Vibrações em arquibancadas : análise dinâmica de um modelo de viga

Abstract

Resumo:bvArquibancadas de estádios de futebol, assim como a maioria das estruturas de engenharia civil, estarão sempre sujeitas à ações tanto estáticas quanto dinâmicas. As ações dinâmicas geradas pelas atividades humanas, apesar de serem ações de menor magnitude que aquelas geradas, por exemplo, pelo peso próprio da estrutura, terremotos, ventos, etc, podem causar efeitos indesejáveis à estrutura, além de promoverem sensíveis desconfortos aos ocupantes. O objetivo deste trabalho é fazeruma análise dinâmica, predominantemente qualitativa, do comportamento de ummodelo estrutural simples de um trecho de arquibancada sob a ação de um carregamento causado pelos saltos sincronizados de pessoas ocupando esse espaço. O método dos elementos finitos é usado para discretizar o modelo. O sistema de equações de movimento resultante é integrado no tempo através do método de Runge-Kutta de 4ª ordem, empregando-se variáveis de estado. Os resultados demonstram que os deslocamentos máximos devidos à ação dinâmica, em muitos casos, podem ser superiores àqueles obtidos com um carregamento estático equivalente. Isso indica a importância da análise dinâmica, ainda em fase de projeto preliminar, buscando atender não somente aos critérios de segurança mas também assegurar o conformo dos ocupantes desse tipo de espaço.

Abstract: Stadiums grandstands, as well as most civil engineering structures, always will be under the action of static and dynamic loads. Dynamic loads due to human activities, such as dancing, jumping, etc, although of lower amplitude than those generated by the structure's own weight, earthquakes, winds, etc, may cause undesirable effects to a building, besides generating uneasiness to its occupants. This work aims to do a dynamic analysis, predominately qualitative, of the behavior of a simple structural model of a stadium grandstand under the action of loads caused by the synchronized jumping of people on top of it. The finite element model is used to discretize the model, and the resulting system of equations of motion is time integrated through the Runge-Kutta method of 4th order, employing state variables. Results show that displacements due to dynamic loads, in several cases, may be much larger than those obtained with a static equivalent load. This emphasizes the importance of dynamic analyzes, even in the preliminary phases of design, aiming to guaranty not only a building's safety criteria, but also the comfort of its occupants.