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Previous issue date: 2013-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In traditional dynamic analysis of footbridges the pedestrians are considered as moving time varying loads in vertical and horizontal directions. This approach is appropriate for most footbridges systems but for lightweight structures such as composite footbridges a high degree of human structure interaction may be expected.
The analysis of the pedestrian structure dynamic interaction is performed in this work with the aid of one degree of freedom biodynamic models extracted from the literature applicable to standing person or to walking person on a rigid surface. After expressing the interaction forces the motion equations of the coupled system person structure were developed by considering one flexural bending mode of the structure as generalized coordinate. The Runge-Kutta method is employed to integrate the motion equations. Application of the model to a coupled system with standing persons subjected to free and forced vibrations yielded to the reduction of the response frequency and the growth of the apparent damping ratio as compared to the isolated structure. The Aberfeldy FRP composite footbridge was used as an example of structure which displays dynamic interaction with pedestrians. Theoretical results in terms of acceleration response were compared to the corresponding experimental measurements during the passage of a single test subject which adjusted his pacing rate to the natural frequency of the system. These comparisons showed that the interaction model provided consistent results and that good correlation depend on the biodynamic model employed. / A resposta dinâmica teórica de passarelas induzidas por atividades humanas tais como caminhar e correr é tradicionalmente determinada considerando-se estas ações como cargas periódicas móveis. Entretanto no caso de passarelas muito leves, como exemplo aquelas executadas em material compósito, pode ocorrer interação dinâmica entre a estrutura e as pessoas.O estudo da interação estrutura-pessoa é feito neste trabalho com o uso de modelos biodinâmicos com um grau de liberdade extraídos da literatura para situações de pessoa em pé e parada ou caminhando sobre uma superfície rígida. Escrevendo-se as expressões matemáticas das forças de interação pessoa - estrutura desenvolveram-se os sistemas de equações de movimento que acoplam as características dinâmicas da estrutura e da pessoa. A integração numérica das equações do sistema discretizado da estrutura mais pessoa fornece as respostas no domínio do tempo. Com a aplicação do modelo a um sistema com pessoas em pé e paradas observaram-se a redução de frequência natural do sistema e a redução das amplitudes de resposta em vibração livre e forçada em relação à estrutura isolada. Para a aplicação do modelo à situação de pessoa caminhando foi utilizada a passarela em material compósito Aberfeldy, na Escócia, e os resultados comparados às respostas experimentais da literatura. Estes exemplos mostraram que a resposta teórica com interação dinâmica pessoa estrutura fornece resultados consistentes com a resposta experimental, dependendo, entretanto, do modelo biodinâmico empregado.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:http://localhost:tede/3476 |
| Date | 06 May 2013 |
| Creators | Costa, Natasha de Paula Amador da |
| Contributors | Vasconcelos, Raimundo Pereira de, Pfeil, Michele Schubert |
| Publisher | Universidade Federal do Amazonas, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, UFAM, BR, Faculdade de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM, instname:Universidade Federal do Amazonas, instacron:UFAM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -4932452322319808531, 600 |
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