Otimização topológica de dissipadores metálicos aplicados ao controle de vibrações em estruturas

• Main Author: Oliveira, Fernando dos Santos
• Other Authors: Avila, Suzana Moreira
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Dinâmica estrutural; Controle de vibração; Added Damping and Stiffness (ADAS); Construção civil predial
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/21963

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. === Submitted by Fernanda Percia França ([e-mail]) on 2016-09-30T18:04:30Z No. of bitstreams: 1 2016_FernandodosSantosOliveira.pdf: 6646040 bytes, checksum: a918278b21da46660beef0d43415e2b7 (MD5) === Approved for entry into archive by Raquel Viana([e-mail]) on 2016-12-19T12:36:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_FernandodosSantosOliveira.pdf: 6646040 bytes, checksum: a918278b21da46660beef0d43415e2b7 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-12-19T12:36:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_FernandodosSantosOliveira.pdf: 6646040 bytes, checksum: a918278b21da46660beef0d43415e2b7 (MD5) === A construção de edificações cada vez mais altas e esbeltas tem se tornado bastante comum nos grandes centros, desafiando assim os projetistas estruturais a elaborarem projetos cada vez mais eficientes de forma que o arranjo adotado possa utilizar da melhor forma as características dos materiais. O uso de dispositivos que adicionam rigidez e amortecimento às estruturas sujeitas a ações dinâmicas, como cargas de vento e terremotos, tem se tornado cada vez mais comum nas estruturas civis. Um desses dispositivos mecânicos que tem sido amplamente utilizado é o dissipador do tipo Added Damping and Stiffness (ADAS), que se corretamente instalado, pode aumentar significativamente a resistência, rigidez e capacidade de dissipação de energia das estruturas das edificações. Os dispositivos do tipo ADAS são basicamente dissipadores de energia instalados na estrutura com o objetivo de que a dissipação ocorra de forma concentrada nesses elementos, protegendo assim a estrutura principal de maiores danos. Uma vez ocorrida a ação dinâmica que danifique esses elementos, eles podem ser facilmente substituídos sem maiores dificuldades. Esses dissipadores de energia apresentam a vantagem de não precisarem de tecnologia avançada para sua produção e podem ser facilmente instalados na estrutura. Possuem ainda a vantagem de que fatores ambientais tais como temperatura e umidade, pouco ou nada afetam seu desempenho. No presente estudo, como uma alternativa ao ADAS, é realizada a otimização topológica de um dissipador metálico aplicado à redução de vibração em edificações sujeitas a terremotos, considerando através de análise numérica e experimental o formato adequado desse tipo de dispositivo. Em seguida busca-se a obtenção da probabilidade de falha desse sistema estrutural, levando-se em consideração as incertezas inerentes ao projeto, através da análise de confiabilidade. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT === The construction of increasingly tall and slender buildings has become quite common in large cities, challenging the structural engineers to develop increasingly efficient designs so that the adopted arrangement can make best use of the characteristics of materials. The use of devices that add stiffness and damping to structures subjected to dynamic actions such as wind and earthquake loads, has become increasingly common in civil structures. One of the mechanical devices that have been widely used is the Added Damping and Stiffness (ADAS), which if correctly installed, can significantly increase the strength, stiffness and energy dissipation capacity of the structures. ADAS devices are basically energy dissipators installed in the structure in order that dissipation occurs in these elements in a concentrated way, thereby protecting the main structure from further damage. Once the dynamic action that damages these elements occurs, they can be easily replaced without major costs. These energy dissipators have the further advantage of not require advanced technology for its production and can be easily installed in the structure. They also have the advantage that environmental factors such as temperature and humidity, has little or no effect in their performance. In the present study, as an alternative to ADAS, is performed the topology optimization of a metallic dissipator applied to the reduction of vibration in buildings subject to earthquakes, raising through numerical and experimental analysis the appropriate device type format. Then is searched the probability of failure of this structural system, taking into consideration the uncertainty inherent in the design, through reliability analysis.