人行天桥因人的运动而产生的振动分析

P. C. Gonçalves, Eduardo Costa Granato, Valquíria Claret dos Santos, Adinele Gomes Guimarães
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O presente trabalho visa estudar o comportamento teórico de uma passarela de pedestres metálica existente no munícipio de Itajubá-MG, sujeita a carregamentos dinâmicos que representem a movimentação de pedestres avaliando a sua performance em relação a níveis de conforto e serviço de acordo com normas brasileiras e internacionais. A passarela foi modelada no software SAP2000® e foram desenvolvidos estudos estáticos e estudos dinâmicos de vibração livre e forçada. Por meio das análises estáticas foram obtidos valores de deformação e carregamento para efeito de comparação. O estudo de vibração livre permitiu determinar o comportamento natural da passarela e suas frequências naturais. Ao submeter o carregamento dinâmico de pedestres foi obtida uma resposta em termos de vibração da passarela. Os resultados obtidos permitiram verificar que a passarela atende aos critérios de serviço propostos devido a sua elevada rigidez, oriunda de perfis robustos e estrutura treliçada. 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摘要

人行天桥结构设计的优化导致了细长柔性结构的使用,降低了结构的刚度和质量。这最终导致结构具有较低的固有频率,对动载荷更敏感。动态研究证明了是否满足与振动有关的服务极限状态标准,而不是在简化的静态分析中考虑。常见的人类行为,如行走、奔跑和跳跃,是人行天桥在其生命周期内所承受的负荷,在设计阶段应予以考虑。本研究旨在研究itajuba -MG市现有金属人行天桥的理论行为,在代表行人运动的动态载荷下,根据巴西和国际标准评估其舒适度和服务水平的性能。采用SAP2000®软件对走道进行了建模,并对自由振动和强迫振动进行了静态和动态研究。通过静态分析,得到了变形值和荷载值进行比较。自由振动的研究可以确定人行桥的自然行为及其固有频率。通过对行人施加动荷载,得到了人行天桥的振动响应。结果表明,由于其坚固的外形和格子结构的高刚性,人行桥符合所提出的服务标准。在常见的使用情况下,用户的舒适度得到了满足,甚至在蓄意破坏的情况下也令人满意。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
ANÁLISE DE VIBRAÇÕES DE PASSARELA DE PEDESTRES DEVIDO À MOVIMENTAÇÃO HUMANA
A otimização de projetos estruturas de passarelas de pedestres leva a utilização de estruturas esbeltas e flexíveis, reduzindo a rigidez e massa da estrutura. Isto acaba resultando em estruturas com baixas frequências naturais, que são mais sensíveis a carregamentos dinâmicos. Estudos dinâmicos comprovam o atendimento ou não a critérios do estado limite de serviço relativos à vibração, e não são contemplados em uma análise estática simplificada. Ações humanas comuns como caminhar, correr e pular são carregamentos aos quais uma passarela estará sujeita durante sua vida útil e devem ser considerados na etapa de projeto. O presente trabalho visa estudar o comportamento teórico de uma passarela de pedestres metálica existente no munícipio de Itajubá-MG, sujeita a carregamentos dinâmicos que representem a movimentação de pedestres avaliando a sua performance em relação a níveis de conforto e serviço de acordo com normas brasileiras e internacionais. A passarela foi modelada no software SAP2000® e foram desenvolvidos estudos estáticos e estudos dinâmicos de vibração livre e forçada. Por meio das análises estáticas foram obtidos valores de deformação e carregamento para efeito de comparação. O estudo de vibração livre permitiu determinar o comportamento natural da passarela e suas frequências naturais. Ao submeter o carregamento dinâmico de pedestres foi obtida uma resposta em termos de vibração da passarela. Os resultados obtidos permitiram verificar que a passarela atende aos critérios de serviço propostos devido a sua elevada rigidez, oriunda de perfis robustos e estrutura treliçada. O conforto dos usuários é atendido nas situações comuns de uso e é satisfatório mesmo para caso de vandalismo.
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