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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32809| Título: | Estudo numérico da absorção vibracional considerando o efeito periódico de fundação em uma estrutura de pequeno porte |
| Título(s) alternativo(s): | Numerical study of the vibrational absorption considering the periodic foundation effect in a small structure |
| Autor(es): | Loureiro, Jakeline |
| Orientador(es): | Gomes, Francisco Augusto Aparecido |
| Palavras-chave: | Fundações (Engenharia) Método dos elementos finitos Projeto estrutural Vibração Materiais isolantes Análise modal Análise harmônica Foundations Finite element method Structural design Vibration Insulating materials Modal analysis Harmonic analysis |
| Data do documento: | 30-Ago-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | LOUREIRO, Jakeline. Estudo numérico da absorção vibracional considerando o efeito periódico de fundação em uma estrutura de pequeno porte. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2023. |
| Resumo: | O crescimento das áreas urbanas tem levado as edificações a se aproximarem cada vez mais das vias de tráfego rodoviário. Esse cenário expõe as estruturas da construção civil, a vibrações geradas pelo fluxo de cargas, causando desconforto aos ocupantes dessas edificações e até mesmo danos estruturais, como fissuras e riscos de colapso. Embora existam estudos numéricos sobre as vibrações do tráfego, técnicas eficazes de isolamento vibracional são pouco exploradas nessas pesquisas. Uma abordagem promissora é o uso de estruturas periódicas, que funcionam como filtros absorvendo frequências indesejadas e impedindo sua propagação na estrutura. Embora usadas em diversas áreas da engenharia, estruturas periódicas ainda têm aplicação limitada na engenharia civil, especialmente para isolar vibrações causadas pelo rolamento de veículos em pavimento, em edifícios de pequeno porte. Nesse contexto, esta pesquisa desenvolveu três modelos numéricos de elementos finitos para uma estrutura de pequeno porte, que representam edificações residenciais e/ou comerciais com número de pavimentos igual ou inferior a três, em concreto armado. O primeiro modelo envolveu uma fundação de estrutura periódica tipo bloco, enquanto os dois modelos comparativos incluíram fundações periódicas tipo radier e fundações em concreto tipo bloco. O objetivo foi analisar a absorção vibracional das diferentes fundações. A fim de compara-las e observar quão benéfico é o uso de fundação periódica, no contexto do estudo. A metodologia empregada consistiu em criar os modelos de estruturas utilizando elementos finitos, aplicando condições de contorno para acoplar as camadas da fundação e a estrutura, estabelecendo continuidade. O estudo buscou respostas modais, e no domínio da frequência, resultantes da excitação na fundação, empregando o software Ansys® (2023) para todas as simulações. Os resultados revelaram que as fundações periódicas são capazes de reduzir os picos de amplitude em frequências superiores a 30 Hz, o que é benéfico para atenuar vibrações nessa faixa. Com um projeto adequado, ajustando os parâmetros geométricos e físicos dos materiais, é possível obter um isolamento vibracional eficaz para as estruturas, minimizando as vibrações provenientes das ondas do solo em edificações. Isso indica que a utilização de estruturas periódicas mostra grande potencial no que diz respeito ao isolamento de vibrações provocadas pelo tráfego em estruturas de pequeno porte. |
| Abstract: | The growth of urban areas has led to buildings getting closer and closer to road traffic routes. This scenario exposes structures to vibrations generated by the flow of loads, causing discomfort to occupants and even structural damage, such as cracks and the risk of collapse. Although there are numerical studies on traffic vibrations, vibration isolation techniques are little explored in these studies. A promissory approach is the use of periodic structures, which act as filters absorbing unwanted frequencies and preventing their interference in the structure. Although used in several areas of engineering, periodic structures still have limited application in civil engineering, especially for isolating vibrations caused by vehicles rolling on the pavement in small-door buildings. In this context, this research developed three numerical finite element models for a small structure, which represent residential and/or commercial buildings with a number of floors equal to or less than three, in reinforced concrete. The first model included a block-type periodic structure foundation, while the two comparative models included radial-type periodic foundations and block-type concrete foundations. The objective was to analyze the vibrational absorption of different foundations. In order to compare and observe the beneficial benefits of using a periodic foundation, in the context of the study. The methodology employed consists of creating structural models using finite elements, establishing boundary conditions to couple the foundation layers and the structure, and guaranteeing guarantee. The study sought modal and frequency-domain responses resulting from foundation motivation, using the Ansys® (2023) software for all simulations. The results revealed that periodic foundations are able to reduce amplitude peaks at frequencies above 30 Hz, which is beneficial to attenuate vibrations in this range. With an adequate project, adjusting the geometric and physical parameters of the materials, it is possible to obtain an effective vibrational isolation for the structures, minimizing the vibrations from the ground waves in buildings. This indicates that the use of periodic structures shows great potential regarding the isolation of vibrations caused by traffic in small structures. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32809 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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