Análise transiente de estruturas por superposição modal incluindo os efeitos da interação solo-fundação [recurso eletrônico]
Amauri Coelho Ferraz
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP F413a
[Transient analysis of structures by modal superposition including the effects of soil-foundation interaction]
Campinas, SP : [s.n.], 2021.
1 recurso online (122 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Euclides de Mesquita Neto
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Resumo: A resposta transiente de estruturas interagindo com solos e fundações (Dynamic Soil-Structure Interaction - DSSI) é uma tarefa computacional exigente. Como o solo costuma apresentar dimensão física ilimitada, a determinação de sua resposta dinâmica deve levar em consideração o mecanismo de...
Ver mais
Resumo: A resposta transiente de estruturas interagindo com solos e fundações (Dynamic Soil-Structure Interaction - DSSI) é uma tarefa computacional exigente. Como o solo costuma apresentar dimensão física ilimitada, a determinação de sua resposta dinâmica deve levar em consideração o mecanismo de amortecimento geométrico, que está relacionado à energia retirada do sistema estrutura-fundação por meio de ondas de propagação não refletidas. O Método dos Elementos de Contorno (BEM) é um método numérico versátil para obter respostas dinâmicas de domínios ilimitados como o solo, porém para análise dinâmica transiente tridimensional, ainda é caro do ponto de vista computacional. Frequentemente, a metodologia aplicada para resolver problemas DSSI é deduzida no domínio da frequência, já as respostas no domínio do tempo são obtidas com a aplicação da inversa da Transformada de Fourier (IFFT). Na presente pesquisa, o sistema solo-estrutura é subdividido em dois subsistemas. No subsistema da estrutura, determina-se as equações de movimento, baseada em coordenadas relativas, não incluindo a resposta do solo. No subsistema do solo, determina-se a resposta estacionária, por meio do BEM, no domínio da frequência e apresenta-se em termos de Funções de Resposta em Frequência (FRFs). Posteriormente, a resposta do subsistema do solo é acoplada à resposta da estrutura, resultando em FRFs modificadas que incluem a influência dinâmica do solo. Em seguida, métodos clássicos para extração de parâmetros modais a partir de FRFs são aplicados para determinação dos parâmetros modais modificados pela influência do solo. Então, utiliza-se os parâmetros modais extraídos para obtenção da resposta transiente, do sistema solo-estrutura sob excitação de força externa ou campo incidente, por meio do método da Superposição Modal direta no domínio do tempo. Também se analisa a influência do número de modos estruturais necessários para obter uma exatidão satisfatória nas respostas transientes de um sistema solo-estrutura. Além disso, analisa-se diferentes arranjos solo-fundação a fim de observar as alterações causadas nas grandezas modais e nas repostas da estrutura
Ver menos
Abstract: The transient response of structures interacting with soils and foundations (Dynamic Soil-Structure Interaction - DSSI) is a demanding computational task. As the soil usually presents an unlimited physical dimension, and a determination of its dynamic response must take into account the...
Ver mais
Abstract: The transient response of structures interacting with soils and foundations (Dynamic Soil-Structure Interaction - DSSI) is a demanding computational task. As the soil usually presents an unlimited physical dimension, and a determination of its dynamic response must take into account the geometric damping mechanism, which is related to the energy withdrawn from the structure-foundation system by means of non-reflected propagation waves. The Boundary Element Method (BEM) is a versatile numerical method for obtaining dynamic responses from unlimited domains such as the soil, but for three-dimensional transient dynamic analysis, BEM is still expensive from a computational point of view. Often, the methodology applied to solve DSSI problems is deduced in the frequency domain, while the responses in the time domain are obtained with the application of the IFFT. In the present research, the soil-structure system is subdivided into two subsystems, the structure and the soil. In the structure subsystem, the equations of motion are determined based on relative coordinates, which do not include the soil response. In the present research, the soil-structure system is subdivided into two subsystems. In the structure subsystem, the equations of motion are determined, based on relative coordinates, not including the soil response. In the soil subsystem, the stationary response is determined, through the BEM, in the frequency domain and is presented in terms of Frequency Response Functions (FRFs). Subsequently, the response of the soil subsystem is coupled to the response of the structure, resulting in modified FRFs of the structure that include the dynamic influence of the soil. In the next step, classical methods for extracting modal parameters from FRFs are applied to determine the modal parameters modified by soil influence. Then, the extracted modal parameters are used to obtain the transient response, of the system under external force excitation or incident field, through the Modal Superposition method in the time domain. It also analyzes the influence of the number of structural modes necessary to obtain satisfactory accuracy in the transient responses of a soil-structure system. In addition, different soil-foundation arrangements are analyzed in order to observe the alterations caused in the modal quantities and in the responses of the structure
Ver menos
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
Análise transiente de estruturas por superposição modal incluindo os efeitos da interação solo-fundação [recurso eletrônico]
Amauri Coelho Ferraz
Análise transiente de estruturas por superposição modal incluindo os efeitos da interação solo-fundação [recurso eletrônico]
Amauri Coelho Ferraz