Dinâmica de Estruturas 5º Ano

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Dinâmica de Estruturas 5º Ano"

Giovana Paiva Lisboa
6 Há anos
Visualizações:

1 Dinâmica de Estruturas 5º Ano Docentes Prof. António Arêde Engº Carlos Moutinho Laboratório Prof. Álvaro Cunha Profª Elsa Caetano Tiago Pereira 2001/02

2 Ensaio n.º 1 Modelo 1 Pórtico simples de 1 vão e 1 piso, com colunas materializadas por lâminas de alumínio (0.3x6 cm 2 ) e uma laje rígida de aço (esp. 2 cm), conforme desenho detalhado em anexo. Propriedades: Alumínio: E = 72 GPa ρ = 2650 kg/m 3 Aço: E = 200 GPa ρ = 7800 kg/m 3 Objectivos Registo e análise da resposta em vibração livre induzida por deslocamento inicial. Medição de frequência e estimativa indirecta da rigidez do material. Medição de amortecimento. Registo e análise da resposta a uma aceleração horizontal harmónica na base e a um impulso no piso. Equipamento a utilizar Acelerómetros. Analisador de sinal e computador. Excitador electrodinâmico. Martelo de impulsos. Dinâmica de estruturas 2001/02 2

3 Sequência do ensaio E1. Colocação do acelerómetro no piso para registo de acelerações horizontais do mesmo no plano mais flexível. E2. Aplicação de deslocamento horizontal inicial ao nível do piso e registo da resposta em vibração livre em termos de aceleração, velocidade e deslocamento (analisador de sinal). E3. Medição de frequência em vibração livre (analisador de sinal). E4. Aplicação de: i) aceleração na base usando o excitador electrodinâmico, simulando leis de variação harmónica com duas frequências distintas, e ii) um sinal impulsivo ao nível do piso, com registo da correspondente resposta (analisador de sinal). Tratamento e análise dos resultados A1. Calcular resposta numérica em termos de deslocamento em vibração livre sem amortecimento, para as condições iniciais impostas em E2, e comparar com a resposta experimental. A2. Com base no registo de deslocamentos de E2, estimar a frequência por contagem de picos. Comparar este valor e o numérico com o medido experimentalmente através do analisador de sinal. Usando a frequência medida, estimar o módulo de elasticidade das colunas. A3. Estimar o amortecimento viscoso a partir do registo de deslocamentos obtido de E2. A4. Calcular e traçar a resposta numérica como em A1, usando agora o amortecimento obtido em A3, e comparar com a resposta experimental em vibração livre resultante de E2. A5. Calcular e traçar a resposta numérica devida à aplicação de: i) Aceleração harmónica na base: resposta analítica conhecida e adoptando os parâmetros estimados no ensaio ii) Impulso ao nível do piso: resposta a calcular pelo integral de Duhamel (cálculo manual e com programa fornecido) Comparar respostas com os resultados experimentais. A6. Elaboração de relatório. Dinâmica de estruturas 2001/02 3

4 Ensaio n.º 2 Modelo 2 Pórtico duplo de 1 vão e 3 pisos, com colunas materializadas por lâminas de alumínio (0.2x1.5 cm 2 ) e lajes rígidas, de aço (esp. 1 cm), conforme esquema detalhado em anexo. O pórtico corresponde à estrutura resistente na direcção mais flexível dum modelo tridimensional. Propriedades: Idênticas às do modelo 1. Objectivos Medição de frequências e do amortecimento. Visualização de modos de vibração resultantes de excitação harmónica na base. Registo e análise da resposta a uma aceleração horizontal aleatória na base. Equipamento a utilizar Acelerómetros. Analisador de sinal e computador. Excitador electrodinâmico. Dinâmica de estruturas 2001/02 4

5 Sequência do ensaio E1. Colocação do acelerómetro para registo da aceleração horizontal do piso superior na direcção mais flexível da estrutura. E2. Registo da resposta em vibração livre a um impulso ou deslocamento no piso superior para medição de frequências através da FFT da resposta (analisador de sinal) e estimativa do amortecimento. E3. Aplicação duma excitação horizontal harmónica na base com o excitador electrodinâmico, procurando a ressonância com cada um dos modos de vibração horizontais. E4. Aplicação duma excitação horizontal aleatória na base com o excitador electrodinâmico, e registo da resposta no piso superior. Tratamento e análise dos resultados A1. Calcular analiticamente as frequências próprias e comparar com as obtidas experimentalmente de E2. Ajustar a rigidez. A2. Estimar o amortecimento viscoso a partir do registo de deslocamentos obtido de E2. A3. Reproduzir numericamente, e com recurso ao integral de Duhamel, as respostas resultantes da excitação aleatória aplicada em E4. Usar método de sobreposição modal e evidenciar as forças modais envolvidas. Comparar respostas com os resultados experimentais (deslocamento do topo). A4. Elaboração de relatório. Dinâmica de estruturas 2001/02 5

6 Anexos Dinâmica de estruturas 2001/02 6

7 Modelo 1 Alçado e corte transversal Idealização e concepção Engº Carlos Moutinho e Prof. Álvaro Cunha Dinâmica de estruturas 2001/02 7

8 FACULDADE DE ENGENHARIA UNIVERSIDADE DO PORTO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE DINÂMICA DE ESTRUTURAS Desenhou Verificou Data Nome MODELO DE 1 GRAU DE LIBERDADE Escala 1/3 Tolerância Materiais: Alumínio Aço ALÇADO Rubrica Desenho nº Substitui: Sustituido por: 1 Dinâmica de estruturas 2001/02 8

9 FACULDADE DE ENGENHARIA UNIVERSIDADE DO PORTO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE DINÂMICA DE ESTRUTURAS Desenhou Verificou Data Nome MODELO DE 1 GRAU DE LIBERDADE Escala 1/3 Tolerância Materiais: Alumínio Aço CORTE TRANSVERSAL Rubrica Substitui: Sustituido por: Desenho nº 2 Dinâmica de estruturas 2001/02 9

10 Modelo 2 Perspectiva Idealização e concepção Profª Elsa Caetano e Tiago Pereira aço cantoneira 170 mm aço 150 mm cantoneira 170 mm aço cantoneira 1 2mm x 15mm 10 mm 170 mm mm alumínio Dinâmica de estruturas 2001/02 10

Documentos relacionados

5 Descrição do modelo estrutural

5 Descrição do modelo estrutural 5.1 Introdução No presente capítulo apresenta-se a descrição do modelo estrutural utilizado para avaliação do conforto humano. Trata-se de um modelo real formado por lajes