6.1. SÍNTESE DO TRABALHO DESENVOLVIDO E RESULTADOS OBTIDOS
O presente trabalho teve como objetivo implementar um sistema de controlo na ponte pedonal do Edifício Transparente. O controlo passa por utilizar amortecedores de massa sintonizada, vulgarmente conhecidos como TMDs, na atenuação do nível de vibrações desenvolvidas pela ponte.
A fim de analisar as propriedades dinâmicas dos TMDs, foi necessário a realização de um trabalho laboratorial que consistiu em efetuar ensaios dinâmicos numa laje de betão apoiada em molas sobre um pórtico metálico.
Estudou-se a variação da frequência dos TMDs em função da massa, calculou-se o amortecimento dos TMDs e calculou-se ainda, o amortecimento da própria laje. Foram realizados ensaios para diferentes massas, avaliando a atenuação das vibrações desenvolvidas pela laje por parte dos dois TMDs. Em ambiente de laboratório a atenuação de vibrações por parte dos TMDs chegou a atingir valores acima dos 90%.
Foi também avaliada a aceleração de desbloqueio dos dois TMDs para vários casos, considerando 13 e 16 chapas para as frequências de excitação de 1,85Hz, 1,93Hz e 2,05Hz. A massa com 13 chapas de cada lado corresponde à sintonização dos TMDs com a laje, e a massa com 16 chapas corresponde à disposição final do TMD quando instalado no Edifício Transparente, ou seja, sintonizado à frequência natural da ponte.
A seguir aos ensaios laboratoriais tratou-se de instalar, os amortecedores de massa sintonizada na ponte pedonal do Edifício Transparente. Depois de instalados, procedeu-se a realização de ensaios dinâmicos com o objetivo de avaliar a performance dos TMDs depois de instalados. Consideraram-se diferentes casos, fazendo variar a frequência de passada e o tipo de ação induzida (caminhar, correr e jogging). As frequências de excitação estudadas correspondiam à excitação dos três primeiros modos de vibração, com frequências naturais de 1,85Hz, 2,00Hz e 3,00Hz.
Depois de analisados todos os resultados obtidos, observou-se que, apesar do funcionamento em laboratório ter sido ótimo, os resultados na ponte não foram tão interessantes. Os TMDs funcionaram depois de instalados na ponte, mas a atenuação máxima de vibrações obtida foi cerca de 40%, no caso de excitação do segundo modo de vibração de frequência igual a 2,00Hz em jogging.
A classe de conforto mais baixa foi obtida excitando o terceiro modo de vibração, que corresponde à frequência natural de 3,00Hz. Como esperado, o controlo deste modo foi quase nulo, visto que os TMDs não estavam sintonizados para esta frequência. A única mudança de classe de conforto, foi de mínimo para médio, correspondente à excitação do primeiro modo de vibração com uma frequência
de 1,85Hz em jogging. Para os restantes casos, houve atenuação de vibrações por parte dos TMDs, mas a classe de conforto permaneceu igual. O único caso de conforto máximo obtido, foi para a excitação do primeiro modo, por uma pessoa a caminhar, o que nos leva à conclusão que os TMDs apenas atenuam as vibrações da ponte quando o conforto deixa de ser máximo.
Resumindo, a instalação dos TMDs na ponte é benéfica para o seu comportamento estrutural e dinâmico em serviço, melhorando também o conforto do utilizador na utilização da ponte.
6.2. DESENVOLVIMENTOS FUTUROS
Um aspeto interessante, e importante, é avaliar a aceleração de desbloqueio dos TMDs na ponte, para poder avaliar a partir de que valores é que os TMDs efetuam controlo de vibrações da ponte.
A análise das vibrações medidas ao longo do ano, também seria interessante de se fazer. Permitia uma comparação com os dados processados por Pinto em [2], e dava uma noção do nível de vibrações atingidos pela ponte em serviço e o controlo efetuado por parte dos TMDs.
Como estes TMDs têm a capacidade de evoluir para um sistema semi-ativo, era de caráter importante o estudo desse tipo de controlo. O estudo da ponte, permitia assim, um contributo para a comunidade cientifica e para o desenvolvimento desta área em Portugal.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Antão, R.M.M., Análise das vibrações e proposta de um sistema para o seu controlo na ponte pedonal do Edifício Transparente no Porto, FEUP, 2013.
[2] Pinto, D.A.B., Análise das vibrações medidas na ponte pedonal do Edifício Transparente no Porto, FEUP, 2015.
[3] Clough, R.W. and J. Penzien, Dynamics of structures, Second Edition, McGraw Hill, 1993. [4] Chopra, A.K., Dynamics of structures theory and applications to earthquake engineering, Prentice-Hall International, 1995.
[5] Rossi, D.F., et al., A Integral de Duhamel e sua importância no Ensino de Vibrações Estruturais. COBENGE, 2011.
[6] Alves, R.A.F., Comportamento dinâmico de pontes sob a acção pedonal, FEUP, 2008.
[7] Technical Guide: Footbridges - Assessement of vibrational behaviour of footbridges under pedestrian loading , SÉTRA, 2006.
[8] Human Induced Vibrations of steel Strucutres (HIVOSS): Vibrações em Pontes Pedonais - Recomendações Técnicas de Projecto. Research Fund for Coal and Steel, European Comission
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[9] Moutinho, C.M.R., Controlo de vibrações em estruturas de engenharia civil, FEUP, 2007. [10] Bachmann, H. and W. Ammann, Vibrations in structures: induced by man and machines. (Second edition), International Association for Bridge and Structural Engineering, 1987.
[11] Ferreira, F.L.d.S., Controlo de vibrações em estruturas de engenharia civil, FEUP, 2007 [12] Moutinho, C.M.R., Controlo passivo e activo de vibrações em pontes de peões, FEUP, 1998. [13] Kelly, S.G., Fundamentals of mechanical vibrations, McGraw-Hill 1993, New York.
[14] Magalhães, F.M.R.L.d., Identificação modal estocástica para validação experimental de modelos númericos, FEUP, 2004
[15] Moutinho, C., Cunha, A., Hu, W., Caetano, E. Analysis of the behaviour of a Tuned Mass Damper installed in a stress-ribbon footbridge, Eurodyn 2014, Porto