Sistema de isolamento de rigidez negativa multidirecional oferece proteção sísmica aprimorada

O isolamento sísmico é crucial para proteger edifícios de danos causados ​​por terremotos. Embora os sistemas tradicionais sejam eficazes, eles lutam contra forças multidirecionais e amortecimento adequado. Esses desafios destacam a necessidade de soluções inovadoras que forneçam proteção aprimorada contra a dinâmica complexa da atividade sísmica. Abordar essas questões exige pesquisa aprofundada em tecnologias avançadas de isolamento sísmico.

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Chongqing e da Universidade Sapienza de Roma introduziu um dispositivo de rigidez negativa de última geração para isolamento sísmico, detalhado em uma publicação de 2024 no Revista Internacional de Dinâmica de Sistemas Mecânicos. O estudo examina a resposta não linear deste dispositivo multidirecional de rigidez negativa, que modifica a rigidez aparente das estruturas suportadas, melhorando sua resistência às forças sísmicas.

O design inovador do dispositivo de rigidez negativa aprimora a proteção sísmica ao oferecer rigidez negativa multidirecional e dissipação de energia. Ele apresenta uma base inferior, tampa superior, biela, paredes móveis verticais e uma mola elástica pré-comprimida, integrada com cordas dispostas circunferencialmente e fios de liga de memória de forma inclinada (SMA). Esta configuração reduz as forças sísmicas ao limitar a aceleração e as forças transmitidas à superestrutura.

Usando uma abordagem de modelagem dinâmica multicorpo semi-recursiva de duas etapas, a pesquisa otimizou o design do dispositivo de rigidez negativa por meio de estudos paramétricos extensivos. As descobertas mostram que os ajustes no comprimento da haste, inclinação do fio e força de pré-compressão impactam muito o desempenho, fornecendo insights importantes para futuras aplicações de isolamento sísmico. Este dispositivo de rigidez negativa representa uma solução promissora para aumentar a resiliência de edifícios em áreas propensas a terremotos.

O professor Giuseppe Quaranta, um dos principais autores do estudo, comentou: “Este dispositivo de rigidez negativa marca um salto significativo na tecnologia de proteção sísmica. Sua capacidade de se adaptar às forças sísmicas oferece uma solução robusta para proteger edifícios em regiões propensas a terremotos, avançando nossos esforços em direção a uma infraestrutura resiliente.”

Este dispositivo inovador de rigidez negativa mostra grande potencial para isolamento sísmico em várias estruturas, especialmente em áreas de alto risco sísmico. Sua capacidade de fornecer proteção multidirecional e amortecimento aprimorado sem energia externa o torna uma adição valiosa às estratégias de segurança sísmica existentes. Pesquisas futuras se concentrarão na implementação prática e integração desta tecnologia em projetos de construção atuais para melhorar ainda mais a resiliência a terremotos.