Otimização do uso de amortecedores por atrito para controle de vibrações de estruturas

• Autor(a) principal: Poglia, Lucas Francisconi
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/165135
• topic: Engenharia mecânica; Friction dampers; Seismic event; Vibrations; Matlab; Finite element method; Optimization

O presente texto busca encontrar a solução ótima da posição de amortecedores e a sua força de atrito, para reduzir danos a estruturas causados por eventos sísmicos. Para tanto, uma rotina numérica foi desenvolvida em MATLAB®. O abalo sísmico foi simulado no domínio da frequência, com o espectro de Kanai-Tajimi que, foi posteriormente transformado para o domínio do tempo pelo método proposto por Shinozuka e Jan, o que gera as acelerações impostas pelo terremoto. As matrizes de massa e rigidez foram geradas pelo método de elementos finitos e o método de Rayleigh foi empregado para determinar a matriz de amortecimento viscoso da estrutura. O método de Newmark foi escolhido para realizar a integração numérica, enquanto o algoritmo meta heurístico SGA foi escolhido para otimizar a posição e a força de atrito dos amortecedores, por ser um método novo e de rápida convergência. A região escolhida para a tomada das propriedades do solo foi El Centro por ter alta densidade populacional e propensão a eventos sísmicos. As otimizações indicam um pequena flexibilidade nos andares para respeitar o posicionamento ótimo dos amortecedores, elas também indicam que a força aplicada ao sistema de amortecimento é proporcional à intensidade do evento sísmico. A rotina, em associação com o algoritmo SGA, foi capaz de refinar as soluções encontradas na literatura, chegando a reduzir as respostas em termos de deslocamentos relativos entre andares (inter story drift) em 70%, em comparação com outros estudos já realizados.