amortizori
DESCRIPTION
cursTRANSCRIPT
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 1
CONTROLUL STRUCTURAL AL RĂSPUNSULUI
LA ACŢIUNI SEISMICE ŞI EOLIENE
Curs 2
TABLA DE MATERII :
1. Controlul structural prin amortizori pasivi, activi și semi-activi.
2. Tipuri de amortizori.
3. Proiectarea structurilor cu amortizori la acțiuni seismice. Soluții mixte :
izolarea bazei + amortizori
4. Sisteme cu amortizori pasivi și activi pentru preluarea acțiunii vântului.
Comportare, domenii de aplicabilitate, exemple.
5. Sisteme de control structural la acțiunea vântului prin masă acordată.
Comportare, domenii de aplicabilitate, exemple.
6. Bibliografie
1. Controlul structural prin amortizori pasivi, activi și semi-activi
Tipuri de metode de control al răspunsului structural
- sisteme pasive de control structural :
o amortizori
amortizori metalici ;
amortizori cu frecare uscată ;
sisteme cu amortizare vâscoelastică uscată sau cu lichid ;
amortizori pasivi acordați;
o sisteme cu masă acordată pasivă ; - sisteme semi-active şi active ;
amortizori semi-activi cu rigiditate variabilă ;
amortizori semi-activi cu amortizare variabilă ;
masă acordată activă ;
amortizori activi ;
amortizori cu masa lichidă acordaţi (tuned liquid dampers);
materiale inteligente (piezoelectrice, fluide electroreologice,
magnetoreologice, etc.)
Sistemele de control pasive se caracterizează prin faptul că, odată instalate
corespunzător în sistem, nu necesită nicio sursă de energie exterioară pentru a funcţiona şi nu
includ forţe suplimentare de control al răspunsului în structură. Ele se activează la incidenţa
unei acţiuni externe (cutremur sau vânt), energia care asigură funcţionarea lor fiind dată chiar
de către energia indusă de către excitaţia respectivă, iar funcţionarea lor modifică atât
caracteristicile structurii cât şi a răspunsului dinamic.
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 2
Fig.1. Principiul de funcţionare a sistemelor pasive de control
Spre deosebire de cele pasive, sistemele de control active dezvoltă forţe suplimentare
de control al răspunsului în structură generate prin aport de energie exterioară structurii.
Amplitudinea şi direcţia acestor forţe sunt determinate de un “ controller”, bazat pe anumiţi
senzori şi algoritmi de control. De exemplu, pentru un sistem activ hidraulic, forţele de
control pot fi dezvoltate de actuatori hidraulici, iar în cazul acţiunilor de intensitate ridicată
aceste forţe de control pot fi însemnate. Funcţionarea sursei exterioare de energie trebuie
asigurată în permanenţă pe timpul acţiunii seismice.
Sistemele de control semi-active sunt, principial, sisteme pasive de control
îmbunătăţite în sensul că permit ajustarea proprietăţilor mecanice în funcţie de cerinţa acţiunii
exterioare, în scopul unei disipări crescute de energie în raport cu sistemul pasiv . Deşi
necesită o sursă exterioară de energie pentru a permite aceste modificări ale proprietăţilor
mecanice, consumul adiţional de energie este redus, iar aceste sisteme nu induc forţe
suplimentare de control în construcţie. În cazul defecţiunii sursei exterioare de energie,
sistemele semi-active asigură în continuare o protecţie pasivă a construcţiei.
Fig.2. Principiul de funcţionare a sistemelor active şi semi-active de control
Avantaje și dezavantaje ale diferitelor metode de control al răspunsului
structural
Toate cele trei sisteme de control ale răspunsului seismic prezentate mai sus prezintă
atât avantaje caracteristice, cât şi dezavantaje inerente. Câteva dintre acestea sunt sintetizate
pe scurt, în cele ce urmează :
SISTEME DE CONTROL PASIV :
Avantaje :
- cost de realizare relativ scăzut ;
- instalare şi întreținere uşor de efectuat ;
- nu introduc forţe suplimentare în structură ;
- nu necesită o sursă exterioară de energie pentru a funcţiona ;
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 3
- pot fi produse pe scară largă, fără a se cunoaşte în mod detaliat comportarea fiecărei
structuri în parte ;
Dezavantaje :
- necesită ( în cazul izolatorilor seismici) asigurarea unui spaţiu de deplasare aferent
clădirii relativ însemnat ;
- proprietăţile materialelor depind de condiţiile de mediu ;
- proprietățile materialelor se modifică în timp şi după un număr de cicluri de
funcţionare ;
- pot necesita înlocuirea după o acţiune seismică importantă ;
SISTEME DE CONTROL SEMI - ACTIV :
Avantaje :
- nu introduc forţe suplimentare în structură ;
- permit ajustarea proprietăţilor mecanice, în funcţie de intensitatea excitaţiei ;
- necesită o sursă exterioară de energie de capacitate redusă pentru a funcţiona ;
- în cazul defectării sursei de energie, funcţionarea nu este împiedicată, sistemul
comportându-se ca şi unul pasiv ;
Dezavantaje :
- complexitatea şi implicit costul realizării lor sunt superioare sistemelor pasive ;
- comportarea dinamică a structurii trebuie cunoscută la un nivel înalt de fidelitate,
înainte de a se elabora algoritmii de control ;
SISTEME DE CONTROL ACTIV :
Avantaje :
- permit un control eficient, în timp real al structurii, permițând ajustarea oscilaţiilor
structurii, în funcţie de acţiune ;
- eficacitatea controlului depinde mai puţin de proprietăţile materialelor sau de
comportarea în timp ;
Dezavantaje :
- costul de realizare şi întreţinere este ridicat ;
- induc forţe adiţionale care pot fi însemnate în structură ;
- funcţionalitatea lor depinde decisiv de funcţionarea neîncetată a sursei exterioare de
energie ;
- consumul de energie realizat de sursa exterioară poate fi ridicat;
- algoritmii de control necesită o complexitate şi o acurateţe considerabilă ;
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 4
2. Tipuri de amortizori.
Amortizori metalici
Amortizorii metalici prespun disiparea de energie seismica prin deformații
histerestice suferite de elemente metalice (oțel, plumb, etc.). Valoarea amortizării oferite de
aceste dispozitive poate fi importantă ( de ordinul a 20-25% din amortizarea critică). Ele se
folosesc pe scară largă în proiectarea curentă în țări ca SUA, Japonia, Noua Zeelandă, etc.
a) b) c)
Fig. 3 a) Schema unui amortizor metalic b) Vedere a dispozitivului c) Lege constitutivă de
răspuns forța-deplasare pentru un amortizor metalic
Amortizori cu frecare
Acești amortizori au fost dezvoltați de către dr. Avtar Pall (Canada) în anii `80 și
presupun utilizarea frecării uscate între două materiale ca sursă de disipare a energiei
seismice. Conferă disipare superioară de energie pentru o forță dată, în comparație cu alte
dispozitive. Sunt independenți de caracteristicile și cerințele mișcării seismice, depinzând
doar de coeficientul de frecare dintre materiale. Disiparea de energie se face fără degradarea
dispozitivului, și deci nu necesită înlocuire după o mișcare seismică importantă.Nu ocupă
spațiu important, putând fi instalați oriunde în structură. Pe lângă avantajele mai sus
menționate se pot aminti ca și dezavantaje modificarea în timp a proprietăților de disipare ca
urmare a afectării coeficienților de frecare datorită îmbătrănirii materialelor, a corodării
suprafeței de contact, etc.
a) b) c)
Fig. 4 a) Vedere a unui amortizor cu frecare b) Lege constitutivă de răspuns forță-deplasare
pentru un amortizor cu frecare c) Schema de principiu a unui amortizor cu frecare
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 5
Amortizori vâscoelastici
Au fost dezvoltați începand cu anii `50, în special ca aplicații pentru industria
aeronautică, dar cu timpul domeniul de utilizare a acestora a fost extins și în industria
proiectării și execuției constructiilor. Un exemplu semnificativ, printre primele aplicatii, este
utilizarea acestora la turnurile WTC din New York, pentru a prelua și minimiza oscilațiile din
vânt ale structurilor (fig. 5 c). Aceste dispozitive folosesc de principiu materiale vâscoelastice
(care disipă energie cand sunt supuse la deformații unghiulare). Comportarea acestora depinde
de conținutul în frecvențe a mișcării seismice, și se poate schimba în funcție de temperatura
exterioară si interioară. În fig 5 a) si b) se prezintă schema de principiu a unor astfel de
dispozitive, cât și legea constitutivă a unui dispozitiv vâscoelastic.
a) b) c)
Fig. 5 a) Schema de principiu a unui dispozitiv cu amortizare vâscoelastică b) Lege
constitutivă de răspuns forța-deplasare pentru un amortizor vâscoelastic c) Dispozitivi
vâscoelastici plasați la WTC- New York
Amortizori cu lichid vâscos
Ca și în cazul amortizorilor vâscoelastici, aceste sisteme au originile în alte
domenii (în cazul de față industria automobilelelor) și au fost utilizate ulterior în disiparea
energiei sesimice sau eoliene la structuri. Amortizorii cu lichid vâscos au început să fie
utilizați în construcții la finalul anilor `80. Au la bază principiul disipării energiei prin
proprietățile vâscoase ale lichidelor. Nivelul de amortizare generat de către aceste sisteme
poate fi important (de ordinul 30-35%) și nu necesită înlocuire după o mișcare sesimică
importantă. În schimb, datele de intrare pentru proiectare sunt complexe, conținând atât viteza
miscării, cât și forțele exercitate în fiecare amortizor, ceea ce presupune o proiectare
particulară pentru fiecare tip de amplasament.
a) b)
Fig. 6 a) Schema de principiu a unui amortizor cu lichid vâscos
b) Utilizarea unui amortizor cu lichid vâscos într-un cadru metalic
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 6
Amortizori electroreologici
Aceasta tehnologie este încă în stare experimentală în domeniul ingineriei civile,
în prezent realizandu-se și testându-se modele la scara mică, de laborator. Principiul metodei
de funcționare a acestor sisteme constă în creșterea rigidității dispozitivului datorită prezenței
unui câmp electric, în anumite momente prestabilite în timpul unei mișcări seismice (fig. 7 b)
și 8). Materialul „activ” continut de catre aceste sisteme este un material electroreologic, care
își poate modifica semnificativ proprietățile în prezența unui câmp electric. Aspectele încă
incerte în proiectarea acesor amortizori constau în problematica preluării forțelor mari
exercitate într-o structură în timpul oscilatiilor seismice, cât și de functionarea impecabilă a
sursei de generare a câmpului electric în timpul unei mișcari seismice importante.
a) b)
Fig. 7 a) Schema de principiu a unui amortizor electroreologic
b) Modificarea proprietăților amortizorului în prezența unui câmp electric
Fig. 8 Răspunsul dinamic forță-deplasare (time history) al unui amortizor
electroreologic
Amortizori magnetoreologici
Principiul de functionare este asemănator cu cel folosit la sistemele
electroreologice, numai că este folosita energia generată de un câmp magnetic pentru a
modifica proprietățile de rigiditate ale dispozitivului. Cercetările experimentale în acest
domeniu sunt de dată recentă, și înca nu există nicio aplicație la scară naturală la nivel
mondial. Avantajele față de dispozitivele electroreologice sunt legate de o gamă mai largă a
parametrilor de mediu de functionare. Dezavantajele sunt legate de aceleași probleme ca la
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 7
dispozitivele electroreologice, precum și, aditional, de comportarea în timp a materialului
magnetoreologic.În fig. 9 sunt prezentate, comparativ, caracterisiticile și limitările de
funcționare ale dispozitivelor electroreologice respectiv magnetoreologice.
Fig. 9 Caracteristici comparative materiale electroreologice (ER) și magnetoreologice (MR)
Fig. 10 Schema de principiu a unui amortizor magnetoreologic
3. Proiectarea structurilor cu amortizori la acțiuni seismice. Soluții mixte
izolarea bazei + amortizori
Izolarea bazei însoţită de amortizare adiţională beneficiază de toate efectele favorabile
ale celor două metode de control structural. Izolarea bazei duce la o comportare de solid rigid
a suprastructurii izolate, reducând nivelul de acceleraţii în suprastructură şi eliminând
deplasările relative ale acesteia, în timp ce amortizarea adiţională duce la reducerea
deplasărilor mari ale bazei izolate. Totuşi, atât izolarea bazei cât şi nivelul de amortizare au
nivele optime de aplicare, în afara cărora răspunsul la acţiuni seismice este puţin redus,
câteodată chiar comparabil cu cel al unei structuri proiectate convenţional.
În continuare se prezintă rezultatele unui studiu parametric efectuat pe 3 clădiri cu
regim diferit de înălţime (4, 8 respectiv 12 niveluri). Obiectivul studiului este acela de a
identifica eficienţa suplimentului de amortizare la nivelul bazei izolate. Sunt menţinute
constante : excitaţia bazei – accelerograma de tip VRANCEA, componenta N-S, înregistrată
la 04.03.1977 în Bucureşti, şi perioada “ţintă” a structurii izolate care este de 3,0 sec. Au fost
alese nivele de amortizare suplimentară de tip pasiv corespunzătoare fracţiunilor de 5% şi
25% din amortizarea critică.
Structurile multi-etajate cu baza izolată au fost modelate simplificat ca structuri cu două
grade de libertate.
Cele trei structuri au următoarele caracteristici dinamice :
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 8
Tabelul 1 – Rigidități și coeficienți de amortizare la nivelul celor două GLD
Nr.nivele T1 K1[kN/m] Mtot[kNs2/m] Kb[kN/m] c = 5%ccr c = 25%ccr
4 0.48 279464 2039 8943 427 2236
8 0.81 196279 3670 16097 769 4024
12 1.10 159463 5301 23252 1110 5813
Prin rezolvarea ecuaţiilor de mişcare ale celor trei structuri, rezultă parametrii de ieşire
semnificativi ai analizei şi anume : deplasarea bazei, deplasarea relativă la nivelul
suprastructurii (vârf), forţa tăietoare de bază şi acceleraţia absolută ale celor 3 structuri pentru
cele 2 nivele de amortizare alese.
Dep. baza 4 niveluri
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
5
6.7
6
8.5
2
10.3 12
13.8
15.6
17.3
19.1
timp (s)
dep
.b.(
m)
5%
25%
Dep. relativa
-0.01
-0.008
-0.006
-0.004
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
5
7.04
9.08
11.1
13.2
15.2
17.2
19.3
timp (s)
dep
.rel
.(m
)
5%
25%
Acc.abs.
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
5
6.84
8.68
10.5
12.4
14.2 16
17.9
19.7
timp (s)
acc.
abs.
(m/s
*s)
5%
25%
F.T.B.
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
3000
5
6.92
8.84
10.8
12.7
14.6
16.5
18.4
timp (s)
FT
B (
kN)
5%
25%
Fig. 11. Mărimile de răspuns pentru structura cu 4 niveluri
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 9
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
5
6,8
8
8,7
6
10,6
4
12,5
2
14,4
16,2
8
18,1
6
dep
.b.(
m)
timp (s)
Dep. baza 8 niveluri
5%
25%
-0,03
-0,02
-0,01
0
0,01
0,02
0,03
5
6,9
4
8,8
8
10,8
2
12,7
6
14,7
16,6
4
18,5
8
dep
.rel.(m
)
timp (s)
Dep. rel. 8 niveluri
5%
25%
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
5
6,8
8
8,7
6
10,6
4
12,5
2
14,4
16,2
8
18,1
6
acc.a
bs. (m
/s*s
)
timp (s)
Acc.abs. 8 niveluri
5%
25%
-8000
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
6000
8000
5
6,9
8
8,9
6
10,9
4
12,9
2
14,9
16,8
8
18,8
6
FT
B (
kN
)
timp (s)
F.T.B. 8 niveluri
5%
25%
Fig. 12. Mărimile de răspuns pentru structura cu 8 niveluri
-0,06
-0,04
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
5
6,9
6
8,9
2
10,8
8
12,8
4
14,8
16,7
6
18,7
2
dep
.rel.
(m
)
timp (s)
Dep. rel. 12 niveluri
5%
25%
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
5
6,8
8
8,7
6
10,6
4
12,5
2
14,4
16,2
8
18,1
6
dep
.b.(
m)
timp (s)
Dep. baza 12 niveluri
5%
25%
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
5
7,0
8
9,1
6
11
,24
13
,32
15,4
17
,48
19
,56
FT
B (
kN
)
timp (s)
F.T.B. 12 niveluri
5%
25%
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
5
6,8
8
8,7
6
10,6
4
12,5
2
14,4
16,2
8
18,1
6
acc.a
bs.(
m/s
*s)
timp (s)
Acc. abs. 12 niveluri
5%
25%
Fig. 13. Mărimile de răspuns pentru structura cu 12 niveluri
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 10
Reducerile deplasărilor bazei izolate, pentru nivelul de amortizare de 25% din
amortizarea critică sunt semnificative, în toate cazurile de regim de înălţime analizate.
Şi la celelalte mărimi examinate se constată reduceri ale valorilor maxime, însă în
proporţii mai puţin semnificative. Este, însă, de remarcat că amplitudinile maxime se
înregistrează în primul ciclu de oscilaţie, care este mai puţin amortizat, în ciclurile următoare
amplitudinile fiind de câteva ori mai mici la amortizarea puternică de 25%.
Acest aspect este esenţial pentru structurile alcătuite din elemente care prezintă o
degradare a rigidităţii la solicitări ciclice (cum sunt grinzile din beton armat) şi, în general,
atenuează considerabil fenomenul de oboseală la un număr redus de cicluri.
Dacă se examinează raportul forţă tăietoare/greutate totală suprastructură se constată că
acesta creşte cu numărul de nivele, practic independent de mărimea amortizării. Astfel la 4
niveluri se înregistrează un nivel de 13% din greutatea totală, la 8 niveluri se înregistrează
20% din greutatea totală, respectiv 24% din greutatea totală la 12 niveluri.
De aici rezultă că pentru structuri cu mai mult de 4...6 niveluri duse la “perioada ţintă”
fixă de 3,0 secunde, prin izolarea bazei, menţinerea suprastructurii în stadiul elastic devine
greu de realizat în condiţii tehnico-economice avantajoase.
4. Sisteme cu amortizori pasivi și activi pentru preluarea acțiunii vântului.
Comportare, domenii de aplicabilitate, exemple
În cazul acţiunilor eoliene asupra structurilor, răspunsul acestora trebuie să fie
eminamente elastic, nepermitându-se nicio plastificare. Deasemenea, incidenţa vânturilor
puternice este mai mare decât cea a cutremurelor puternice. De aceea, instalarea dispozitivelor
de creştere a amortizării adiţionale, în special în clădirile înalte construite mai recent este o
soluţie elegantă şi eficientă în reducerea răspunsului structural. Comportarea structurii este
mai uşor de modelat, iar incertitudinile legate de răspunsul structural şi de comportarea
dispozitivelor sunt mai reduse.
Multe aplicaţii recente de protecţie a structurilor înalte contra acţiunii eoliene folosesc
o amortizare vâscoelastică, dar există şi soluţii care prevăd o amortizare histeretică sau uscată
(frecare).
Domeniul de aplicabilitate al soluţiei de protecţie la vânt prin creşterea amortizării este
vast, întinzându-se de la clădiri până la poduri sau structuri speciale (antene, turbine eoliene
etc.).
În continuare se prezintă câteva aplicaţii semnificative de protecţie la acţiuni eoliene
prin creşterea amortizării adiţionale.
Fig 14. Amortizor pasiv vâscoelastic pentru preluarea acţiunilor din vânt la poduri
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 11
Fig 15. Amortizor pasiv vâscoelastic pentru preluarea acţiunilor din vânt la o structură
înaltă din Mexico City
Fig 16. Amortizori pasivi cu frecare la fabrica Boeing, Everett SUA
Elemente de calcul ale amortizorilor adiţionali cu lichid vâscos
În cazul cel mai simplu al amortizării adiţionale pasive, amortizorii adiţionali au rolul
de a creşte nivelul amortizării din ecuaţia de mişcare :
unde M,C,K – matricele de rigiditate, amortizare şi respectiv inerţie pentru un sistem
cu unul sau mai multe G.L.D.
Nivelul critic al amortizării pentru un sistem cu 1 G.L.D. este dat de relaţia
TMccr /*2**2
unde T – perioada de oscilaţie a structurii (secunde), M – masa suprastructurii (tone)
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 12
Legea constitutivă de principiu a amortizorilor vâscoşi ilustrează faptul că forţele
induse în structură sunt direct proporţionale cu viteza, după relaţii de tipul :
unde :
Fa = forţa de amortizare dezvoltată în dispozitiv ;
c = coeficient de amortizare;
v = viteza de oscilaţie ;
α = parametru de amortizare,în general subunitar. α=1 reprezintă cazul amortizării
vâscoase liniare;
Examinând legea de mai sus şi, în plus, analizând din punct de vedere calitativ ecuaţia
de mişcare a unui sistem dinamic, se constată că forţele dezvoltate în amortizori, fiind direct
proporţionale cu viteza, sunt maxime atunci când structura oscilează în jurul poziţiei de
echilibru. În aceste momente forţele induse de cutremur, care sunt direct proporţionale cu
deplasările (pentru o structură cu răspuns elastic) sunt minime. În situaţia opusă, când
deplasările sunt maxime, forţele în amortizori au valori minime. Cu alte cuvinte cele două
efecte nu se suprapun, ducând astfel la reducerea forţelor induse în structură şi la o
comportare de ansamblu cu stabilitate ridicată. Un alt avantaj al folosirii dispozitivelor pasive
(semi-active) cu amortizare vâscoasă este faptul că forţele de control dezvoltate de aceştia se
opun întotdeauna direcţiei de oscilaţie, mărind astfel stabilitatea de ansamblu a structurii.
Amortizarea adiţională adusă de dispozitivele vâscoelastice se situează între 20-40%
din amortizarea critică (c/ccr = 0,20…0,40). La acest nivel se adaugă amortizarea inerentă
structurilor din beton armat (5%) sau metal (2%).
5. Sisteme de control structural la acțiunea vântului prin masă acordată.
Comportare, domenii de aplicabilitate şi exemple
Spre deosebire de controlul structural prin creşterea amortizării adiţionale, sistemele de
protecţie cu masă acordată modifică caracteristicile inerţiale ale sistemului (masă), prin
introducerea unei mase adiţionale (solidă sau fluidă) care oscilează în opoziţie cu structura,
reducând astfel amplitudinile oscilaţiei produse de acţiunea vântului sau a cutremurului.
Această masă poate fi pasivă (funcţionează fără aportul unei energii exterioare) sau activă
(semi-activă), funcţionând cu aportul unei energii exterioare.
Aplicaţiile acestui tip de control structural este numeros, vizând în special construcţiile
înalte supuse la acţiunea vântului.
Eficienţa acestui tip de control structural este ridicată în condiţiile în care
caracteristicile iniţiale de masă, amortizare şi rigiditate nu sunt modificate mult în timpul
acţiunii ( de exemplu sistemele cu masă acordată au o eficienţă mai scăzută sau incertă în
timpul cutremurelor de pământ care solicită clădirea dincolo de domeniul elastic de
comportare şi fiind mai eficiente la acţiunea vântului care presupune un răspuns elastic).
În continuare sunt prezentate unele exemple semnificative ale aplicaţiilor de control
structural prin prevederea unei mase acordate :
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 13
a) b) c)
Fig. 17 a) Hotelul Burj Al Arab din Dubai b) Plasarea dispozitivelor de tip masa acordata
c) Vedere a dispozitivului
Fig. 18. Masă acordată de 730 tone instalată în Taipei 101 Tower (500 m)
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 14
Fig. 19. Masă acordată lichidă în One Rincon Hill South Tower San Francisco-SUA
Fig. 20. Masă acordată activă (Applause Tower – Osaka)
Fig. 21. Masă acordată activă (Landmark Tower – Yokohama)
CONTROL STRUCTURAL – CURS 2, AUTOR : DR. ING. MIHAI PAVEL Pagina 15
6.Bibliografie
1. CHUNG, L.L., REINHORN, A.M. and SOONG, T.T. (1988). Experiments on Active
Control of Seismic Structures. Journal of Engineering Mechanics , Vol 114, pages
241-256.
2. FEMA 454. (2006). Designing for Earthquake, A Manual for Architects. Federal
Emergency Management Agency
3. HANSON R.D. , SOONG T.T. Seismic Design with Supplemental Energy Dissipation
- Monograph. Oakland California.
4. HOUSNER G.W., BERGMAN L.A., CAUGHEY T.K., CHASSAKIOS A.G.,
CLAUS R.O., MASRI S.F.,SKELTON R.E., SOONG T.T., SPENCER JR. B.F.,YAO
J.T.P. (1997). Structural Control: Past, Present and Future. Journal of Engineering
Mechanics ASCE , Vol. 123, No. 9, pages 897-971.
5. SOONG T.T. , CONSTANTINOU M.C. (1994). Passive and Active Structural
Vibration Control in Civil Engineering. New York: Springer-Verlag.
6. SOONG T.T. , DARGUSH G.F. (1997). Passive Energy Dissipation Systems in
Structural Engineering. New York: Ed. Wiley.
7. SOONG T.T. (1992). Active Structural Control: Theory and Practice. London:
Longman Scientific and Technical.
8. YMANS M.D., MADDEN, G.J., WONGPRASERT, N. (1999). Semi-Active Hybrid
Seismic Isolation Systems : Addresing the Limitations of Passive Isolation Systems.
Proceedings of Structures Congress , (pg. 862-865). New Orleans.
9. SYMANS M.D. , CONSTANTINOU M.C. (1998). Semi-Active Control Systems for
Seismic Protection of Structures : A State of the Art Review. Engineering Structures ,
Vol 21 no.6 pages 469-487.