Dissertação de Mestrado

No final da década de 1990 e início dos anos 2000, o comportamento dinâmico de duas passarelas de pedestres durante suas inaugurações despertou grande atenção da comunidade técnica e científica internacional, motivando diversos estudos sobre a resposta dinâmica dessas estruturas. Como consequência, foram elaborados manuais e guias técnicos com diretrizes para seu dimensionamento e avaliação. Esta dissertação apresenta um levantamento crítico e abrangente dos principais métodos propostos por esses documentos e pela literatura especializada para a análise dinâmica de passarelas de pedestres, abordando aspectos como a modelagem dos carregamentos, critérios de conforto e a estimativa das acelerações máximas experimentadas pelos usuários. A partir de dois modelos simplificados, foram desenvolvidas simulações numéricas por meio do método dos elementos finitos (MEF) para obtenção das frequências naturais de vibração e das acelerações induzidas. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos pelo método analítico da resposta espectral, utilizado inclusive pela norma ABNT NBR 7187, em seu Anexo C. Observou-se que a forma como esse método é apresentado nesta norma pode levar à subestimação das acelerações em até três ordens de grandeza, o que representa um risco no dimensionamento estrutural. Em complemento, foi realizado um estudo de caso na passarela de travessia sobre o Rio Capibaribe, localizada na cidade do Recife/PE. Três metodologias distintas de aplicação de carregamentos foram consideradas (Metodologias I, II e III), baseadas nas recomendações dos guias técnicos, com adaptações propostas pelo autor. Os resultados indicam que as metodologias baseadas nos guias tendem a ser conservadoras na maioria dos casos. No entanto, a Metodologia III apresentou um pico de aceleração vertical significativamente mais elevado, explicado pela ausência do fator de redução do carregamento, relacionado ao número equivalente de pedestres (). Por fim, comparações com o método analítico da resposta espectral demonstraram que este tende a fornecer resultados igualmente conservadores em relação à análise computacional. Apesar das variações entre os métodos, conclui-se que a passarela analisada apresenta suscetibilidade a problemas de desconforto para os pedestres, tanto na direção transversal quanto na vertical, sendo essa condição um fator essencial a ser considerado no projeto estrutural de passarelas.

In the late 1990s and early 2000s, the dynamic behavior observed in two footbridges during their opening days drew significant attention from the technical and scientific community, leading to numerous studies on the dynamic response of such structures. As a result, several manuals and technical guides were developed to assist in their design and assessment. This dissertation presents a comprehensive and critical review of the main methods proposed by these documents and by the specialized literature for the dynamic analysis of pedestrian bridges, addressing load modelling, comfort criteria, and the estimation of maximum accelerations experienced by users. Two simplified case studies were analyzed using numerical simulations based on the finite element method (FEM) to determine natural vibration frequencies and peak accelerations. The results were compared with those obtained through the analytical spectral response method, which is also employed by the Brazilian standard ABNT NBR 7187 (Annex C). It was found that the presentation of this method in this standard can lead to an underestimation of acceleration values by up to three orders of magnitude, posing a potential risk in structural design. Additionally, a case study was conducted on the pedestrian bridge crossing the Capibaribe River in the city of Recife, Brazil. Three different load application methodologies (Methodologies I, II, and III) were proposed, based on the technical guides and incorporating modifications suggested by the author. The results showed that the methodologies derived from such guides tend to be conservative in most cases. However, Methodology III yielded significantly higher vertical peak accelerations, which can be attributed to the absence of the load reduction factor related to the equivalent number of pedestrians (). Finally, comparisons with the analytical spectral response method showed that this latter generally provides conservative results when compared to the numerical simulations. Despite the variations among methods, it is concluded that the studied footbridge is susceptible to pedestrian discomfort in both vertical and transverse directions, and this condition must be duly considered in the structural design of pedestrian bridges.