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Estudo Preliminar de desempenho dinâmico das Estruturas de

arquibancadas e cobertura do Estádio Castelão-Fortaleza

Parte 1: Setor dos Gigantes Existentes

Maio 2011

Resumo de conclusões deste estudo:

a- O cometido de parte das avaliações apresentadas neste relatório é atingir a calibração dos

modelos analíticos mediante a correlação com registros efetuados no passado na estrutura real.

Foi realizada reunião com o Prof. Pedro Almeida que foi responsável da atenuação de vibrações

existente ( mediante tirantes) e solicitado dele informação dos parâmetros de resposta

monitorados nas fases preliminares da reforma . Foi confirmada a conformidade total e

correlação quase exata entre o modelo analítico apresentado no presente relatório e a estrutura

real.

b- Foram avaliadas diversas configurações e comprovadas as vantagens de interligar a estrutura da

cobertura com a estrutura da arquibancada

c- Sugere-se como vantajosa a configuração descrita esquematicamente na figura seguinte(vide

ALT1 no inciso 7 do presente estudo) :



0- Resumo de Hipóteses de avaliação e de input da ação da multidão

Harmônico Freqüência Amplitude

1º

Harmônico

f1 : 1,5 Hz < f1< 2,7 (freqüência

diretriz)

0,250 vezes o peso da

população (vertical)

2º

Harmônico

f2=2f1 0,063 vezes o peso da


3º

Harmônico

f3=3f1 0,018 vezes o peso da


(Hipótese de Taxa de amortecimento modal uniforme: 2,5%)

A conformidade funcional da estrutura será condicionada de acordo ao alvo de

desempenho determinado pela obtenção de acelerações pico total de resposta

menores de 10%g (1 m/s2). A adoção deste valor está correlacionada aos valores alvos

de desempenho enunciados no documento de referencia: “Dynamic performance

requirements for permanent grandstands subject to crowd action: Recommendations for

management, design and assessment”, IStructE, 2008 (“The IStructE Guide”).

O ser humano manifesta níveis de desconforto muito maiores para deslocamentos horizontais que para deslocamentos verticais. Daí que a limitação de 10% g resulta inadequada quando se a componente horizontal de deslocamento for preponderante. De acordo a valores de referencia fornecidos por Hugo Bachmann (“Vibration problems in Structures”), os valores associados a componentes horizontais deverão não exceder 5% g (0,5 m/s2), que seriam o limite superior de desconforto tolerável (correspondente à qualificação very annoying). Hipótese de Eficiência da torcida:



1- Descrição geométrica.



2- Estimativas de peso da arquibancada e pré-dimensionamento da cobertura de acordo a

necessidades resistentes.

Distancia entre gigantes: 12,70:

G= 12,7x2,5 x( 0,15x0,77 + 0,08x0,40+ 1,59x0,08)=8,72 tf g= 8,72 / 1,59 = 5,48 tf/m de dente jacaré e~27cm (0,675 tf/m2)

Suplemento de: G= (3,12 x 0,19 + 0,75 x 0,88)x2,5x 12,2= 38 tf A= 0,31x3,12+,7x0,75= 1,5 m2 D= 38/(1,5x2,4)= 10,55m Espessura equivalente dos elemento extremos ~ 10,55mm

Carregamentos de compatibilização de massas:

Grupo 1 (placas de 12 cm de espessura entre gigantes) : 2,5x0,12x12,7= 3,81 tf/m

Grupo 4 (degraus entre gigantes) : 5,48 tf/m

Sobrecarga associado ao peso dos participantes: 2,11 tf/m nos degraus.



Grupos 9 e 6 (lajes entre gigantes) : = 3,81 tf/m

Sobrecarga extrema de compatibilidade com ações permanentes e de vento: Força vertical total

uniformemente distribuída na treliça (banzo sup) de 100 kg/m2 : 12,7 x 0,1 = 1,27 t/m.



3- Estudo do Modelo da situação atual sem a construção nova “semelhante à situação antes do

reforço” (CAST401)

Modo 1 Modo 2

1º Harmônico 2º Harmônico 3º Harmônico



Os níveis de resposta para freqüência diretriz 2,19 Hz são altamente desconfortáveis PRINCIPALMENTE

na direção horizontal.

- Fator de Eficiência da torcida: e-2[(f-1,8)^2] = 0,73;

Atot=1,15 m/s2 com Ah= 1 m/s2 na horizontal Insatisfatório

4- Estudo do Modelo da situação final da construção nova sem vincular com a cobertura e sem

fazer controle vibracional ( CAST402)

Modo 1 Modo 2




- Fator de Eficiência da torcida e-2[(f-1,8)^2] = 0,46;

Atot= 0,76 m/s2 com Ah= 0,66 m/s2 na horizontal Insatisfatório

(para poder assumir os fatores de correção de eficiência da torcida deve ser efetuada

a medição in-loco da correlação com o modelo analítico).

Observação: De acordo ao projeto das áreas auxiliares não é possível conseguir controlar os efeitos da

excitação da multidão.



5- Modelo da estrutura da cobertura (de acordo a anteprojeto) sem interação com a

arquibancada. (Cast403)

Modo 1

f= 0,245 Hz < 0,5 Hz !!!

“Assumindo a estrutura da cobertura como independente da arquibancada, o projeto não

poderá estar governado pelas condições resistentes (de acordo a carregamentos

pseudo- estáticos) e a mesma deveria ser enrijecida além das necessidades de

resistência”



6- Modelo de acordo ao ante-projeto de cobertura vinculada à estrutura da arquibancada (Cast

4)

Modo 1 Modo 2

Modo 3 Modo 4



Modo 5 A freqüência natural é maior que 0,5 Hz, sendo assim propiciado o desempenho adequado da cobertura. A incidência no

desempenho da arquibancada se reflexa pelo incremento moderado da freqüência natural

relevante (modo 3) de 2,42 Hz a 2,66 Hz


- Fator de Eficiência da torcida e-2[(f-1,8)^2] = 0,23;

Atot= 0,23 m/s2 com Ah= 0,21 m/s2 na horizontal Satisfatório

(para poder assumir os fatores de correção de eficiência da torcida deve ser efetuada

a medição in-loco da correlação com o modelo analítico).



7- Modelo de alternativa ALT1

Modo 1 Modo 2

Modo3 Modo 4

Modo 5 Modo 6



A resposta da estrutura à excitação da multidão está governada pelo modo 4 (f= 3,49 Hz).

Esse modo por ter freqüência maior que 2,7 Hz estará exposto a ressonância somente do 2º harmônico

para cadencia diretriz fa=1,745.


Acelerações de resposta menores que 1%g .: Desempenho excelente!!!

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