Vibrações em escadas metálicas induzidas por peões - Andrade, Pedro Miguel Gonçalves (2019)
Nos últimos anos tem vindo a tornar-se cada vez mais corrente na arquitetura moderna conceber escadas metálicas leves e esbeltas. Isto muitas vezes resulta em escadas metálicas flexíveis que quando expostas aos vários tipos de locomoção humana (andar, correr, saltar, etc…) tendem a dar origem a vibrações elevadas, que são indesejáveis. Escadas metálicas sujeitas a vibrações significativas frequentemente provocam nos indivíduos que a presenciam um sentimento de desconforto e a sensação de que a estrutura não se encontra em segurança. O dimensionamento de escadas metálicas, arrojadas do ponto vista arquitetónico, a cargas estáticas é relativamente trivial, contudo projetar este tipo de estruturas de modo a garantir que as vibrações induzidas pelos peões não sejam significativas é normalmente um desafio e uma tarefa complexa. Embora a tendência em construir-se escadas metálicas cada vez mais leves e esbeltas esteja a aumentar, pouca é a informação encontrada nos diversos regulamentos e na bibliografia diretamente direcionada para evitar a projeção de escadas suscetíveis a vibrações elevadas. Com a escassez de orientação relativa à análise dinâmica de escadas, os projetistas tendem a confiar no conhecimento adquirido para pavimentos (superfícies planas) e pontes pedonais, todavia tal conhecimento não deve ser aplicado com segurança diretamente em escadas. Tendo em conta o que foi referido anteriormente, nesta dissertação pretende-se melhor compreender o fenómeno associado às vibrações de escadas metálicas induzidas por peões com o objetivo de proporcionar aos projetistas ferramentas que possam ser utilizadas em fase de projeto de modo a evitar que no futuro estas sejam construídas com um comportamento dinâmico deficiente. Para melhor compreender este fenómeno, no âmbito desta dissertação foram analisadas duas escadas metálicas cujo nível de vibração era alvo de comentários adversos por parte dos seus ocupantes. Foi realizada uma bateria de ensaios experimentais em ambas as escadas metálicas com o intuito de medir as vibrações provocadas por um peão isolado e por um grupo de peões. Após a realização dos ensaios experimentais foram calculadas as vibrações numéricas através dos diversos métodos encontrados na bibliografia. A determinação numérica das vibrações teve como finalidade averiguar se os vários métodos existentes conseguem prever de uma forma adequada o nível de vibração a que uma determinada escada estará sujeita. Por último as vibrações experimentais foram comparadas com os níveis de vibração aceitáveis propostos pelos diversos regulamentos. Através da elaboração da presente dissertação verificou-se, em traços gerais, que as duas escadas metálicas analisadas possuem vibrações significativas e consideravelmente superiores aos limites aceitáveis propostos pelos diversos regulamentos e que alguns dos métodos numéricos existentes têm tendência para prever vibrações sobrestimadas. Para colmatar estas lacunas são propostas algumas modificações à maneira como os métodos numéricos devem ser aplicados, uma expressão para ser utilizada no pré-dimensionamento de degraus é apresentada e são sugeridas medidas para reforçar ambas as escadas metálicas estudadas com o intuito de reduzir as vibrações.