Riassunto analitico
Lo Smorzatore a Massa Accordata, in inglese Tuned Mass Damper (TMD), è un dispositivo composto da una massa, una molla ed un ammortizzatore collegato alla struttura principale.
Grazie alla sua forza di inerzia esercitata sulla struttura principale, esso permette la riduzione dell’ampiezza delle oscillazioni in edifici che soffrono di problemi deformativi dovuti all’azione del vento ed eventi sismici.
Per studiare e comprendere il suo effetto, sono stati preparati un modello di edificio oscillante fisico, realizzato con barre d’alluminio e tavole di legno e a cui è stato applicato uno smorzatore a massa accordata a pendolo, e due modelli equivalente agli elementi finiti, uno con e uno senza TMD.
Sul modello fisico sono state condotti due tipi di analisi nel dominio del tempo: il primo consiste ha indagato sulla variazione del periodo proprio di oscillazione in relazione alla massa applicata al modello, tramite calcolo del periodo medio osservato su misurazioni cronometriche e conteggi di determinati numeri di cicli di oscillazione.
Il secondo consiste in analisi di filmati per ricavare la risposta dinamica del modello fisico con e senza TMD da confrontare con i risultati dei modelli agli elementi finiti ricavati da analisi time-history. Le analisi dei filmati sono state eseguite tramite il software freeware Tracker mentre le analisi agli elementi finiti sono state eseguite con il programma Sap2000 della CSi.
I risultati mostrano come incide l’aumento di massa del modello sul periodo proprio e qual è l’errore commesso nella determinazione del periodo tramite formula analitica, e come la presenza di uno smorzatore a massa accordata aumenti lo smorzamento delle oscillazioni della struttura e ne riduce l’ampiezza.
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Abstract
The Tuned Mass Damper (TMD) is a device composed by a mass, a spring ad a damper connected to the primary structure.
Thanks to its inertial force exercised on the primary structure, it provides the reduction of the oscillation amplitude in buildings which suffer of deformative problems due to wind load and seismic events.
In order to study and understand its effect, they were realized a physical building model, made with aluminium bars and wood tables and to whom a pendulum TMD was applied, and two finite elements models, one with and one without the TMD.
On the physical model, two type of time-domain analysis were run: the first type has investigated the variation of natural period of oscillation related to the mass applied to the model, by calculating the observed average period over chronometric measures and counts of determined numbers of oscillation cycles.
The second type consist in analysis of videos in order to extract the dynamic response of physical model, with and without TMD, the results were compared with the results of time history analysis run on finite element models, one with TMD and one without TMD. The analyses of videos were done with the freeware software Tracker and the finite element analysis were done with the software Sap2000 by CSi.
The results show how adding mass to the model affects the natural period and which is the error committed calculating the period with the analytic formula, and how the TMD presence increases the damping of structure oscillations and reduces their
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