ANÁLISE DINÂMICA NÃO LINEAR DE PISOS MISTOS CONSIDERANDO-SE OS EFEITOS DA INTERAÇÃO PARCIAL E DAS LIGAÇÕES VIGA-COLUNA E VIGA-VIGA

O crescimento dos problemas de vibrações excessivas em edificações oriundos de atividades humanas rítmicas tem conduzido à necessidade de desenvolvimento de critérios específicos para projetos estruturais submetidos à ação dessas cargas dinâmicas. Esta foi uma das motivações para o desenvolvimento de uma metodologia de análise para investigação da resposta dinâmica de sistemas estruturais de pisos mistos (aço-concreto). Objetiva-se verificar a influência da interação aço-concreto (interação total e parcial) e, bem como, das ligações estruturais (ligações viga-coluna e viga-viga), sobre a resposta dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto). Deste modo, são utilizados três modelos de carregamento dinâmico representativos das atividades humanas rítmicas referentes a saltos à vontade e ginástica aeróbica. As cargas dinâmicas são obtidas por meio de testes experimentais e, também, com base em normas e recomendações internacionais de projeto. Com referência a interação aço-concreto, vários tipos de conectores (tipo stud e perfobond) são considerados ao longo da investigação. Mesmo sabendo-se que a análise de vibrações de pisos induzidas por atividades humanas tem sido alvo de inúmeras investigações ao longo dos últimos dois séculos (1828-2012), os autores desconhecem na literatura técnica um trabalho de pesquisa tão abrangente, no que diz respeito à análise dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto) submetidos à ação de atividades humanas rítmicas, com base na consideração dos efeitos dos conectores (interação aço-concreto) e das ligações (viga-coluna e viga-viga). Diante do exposto, o quadro global investigado neste trabalho de pesquisa demonstra, claramente, um indicativo de que os critérios de projeto devem levar em conta o caráter dinâmico da excitação e, especialmente, a influência da interação aço-concreto e das ligações estruturais, no que tange a verificação dos estados limites de utilização (conforto humano), associados ao comportamento estrutural de pisos mistos de edificações.The increasing incidence of building vibration problems due to human activities led to a specific design criterion to be addressed in structural design. This was the main motivation for the development of a design methodology centred on the steel-concrete composite floors non-linear dynamic response submitted to loads due to human rhythmic activities. This way, the main objective of this work is to investigate the influence of steel-concrete interaction degree (from total to various levels of partial interaction) and the beam-to-column and beam-to-beam connections effect over the non-linear dynamic behaviour of composite floors. Thus, three dynamic loading models were utilized, in order to simulate human rhythmic activities such as jumping and aerobic gymnastics. The dynamic loads were obtained through experimental tests and based on international design codes and recommendations. Regarding the steel-concrete interaction degree, the stud and perfobond connectors are considered in this investigation. Even though this topic has been studied in the technical literature for nearly two centuries, the steel-concrete composite floors non-linear dynamic analysis submitted to human rhythmic activities has not yet been addressed so comprehensively, as far as the authors are concerned in this investigation, based on the consideration of the connectors (steel-concrete interaction degree) and connections (beam-to-column and beam-to-beam) effects. Considering all aspects mentioned before, the results have demonstrated that the design criteria should include the original nature of the dynamic excitation and, specially, the steel-concrete interaction degree and structural connections effects when the steel-concrete composite floors structural behaviour, related to the serviceability limit states (human comfort) are investigated