Parametric analysis of vibrations in ribbed slab due to human action

In Fortaleza city , the use of ribbed concrete slabs in multi-storey buildings is widesp read. These buildings are designed to many different p urposes, such as gy ms, sup ermarkets, p arking and residential units. This floor slab ty p e has ap p eared as an alternative to overcome longer floor sp ans and reduce self-weight of structures. As the structures evolved, p eop le's behavior has also been adap ting to modernity . Nowaday s it is very common to use residential p ortable fitness equip ment such as stationary bikes, mini elastic beds, among others. It is well-known the dissemination of gy m centers in shopp ing centers, in little commercial centers and even in residential buildings. M oreover, the aerobic activity is not only that can generate vibrations in floor slabs. Other activities can cause vibrations too, such as a simp le meeting between friends to watch a soccer game, children p lay ing, among others. The vibrations in floor slab can cause discomfort on p eop le, doubts about the structure safety , p eeling floors and, dep ending on vibration intensity , collap se risk. Therefore, the objective of this study is to analy ze the dy namic behavior of ribbed concrete floor slabs when submitted to rhy thmic human actions. For this p urp ose, p arametric studies are conducted, using the software SAP 2000 - v.14 (CSI, 2008). The ribbed floor slabs are modeled by three-dimensional solid finite elements, in order to get the eccentricity between the structural elements (table floor, ribbing, and edge beam). The results are comp ared between itself and the analy sis static resp onses of these floor slabs using loads p rop osed by Brazilian code. In addition, dy namic results are comp ared with normative data p rovided by NBR 6118 (ABNT, 2003) in relation to natural frequencies and international standards about to human comfort. The analy ses show that ribbed floor slabs are subjected to high p eaks acceleration and velocity.Em Fortaleza, a utilização de lajes nervuradas de concreto armado em edifícios de múltiplos pavimentos é bem difundida, sendo essas edificações destinadas as mais diversas finalidades, como academias, supermercados, estacionamentos e unidades residenciais. Esse tipo de laje surgiu como uma alternativa para se vencer grandes vãos e reduzir o peso próprio das estruturas. Assim como as estruturas evoluíram, o comportamento das pessoas também foi se adaptando às modernidades. Hoje em dia é muito comum equipamentos de ginástica portáteis residenciais, como bicicletas ergométricas, pequenas camas elásticas, entre outros. É notório que também ocorreu uma disseminação de academias de ginástica em Shopping Centers, em pequenos centros comerciais e até em edifícios residenciais. Além do mais, não é só a atividade aeróbica que pode gerar vibrações em lajes. Outras atividades também podem, tais como uma simples reunião entre amigos para assistir a uma partida de futebol, crianças brincando, entre outros. O problema é que essas vibrações podem causar incômodo nas pessoas, dúvidas a respeito da segurança da estrutura, desplacamento de pisos e até, dependendo da intensidade das vibrações, risco de colapso. Portanto, o objetivo deste trabalho é analisar o comportamento dinâmico de lajes nervuradas de concreto armado quando submetidas a ações humanas rítmicas. Para tal, são realizados estudos paramétricos, utilizando o programa computacional SAP 2000 – v.14 (CSI, 2008). As lajes são modeladas por elementos finitos sólidos tridimensionais, a fim de obter naturalmente a excentricidade entre os elementos estruturais (mesa, nervura e viga de bordo). Os resultados são comparados entre si e com a análise estática destas lajes utilizando as cargas propostas por norma. Além disso, as respostas dinâmicas são comparadas a padrões normativos fornecidos pela NBR 6118 (ABNT, 2003) no que se refere às frequências naturais e a padrões internacionais no tocante ao conforto humano. As análises revelam que as lajes estão sujeitas a elevados picos de aceleração e velocidade