Análise Dinâmica de Estruturas

Fundamentos da Análise Dinâmica

• Definições Básicas:

  • Flexão: Deformação de uma estrutura ao longo de um eixo.

  • Torção: Deformação angular de uma estrutura em torno de um eixo, resultando em uma mudança na forma da seção transversal.

• Características da Estrutura:

  • Estruturas sofrem flexões nas direções vertical e horizontal.

  • A análise deve incluir frequências do pavimento e da estrutura em geral.

Exemplos de Estruturas

• Edifício Comercial:

  • Laje Nevourada representa um exemplo de edifício comercial.

  • Características: duas grandes lajes, com frequência de 7 Hz na primeira, onde a segunda laje tem frequências mais baixas (0.2, 0.3, 0.7).

• Modelagem Estrutural:

  • A análise modal pode necessitar de diferentes modelos (ex: modelo 4 para lajes, modelo 6 para conferir barras integradas).

Análise Modal

• Definição:

  • Análise modal é a determinação das frequências naturais e modos de vibração de uma estrutura, realizada através de métodos computacionais ou experimentais.

  • Importância na previsão de comportamento sob vibrações.

• Normas e Prescrições:

  • Norma NBR 6118, capítulo 23, dita que a frequência natural da estrutura deve ser maior de 1.2 vezes a frequência crítica.

  • Frequência Crítica:

    • Ginásio: 8 Hz, Sala de Dança/Concerto: 7 Hz, Escritório: 4 Hz.

    • Primeira frequência da estrutura deve estar acima desses valores para evitar problemas.

Relações entre Frecuencia e Estruturas

• Campanha de Frequências:

  • Frequências críticas derivam de comportamentos normais ou críticos de horários de uso das estruturas, como fitness, danças, etc.

  • Edificações comerciais e residenciais que atendem aos critérios têm menores chances de problemas com vibrações.

• Estudos Específicos:

  • Estruturas como salões de festa onde danças e atividades possuem grandes impactos podem necessitar de análises dinâmicas mais rigorosas.

  • A norma 6118 foi atualizada em 2023 para incluir mais diretrizes sobre a análise de vibrações.

Prescrições Mínimas de Frequência

• Frequências Mínimas:

  • Concreto: mínimo de 3 Hz como frequência natural para estruturas de piso.

  • Madeira: não pode ter frequência menor que 8 Hz para pisos onde as pessoas andam regularmente.

• Causas e Efeitos:

  • A proximidade com frequências críticas aumenta o risco de ressonância na estrutura, levando a problemas estruturais.

Procedimento de Cálculo

• Modelagem no TQS:

  • Utilização do software TQS para realizar análises dinâmicas das estruturas:

  • Importância da consideração das cargas dinâmicas ao invés de somente estáticas.

  • Cálculo de frequências com elementos como lajes e vigas, e simulação da resposta da estrutura.

Carga Dinâmica e Análise de Vibração

• Exercícios de Vibração:

  • A carga dinâmica pode ser considerada para análises de piso, conforme indicado pelo CEB 209.

  • Importância de considerar as ações humanas, como dançar, pular, etc., em modelagens.

Aplicações Práticas e Considerações Finais

• Impacto da Política Normativa em Projetos:

  • A análise modal deve ser incorporada na modelagem de estruturas em qualquer situação, diminuindo riscos a futuro.

• Recomendações de Estudo:

  • Leitura do boletim CEB 209 e outros materiais sobre vibrações em estruturas, monitoramento e controle em estruturas.

• Importância do Conforto dos Usuários:

  • Avaliação do conforto humano nas edificações modernas e suas respostas dinâmicas.