Análise sísmica de pórticos planos com dissipadores metálicos de energia

Abstract

No âmbito dos sistemas de dissipação de energia passiva para proteção sísmica de estruturas de edifícios, os dissipadores de energia metálicos têm sido comumente usados. O foco deste trabalho está em um desses dispositivos - o amortecedor ADAS (Added Damping And Stiffness). A análise das estruturas que empregam estes dispositivos requer a utilização de métodos de análise não linear. Este trabalho apresenta uma metodologia detalhada pararealizar a análise dinâmica tempo-história não linear de pórticos planos com amortecedores ADAS pelo método dos elementos finitos. Adicionalmente mostram-se: o modelo força deslocamento bilinear para o comportamento não linear histerético do dispositivo ADAS, o algoritmo return-mapping para integrar este modelo bilinear e a idealização em elementos finitos do dispositivo ADAS. Na metodologia proposta são utilizados conjuntamente o método de Newmark, o método de Newton-Raphson e o algoritmo return-mapping para obtera resposta da estrutura ao longo do tempo.A implementação computacional desta metodologia se materializa com a criação de um programa computacional capaz de realizar a análise acima mencionada. A eficiência da metodologia proposta e a validade do programa criado são avaliadas por meio de dois exemplos académicos, nos quais se comparam os resultados das análises com os do programa de computador SAP2000. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Within the framework of passive energy dissipation systems for seismic protection of building structures, the metallic yield dampers have been commonly used. The focus of this study is on one of these devices - the ADAS (Added Damping And Stiffness) damper. The analysis ofstructures employing these devices requires the use of nonlinear analysis methods. This study presents a detailed methodology to perform the nonlinear time-history dynamic analysis of plane frames with ADAS dampers by finite element method. In addition are presented: the bilinear force-displacement model for the hysteretic nonlinear behavior of the ADAS device, the return-mapping algorithm to integrate this bilinear model, and the finite elementide alization of the ADAS device. In the proposed methodology the Newmark method, the Newton-Raphson method and the return-mapping algorithm are used together to obtain the response of the structure over time. The computational implementation of this methodology is materialized with the creation of a computational program capable of performing the aforementioned analysis. The efficiency of this proposed methodology and the validity of the created program are evaluated by means of two academic examples, in which we compare the results of the analyses with the ones of the computer program SAP2000.