Critérios de projeto para amortecedor tipo pêndulo para controle de vibrações em edifícios altos

Abstract

Com o crescente desenvolvimento das técnicas de análise de estruturas, o desenvolvimento dos materiais os tornando mais resistentes, e do elevado custo do metro quadrado nos grandes centros, tem-se aumentado cada vez mais a altura e a esbeltez dos edifícios, tornando essas edificações cada vez mais vulneráveis às ações de cargas dinâmicas como o vento e terremotos. Devido às ações dessas cargas dinâmicas, o controle de vibrações se tornou um campo de estudo bastante relevante e necessário dentro da Engenharia Civil. Um dos sistemas mais utilizados para o controle de vibrações em estruturas civis é o Amortecedor de Massa Sintonizado (AMS). Os amortecedores de massa sintonizados consistem basicamente em um sistema do tipo massa-mola-amortecedor, conectados na estrutura, sintonizando a frequência do amortecedor a uma frequência particular, com o objetivo de fazer que o amortecedor vibre fora de fase com o movimento causado pelo carregamento dinâmico, transferindo assim a energia para o mesmo. No presente trabalho é avaliada a eficiência de um amortecedor de massa sintonizado (AMS) na geometria de pêndulo, apresentando os parâmetros ótimos obtidos por busca numérica, quando o sistema é submetido a uma força harmônica e a uma aceleração na base. O estudo numérico é realizado a partir da análise de um shear frame de dez andares reduzido a um grau de liberdade por meio da análise modal, tomando-se a contribuição do primeiro modo de vibração como a mais significativa. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

With the increasing development of techniques of analysis of structures, development of the materials making them more resistant, and the high cost of square meter in large cities, has increased even more the height and slenderness of the buildings, making these buildings even more vulnerable to the actions of dynamic loads such as wind and earthquakes. Due to the actions of these dynamic loads, the vibration control has become a field of study very relevant and necessary within the Civil Engineering. One of the most widely systems used for vibration control in civil structures is the Tuned Mass Damper (TMD). The tuned mass dampers consist basically of a system such as mass-spring-damper, connected to the structure, tuning the frequency of the damper to a particular frequency, with the goal of making the damper vibrate out of phase with the motion caused by the dynamic loading, transferring the energy to it. In the present study is evaluated the efficiency of a tuned mass damper (TDM) in the geometry of pendulum, with the optimum parameters obtained by numerical search, when the system is subjected to a harmonic force and an acceleration at the base. The numerical study is performed by analyzing a shear frame of ten floor reduced to one degree of freedom by modal analysis, taking the input of the first mode of vibration as the most significant.