frequencies. In this work a review was done on the criteria for the limit of vibrations and a numerical modeling to exemplify the application of such criteria in a self-supporting staircase with cantilever steps. Two models were tested, both has the support beam with rectangular section made of reinforced concrete, one has metallic steps composed of sections made of cold-formed steel in a u-stiffened profile and another with rectangular steps made of reinforced concrete. A finite element computational model was assembled in the software SAP 2000 version 21 Evaluation. The determination of the static loads acting on the staircase and the dimensioning were done according to the Brazilian standards. The dynamic load used for human walking was the obtained in Meinhardt et al. (2014). In the staircase with metallic steps the acceleration values exceeded the limit values present in the bibliography, whereas in the staircases with concrete steps the acceleration was smaller than the limits for the comfort of the user.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCampo MouraoEngenharia CivilUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de Construção CivilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURASEscadas e escadariasMétodo dos elementos finitosVibração - MediçãoStaircasesFinite element methodVibration - MeasurementVerificação do estado limite de vibração em uma escada com degraus em balanço submetida ao caminhar humanoVerification of vibration limit state on a staircase with catilever steps subjected to human walkinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCampo MourãoCarreira, Marcelo RodrigoCorelhano, Angelo Giovanni BonfimBueno, Jeferson RafaelRigobello, RobertoCorelhano, Angelo Giovanni BonfimCarreira, Marcelo RodrigoTrojan, Iago Matheus Iubelinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALvibracaoescadacaminharhumano.pdfvibracaoescadacaminharhumano.pdfapplication/pdf1392204http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24866/1/vibracaoescadacaminharhumano.pdf36d56c553e816a392f901cee9985ad35MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24866/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTvibracaoescadacaminharhumano.pdf.txtvibracaoescadacaminharhumano.pdf.txtExtracted texttext/plain95295http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24866/3/vibracaoescadacaminharhumano.pdf.txt46a1c9ddbf8b349f118093645e29aa9bMD53THUMBNAILvibracaoescadacaminharhumano.pdf.jpgvibracaoescadacaminharhumano.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1230http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24866/4/vibracaoescadacaminharhumano.pdf.jpgb055dc3ce04051c5cb5a0b7294c9fe48MD541/248662021-04-29 03:11:13.489oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2021-04-29T06:11:13Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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