Análise sísmica de edifícios com interação solo-estrutura e atenuadores de coluna líquida pressurizada

Abstract

A resposta dinâmica de sistemas estruturais sob influência da interação solo-estrutura tem sido um tópico de grande interesse para a área de estruturas e de geotecnia na engenharia civil. Problemas de interação da estrutura com a base flexível são de grande importância na análise sísmica, uma vez que a resposta dinâmica do edifício durante um terremoto é fortemente afetada pelo sistema composto por estrutura, fundação e solo. Nesta área, o estudo sísmico com a consideração da interação solo-estrutura é um item relevante, pois a redução da frequência fundamental da estrutura submetido à ação sísmica, solicitação com grande conteúdo de frequências, pode alterar consideravelmente a sua resposta. Para atenuar e controlar estas vibrações sísmicas, vários dispositivos tem sido utilizado e atraído o intesse de pesquisadores. Este trabalho investigada a aplicação de múltiplos atenuadores de coluna líquida pressurizada em forma de “U”, que pelo movimento do líquido produz uma força de inércia contrária às forças de inércia causadas na estrutura pelo sismo. Neste contexto, nessa dissertação é desenvolvida uma metodologia de análise dinâmica linear de estruturas reticuladas sob excitação sísmica, considerando na base da estrutura o apoio flexível, representado pelas funções de impedância, e no topo da estrutura o atenuador fluido-dinâmico. Através de estudo paramétrico de cada um dos sistemas envolvidos é avaliada a variação da resposta da estrutura e o desempenho do atenuador de coluna líquida pressurizada devido à interação solo-estrutura. Os resultados obtidos demonstram a forte influência da interação na frequência de vibração da estrutura e na resposta dinâmica em termos de deslocamento e de aceleração. O problema no tempo é solucionado através da integração numérica pelo método de Newmark. A rotina computacional desenvolvida no trabalho foi implementada no MATLAB.