Análise experimental de vibrações em sistemas de piso misto de aço e concreto e avaliação de desempenho considerando o conforto humano

Abstract

À medida que as tecnologias construtivas avançaram e as características mecânicas dos materiais melhoraram, a busca pela redução da taxa de consumo de aço e por projetos arquitetônicos mais arrojados, com vãos cada vez maiores, fez com que as estruturas de aço diminuíssem sensivelmente sua rigidez e peso próprio. Os efeitos da vibração que antes não eram importantes, podem ser tornar fatores dimensionantes em uma estrutura nos dias atuais. O objetivo deste trabalho é realizar a análise experimental de vibrações em sistemas de piso misto de aço e concreto pertencentes a edifícios de múltiplos andares e avaliar o desempenho dos mesmos considerando critérios de conforto humano. Para isto foi estabelecida uma metodologia para o desenvolvimento da análise experimental de vibrações induzidas por atividades humanas em sistemas de piso misto de aço e concreto, de acordo com as recomendações de normas e guias de projeto internacionais. Foi selecionado um conjunto de sistemas de piso misto pertencentes a edifícios de múltiplos andares, situados na cidade de Viçosa e definidas as estratégias para realização de ensaios de impacto e de vibração forçada nos sistemas de piso selecionados. Com o processamento do espectro de resposta dos ensaios realizados, foram determinadas as frequências naturais, o amortecimento experimental e as acelerações induzidas pelo caminhar humano. Os resultados obtidos por meio da análise experimental de vibrações foram avaliados em função das recomendações de critérios internacionais que consideram o conforto humano. Em síntese, pode-se afirmar que o controle das vibrações em sistemas de piso misto, que apresentam grandes vãos livres, rigidez reduzida e baixo amortecimento é um tema de grande importância na atualidade, já que as vibrações produzidas por atividades humanas podem efetivamente gerar desconforto aos seus usuários.

The vibration effects that were not so important in the past, can now become a critical factor for modern structures. The aim of this work is to perform an experimental analysis of vibrations in multistory buildings with steel and concrete composite floor systems and to evaluate their performance under human comfort criteria. A methodology for experimental analysis of induced vibration by human activities on a composite floor system was established, in accordance with international code recommendations and design guides. A set of composite floor systems of multistory buildings was chosen in Viçosa - Brazil, and strategies to perform impact and walking tests on the selected floor systems were defined. The natural frequencies, the experimental damping, and the acceleration induced by human walking were determined after processing the spectrum of results obtained from the tests. The vibration experimental analysis results were assessed based on human comfort criteria. ln summary, it can be affirmed that vibration control in composite floor systems with long spans, reduced stiffness, and low damping is currently an important procedure since the vibrations generated by human activities may cause discomfort among users.