Identificação das propriedades dinâmicas de estruturas submetidas a ações ambientais

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Carini, Matheus Roman
• Orientador(a): Rocha, Marcelo Maia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Vibrações estruturais; Identificação de sistemas
• Palavras-chave em Inglês: System identification in civil engineering; Operational modal analysis; Structural dynamics
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/232751

A identificação de sistemas visa mensurar a descrição matemática de um sistema analisando as suas entradas e saídas. No contexto da Engenharia Civil, as estruturas como edifícios, torres e pontes são os sistemas e os parâmetros a serem identificados são as frequências naturais, razões de amortecimentos e formas modais. As entradas são os carregamentos aplicados e as saídas são as respostas estruturais, as quais podem ser medidas em termos de deslocamentos, velocidades ou acelerações. Para que o processo de identificação seja conduzido, é necessário que exista algum carregamento atuante na estrutura. Em estruturas de grande porte, a análise de sua vibração decorrente de ações ambientais torna-se mais adequada, como, por exemplo, aquelas causadas pelo vento em edifícios e torres, pelo tráfego em pontes e por pessoas em passarelas. A identificação de estruturas a partir de excitações ambientais é denominada identificação estocástica de sistemas. Nesta apenas a resposta (saída) é medida, sendo a excitação considerada como um processo estocástico multidimensional, representado tipicamente por um ruído branco. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de rotinas que permitam a simulação do processo de instrumentação e identificação de uma estrutura, visando auxiliar o planejamento das medições e aproveitar ao máximo as caraterísticas dos sensores disponíveis. Apresenta-se a teoria de identificação de sistemas no âmbito da Engenharia Civil, enfatizando métodos que utilizam apenas os dados da resposta estrutural. A partir da teoria apresentada, desenvolveu-se um módulo em linguagem Python denominado CESSIPy, o qual é público, aberto e encontra-se disponível na plataforma de hospedagem GitHub. Procedeu-se a simulação do processo de identificação de um edifício alto sob ação do vento, utilizando as forças medidas em túnel de vento e a técnica High Frequency Pressure Integration. Validaram-se as rotinas na identificação de estruturas reais: a Passarela P01 em Passo Fundo, a Passarela Domingos Martins em Canoas e a Ponte Z24 na Suíça.