Verificação estrutural de uma torre de suspensão treliçada conforme os critérios da norma IEC 60826
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Structural design of a suspension tower according to the criteria of IEC 60826
Primeiro orientador
Membros da banca
Armando Cesar Campos Lavall
João Antônio de Vasconcelos
Carlos Alexandre Meireles do Nascimento
João Antônio de Vasconcelos
Carlos Alexandre Meireles do Nascimento
Resumo
Tendo em vista os acidentes envolvendo torres de linhas aéreas de transmissão nos últimos anos,
surge a necessidade de verificação dos procedimentos normativos brasileiros sobre o dimensionamento
dessas estruturas. A norma brasileira (ABNT NBR 5422:1985) aplicável ao projeto de linhas
de transmissão (LTs) se encontra desatualizada, o que pode acarretar estruturas com níveis de segurança
inadequados nos sistemas de LTs. A ABNT NBR 5422:1985 não considera conceitos de
confiabilidade, sendo esses já amplamente utilizados em publicações mais recentes da ABNT. Atualmente,
uma referência consolidada para a elaboração de normas regionais voltadas para LTs com
base em conceitos de confiabilidade estrutural é a IEC 60826, enquanto outra tradicional voltada para
procedimentos de dimensionamento de cantoneiras de LTs é a ASCE 10-15. Com base nessas normas
e visando suprir as necessidades das normas brasileiras, este trabalho propõe critérios de projeto para
LTs localizadas no Brasil. Por serem estruturas demasiadamente esbeltas e de baixo peso próprio, as
estruturas de LTs são susceptíveis às forças de vento. Assim, uma avaliação criteriosa e atualizada das
velocidades máximas de vento na região da estrutura conduz a um dimensionamento mais confiável
e realístico desta. Diante dos critérios propostos, foi realizada a avaliação da segurança estrutural de
uma torre de suspensão presente em uma LT localizada no estado de Minas Gerais, projetada na década
de 80. A avaliação da segurança consistiu na verificação estrutural das barras da estrutura com
auxílio da ferramenta computacional ANSYS v.19.2, por meio da qual foi possível realizar a modelagem
estrutural da torre, bem como calcular os índices de utilização das barras para cada hipótese
de ações. Para o cálculo das forças devidas ao vento, foram coletados dados de máximas velocidades
médias anuais em estações meteorológicas próximas à localização da estrutura, sendo depois aplicada
a teoria dos valores extremos e adotada a distribuição de probabilidade de Gumbel. Para as hipóteses
avaliadas, os resultados indicaram que a estrutura apresenta barras com níveis de segurança inadequados,
sugerindo a necessidade de uma maior atenção com os ativos das concessionárias de energia.
Abstract
Bearing in mind the accidents involving overhead transmission line towers in the last years, the
revision of the Brazilian codes design procedures applied to these structures arises. The Brazilian
code (ABNT NBR 5422:1985) applied to design of transmission lines is outdated, which can lead to
risks in the security level of transmission lines systems. The ABNT NBR 5422:1985 does not cover
any application of reliability concepts, although it has been widely used in other ABNT publications.
Nowadays, a consolidated reference for the elaboration of national standards applied to transmission
lines using structural reliability concepts is the IEC 60826, while another traditional standard
oriented to steel angle design of transmission lines is the ASCE 10-15. In order to base future Brazilian
standards this work proposes design criteria of transmission lines located in Brazil, based on
IEC 60826. Structures of transmission lines are more susceptible to wind forces, once it is slender
structures with low self-weigh. Therefore, a solid evaluation and up-to-date local wind data velocities
leads to a more reliable and realistic structural design. The structural safety of a suspension
tower belonging to a transmission line located in the state of Minas Gerais, designed in the ’80s
was evaluated with proposed criteria. The safety evaluation was performed based on the structural
model developed on ANSYS v.19.2 considering the tower structure isolated, and the utilization factors
were determined for each load combination. For wind forces calculation, data of average maximum
annual velocities at meteorological stations near the tower location were collected. Afterward, the
extreme value theory was applied and the Gumbel distribution was adopted. For the combination of
the actions evaluated, the suspension tower structure showed bars with inappropriate security levels,
suggesting the need for greater attention to assets of the power utilities.
Assunto
Engenharia de estruturas, Linhas de telecomunicação, Normas técnicas (Engenharia), Linhas elétricas - Postes e torres
Palavras-chave
Linhas de transmissão aéreas, Torres de transmissão de energia, Critérios de projeto, Força devidas ao vento, IEC 60826, ASCE 10-15, Overhead transmission lines, Power transmission tower, Design criteria, Wind forces
Citação
Departamento
Endereço externo
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto