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Title: Platform for dynamic tests : preliminary studies, design and construction
Other Titles: Plataforma de ensaios dinâmicos : estudos preliminares, projeto e construção
Authors: Carmona, Jorge Eliécer Campuzano
Castro, R. de
Avila, Suzana Moreira
Carvalho, Graciela Nora Doz de
Assunto:: Ensaios dinâmicos
Lajes - concreto
Vibração
Issue Date: Feb-2013
Publisher: IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto
Citation: CARMONA, Jorge Eliécer Campuzano et al. Platform for dynamic tests : preliminary studies, design and construction. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, v. 6, n. 1, p. 55-74, fev. 2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S1983-41952013000100004. Disponível em: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952013000100004&lng=en&tlng=en. Acesso em: 30 jul. 2020.
Abstract: Este trabalho trata do projeto e construção de uma plataforma para a realização de ensaios dinâmicos especialmente com pessoas pulando, caminhando, etc. Procurou-se inicialmente localizar projetos já executados de plataformas de ensaios dinâmicos e estudar os carregamentos produzidos pelo movimento de pessoas em lajes e a resposta das estruturas a esses carregamentos. Foram estudados também os limites estabelecidos por diferentes normas para essas respostas dinâmicas, tendo em vista tanto o estado limite último como a estrutura em serviço, já que o corpo humano é bastante sensível às vibrações estruturais. Realizaram-se estudos paramétricos considerando várias configurações de lajes (diferentes vãos, espessuras e condições de apoio), buscando uma configuração que possuísse frequência natural próxima das frequências dos carregamentos humanos. A laje deveria ter dimensões apropriadas ao espaço físico disponível, frequência fundamental inferior a 5 Hz e flecha máxima instantânea compatível com as indicações da norma brasileira NBR6118:2007. Com base em esses critérios foi escolhida uma laje retangular maciça de concreto armado engastada em duas bordas opostas em vigas metálicas com conectores de cisalhamento tipo U. As outras duas bordas são livres. As vigas metálicas de apoio da laje, por sua vez, apóiam-se sobre 8 perfis metálicos (dois em cada canto da laje) que se apóiam dois a dois sobre colunas curtas de aço de perfil H. Perfis U de aço são soldados às quatro colunas, formando um quadro horizontal. Foram realizadas análises numéricas da plataforma de ensaios dinâmicos em vibração livre e forçada para obter as frequências naturais e os modos de vibração correspondentes, considerando o peso próprio da estrutura e o carregamento que simula o peso das pessoas. Obtida uma configuração de estrutura que cumprisse com os requisitos estipulados, foi feito o dimensionamento da laje levando-se em conta as recomendações da norma brasileira NBR6118:2007. A plataforma foi construída e já foi feito um estudo preliminar experimental para obtenção das primeiras frequências naturais.
Abstract: This paper is about the design and construction of a platform for dynamic tests especially with people jumping, walking, etc. Initially it was tried to find out projects already implemented in platforms and dynamic tests and to study the loads produced by movement of people on slabs and the structural response to these loads. The limits established by different standards have been also studied for these dynamic responses, taking into account the ultimate limit state, as well as the structure in service, since the human body is very sensitive to structural vibrations. Parametric studies were performed considering various configurations of slabs (different spans, thicknesses and conditions of support) have been done, looking for a configuration that could have natural frequency close to the frequencies of the human loads. The slab should have dimensions compatible with the available physical space, fundamental frequency below 5 Hz and maximum immediate deflection compatible with the indications of the Brazilian standard NBR6118: 2007. Based on these criteria was chosen a rectangular structure consists of a solid reinforced concrete rectangular slab studded in two opposite edges of steel beams with shear connectors type U. The other two edges are free. The steel beams supporting the slab, in turn, are supported on eight metal profiles (two in each corner of the slab) that are supported on two to two short columns of steel profile H. Profiles U in steel are welded to four columns, forming a horizontal frame. Numerical analysis of the dynamic test platform have been performed for free and forced vibration, for obtaining the natural frequencies and corresponding vibration modes, considering the self-weight of the structure and the load that simulates people's weight. After obtaining a structural configuration that fulfilled the stipulated requirements, the design of the slab taking into account the recommendations of the Brazilian standard NBR6118: 2007. The platform was built and has been done a preliminary experimental study to obtain the first natural frequencies.
Licença:: Revista IBRACON de Estruturas e Materiais - (CC BY) - All the contents of this journal, except where otherwise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution License. Fonte: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1983-41952013000100004&lng=en&tlng=en. Acesso em: 30 jul. 2020.
DOI: https://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952013000100004
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