Otimização de amortecedores de massa sintonizada tipo pêndulo para controle passivo de vibrações de estruturas altas e esbeltas sob excitações sísmicas

Descripción del Articulo

Descargue el texto completo en el repositorio institucional de la Universidade de São Paulo: https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-26082022-080837
Detalles Bibliográficos
Autor: Gutierrez Campana, Omar
Formato: tesis de maestría
Fecha de Publicación:2022
Institución:Superintendencia Nacional de Educación Superior Universitaria
Repositorio:Registro Nacional de Trabajos conducentes a Grados y Títulos - RENATI
Lenguaje:portugués
OAI Identifier:oai:renati.sunedu.gob.pe:renati/3914
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https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-26082022-080837
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:Ingeniería estructural
Diseño sismorresistente
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En este trabajo se modela en elementos finitos 3 diferentes estructuras esbeltas de gran altura, para cada estructura se obtiene la rigidez, masa y amortiguamiento equivalentes, para modelar un sistema masa-resorte-amortiguador equivalente, de 1 grado de libertad (DOF), donde se le acopla un TMD tipo péndulo, obteniendo así un sistema de 2 GDL. Los dos sistemas fueron sometidos a fuerzas sísmicas a través de 9 registros de aceleración y mediante métodos de teoría matemática de optimización se obtuvieron los parámetros TMD óptimos del péndulo, que minimizan las vibraciones de la estructura principal. Como resultados se muestra que en el 70% de los casos la minimización de vibraciones de la estructura principal se redujo entre 30% y 77.8%.Movimentos sísmicos são eventos de grande perigo para estruturas civis. Estes fenômenos ocorrem com maior intensidade em regiões próximas ao encontro de placas tectônicas. Para mitigar o efeito das vibrações, induzidas pela excitação de base criadas pelas ondas sísmicas, um dos dispositivos utilizados é um absorvedor de vibração denominado TMD (Tuned Mass Damper). Esses sistemas têm chamado a atenção de pesquisadores na última década, desenvolvendo estudos para melhorar seu desempenho. Nesse sentido, este trabalho apresenta o processo de otimização do comprimento, massa e taxa de amortecimento dum TMD alocado no topo da estrutura, as quais conduzem ao objetivo deste trabalho, que é minimizar a vibração da estrutura principal submetida a movimentos sísmicos. A pesquisa iniciou com a modelagem em elementos finitos de 3 estruturas esbeltas de grande altura, com períodos naturais de vibração diferentes. Em cada estrutura foi aplicada uma força estática, para obter a rigidez equivalente, correspondente a um sistema de 1 grau de liberdade (GDL). Em seguida, foi modelado um sistema massa-mola-amortecedor equivalente à estrutura original, à qual foi acoplado uma massa tipo pêndulo (TMD) com caraterísticas de comprimento, massa e taxa de amortecimento não otimizadas. Transformou-se, assim, a estrutura de muitos graus de liberdade em um sistema de 2 GDL (1 GDL da estrutura e1 GDL do pêndulo). Os 2 sistemas de 1 e 2 GDL foram submetidos a forças sísmicas mediante 9 registros de acelerações, para obter os deslocamentos máximos e o histórico do deslocamento durante a ação sísmica, e assim, comparar a variação desses parâmetros. Mediante métodos de teorias de otimização matemática foram obtidos os parâmetros ótimos do TMD, que em um 37% dos 27 casos em estudo, minimizaram as vibrações em um 50%, em mais de 70% dos casos minimizaram as vibrações pelo menos em 30% e somente um caso teve uma redução na vibração de 10%, concluindo que a alocação de um TMD com caraterísticas ótimas é uma boa opção para o controle de vibrações em estruturas altas e esbeltas submetidas a movimentos sísmicos.Brasil. Ministério da Educação. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) - Código de Financiamiento 001application/pdfporUniversidade de São PauloBRinfo:eu-repo/semantics/openAccessSuperintendencia Nacional de Educación Superior Universitaria - SUNEDURegistro Nacional de Trabajos de Investigación - RENATIreponame:Registro Nacional de Trabajos conducentes a Grados y Títulos - RENATIinstname:Superintendencia Nacional de Educación Superior Universitariainstacron:SUNEDUIngeniería estructuralDiseño sismorresistenteControl de vibracionesAmortiguadores de masa sintonizadahttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.04Otimização de amortecedores de massa sintonizada tipo pêndulo para controle passivo de vibrações de estruturas altas e esbeltas sob excitações sísmicasOptimización de amortiguadores de masa sintonizada tipo péndulo para control pasivo de vibraciones de estructuras altas y esbeltas bajo excitaciones sísmicasinfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade de São Paulo. Escola PolitécnicaIngeniería Civil. Área de especialidad: Ingeniería de EstructurasMaestro en Cienciashttp://purl.org/pe-repo/renati/level#maestrohttps://orcid.org/0000-0001-8351-8419https://orcid.org/0000-0002-5127-009X41731830Lopes Rebello da Fonseca Brasil, Reyolando ManoelJulca Avila, Juan PabloGuzmán Núñez del Prado, Zenon Joséhttp://purl.org/pe-repo/renati/type#trabajoDeInvestigacionORIGINALGutierrezCampanaO.pdfGutierrezCampanaO.pdfDisertación (abierta en repositorio de origen)application/pdf13555423https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/3914/1/GutierrezCampanaO.pdf308d2c0345bc20de9f70ef294f8f78bcMD51Autorizacion.pdfAutorizacion.pdfAutorización del registroapplication/pdf82323https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/3914/2/Autorizacion.pdfc82d42e92c79a2a4811cac172a8d2a5fMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/3914/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTGutierrezCampanaO.pdf.txtGutierrezCampanaO.pdf.txtExtracted texttext/plain183789https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/3914/4/GutierrezCampanaO.pdf.txtf66b83dbdb6213d289aae97075f06058MD54Autorizacion.pdf.txtAutorizacion.pdf.txtExtracted texttext/plain4187https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/3914/6/Autorizacion.pdf.txt03e4db569f3273ab809d7278ca726465MD56THUMBNAILGutierrezCampanaO.pdf.jpgGutierrezCampanaO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1121https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/3914/5/GutierrezCampanaO.pdf.jpg9628488bc70303892169a179001b0e69MD55Autorizacion.pdf.jpgAutorizacion.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1704https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/3914/7/Autorizacion.pdf.jpgd77ccd0a15bc0638f825715e401787d9MD57renati/3914oai:renati.sunedu.gob.pe:renati/39142022-12-14 03:14:06.543Registro Nacional de Trabajos de Investigaciónrenati@sunedu.gob.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