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O estudante Wagner de Sousa Santos, orientado pelo Prof. Erasmo Felipe Vergara Miranda, Dr.Eng., defenderá sua tese hoje, terça-feira (29/10) às 14h no Auditório do Polo. A defesa é vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. A sala tem capacidade para cerca de 80 pessoas.
Banca:
Prof. Erasmo Felipe Vergara Miranda, Dr.Eng. (Presidente)
Profª. Stelamaris Rolla Bertoli, Dra. (UNICAMP/Relatora)
Prof. Roberto Jordan, Dr.Eng.
Prof. Arcanjo Lenzi, Ph.D.
Título: “Análise vibroacústica da transmissão indireta do ruído de impacto em lajes de pisos de edificações por meio de modelo FEM/SEA”
Resumo:
Dentre as formas de transmissão do ruído em edificações, a principal destas é a transmissão estrutural devido ao ruído de impacto em pisos entre apartamentos. Este tipo de fenômeno vem entrando cada vez mais em foco de discussão devido principalmente as mudanças na forma como as edificações são construídas, em que estruturas pesadas com grandes espessuras (lajes maciças de concreto e paredes de alvenaria) passaram a serem substituídas por elementos leves que ocupam menos espaço (lajes nervuradas e paredes de gesso). O objetivo desta proposta de pesquisa foi analisar a influência dos principais parâmetros (propriedades mecânicas dos materiais, tipos de conexões estruturais e geometria) que interferem no comportamento vibroacústico de estruturas civis convencionais (lajes de concreto). A primeira etapa do trabalho consistiu em realizar uma análise modal experimental com base na metodologia da Operating Deflection Shape (ODS) de uma bancada em escala reduzida configurada com uma laje de concreto armado (1,20 x 0,80 x 0,20 m) apoiada sobre quatro pilares de concreto armado (0,20 x 0,20 x 0,40 m), testando a aplicabilidade de quatro tipos de fontes diferentes (marretas de 1 e 4 kg, máquina de impactos e impactos de pessoa pulando) para este tipo de estudo. Os resultados destes experimentos serviram para a validação do modelo numérico da bancada com fundamentação no Método de Elementos Finitos (FEM), que com embasamento na correlação dos quatro primeiros modos de vibrar da estrutura, teve suas propriedades mecânicas (módulos de elasticidade e cisalhamento, e coeficiente de Poisson) e densidade ajustadas por algoritmo genético NSGA-II baseado no modelo de Deb. Os experimentos e simulações ajustadas apresentaram alta correlação dos modos da bancada (> 90%) divergindo em relação ao modelo analítico de propagação da onda bidimensional em placas (>20%), seja pela teoria de placa fina ou com a correção para placas espessas proposta por Mindlin, diferença esta relacionada às condições de contorno da bancada apoiada apenas nos cantos. Na segunda etapa, foi utilizada a bancada para estimar o índice de transmissão de vibração (Kij) entre laje e pilares, sendo feitas análises experimental, numérica e também analítica com base no modelo de Gerretsen. Também foram modificadas as configurações da bancada, alterando a forma de conexão da laje com os pilares (tipo de conexão e inserção de material de isolamento) e também inserindo uma parede de alvenaria abaixo da laje. Foi possível concluir que o modelo em FEM apresentou boa convergência nos resultados (> 90%) quando comparado com os experimentos do Kij, com o mesmo variando ao longo da frequência diferente do que é proposto no modelo analítico e normativas internacionais. Por fim, na terceira etapa foram determinados os níveis de pressão sonora (NPS) em uma cavidade utilizando simulação computacional com base em Análise Estatística de Energia (SEA),validando esta por meio de modelos analíticos e experimentos de campo realizados em uma edificação residencial construída com tipologia convencional (laje de concreto maciça e paredes de alvenaria) utilizando como fonte de força a máquina de impactos padrão. Nas análises do NPS foram observadas altas correlações (> 90%) entre simulação e modelos analíticos com base em SEA, apresentando diferenças (>20%) em relação ao experimento devido à baixa densidade modal das estruturas civis na região de baixas frequências (0 a 500 Hz), o que acaba inviabilizando os modelos SEA para o caso de estruturas civis espessas (pisos e paredes).
Palavras-chave: Ruído de impacto, pisos, FEM, edificações