Controle de vibrações de um edifício alto submetido a vento através do uso de amortecedor de massa sintonizado

Abstract

O crescente interesse em projetar edificações cada vez mais altas em grandes cidades traz uma preocupação com a segurança nessas estruturas, posto que a solicitação mais significativa quando se fala em regiões extratropicais é a ação do vento. O presente trabalho traz um estudo comparativo de três diferentes representações para a modelagem do vento EPS, relacionando-os entre si, e comparando os resultados com os sugeridos pela norma brasileira NBR 6123/1988. Para isso é desenvolvida uma rotina computacional em ambiente MATLAB, na qual são determinadas as componentes estática e dinâmica da velocidade do vento atuantes em uma estrutura do tipo shear building. O cálculo das respostas dinâmicas é feito pelo método de Newmark, e, para o pior caso de deslocamentos laterais causados pela força do vento, é projetado e instalado, no trigésimo e último andar, um amortecedor de massa sintonizado ao primeiro modo de vibração do edifício para atenuar a resposta oscilatória, principalmente em casos de ressonância.

The growing interest in designing increasingly tall buildings in large cities brings a concern for the safety of these structures, since the most significant stress when talking about extratropical regions is the wind load. The present paper brings a comparative study of three different representations for the modeling of EPS wind, relating them to each other, and comparing the results with those suggested by the Brazilian standard NBR 6123/1988. For that, a computational routine is developed in MATLAB environment, in which the static and dynamic components of the wind speed acting in a shear building structure are determined. The dynamic responses are calculated using the Newmark method, and, for the worst case of lateral displacements caused by the wind load, a mass damper tuned to the building's first mode of vibration is designed and installed on the thirtieth and last floor, to attenuate the oscillatory response, especially in cases of resonance.