Otimização de atenuadores dinâmicos sincronizados para o controle de vibrações em edifícios submetidos à excitação sísmica

• Autor(a) principal: Brandão, Francisco da Silva
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/219129
• topic: Vibrações estruturais; Vibração : Controle; Edifícios; Sismologia; Tuned mass damper; Optimization; Earthquakes; Story drift; Vibration control

A ação dos sismos sobre edifícios pode provocar vibrações de altas amplitudes e gerar muitos danos, que em alguns casos, levam ao colapso da estrutura. Neste cenário, o controle estrutural mostra-se como uma ferramenta capaz de reduzir as vibrações excessivas e melhorar o desempenho da edificação. O sistema de controle passivo por meio de Atenuador Dinâmico Sincronizado (ADS) é uma técnica bastante utilizada, entretanto, projetar estes dispositivos e posicioná-los na estrutura a ser controlada, de modo que se tenha a melhor redução da resposta dinâmica, não é tarefa fácil. Neste contexto, a presente dissertação apresenta um estudo sobre a otimização de parâmetros de projeto e posições de ADS simples e Múltiplos Atenuadores Dinâmicos Sincronizados (MADS), destinados ao controle de vibrações em edifícios submetidos à excitações sísmicas, objetivando a redução do deslocamento relativo entre pavimentos (story drift), cujo critério limite foi obtido na norma ANSI/AISC 360-16. Para isto, são estudados três edifícios de diferentes alturas, os quais foram submetidos a um conjunto de três sismos reais e a um artificial não-estacionário com frequência de excitação coincidente com a frequência do modo fundamental de cada edifício. Para cada edificação foram propostos diferentes cenários de controle e para realizar as otimizações utilizou-se o algoritmo meta-heurístico Whale Optimization Algorithm (WOA). Os resultados obtidos mostraram que para o Edifício 1, todos os cenários foram eficientes em reduzir o story drift de modo a adequá-lo ao critério adotado e o Cenário 1-Otimizado, que foi equivalente ao Cenário 3 com apenas um único ADS no topo, foi considerado a alternativa mais viável. No Edifício 2, verificou-se novamente que todos os cenários conseguiram controlar a estrutura, garantindo que o story drift não ultrapassasse os valores limites, e o Cenário 1-Otimizado com um único ADS instalado no topo mostrou-se como a melhor solução. Por fim, para o Edifício 3, o Cenário 4-Modificado com massa dos MADS igual a 6% da massa da estrutura, onde os 3 ADS resultantes foram dispostos no plano do edifício, foi o único que teve controle efetivo sobre a resposta do edifício e conseguiu adequá-lo ao critério adotado, sendo portanto seu melhor cenário de controle.