Amortecedores

CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINOVAFAPI

CURSO: Engenharia Civil / Prof. César Ataíde

DISCIPLINA: Ciência e Tecnologia dos Materiais

SISTEMAS DE AMORTECIMENTO EM ESTRUTURAS

JADIANE BEILFUSS - 12123036

SAVINA LAÍS SILVA NUNES - 12123059

3º PERÍODO

TERESINA – ABRIL/2013

 

JADIANE BEILFUSS

SAVINA LAÍS SILVA NUNES

SISTEMAS DE AMORTECIMENTO EM ESTRUTURAS

3º PERÍODO

TERESINA – JUNHO/2013

 

SUMÁRIO

1.INTRODUÇÃO .................................................................................................4

2. CONCEITOS DA DINÂMICA..........................................................................6

3. ORIGEM E PREVENÇÃO DAS CARGAS DINÂMICAS................................8

4. ANALISES.......................................................................................................9

5. AMORTECIMENTO.......................................................................................11

6. CONCLUSÃO................................................................................................15

7. REFERÊNCIAS.............................................................................................16 

1. INTRODUÇÃO

As estruturas precisam ser projetadas para resistir a forças dinâmicas excepcionais, por isso necessitam suportar as cargas frequentemente. Porém, pela complexidade do assunto, é comum que as cargas dinâmicas sejam consideradas no cálculo como cargas estáticas. Os efeitos dinâmicos são frequentemente provocados em edifícios altos, pontes e outras estruturas, tanto por causas naturais quanto pelas ações humanas, tais como terremotos, vento e tráfego, causando problemas de operação, desconforto aos usuários, fadiga, dano estrutural e até o colapso. As tendências atuais em projeto estrutural sugerem que em um futuro próximo a maioria das construções, quando suscetíveis a vibrações serão providas de equipamentos para dissipar energia.

A importância da análise dinâmica nas estruturas atuais tem crescido lado a lado do surgimento de novas tecnologias construtivas. Com o crescente conhecimento a respeito do comportamento dos materiais e com o melhoramento de sua utilização, estruturas cada vez mais ousadas têm sido concebidas, estruturas cada vez mais perto da ressonância, assim é cada vez mais necessário desenvolver sistemas que diminuam os efeitos das frequências causadas por atividades de origem rítmicas, por motores rotativos de grandes indústrias, ou por movimento de uma torcida em um estádio ou ginásio, por exemplo, evitando vários problemas, tais como, fadiga do material, diminuição da sua vida útil, corrosão, e outros. Perto da ressonância, os deslocamentos e acelerações ficam intensificados, podendo ultrapassar os limites aceitáveis por norma e provocando certo mal-estar no usuário da edificação.

É notória a importância de uma análise dinâmica bem feita, com o objetivo de projetar estruturas com segurança e conforto aos usuários. As ferramentas utilizadas na análise dinâmica dependem da complexidade da estrutura estudada, bem como do tipo de resposta que se deseja obter dessa análise.

Este relatório procura apresentar conceitos e detalhes a serem observados em um projeto estrutural quanto às ações dinâmicas e descrever a origem das mesmas bem como seus efeitos sobre as estruturas.

 

2. CONCEITOS DA DINÂMICA

Primeiramente antes de iniciar o estudo dos sistemas de amortecimento, é importante ter em mente alguns conceitos.

Vibração é todo movimento repetitivo de um corpo ou sistema de corpos unidos, em torno de um ponto de equilíbrio. A vibração pode ser dividida em dois grupos: a vibração livre e a vibração forçada. Vibração livre é aquela que ocorre quando o movimento se mantém por causa da força da gravidade ou forças elásticas, como, um pêndulo balançando ou uma barra elástica vibrando. Este tipo de vibração não causa danos estruturais.

Já vibração forçada é causada por uma força externa aplicada ao sistema, como por exemplo, a vibração causada por uma máquina. Este tipo de vibração, quando não amortecida da maneira correta, pode causar sérios danos estruturais. Tanto a vibração livre quanto a vibração forçada podem ser amortecidas ou não. Como frequência natural, entende-se o limite que um sistema impõe para as cargas dinâmicas.

Se estas cargas vibrarem em uma frequência semelhante à frequência natural, o sistema estará comprometido. Uma forma de a estrutura não ser comprometida por forças externas é através de amortecimentos.

Destacam-se três formas de amortecimento. O amortecimento viscoso, o amortecimento de Coulomb e o amortecimento de Histerese, também conhecido como de material sólido.

O amortecimento viscoso acontece, geralmente quando tem movimentação em um meio fluido, ou em uma passagem de líquido ou gás por um orifício, etc.

O amortecimento de Coulomb ocorre com o deslizamento de superfícies, sendo secas ou lubrificadas, mas agindo com forças contrárias ao movimento. É a realidade de alguns aparelhos de apoio de Teflon. Uma chapa metálica é fixada na viga, e uma folha de Teflon é fixada em cima do neoprene situado no berço de apoio sobre o pilar.

O deslizamento entre as placas amortece os esforços ocasionados pela variação causada na passagem de veículos.

O amortecimento de Histerese ocorre quando os materiais sofrem tensões periódicas contrárias às tensões do movimento. A relação tensão deformação segue caminhos diferentes quando acontecem os ciclos de carregamento e descarregamento. Um exemplo deste amortecimento é o contrapeso para evitar desabamentos em casos de sismos.

A equação abaixo descreve