Otimização de amortecedores de massa sintonizada tipo pêndulo para controle passivo de vibrações de estruturas altas e esbeltas sob excitações sísmicas (2022)
- Authors:
- Autor USP: CAMPANA, OMAR GUTIERREZ - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEF
- Subjects: OTIMIZAÇÃO RESTRITA; ESTRUTURAS; TERREMOTOS; VIBRAÇÕES; AMORTECEDORES
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Movimentos sísmicos são eventos de grande perigo para estruturas civis. Estes fenômenos ocorrem com maior intensidade em regiões próximas ao encontro de placas tectônicas. Para mitigar o efeito das vibrações, induzidas pela excitação de base criadas pelas ondas sísmicas, um dos dispositivos utilizados é um absorvedor de vibração denominado TMD (Tuned Mass Damper). Esses sistemas têm chamado a atenção de pesquisadores na última década, desenvolvendo estudos para melhorar seu desempenho. Nesse sentido, este trabalho apresenta o processo de otimização do comprimento, massa e taxa de amortecimento dum TMD alocado no topo da estrutura, as quais conduzem ao objetivo deste trabalho, que é minimizar a vibração da estrutura principal submetida a movimentos sísmicos. A pesquisa iniciou com a modelagem em elementos finitos de 3 estruturas esbeltas de grande altura, com períodos naturais de vibração diferentes. Em cada estrutura foi aplicada uma força estática, para obter a rigidez equivalente, correspondente a um sistema de 1 grau de liberdade (GDL). Em seguida, foi modelado um sistema massa-mola-amortecedor equivalente à estrutura original, à qual foi acoplado uma massa tipo pêndulo (TMD) com caraterísticas de comprimento, massa e taxa de amortecimento não otimizadas. Transformou-se, assim, a estrutura de muitos graus de liberdade em um sistema de 2 GDL (1 GDL da estrutura e1 GDL do pêndulo). Os 2 sistemas de 1 e 2 GDL foram submetidos a forças sísmicas mediante 9 registros de acelerações, para obter os deslocamentos máximos e o histórico do deslocamento durante a ação sísmica, e assim, comparar a variação desses parâmetros. Mediante métodos de teorias de otimização matemática foram obtidos os parâmetros ótimos do TMD, que em um 37% dos 27 casos em estudo, minimizaram as vibrações em um50%, em mais de 70% dos casos minimizaram as vibrações pelo menos em 30% e somente um caso teve uma redução na vibração de 10%, concluindo que a alocação de um TMD com caraterísticas ótimas é uma boa opção para o controle de vibrações em estruturas altas e esbeltas submetidas a movimentos sísmicos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 27.05.2022
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ABNT
CAMPANA, Omar Gutierrez. Otimização de amortecedores de massa sintonizada tipo pêndulo para controle passivo de vibrações de estruturas altas e esbeltas sob excitações sísmicas. 2022. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-26082022-080837/. Acesso em: 07 jun. 2024. -
APA
Campana, O. G. (2022). Otimização de amortecedores de massa sintonizada tipo pêndulo para controle passivo de vibrações de estruturas altas e esbeltas sob excitações sísmicas (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-26082022-080837/ -
NLM
Campana OG. Otimização de amortecedores de massa sintonizada tipo pêndulo para controle passivo de vibrações de estruturas altas e esbeltas sob excitações sísmicas [Internet]. 2022 ;[citado 2024 jun. 07 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-26082022-080837/ -
Vancouver
Campana OG. Otimização de amortecedores de massa sintonizada tipo pêndulo para controle passivo de vibrações de estruturas altas e esbeltas sob excitações sísmicas [Internet]. 2022 ;[citado 2024 jun. 07 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-26082022-080837/
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