Obtenção das freqüências naturais em torres estaiadas pelo método da matriz de transferência, representando o feixe de cabos por uma rigidez horizontal dinâmica

Abstract

O objetivo do presente trabalho é o estudo do comportamento, em termos de freqüências naturais de estruturas de torres estaiadas, para diversas situações de serviço. Para isso criou-se uma formulação para a determinação dessas freqüências, utilizando o método da matriz de transferência. O procedimento consiste na discretização da estrutura em elementos de barras, massas discretas, molas e amortecedores viscosos, para a representação da estrutura. Com relação aos cabos da torre estaiada, desenvolveu-se uma expressão que nos fornece a rigidez completa dos mesmos, apoiados nos extremos, com amortecimento viscoso e as propriedades físicas e geométricas uniformes. Além disso, os cabos podem ser inclinados e sujeitos à excitação horizontal harmônica no apoio superior. Nesse caso, considera-se uma deformada parabólica do cabo na posição de equilíbrio estático, e por outro lado, os deslocamentos dinâmicos são considerados pequenos. A rigidez do cabo é válida para um ângulo de inclinação que varia de zero (0) a noventa (90) graus. Esse método é aplicável a microcomputadores devido a pouca memória empregada no processamento de dados. Com esse intuito, foi elaborado um programa para microcomputadores de 16 bits, que possibilita o estudo da estrutura da torre sobre o efeito de flexão pura, torção pura ou acoplamento de ambos. Exemplos numéricos de torres estaiadas e do comportamento da rigidez de cabos foram desenvolvidos para as mais diversas situações de cálculo.

This publication study the behaviaur of naturals frequencies of guyed towers for a several situations of service. A formulation using a transfer Matrix Method was develop to obtain the natural frequency of a guyed towers and normal modes for a bending torsional and coupled vibrations. In reference with the cables of the guyed tower it present a closed-form expression for the steady-state horizontal stiffnes of a viscously damped, uniform, inclined cable supported at the lower end and subjected to a harmonically varying horizontal displacement at the upper end. The expression is valid for an arbitrary angle of inclination of the chord in the range between zero and 90 degrees. The cable is presumed to be deflected in a parabolic profile at its position of static equilibrium and all dynamics displacements are presumed to be small. The geometrics and physical properties of the cable are uniforms. Because this method, use a low rate of memory for the date processing, its applicable for a microcomputers with 16 bits. Numerical examples of guyed towers and dynamics stiffnes behaviour for a several situations are presented.