Emerson Figueiredo dos Santos
Resumo
Em geral, edifícios altos oscilam em decorrência da ação eólica que age sobre eles. Para reduzir tais oscilações, sistemas de controle passivo e/ou ativo podem ser instalados na estrutura. Assim, o presente trabalho investiga as propriedades e o desempenho de um tipo de mecanismo de controle passivo: o AVE – Amortecedor Visco-Elástico. Apresenta-se uma formulação para obtenção da força cisalhante de amortecimento gerada pelos AVE’s, a partir do ciclo histerético (força cisalhante × deslocamento relativo) de uma lâmina do material utilizado na fabricação desses AVE’s. Três modelos matemáticos, representativos da estrutura de um edifício alto com AVE´s, são utilizados para análise sob um carregamento lateral periódico que simula a força de vento turbulento. A análise dos resultados foi realizada sob o critério de eficiência dos amortecedores na redução das amplitudes de deslocamento lateral, tomando como referência os deslocamentos obtidos para a estrutura original não controlada. Uma das torres gêmeas do World Trade Center é utilizada como estudo de caso para verificação do desempenho dos amortecedores visco-elásticos instalados em um edifício alto. Neste caso o desempenho dos AVE´s é comparado ao de um outro tipo de sistema atenuador passivo – TMD sendo também investigado os seus desempenhos sob os critérios de conforto humano.
Abstract
In general, tall buildings oscillate due to the action of wind loads. To reduce these aeroelastic oscillations, an active or a passive control system can be installed in the structure. Hence, the present work investigates the properties and the performance of a type of passive control mechanism: the VESD – Viscoelastic Shear Damper. A formulation expressing the damping shear force generated by the VESD’s is presented, which is based on the hysteretic loop (shear force × relative displacement) of a layer of the material used in their fabrication. Three mathematical models representatives of a tall buildings structure with viscoelastic dampers are used for analysis under a periodic transversal loading, which simulates the turbulent wind load. The analysis of the results was made under the criterion of efficiency of the VESD’s in reducing the amplitude of transversal displacement, taking as reference that displacement obtained for the uncontrolled original structure. One of the World Trade Center twin towers is used as a case study for assessment of the performance of VESD’s installed in a tall building. In this case the VESD’s performance is compared to that of a tuned mass damper – TMD, moreover being their performances also investigated under human comfort criteria.
