Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
Evaluación de los efectos no lineales de un amortiguador de masa sintonizado para el control de vibraciones estructurales
Nonlinear effects evaluation of a tuned mass damper for structural vibration control
Registro en:
instname:Universidad Militar Nueva Granada
reponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granada
Autor
Calderón Martín, Karol Natalia
Barrera Angarita, Ángel Sebastián
Institución
Resumen
Los sistemas de amortiguadores de masa sintonizada se han utilizado ampliamente en estructuras civiles para reducir las vibraciones inducidas por cargas dinámicas como terremotos y vientos fuertes. Sin embargo, muchos de estos sistemas corresponden a casos de control pasivo lineal, que están diseñados para controlar estructuras que oscilan en un modo de vibración específico. Actualmente, los osciladores no lineales han ganado la atención de investigadores e ingenieros que buscan mejorar el desempeño del control pasivo. Este trabajo de investigación examina los efectos no lineales de dos sistemas de amortiguamiento: un péndulo físico, compuesto por una masa en movimiento que cuelga de una cuerda fijada al sistema estructural; y un péndulo elástico, similar al péndulo físico, pero añadiendo un resorte entre el sistema estructural y la masa suspendida. Ambos sistemas podrían reducir los desplazamientos derivados de una carga dinámica aplicada en la estructura, a través del movimiento. En este artículo se presentan ecuaciones en la forma adimensional para ambos sistemas. Luego, se evalúan los efectos no lineales de los sistemas de amortiguamiento propuestos, a través de la comparación de las respuestas de desplazamiento de una estructura con cada uno de ellos. Con el fin de mejorar el desempeño de la estructura, al final de este trabajo de investigación, se obtuvieron algunos parámetros adimensionales de diseño y la respuesta dinámica de un sistema estructural con péndulo físico y elástico para excitaciones sísmicas armónicas. Finalmente, se muestran algunas conclusiones sobre el comportamiento dinámico de los amortiguadores de péndulo. 1. Introducción
2. Descripción y formulación de los sistemas
3. Estudio numérico
4. Análisis y conclusiones
Agradecimientos
Referencias Tuned mass damper systems have been widely used in civil structures to reduce vibrations induced by dynamic loads as earthquake and strong wind. However, many of these systems correspond to linear passive control case, which are designed to control structures that oscillate in specific vibration mode. Currently, the nonlinear oscillators have gained the attention of researchers and engineers, seeking to improve passive control performance. This work research examines the non-linear effects of two damping systems: a physical pendulum, composed of a moving mass hanging from a string fixed to the structural system; and an elastic pendulum, like the physical pendulum, but adding a spring between the structural system and the suspended mass. Both systems could reduce the displacements derived from a dynamic load applied in the structure, through movement. Equations in dimensionless form for both systems are presented in this paper. Then, the nonlinear effects of the proposed damping systems are evaluated through the comparison of the displacement responses of a structure with each of them. In order to improve the performance of the structure, at the end of this research work, were obtained some dimensionless design parameters and the dynamic response of a structural system with physical and elastic pendulum for the seismic harmonic excitations. Finally, some conclusions about dynamic behavior pendulum dampers are shown. Pregrado