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Previous issue date: 2011-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / One of the standard procedures for analyzing the dynamic behavior of a footbridge is to
build a virtual model and do simulations considering the mechanics involved. Until
recently, in terms of forces applied on structures by pedestrians, only the forces applied by
the feet of the pedestrians while they walk were considered. For single individuals
crossings a footbridge, the force model is a good representation of the dynamic action of
the pedestrian, but in cases of crossings of groups and crowds there were differences
between the response obtained from the responses of force model and measured responses
on actual structures. Some studies have found evidence that groups of people change the
system by adding mass and damping. To fill this gap between the force model and
experimental response, the e pedestrian was modeled not only through the forces applied
on the structure when walking, but also adding to this force a S1GL to take into account
the contributions of mass and damping of the human body structure. This dynamic system
that represents each individual is called biodynamic model and the crowd of pedestrians
were formed by a group of these systems. The parameters of this model were determined
through a process of minimization of equations obtained from the generic response of a
S1GL, taking as input the forces applied by foot to the floor, the body mass of the
individual, the step rate and the acceleration measured near the individual center of gravity
while walking. This process led to correlation expressions where it was possible to obtain
the parameters of S1GL from body mass and step rates for a given individual. In sequence,
these models were coupled to the model of a footbridge in an amount corresponding to the
occupancy rate, so as to compare the responses of the model with actual experimental
measurements on the footbridge. It was observed that the responses of a footbridge model
with the inclusion of biodynamic models showed a very close agreement to the
corresponding response measured on the actual structure, confirming the initial premise. / Um dos procedimentos padrão para se analisar o comportamento dinâmico de uma
passarela de pedestres consiste em construir um modelo virtual e fazer simulações
considerando a mecânica envolvida. Até há pouco tempo, em termos de forças aplicadas
pelos pedestres à estrutura, considerava-se apenas as forças que os pés destes aplicavam
diretamente na estrutura no ato da pisada. Para travessias de indivíduos o modelo de força
representa bem a ação dinâmica do pedestre, porém em casos de travessias de grupos e
multidões vêm se observando discrepâncias entre a resposta obtida do modelo de força e as
respostas medidas na estrutura real. Alguns estudos mostraram evidências de que grupos
de pessoas modificam o sistema pela adição de massa e amortecimento. Para preencher
esta lacuna entre o modelo e a resposta experimental, modelou-se o pedestre não apenas
através das forças que os pés destes aplicam na estrutura ao caminhar, mas adicionalmente
a esta força um sistema de 1 grau de liberdade (S1GL) para levar em consideração as
contribuições de massa e amortecimento do corpo humano à estrutura. Os parâmetros deste
modelo foram determinados através de um processo de minimização de equações obtidas
da resposta genérica do S1GL, tendo como entrada as forças aplicadas pelos pés ao piso, a
massa corpórea do indivíduo, a taxa de passos e aceleração medida próximo ao centro de
gravidade de uma pessoa caminhando. Este processo gerou expressões de correlação onde
é possível obter os parâmetros do S1GL a partir da massa corpórea e taxa de passos de um
determinado indivíduo. Em seqüência, estes modelos biodinâmicos foram acoplados em
um modelo de passarela de pedestres em quantidade correspondente à taxa de ocupação,
comparando-se as respostas do modelo com as medições experimentais na passarela real.
Foi observado que as respostas do modelo de passarela com a inclusão dos biodinâmicos
apresentaram uma resposta bastante próxima à resposta correspondente medida na
estrutura real, confirmando a premissa inicial.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5321 |
| Date | 31 October 2011 |
| Creators | Silva, Felipe Tavares da |
| Contributors | Pimentel, Roberto Leal |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3562149281793654633, 600, 600, 600, 600, 5792267035407506340, -6956026795191561793, 3590462550136975366 |
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