Bolocan, Cristian
(2024)
Mitigazione delle vibrazioni strutturali mediante Tuned Mass Damper.
[Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in
Ingegneria civile [LM-DM270], Documento ad accesso riservato.
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Abstract
Negli ultimi anni, l'avanzamento delle tecniche costruttive ha permesso la costruzione di edifici sempre più alti, che devono affrontare problemi di vibrazioni e deformazioni causati da forze esterne come vento e terremoti. Una delle soluzioni più efficaci per mitigare questi problemi è il Tuned Mass Damper. Questo dispositivo, costituito da un sistema massa-molla-smorzatore collegato alla struttura principale, è progettato per oscillare in controfase rispetto al movimento della struttura, riducendo così le vibrazioni e migliorando comfort e sicurezza. Per valutare l'efficacia del TMD, sono stati realizzati modelli sperimentali di edifici a 5 e 6 piani, utilizzando pilastri d'acciaio e piani in plexiglass, e modelli agli elementi finiti per replicare i modelli fisici. Prima delle prove, i parametri dinamici delle strutture sono stati stimati con il metodo OMA e l'algoritmo SSID, sottoponendo le strutture a rumore bianco e analizzando le risposte spettrali tramite FFT. Le prove sul modello a 5 piani hanno dimostrato l'inefficacia del TMD a pendolo semplice, poiché la sua frequenza naturale era lontana da quella della struttura. Per risolvere questo problema, è stato aggiunto un piano al modello, riducendo le frequenze naturali della struttura e permettendo la realizzazione di un TMD più efficace. Le prove sul modello a 6 piani, sottoposto a eccitazioni sismiche e sinusoidali, hanno mostrato che il TMD è efficace nel mitigare le vibrazioni strutturali quando è sollecitato alla sua frequenza naturale. L'aumento del rapporto di massa del TMD ha ulteriormente migliorato la sua efficacia, riducendo le accelerazioni relative tra i piani, le ampiezze di oscillazione e l'energia dei segnali registrati. In conclusione, l'uso del TMD può migliorare significativamente la risposta sismica delle strutture alte, ma è cruciale che sia sintonizzato correttamente alla frequenza naturale della struttura e che il rapporto di massa e di frequenza sia adeguatamente ottimizzato.
Abstract
Negli ultimi anni, l'avanzamento delle tecniche costruttive ha permesso la costruzione di edifici sempre più alti, che devono affrontare problemi di vibrazioni e deformazioni causati da forze esterne come vento e terremoti. Una delle soluzioni più efficaci per mitigare questi problemi è il Tuned Mass Damper. Questo dispositivo, costituito da un sistema massa-molla-smorzatore collegato alla struttura principale, è progettato per oscillare in controfase rispetto al movimento della struttura, riducendo così le vibrazioni e migliorando comfort e sicurezza. Per valutare l'efficacia del TMD, sono stati realizzati modelli sperimentali di edifici a 5 e 6 piani, utilizzando pilastri d'acciaio e piani in plexiglass, e modelli agli elementi finiti per replicare i modelli fisici. Prima delle prove, i parametri dinamici delle strutture sono stati stimati con il metodo OMA e l'algoritmo SSID, sottoponendo le strutture a rumore bianco e analizzando le risposte spettrali tramite FFT. Le prove sul modello a 5 piani hanno dimostrato l'inefficacia del TMD a pendolo semplice, poiché la sua frequenza naturale era lontana da quella della struttura. Per risolvere questo problema, è stato aggiunto un piano al modello, riducendo le frequenze naturali della struttura e permettendo la realizzazione di un TMD più efficace. Le prove sul modello a 6 piani, sottoposto a eccitazioni sismiche e sinusoidali, hanno mostrato che il TMD è efficace nel mitigare le vibrazioni strutturali quando è sollecitato alla sua frequenza naturale. L'aumento del rapporto di massa del TMD ha ulteriormente migliorato la sua efficacia, riducendo le accelerazioni relative tra i piani, le ampiezze di oscillazione e l'energia dei segnali registrati. In conclusione, l'uso del TMD può migliorare significativamente la risposta sismica delle strutture alte, ma è cruciale che sia sintonizzato correttamente alla frequenza naturale della struttura e che il rapporto di massa e di frequenza sia adeguatamente ottimizzato.
Tipologia del documento
Tesi di laurea
(Laurea magistrale)
Autore della tesi
Bolocan, Cristian
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
Curriculum: Strutture
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Smorzatori a massa Accordata,Tuned Mass Dampers,Pendulum Tuned Mass Damper PTMD,mitigazione vibrazioni,ottimizzazione parametri TMD,eccitazioni sinusoidali,eccitazioni sismiche,Metodo OMA,Metodo di Identificazione Dinamica SSID,FFT,PSD Whelch's Method,Accelerazioni,Ampiezze FFT,Energia segnali,Spettri di risposta,Rumori Bianchi Gaussiani,Impulsi,Modellazione FEM,Analisi Modale
Data di discussione della Tesi
23 Luglio 2024
URI
Altri metadati
Tipologia del documento
Tesi di laurea
(NON SPECIFICATO)
Autore della tesi
Bolocan, Cristian
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
Curriculum: Strutture
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Smorzatori a massa Accordata,Tuned Mass Dampers,Pendulum Tuned Mass Damper PTMD,mitigazione vibrazioni,ottimizzazione parametri TMD,eccitazioni sinusoidali,eccitazioni sismiche,Metodo OMA,Metodo di Identificazione Dinamica SSID,FFT,PSD Whelch's Method,Accelerazioni,Ampiezze FFT,Energia segnali,Spettri di risposta,Rumori Bianchi Gaussiani,Impulsi,Modellazione FEM,Analisi Modale
Data di discussione della Tesi
23 Luglio 2024
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