Controlo da pré-tensão em cabos usando análise modal

Abstract

A caraterização do comportamento dinâmico das estruturas tem-se revelado determinante para a sua avaliação face a ações que variam no tempo. Esta caracterização pode ser realizada através de ensaios in situ, segundo métodos determinísticos ou estocásticos, onde é medida a resposta da estrutura, como por exemplo acelerações. Nos métodos determinísticos, a resposta medida é em função de uma ação conhecida. Nos métodos estocásticos, a ação a que a estrutura está sujeita é desconhecida. Deste modo, a resposta é determinada com base em conceitos estatísticos. Para a realização do presente documento, numa primeira fase, foram realizados ensaios experimentais num cabo tracionado sujeito a vários níveis de carga, onde se obtiveram as primeiras frequências de vibração, com o objetivo de validar a expressão teórica que relaciona a força instalada no cabo com as suas frequências de vibração. Numa segunda fase, foi realizado um estudo paramétrico através de ensaios para a identificação modal de colunas estaiadas pré-esforçadas, onde foram obtidos os primeiros modos de vibração. O objetivo deste conjunto de ensaios foi analisar o efeito que a variação das secções, tanto das colunas como dos cabos, provocavam nos valores modais da estrutura. Na última fase do trabalho, foi efetuado um estudo paramétrico de colunas estaiadas pré-esforçadas, mas com uma diferente configuração. Esta fase teve como intuito analisar o efeito que diferentes níveis de carga nos cabos provocam nos valores modais das colunas. Tanto os resultados obtidos para os ensaios realizados na segunda, como na terceira fase, foram comparados com modelos numéricos calibrados

The characterization of the dynamic behavior of structures has proven crucial to the review in the face of actions that vary over time. This characterization can be accomplished through in situ tests, according to deterministic or stochastic methods, which is measured response of the structure, such as accelerations. In deterministic methods, the measured response is a function of a known action. In stochastic methods, the action to which the structure is subjected are unknown. Thus, the answer is determined based on statistical concepts. For the realization of this document, a first phase, experimental tests were performed in a tensioned cable subjected to different load levels, where it was obtained the first vibration frequencies, in order to validate the theoretical expression relating the installed force on the cable with their vibration frequencies. In a second phase a parametric study was performed by testing for modal identification prestressed cable stayed columns, where the first vibration modes were obtained. Objective of set of experimental tests was to analyze the effect that the variation of the sections of both columns and cable, caused in modal values in the structure. In the last stage of the work, was also performed for a parametric study prestressed cable stayed columns but with a different configuration. This phase was meant to examine the effect of different load levels in cables cause the modal values of the columns. Both the results for tests performed in the second and the third stage were compared with calibrated numerical models.