Nome do Projeto
Controle de vibrações de estruturas utilizando dissipadores de energia
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/11/2025 - 31/10/2029
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
O projeto de pesquisa visa uma investigação ampla sobre o controle de vibrações em diferentes tipos de estruturas por meio da utilização de dissipadores de energia. A proposta adota uma perspectiva geral, sem restrições iniciais quanto ao tipo de estrutura (edifícios, pontes, torres, passarelas, entre outros) ou ao tipo de carregamento dinâmico considerado (sismos, vento, excitações dinâmicas causadas por ações humanas, etc.). Do mesmo modo, a abordagem contempla diversos dispositivos de controle, abrangendo tanto sistemas ativos e semiativos quanto passivos. Essa abrangência permite explorar diferentes combinações entre estruturas, carregamentos e dispositivos de controle. Dessa forma, o projeto estabelece uma base geral e flexível para o desenvolvimento de pesquisas direcionadas à mitigação de vibrações estruturais em variados contextos.
Objetivo Geral
Investigar e avaliar a eficiência de diferentes sistemas de dissipação de energia no controle de vibrações em estruturas submetidas a distintos tipos de carregamentos dinâmicos.
Justificativa
As vibrações excessivas em estruturas constituem um problema de grande relevância em Engenharia, tanto pela possibilidade de comprometer a integridade estrutural quanto pelos impactos no conforto e na segurança dos usuários. A ação de sismos, ventos, tráfego de veículos ou mesmo excitações induzidas por atividades humanas pode gerar respostas dinâmicas indesejadas.
Ao longo das últimas décadas, diversas técnicas de controle estrutural foram desenvolvidas, englobando dispositivos passivos, ativos e semiativos. O avanço tecnológico, aliado a novos materiais e técnicas de simulação computacional, abre espaço para pesquisas que avaliem o desempenho desses sistemas em diferentes cenários.
Neste contexto, controle de vibrações é essencial para a segurança, durabilidade e funcionalidade das construções modernas. A relevância desta pesquisa está em propor uma abordagem abrangente e flexível, que permita avaliar múltiplas combinações entre estruturas, tipos de carregamento e sistemas de controle.
Ao longo das últimas décadas, diversas técnicas de controle estrutural foram desenvolvidas, englobando dispositivos passivos, ativos e semiativos. O avanço tecnológico, aliado a novos materiais e técnicas de simulação computacional, abre espaço para pesquisas que avaliem o desempenho desses sistemas em diferentes cenários.
Neste contexto, controle de vibrações é essencial para a segurança, durabilidade e funcionalidade das construções modernas. A relevância desta pesquisa está em propor uma abordagem abrangente e flexível, que permita avaliar múltiplas combinações entre estruturas, tipos de carregamento e sistemas de controle.
Metodologia
Este projeto de pesquisa será desenvolvido em 5 etapas conforme descrito abaixo.
Etapa 1 – Revisão bibliográfica: Levantamento bibliográfico sobre o controle de vibrações em estruturas submetidas a distintos tipos de carregamentos dinâmicos utilizando diferentes sistemas de dissipação de energia.
Etapa 2 – Formulação teórica e modelagem matemática: Nesta etapa alguns tópicos serão revisados e/ou estudados:
1. Dinâmica estrutural
- Equações diferenciais do movimento para sistemas SDOF e MDOF;
- Modos de vibração e frequências naturais.
2. Modelos de carregamentos dinâmicos
- Excitações sísmicas;
- Ações do vento;
- Excitações induzidas por ações humanas.
3. Modelagem de dissipadores de energia
- Sistemas passivos;
- Sistemas semiativos;
- Sistemas ativos.
4. Formulação matemática integrada
- Inclusão dos dispositivos de dissipação nas equações de movimento;
- Representação matricial para sistemas MDOF.
5. Métodos de solução e análise
- Soluções analíticas para casos simplificados;
- Soluções numéricas;
- Análise modal por superposição de modos.
6. Critérios de desempenho
- Redução de deslocamentos, acelerações e esforços internos;
- Energia dissipada e incremento do amortecimento efetivo;
- Indicadores de robustez e eficiência dos dispositivos.
Etapa 3 – Simulação numérica: Implementação computacional de diferentes cenários. A proposta é iniciar com modelos simplificados e, gradualmente, implementá-los até a obtenção de um modelo robusto.
Etapa 4 – Análise e síntese de resultados: Comparação dos dispositivos quanto à eficiência considerando estrutura e tipo de carregamento.
Etapa 5 – Redação e publicação: Redação de artigos científicos para congressos e periódicos da área.
Etapa 1 – Revisão bibliográfica: Levantamento bibliográfico sobre o controle de vibrações em estruturas submetidas a distintos tipos de carregamentos dinâmicos utilizando diferentes sistemas de dissipação de energia.
Etapa 2 – Formulação teórica e modelagem matemática: Nesta etapa alguns tópicos serão revisados e/ou estudados:
1. Dinâmica estrutural
- Equações diferenciais do movimento para sistemas SDOF e MDOF;
- Modos de vibração e frequências naturais.
2. Modelos de carregamentos dinâmicos
- Excitações sísmicas;
- Ações do vento;
- Excitações induzidas por ações humanas.
3. Modelagem de dissipadores de energia
- Sistemas passivos;
- Sistemas semiativos;
- Sistemas ativos.
4. Formulação matemática integrada
- Inclusão dos dispositivos de dissipação nas equações de movimento;
- Representação matricial para sistemas MDOF.
5. Métodos de solução e análise
- Soluções analíticas para casos simplificados;
- Soluções numéricas;
- Análise modal por superposição de modos.
6. Critérios de desempenho
- Redução de deslocamentos, acelerações e esforços internos;
- Energia dissipada e incremento do amortecimento efetivo;
- Indicadores de robustez e eficiência dos dispositivos.
Etapa 3 – Simulação numérica: Implementação computacional de diferentes cenários. A proposta é iniciar com modelos simplificados e, gradualmente, implementá-los até a obtenção de um modelo robusto.
Etapa 4 – Análise e síntese de resultados: Comparação dos dispositivos quanto à eficiência considerando estrutura e tipo de carregamento.
Etapa 5 – Redação e publicação: Redação de artigos científicos para congressos e periódicos da área.
Indicadores, Metas e Resultados
Ao final do desenvolvimento deste projeto, esperamos contribuir com o meio acadêmico através da obtenção dos seguintes resultados:
- Identificação dos dispositivos mais eficazes em diferentes cenários estruturais;
- Desenvolvimento de modelos que poderão servir de base para pesquisas futuras;
- Contribuições para o avanço das práticas de projeto em Engenharia Estrutural;
- Produção de artigos científicos.
- Identificação dos dispositivos mais eficazes em diferentes cenários estruturais;
- Desenvolvimento de modelos que poderão servir de base para pesquisas futuras;
- Contribuições para o avanço das práticas de projeto em Engenharia Estrutural;
- Produção de artigos científicos.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
BOLIVAR BORGES GARCIA | |||
CAMILA PINTO DA COSTA | |||
DANIELA DALLA CHIESA | 8 |