Análise dinâmica de edifícios equipados com amortecedores de líquido sintonizado assistida pelo software DynaPy

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017.Esse trabalho tem por objetivo estudar a atenuação de vibrações em estruturas do tipo shear building equipadas com um Amortecedor de Coluna de Líquido Sintonizado e os efeitos da variação paramétrica nessa atenuação. O modelo de amortecedor utilizado possui formato de tubo em U e é montado sobre uma estrutura hipotética com o objetivo de contrabalancear o movimento desta. São estudados diferentes tipos de amortecedor, como um com as extremidades do tubo abertas e outro com uma câmara de ar comprimido em cada uma delas. O sistema estrutura-amortecedor é excitado por um sismo de projeto simplificado. Estuda-se, portanto, o efeito do amortecimento em diferentes frequências de excitação e para diferentes dimensões do amortecedor. A modelagem é feita considerando-se que as lajes do shear building são rígidas e concentram toda a massa da estrutura. Dessa forma, cada andar da estrutura possui apenas um grau de liberdade e o amortecedor em si representa mais um grau de liberdade. As equações de movimento são obtidas por meio da análise estrutural e da mecânica dos fluidos. Essas equações são resolvidas utilizando-se o Método das Diferenças Finitas implementado no software DynaPy, desenvolvido nessa pesquisa. Esse se trata de um método bastante simples, eficiente e de fácil implementação computacional para a resolução de equações diferenciais. Os resultados do software são validados pela solução analítica de problemas mais simples e pela comparação com os resultados do SAP 2000 para casos mais complexos. O pós-processamento é feito através da biblioteca Matplotlib do Python. Por fim, busca-se o dimensionamento ideal do amortecedor para a dada situação de projeto.This work aims to study the attenuation of vibrations in shear building structures equipped with a Tuned Liquid Column Damper and the effects of parametric variation on this attenuation. The damper model used in this study is U-shaped. It is mounted on top of a hypothetical structure to counterbalance the structure movement. Different models of damper are studied, like one with open ends and another with a compressed air chamber on each end. The structure-damper system is vibrated by a simplified design quake. The effects of damping are studied for different excitation frequencies and different damper dimensions. Modelling is made considering that the shear building slabs are rigid and contain the entire mass of the structures. This way, each story contains only one degree of freedom and the damper itself contains another one. The equations of motion are obtained by structural analysis and fluid dynamics. These equations are solved using the Finite Differences Method implemented in the software DynaPy, which was developed in the research process. This is a very simple, efficient and easy to implement on a script method that solves differential equations. Results from the software are validated by solving simpler problems analytically and by comparison with results from SAP 2000 for more complex cases. Post-processing is done through Python’s library Matplotlib. At last, the ideal design of the damper is obtained for both damper models