Avaliação de sincronização lateral entre pedestre e passarela utilizando um excitador pneumático controlado por lógica fuzzy

• Main Author: Andrade, Alexandre Ribeiro
• Other Authors: Pimentel, Roberto Leal
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal da Paraí­ba 2015
• Subjects: Controle pneumático; Passarelas; Cargas laterais; Lógica fuzzy; Pneumatic controller; Footbridge; Lateral load; Fuzzy logic; ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Online Access: http://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/handle/tede/5312

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2316235 bytes, checksum: 0033949f9aa3743186479e5db2794978 (MD5) Previous issue date: 2011-03-30 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES === In large span footbridges, it has been observed that pedestrian traffic can induce low frequency oscillations. The proximity between the natural frequencies of the structure and the frequencies of the excitation can result in the occurrence of resonance phenomenon, causing difficulties to use the structure for fear of its collapse on the part of users. Notably, the increased amplitude of the vibration, in the lateral direction that have been induced by crowds of pedestrians were brought to attention by the behavior of some footbridges that presented excessive vibration in this direction such as the Millennium Bridge in London, Solferino Bridge in Paris, among others. The lateral movement can cause alteration on the movement of the center of gravity of the pedestrian during the crossing and thus discomfort to transit on it. On the other hand, the lateral movement of the structure can induce synchronization between pedestrians and the structure s own move, resulting in amplification of vibrations, a phenomenon identified in the literature by lock-in. However, research on the relationship between frequency and amplitude of motion of the structure and percentage of synchronization that this motion induces on the pedestrians are incipient, which hampers the development of mathematical models to analyze the phenomenon. To investigate this phenomenon, we developed a control system using fuzzy logic to control a pneumatic system excitation applied in a prototype footbridge built in the laboratory. The system was conceived to provide oscillatory movement, with control of frequency and amplitude. Results showed that pedestrians tend to synchronize with the footbridge, causing the lock-in effect in the lateral direction, when the footbridge lateral oscillation approaches by half of the pedestrian pacing rate in vertical direction. === Em passarelas de grande vão, vêm sendo observado que o tráfego de pedestres pode induzir oscilações de baixas frequências. A proximidade entre as frequências naturais da estrutura e as frequências de excitação pode resultar na ocorrência do fenômeno de ressonância, ocasionando dificuldades de uso da estrutura por receio de seu colapso por parte dos usuários. Notadamente, o aumento da amplitude das vibrações, na direção lateral, induzidas por multidões de pedestres, chamou à atenção pelo comportamento de várias passarelas que apresentaram vibrações excessivas nesta direção, tais como a Millennium Bridge, em Londres; Solferino Bridge em Paris; entre outras. O efeito do movimento lateral da passarela ocasiona alteração do movimento do centro de gravidade do pedestre durante seu percurso sobre a mesma e, desta forma, desconforto ao transitar sobre ela. Por outro lado, tal efeito pode induzir uma sincronização entre o caminhar dos pedestres na estrutura e o próprio movimento da estrutura, resultando em amplificação das vibrações, um fenômeno identificado na literatura por lock-in. Entretanto, investigações sobre a relação entre amplitudes e frequências do movimento da estrutura e percentual de sincronização que tal movimento induz nos pedestres são incipientes, o que dificulta o desenvolvimento de modelos matemáticos para analisar o fenômeno. Para investigação desse fenômeno, foi desenvolvido um sistema de controle, utilizando lógica fuzzy, para controlar um sistema pneumático de excitação aplicado em um protótipo de passarela construído em laboratório. Assim, tal sistema deve proporcionar a atuação de uma força oscilatória na passarela, com frequência e amplitude controladas. Os resultados da investigação mostraram que os pedestres tendem a sincronizar-se com a passarela, provocando o efeito lock-in na direção lateral, quando a passarela oscila lateralmente próximo da metade do valor da taxa de passo do pedestre na direção vertical.