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http://hdl.handle.net/1843/PASA-89DGZ6| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Procedimento experimental para avaliação do fator de amortecimento em estruturas |
| Authors: | Fabio Wagner Leao de Carvalho |
| First Advisor: | Fernando Amorim de Paula |
| First Referee: | Estevam Barbosa de Las Casas |
| Second Referee: | Webe Joao Mansur |
| Abstract: | A importância da análise dinâmica nas estruturas atuais tem crescido paralelamente ao surgimento de novas tecnologias construtivas. Com o crescente conhecimento a respeito do comportamento dos materiais e com a otimização de sua utilização, estruturas cada vez mais esbeltas têm sido concebidas e, por conseqüência, suas freqüências fundamentais têm diminuído, aproximando-se da freqüência de cargas dinâmicas oriundas de atividades rítmicas, motores rotativos, movimento de uma torcida em um ginásio. Desse modo, porestar a estrutura sendo solicitada cada vez mais perto da ressonância, os deslocamentos e acelerações ficam intensificados, podendo ultrapassar os limites recomendados e provocando desconforto no usuário. No controle desses problemas, o amortecimento assume grande importância, pois é responsável pela dissipação da energia associada à vibração de uma estrutura. A perda de energia no sistema amortecido acarreta o decaimento da amplitude de vibração, no caso de uma vibração livre, bem como atenua os picos de aceleração e deslocamento da estrutura quando esta é excitada por um carregamentodinâmico. Portanto, com uma boa estimativa para o fator de amortecimento de uma estrutura, otimiza-se o projeto estrutural e garante-se segurança e conforto aos seus usuários. Este trabalho tem como objetivo obter experimentalmente valores para o fator de amortecimento de estruturas e avaliar a confiabilidade da metodologia aplicada. Foram captados os sinais da resposta de três estruturas, oriundos de diversos tipos de ensaios dinâmicos realizados sobre os pisos. Para excitá-los foram utilizados: excitador mecânico, impacto de um corpo de aço solto de certa altura, ensaio heel drop, e pulo de uma pessoa. Utilizando-se filtros digitais, os sinais foram tratados e obtiveram-se, em função do tempo, os gráficos de decaimento da resposta estrutural relativa às principais componentes de freqüência do sinal. Em seguida foram obtidos valores para o fator de amortecimento de cada gráfico, utilizando os métodos do Decaimento Logarítmico, da Meia Amplitude e do Ajuste de Curva. Os mesmos sinais foram representados no domínio da freqüência, e as freqüências fundamentais das estruturas, uma vez determinadas, foram utilizadas como parâmetro para ajustar os modelos numéricos concebidos em programa computacional de elementos finitos. |
| Abstract: | Nowadays, the importance of dynamic analysis on structures has been increasing parallel to new building technologys development. Growing knowledge on materials behavior and the optimization of their use has lead to the construction of even more slender structures. Therefore, structures natural frequencies have been decreasing, approaching to the frequency due to rhythmic activities, industry rotative machines or, for example, stadium crowd movement. Once the structures solicitation is closer to resonance, displacements and acceleration are intensified, which may exceed recommended limits and cause peoples discomfort.Damping has a large importance on controlling this phenomenon, by dissipating the energy associated to structural vibration. Concerning on a free vibration, the energy loss of the damping system causes the vibration amplitude decrease, while attenuates structures displacement and acceleration peaks on forced vibration. Thus, accurate estimation onstructural damping factor provides efficient structural design and offers safety and peoples comfort as well. The aim of this work is to obtain experimental values for structural damping factors and to evaluate the reliability of the applied methodology. Several types of dynamic tests were performed over three structures floors to obtain the structural response. Measurements were done by accelerometers. In order to excite the floors, following tests and devices were used: a mechanical exciter, the impact of a falling steel block, the heel drop test, and the impact of a jumping person. The structural response graphics at the time domain regarding the main natural frequencies were obtained using suitable bandpass filters. Then, damping factor values were obtained using the Logarithmic Decrement Method, the Half Amplitude Method and the Curve Fitting Method as well. These signals were also presented in the frequency domain. Once the structures natural frequencies were defined they were used to fit numeric simulation using finite element software. |
| Subject: | Engenharia de estruturas Dinamica estrutural |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/PASA-89DGZ6 |
| Issue Date: | 26-Sep-2002 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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