Evaluation of vibrations in footbridges of the lateral direction considering biodynamic models of people walking
| Autor: | Peña Peña, Andrea Nataly |
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| Přispěvatelé: | Pimentel, Roberto Leal, Brito, José Luís Vital de |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2018 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UnB Universidade de Brasília (UnB) instacron:UNB |
| Popis: | Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Na avaliação das vibrações laterais das passarelas, a modelagem da interação humano-estrutura requer um modelo que represente a dinâmica do corpo humano e as forças induzidas pelas pessoas que caminham, além de levar em conta os efeitos da multidão. Neste trabalho é proposto um modelo para o corpo humano como um sistema massa-mola-amortecedor com um grau de liberdade, que descreve o processo do movimento lateral do caminhar humano considerando os efeitos da variabilidade inter-indivíduos. Inicialmente, a identificação do modelo biodinâmico foi feita a partir de medições experimentais em indivíduos caminhando sozinhos sobre uma superfície rígida e, adicionalmente, foram realizadas medições em indivíduos em situação de multidão. Os parâmetros biodinâmicos de massa, rigidez e amortecimento, além do fator dinâmico de carga foram determinados a partir da aceleração do centro de massa de cada pedestre. A comparação entre parâmetros biodinâmicos de pessoas caminhando só e em multidão possibilitou a identificação da influência causada por multidão. Em seguida, foram obtidas funções de regressão para predizer os parâmetros biodinâmicos e o fator dinâmico de carga. Finalmente, foi realizada a validação do modelo através de uma comparação entre resultados de simulações numéricas de pessoas cruzando individualmente a passarela Aberfeldy, na Escócia, com as respostas experimentais da literatura. A comparação numérico-experimental, em termos da aceleração máxima, constatou uma melhoria em relação ao uso do modelo tradicional de força lateral. In the assessment of footbridge lateral vibrations, the modeling of human-structure interaction requires a model that represents the dynamics of the human body and the forces induced by people walking, and additionally, that takes into account the effects of the crowd. In this paper it is proposed a model for the human body as a mass-spring-damper system with one degree of freedom, which describes the process of lateral movement human walking considering the effects of intra and inter-subject variability. The identification of the biodynamic model was made from experimental measurements on individuals walking alone on a rigid surface and, additionally, measurements were taken on individuals in crowded situations. The biodynamic parameters of mass, stiffness and damping, as well as the dynamic load factor were determined from the acceleration of people's center of mass. The comparison between biodynamic parameters of people walking individually and, in a crowd, allowed the identification of the influence caused by the crowd. Then, regression functions were obtained to predict the biodynamic parameters and the dynamic load factor. Finally, the validation of the model was carried out through a comparison between results of numerical simulations of individual pedestrian crossing the Aberfeldy footbridge with experimental responses of the literature. The numerical-experimental comparison, in terms of maximum acceleration, found an improvement over the use of the traditional lateral force model. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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