Dinâmica de Estruturas

1. Modelos

1. Primeiro construa várias estruturas utilizando feixes de alumínio muito finos, fortes, retangulares, T6011, 1/32 em largura e com comprimentos diferentes. Para construir o primeiro modelo, insira uma única cantilever com comprimento de 12 in. a um bloco de madeira muito rígido. Coloque uma massa de 0,25 lb. na ponta do cantilever.
2. Da mesma forma, construa outras estruturas de modelo anexando cantilevers com comprimentos diferentes ao mesmo bloco de madeira rígido. Conecte uma massa de 0,25 lbs. na ponta de cada cantilever.
3. Prepare dois outros espécimes simulando estruturas de quadros simples com colunas flexíveis e pisos rígidos. Estes podem ser construídos com placas de aço finas e diafragmas rígidos do assoalho acrílico. Uma estrutura será uma história e a outra será de duas andares. Os diafragmas do piso serão instrumentados com acelerômetros.

2. Aparelho

Para essas demonstrações será utilizada uma pequena mesa de mesa, eletricamente acionada, um único grau de shake de liberdade. O aparelho consiste basicamente de uma pequena mesa metálica montando em dois trilhos orientadores que são deslocados por um motor elétrico. O deslocamento é controlado digitalmente por um computador que pode inserir acelerações periódicas (ondas seno) ou aleatórias (históricos de tempo de aceleração pré-programadas do solo de terremoto). Todo o controle é através de software proprietário ou software do tipo MatLab e Si mulLink. A função de força de entrada pode ser verificada comparando-a com a saída de um acelerômetro ligado à tabela.

3. Procedimento

1. Monte cuidadosamente o modelo com várias cantilevers na mesa de agitação, usando parafusos ligados à base do modelo. Ligue a mesa de agitação e, usando o software, aumente lentamente a frequência até que a resposta máxima da estrutura seja obtida para cada cantilever. Observe que cada cantilever entra ressonância em uma determinada frequência. Registo em um notebook o valor dessa frequência. Continue aumentando a frequência até que os deslocamentos de todos os cantilevers reduzam significativamente.
2. Monte a estrutura do modelo de um andar na mesa de agitação e repita o procedimento. Varrer lentamente as frequências até que a ressonância seja alcançada. Reinicie o software para executar um típico histórico de tempo de aceleração do solo (1940 El Centro) para mostrar os movimentos aleatórios que ocorrem durante um terremoto.
3. Monte a estrutura de dois andares na mesa de agitação e repita o procedimento. Observe que duas frequências naturais ocorrem neste caso.