PARÂMETROS MODAIS PARA ESTIMAR A RESPOSTA DINÂMICA DE PASSARELAS CONSIDERANDO A INTERAÇÃO PESSOA-ESTRUTURA
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Título
PARÂMETROS MODAIS PARA ESTIMAR A RESPOSTA DINÂMICA DE PASSARELAS CONSIDERANDO A INTERAÇÃO PESSOA-ESTRUTURA
Autor
Igor Braz do Nascimento Gonzaga
Resumo
Medições experimentais indicam que o procedimento das normas internacionais para estimar respostas de passarelas sob ação de pessoas caminhando tende a ser conservador, pois desconsidera a interação pessoa-estrutura (IPE), em que os pedestres e a estrutura resultam em um sistema acoplado com propriedades modais aparentes distintas das da passarela desocupada. Para considerar a IPE, apresentam-se aqui duas metodologias nas quais a estrutura ocupada é representada: (i) através de um sistema de múltiplos graus de liberdade (GL), resultante do acoplamento dos GLs da passarela e dos pedestres caminhando; (ii) através de um único GL, cujas respostas podem ser obtidas analiticamente, mais adequado ao projeto. O objetivo deste trabalho é propor equações de ajuste para os parâmetros modais aparentes desse sistema de um único GL em função da taxa de ocupação e das propriedades modais da passarela desocupada. Esses parâmetros foram obtidos em procedimento que simula um ensaio de vibração livre. A comparação das respostas em uma estrutura sob carregamento probabilístico mostra que o sistema de múltiplos GLs pode ser representado por um único GL com os parâmetros modais calculados pelas equações propostas. As respostas desse modelo apresentam boa correlação com as medições em passarelas da literatura, especialmente se comparadas às estimativas obtidas pelo procedimento adotado pelas normas.
Abstract
Experimental measurements indicate that the procedure adopted by codes for estimating footbridge dynamic responses under pedestrian walking loads tend to be conservative, as they neglect human–structure interaction (HSI), where pedestrians and the structure form a coupled system with apparent modal parameters different from those of the empty footbridge. To account for the HSI, two methodologies are presented herein, in which the occupied structure is represented: (i) by a multi degree-of-freedom (DoF) system resulting from the coupling between the DoF of the footbridge and those of the walking persons; and (ii) by a single DoF system, whose responses can be obtained analytically and are more suitable for design purposes. This work aims to propose fitting equations for the apparent modal parameters of this single DoF system as a function of crowd density and the modal properties of the empty footbridge. These modal parameters were obtained through a procedure emulating a free vibration test. Comparison of responses under probabilistic loading shows that the multi DoF system can be represented by a single DoF system with modal parameters obtained from the fitted equations. The responses of this model show good correlation with experimental measurements on footbridges reported in the literature, especially compared with estimates from the procedure adopted in codes.
Ano
2025
Orientadores
Michèle Schubert Pfeil | Wendell Diniz Varela