Otimização de amortecedores de massa sintonizados para redução de vibrações em estruturas submetidas a eventos sísmicos

• Autor(a) principal: Heck, Guilherme Flores
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/180640
• topic: Engenharia mecânica; Tuned mass damper (TMD); Optimization; Seismic excitation; Buildings

O presente trabalho tem como objetivo a otimização de Amortecedores de Massa Sintonizados (AMS) presentes em edifícios, para minimização do deslocamento máximo no topo da estrutura quando submetida a diferentes abalos sísmicos. Uma rotina computacional foi desenvolvida em MATLAB® para a solução das equações de movimento da estrutura (Método de Newmark), no domínio do tempo. Com cada um dos andares representando 1 Grau de Liberdade (GDL), a análise foi feita em uma dimensão. Posteriormente, 2 algoritmos meta-heurísticos de otimização (Search Group Algorithm - SGA e Firefly Algorithm - FA) foram utilizados para obtenção dos parâmetros ótimos do AMS – minimizar os deslocamentos já citados. Na primeira etapa, manteve-se fixo o AMS no topo da estrutura com uma razão de massa (sobre a massa total do edifício) constante; para a otimização, as variáveis consideradas foram a rigidez e o amortecimento do AMS. Duas estruturas distintas foram analisadas sob excitações reais (sismos registrados) e uma artificial (gerada através do espectro de Kanai-Tajimi). Após comparados os resultados, em relação à situação sem nenhum AMS - obtendo-se redução significativa dos deslocamentos para todos os casos propostos - a primeira etapa foi validada. Foi também comprovado que, para apenas 1 AMS instalado, sua melhor posição é no último andar. Para a segunda etapa, um método utilizando Múltiplos Amortecedores (MAMS) foi proposto. Para fins de comparação com os resultados anteriores, apenas uma das estruturas foi analisada. Os MAMS foram distribuídos horizontalmente e verticalmente ao longo do edifício, sempre mantendo a massa total (soma das massas) limitada. Os resultados desenvolvidos no trabalho mostraram-se satisfatórios quando comparados à literatura existente, sendo sempre muito semelhantes.