Análise numérica do controle de vibrações em lajes de edifícios utilizando amortecedores de massa sintonizados

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo do problema de vibrações em lajes de concreto armado, utilizadas em geral em edifícios residenciais e comerciais. Mesmo lajes bem dimensionadas nos estados limites de utilização e de ruptura podem estar susceptíveis a vibrações excessivas que levam a um desconforto dos seus usuários. A investigação sobre este problema e iniciada a partir da obtenção das freqüências naturais e modos de vibração de modelos teorico-computacionais de lajes tipo convencional com diversas configurações de apoio. Foram obtidos quatro modelos com geometria/configuração de apoio que levaram a valores baixos de freqüência natural, permitindo assim uma analise no domínio do tempo, por se tratar de estrutura bastante flexível. Foi então simulado um carregamento dinâmico a partir de uma carga harmônica e em seguida, simulado um carregamento humano. No caso da ocorrência de vibrações excessivas ocorreu propor uma solução de controle por meio do uso do Amortecedor de Massa Sintonizado - AMS buscando qual a configuração mais indicada que leva a uma redução mais eficiente das vibrações através deste sistema de controle. Foram obtidos os parâmetros para o projeto mais eficiente de AMS em cada um dos quatro modelos bem como foi analisado, para o primeiro modelo de laje, a alteração que poderia ocorrer com o acréscimo de vigas e pilares na resposta dinâmica. Por fim, analisado os quatro modelos de lajes, os parâmetros obtidos foram aplicados a um exemplo pratico de uma laje de academia de ginástica. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This paper presents a study of the problem of vibration in slabs of concrete, used often in residential and commercial buildings. Even well-sized slabs in the limit state use and rupture may be susceptible to excessive vibrations that lead to discomfort of its users. Research on this problem starts from the obtainment of natural frequencies and vibration modes of theoretical and computational models of conventional type slabs with various configurations of support. We obtained four models with geometry / configuration of support that led to low natural frequency, thus allowing an analysis in time domain, because it is very flexible structure. Was then simulated a dynamic loading from a harmonic load and then simulated a human load. In the case of the occurrence of excessive vibration occurred propose a control solution through the use of Tuned Mass Damper - TMD looking to see what the most appropriate setting that leads to more efficient reduction of vibrations through this control system. Parameters were obtained for the project more efficient of TMD on each of the four models and was tested for the first slab model, a change that could occur with the addition of beams and columns in the dynamic response. Finally, considering the four models of slabs, the parameters obtained were applied to a practical example of a slab of the gym.