Análise dinâmica de uma estrutura: estudo numérico e experimental

• Author(s): Mendes, Pedro Tiago de Freitas
• Date: 2012
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/2149
• Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa
• Subject(s): Análise dinâmica; Análise modal; Comportamento dinâmico; Dinâmica de estruturas; Ensaios de vibração; Elasticidade linear; Frequências naturais; Identificação modal; Método de Newmark; Método dos elementos finitos; Modelos numéricos; Modelos físicos; Modos de vibração
• Document Type: Master Thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Rodrigues, José Alberto; Mendes, Paulo Jorge Henriques

Description

Com o presente trabalho pretende-se estudar e compreender o comportamento dinâmico de estruturas de engenharia civil, de forma a permitir a elaboração de algumas metodologias para o estudo e análise de problemas de dinâmica de estruturas. Apresenta-se uma revisão dos principais fundamentos da modelação matemática do comportamento dinâmico, com o estudo de sistemas de 1 grau de liberdade e posterior generalização para sistemas de múltiplos graus de liberdade. Apresentam-se também as formulações para análises de identificação modal no domínio do tempo e no domínio da frequência. Atendendo que a resolução do problema dinâmico deve cumprir duas etapas: integração no Espaço, e integração no tempo. Para a 1a etapa abordam-se os fundamentos dos métodos numéricos de integração no espaço (em particular, o método dos elementos finitos) com vista á implementação da sua formulação na ferramenta computacional freeFEM++. Para a 2a etapa abordam-se os métodos numéricos de integração no domínio do tempo (em particular, o método de Newmark), de forma a determinar a resposta de uma estrutura quando submetida a acções dinâmicas. Adicionalmente são introduzidos alguns conceitos essenciais ao estudo de resultados experimentais obtidos através da realização de ensaios de vibrações. Por último, estuda-se um modelo físico de um edifício de dois pisos, com base na análise de resultados de um ensaio de vibração ambiental e no desenvolvimento de dois modelos numéricos (em freeFEM++ e em SAP2000) para comparação e análise dos resultados obtidos e validação da ferramenta computacional desenvolvida. Após a calibração dos modelos numéricos aos resultados obtidos experimentalmente, procede-se a uma análise dinâmica dos modelos numéricos sujeitos a uma acção sísmica, com a posterior comparação e análise de resultados obtidos.