Induced vibration control of a gym slab using mutiple tuned mass dampers (TMD)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007.Neste trabalho apresenta-se a análise dinâmica da laje de um edifício comercial localizado na cidade de Brasília, Brasil, utilizado como academia de ginástica. É avaliada a sua resposta quando submetida ao carregamento oriundo das atividades humanas de pular e dançar. A estrutura é modelada em elementos finitos e analisada inicialmente sob regime estático. Em seguida, é feita uma análise modal para se obter as freqüências naturais e os modos de vibração. Sendo identificadas freqüências consideravelmente baixas, próximas às freqüências que caracterizam o carregamento devido à atividade humana, faz-se então uma análise transiente, submetendo-se a estrutura a uma carga dinâmica que simula a atividade humana típica de academia. A resposta da estrutura quando submetida à carga dinâmica é avaliada, então, quanto a critérios de normas internacionais que estabelecem deslocamentos e acelerações admissíveis. Uma vez que são constatados níveis de vibração superiores aos recomendados pelos diferentes códigos, faz-se necessário o estudo de um mecanismo de controle capaz de reduzir as vibrações obtidas. Assim, são elaboradas propostas de controle estrutural para atenuação de vibrações excessivas por meio da instalação de Amortecedores de Massa Sintonizados (AMS) na estrutura estudada. Os resultados encontrados são apresentados neste trabalho e analisados criticamente. __________________________________________________________________________________ ABSTRACTIn this work it’s presented a dynamic analysis in a slab of a commercial building in the city of Brasília, Brazil, which is used as a gym. Its behavior is evaluated when submitted to the load due to the human activities of jumping and dancing. The structure is modeled by finite elements and is primarily analyzed under static regime. Afterwards a modal analysis is made in order to obtain its natural frequencies and the vibration modes. Since considerably low frequencies are identified, close to the characteristic frequencies of the load due to human activities, a transient analysis is then performed, submitting the structure to a dynamic load that simulates typical human activities in gyms. Then the structure’s response due to the dynamic load is evaluated with respect to admissible displacement and acceleration criteria, established by international codes. Once vibration levels in the structure are found to be higher then the permitted levels described by these codes, it’s understood that a structural control is necessary in order to reduce the observed vibrations. Thus, a study of some structural control alternatives for attenuating excessive vibrations is done by the use of Tuned Mass Damper (TMD) in the studied structure. The results obtained are presented in this work and critically analyzed