Estudo de estruturas periódicas para aplicações em isolamento de vibrações pela base

• Autor(a) principal: Berres, Gabriel
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFGD
• Texto Completo: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/5400
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS; Isolamento sísmico; Estruturas periódicas; Método dos elementos espectrais; Seismic isolation; Periodic structures; Spectral element method

Atividade sísmica tem o potencial de gerar grande devastação na construção civil. Nesse sentido, sistemas de controle do tipo ativo, semi-ativo, híbrido e passivo, foram desenvolvidos ao longo do tempo para evitar o colapso estrutural durante estes eventos. Pesquisas recentes conduzidas por diferentes autores mostraram que estruturas periódicas (EP) tem potencial de serem utilizadas para o controle passivo de vibrações sísmicas através do isolamento de base. Em síntese, uma EP é formada a partir da repetição de camadas alternadas, com diferentes propriedades geométricas e/ou físicas, ao longo do seu comprimento. O efeito de filtragem de ondas desenvolvido por uma EP através da formação de intervalos de frequência, conhecidos como Band Gap, possibilita sua aplicação em diferentes campos da engenharia. Neste trabalho, estruturas periódicas são modeladas via método dos elementos espectrais, utilizando a formulação de elementos de barra e elementos de viga do tipo Euler-Bernoulli. Um estudo numérico é desenvolvido para avaliar a formação do Band Gap de uma EP em baixa frequência, sob ondas longitudinais e flexionais, com base em diferentes tipos de periodicidade. Na sequência, um estudo de caso é desenvolvido para investigar a aplicação de uma EP em isolamento sísmico, tomando como referência soluções existentes no mercado. O modelo acoplado de uma estrutura periódica conectada a uma estrutura flexível também é desenvolvido, permitindo visualizar o comportamento dinâmico do conjunto. Por fim, a metodologia é validada através de resultados experimentais baseados em curvas de transmissibilidade e funções de resposta em frequência.