1 INTRODUÇÃO 3 2 DIRETRIZES DE CÁLCULO 3 3 MATERIAIS 3 4 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 3 5 GERADOR DE IMPULSO E DIVISOR DE TENSÃO DE 6,4 MV 4

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1 Documento: Cliente: MEMÓRIA DE CÁLCULO CEPEL CENTRO DE PESQUISAS DE ENERGIA ELÉTRICA SISTEMA ELETROBRAS LDIST-ST-A Pag: 1 of 32 Título: EQUIPAMENTOS E FUNDAÇÕES PARA PÓRTICOS TECHNIP ENGENHARIA S/A TKP No.: P CN ÍNDICE DE REVISÕES REV DESCRIÇÃO E / OU FOLHAS REVISADAS 0 PARA COMENTÁRIOS DATA EXECUTADO VERIFICADO APROVADO REV. 0 REV. A REV. B REV. C REV. D REV. E REV. F REV. G REV. 12/JAN/10 RTOLEDO ESSOUZA ERAMOS AS INFORMAÇÕES DESTE DOCUMENTO SÃO PROPRIEDADES DA ELETROBRAS SENDO PROIBIDA A SUA UTILIZAÇÃO PARA OUTRO PROPÓSITO

2 2 of 32 ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO 3 2 DIRETRIZES DE CÁLCULO 3 3 MATERIAIS 3 4 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 3 5 GERADOR DE IMPULSO E DIVISOR DE TENSÃO DE 6,4 MV Dados dos Equipamentos Esquema da Base Cálculo da Base 5 6 RETIFICADOR DE 1,6 MV Dados do Equipamento Esquema da Base Cálculo da Base 9 7 TRANSFORMADOR, REATOR E DIVISOR DE TENSÃO DE 2,25 MV Dados dos Equipamentos Esquema da Base Cálculo da Base 11 8 GUINCHOS DO PÓRTICO Dados do Equipamento Esquema da Base Cálculo da Base 15 9 FUNDAÇÕES PARA PÓRTICOS Dados do Pórtico Esquema da Base Cálculo da Base Cálculo do Estaqueamento SISTEMA DE TRACIONAMENTO GUINCHO DO SISTEMA DE TRACIONAMENTO Dados do Equipamento Esquema da Base Cálculo da Base 31

3 3 of 32 1 INTRODUÇÃO O objetivo dessa memória de cálculo é o dimensionamento das estruturas de concreto armado das Bases de Equipamentos e Fundações para Pórticos do Laboratório de Ultra-Alta Tensão (UAT) do CEPEL, situado em Adrianópolis, Nova Iguaçu Rio de Janeiro. 2 DIRETRIZES DE CÁLCULO O dimensionamento da estrutura segue os critérios estabelecidos nas seguintes normas: NBR Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento NBR Projeto e Execução de Fundações; NBR Forças Devidas ao Vento em Edificações; O Sistema Internacional de Unidades (SI) foi adotado nesta memória de cálculo. 3 MATERIAIS Classe de Agressividade Ambiental: Classe III (industrial, forte) Categoria C30: fck = 30 MPa Ecs = 24 GPa Relação água/cimento 0,55 Cobrimentos nominais mínimos: - Fundações: 4,0 cm - Superestrutura: 3,0cm (com revestimento) Aço para armadura passiva: CA-50 (fyk=500mpa) 4 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA LDIST-AQ-A1-001 Arranjo da Área do Laboratório Planta LDIST-AQ-A1-002 a 008 Casa de Controle Arquitetura LDIST-AQ-A1-009 a 011 Oficina Mecânica Arquitetura LDIST-ST-A1-101 a 106 Galpão e Oficina Mecânica Estrutura Metálica LDIST-ST-A1-110 a 118 Pórticos Estrutura Metálica LDIST-ST-A1-120 e 121 Sistema de Tracionamento Estrutura Metálica

4 4 of 32 5 GERADOR DE IMPULSO E DIVISOR DE TENSÃO DE 6,4 MV A seguir está apresentado o dimensionamento da base em concreto para os equipamentos: - Gerador de Impulso de 6,4 MV - Divisor de Tensão de 6,4MV 5.1 Dados dos Equipamentos Gerador de Impulso de 6,4 MV: Peso: 450 kn Momento Máximo: 500 kn.m Peso da Unidade de Ar Condicionado adjacente: 30 kn Divisor de Tensão de 6,4 MV: Peso: 120 kn Momento Máximo: 500 kn.m 5.2 Esquema da Base Divisor de Tensão (DT) Gerador de Impulso (GI) Unidade de Ar Condicionado (AC) Dimensões da Base de Concreto: 26m x 12m x 0,60m

5 5 of Cálculo da Base CG medidas em cm

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7 Armadura: MEMÓRIA DE CÁLCULO 7 of 32 Foi considerado o momento atuando na largura do skid do equipamento (378cm) e a armadura encontrada foi distribuída ao longo de toda a base: M = 500kNm / 3,78m = 132 knm/m considerando a altura d = 36cm, temos: As = 12,33 cm²/m (Adotados φ16mm a cada 15cm 14,07 cm²/m) Para armadura lateral, foram adotados 2 φ 12,5mm.

8 8 of 32 6 RETIFICADOR DE 1,6 MV A seguir está apresentado o dimensionamento da base em concreto para o equipamento: - Retificador de 1,6MV 6.1 Dados do Equipamento Peso: 125 kn Momento Máximo: 200 kn.m 6.2 Esquema da Base

9 9 of Cálculo da Base Armadura: 0,15 x H = 3,4cm² (Adotada Tela Soldada Q335 φ 8mm a cada 15cm)

10 10 of 32 7 TRANSFORMADOR, REATOR E DIVISOR DE TENSÃO DE 2,25 MV A seguir está apresentado o dimensionamento da base em concreto para a montagem dos equipamentos: - Transformador de 2,25MV - Reator de 2,25MV - Divisor de Tensão de 2,25MV 7.1 Dados dos Equipamentos Transformador de 2,25MV (TR): Dimensões do Skid: 3m x 3m Altura: 28,92m Peso: 700 kn Reator de 2,25MV (RE): Dimensões do Skid: 2,8m x 2,8m Altura: 28,14m Peso: 550 kn Divisor de Tensão de 2,25MV (DT2): Dimensões do Skid: 5,76m x 5,76m Altura: 27,82m Peso: 70 kn 7.2 Esquema da Base Divisor de Tensão (DT2) Reator (RE) Transformador (TR) medidas em m.

11 11 of Cálculo da Base CG medidas em cm Cálculo do momento devido ao vento na base considerando os 3 equipamentos: Pressão de vento: 0,80 kn/m² Altura dos equipamentos: 28,0 m Largura: 2,0 m M = 3 x 2,0 x 28,0 x 0,80 x (28 / 2) = 1880 kn.m

12 12 of 32 Armadura adotada: Tela Soldada Q335 φ 8mm a cada 15cm (3,35 cm²/m)

13 13 of 32 Verificação à Punção:

14 14 of 32 8 GUINCHOS DO PÓRTICO 8.1 Dados do Equipamento Peso Estimado: 5 kn/m² Esforço de Tração na base: 250 kn 8.2 Esquema da Base Guincho (GU) Cálculo da Altura da Base para suportar a força de tração Altura adotada: H = 150cm

15 15 of Cálculo da Base CG medidas em cm. Armadura Adotada: φ 12,5mm a cada 15cm

16 16 of 32 9 FUNDAÇÕES PARA PÓRTICOS 9.1 Dados do Pórtico Esforços na base: Verticais: Compressão: 1850 kn Tração: 1350 kn Horizontais: X = 350 kn Y = 200 kn 9.2 Esquema da Base

17 17 of Cálculo da Base Y X 175

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19 19 of 32 Adotados: Inferior: φ 20mm a cada 10cm Superior: φ 16mm a cada 20cm Lateral: φ 12,5mm a cada 15cm Armadura do Pedestal: Vertical: Adotado φ 20mm a cada 15cm Horizontal: Adotado φ 12,5mm a cada 15cm

20 20 of Cálculo do Estaqueamento a) Locação das Estacas Estacas E1 a E21 Estacas E22 a E42 Estacas E43 a E63 Estacas E64 a E84 Estacas E85 a E105 Estacas E106 a E126 Sondagens Utilizadas: Estacas E1 a E21: Sondagem SP-10 Estacas E22 a E42: Sondagem SP-7 Estacas E43 a E63: Sondagem SP-3 Estacas E64 a E84: Sondagem SP-11 Estacas E85 a E105: Sondagem SP-9 Estacas E106 a E126: Sondagem SP-2

21 21 of 32 b) Cálculo do Comprimento das Estacas Estacas adotadas: Tipo Raiz Diâmetro 410mm Carga Estrutural de Compressão Admissível: 1200 kn Carga Máxima de Compressão = 660 kn Carga Máxima de Tração = 305 kn Obs.: A estaca deve ser armada pelo fabricante para resistir à tração máxima de 305 kn - Sondagens SP-10 e SP-11 Cliente: CEPEL Sondagem: SP - 10 / 11 Observações: Projeto: LABORATÓRIO DE ULTRA-ALTA TENSÃO Relatório: Profissional: RODRIGO ANDO DE TOLEDO Pressão de Inj. (kg/cm²): 4 Local: Diâm. (cm): 41 Data: 08/01/2010 Carga de trabalho (tf): 65 ESTIMATIVA DE CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACA RAIZ Métodos Aoki-Veloso Modificado Décourt-Quaresma Antunes-Cabral Prof. N Tipo de Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL ( m ) ( SPT ) Solo ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) 1 4 ARGILA siltosa ARGILA siltosa ARGILA siltosa AREIA pura AREIA pura SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso ARGILA silto-arenosa AREIA pura Profundidade de Assentamento da Estaca = 6,0m Carga Admissível para Compressão = 1880 / 2 = 940 kn > 650 kn OK!! Carga Admissível para Tração = 830 / 2 = 415 kn > 305 kn OK!! Comprimento da Estaca = 6,0 2,0 = 4,0m

22 22 of 32 - Sondagens SP-7 Cliente: CEPEL Sondagem: SP - 7 Observações: Projeto: LABORATÓRIO DE ULTRA-ALTA TENSÃO Relatório: 2890/2343 Profissional: RODRIGO ANDO DE TOLEDO Pressão de Inj. (kg/cm²): 4 Local: Diâm. (cm): 41 Data: 08/01/2010 Carga de trabalho (tf): 66 ESTIMATIVA DE CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACA RAIZ Métodos Aoki-Veloso Modificado Décourt-Quaresma Cabral Prof. N Tipo de Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL ( m ) ( SPT ) Solo ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) 1 5 ARGILA siltosa ARGILA siltosa ARGILA siltosa ARGILA silto-arenosa SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso Profundidade de Assentamento da Estaca = 7,0m Carga Admissível para Compressão = 1300 / 2 = 650 kn > 650 kn OK!! Carga Admissível para Tração = 690 / 2 = 345 kn > 305 kn OK!! Comprimento da Estaca = 7,0 2,0 = 5,0m

23 23 of 32 - Sondagens SP-3 Cliente: CEPEL Sondagem: SP - 3 Observações: Projeto: LABORATÓRIO DE ULTRA-ALTA TENSÃO Relatório: 2890/2343 Profissional: RODRIGO ANDO DE TOLEDO Pressão de Inj. (kg/cm²): 4 Local: Diâm. (cm): 41 Data: 08/01/2010 Carga de trabalho (tf): 66 ESTIMATIVA DE CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACA RAIZ Métodos Aoki-Veloso Modificado Décourt-Quaresma Antunes-Cabral Prof. N Tipo de Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL ( m ) ( SPT ) Solo ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) 1 7 ARGILA siltosa ARGILA siltosa ARGILA siltosa SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso Profundidade de Assentamento da Estaca = 6,0m Carga Admissível para Compressão = 1600 / 2 = 800 kn > 650 kn OK!! Carga Admissível para Tração = 810 / 2 = 405 kn > 305 kn OK!! Comprimento da Estaca = 6,0 2,0 = 4,0m

24 24 of 32 - Sondagens SP-9 Cliente: CEPEL Sondagem: SP - 9 Observações: Projeto: LABORATÓRIO DE ULTRA-ALTA TENSÃO Relatório: 2890/2343 Profissional: RODRIGO ANDO DE TOLEDO Pressão de Inj. (kg/cm²): 4 Local: Diâm. (cm): 41 Data: 08/01/2010 Carga de trabalho (tf): 66 ESTIMATIVA DE CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACA RAIZ Métodos Aoki-Veloso Modificado Décourt-Quaresma Antunes-Cabral Prof. N Tipo de Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL ( m ) ( SPT ) Solo ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) 1 16 ARGILA siltosa ARGILA siltosa AREIA siltosa SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso SILTE argiloso Profundidade de Assentamento da Estaca = 6,0m Carga Admissível para Compressão = 1390 / 2 = 695 kn > 650 kn OK!! Carga Admissível para Tração = 740 / 2 = 370 kn > 305 kn OK!! Comprimento da Estaca = 6,0 2,0 = 4,0m

25 25 of 32 - Sondagens SP-2 Cliente: CEPEL Sondagem: SP - 9 Observações: Projeto: LABORATÓRIO DE ULTRA-ALTA TENSÃO Relatório: 2890/2343 Profissional: RODRIGO ANDO DE TOLEDO Pressão de Inj. (kg/cm²): 4 Local: Diâm. (cm): 41 Data: 08/01/2010 Carga de trabalho (tf): 66 ESTIMATIVA DE CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACA RAIZ Métodos Aoki-Veloso Modificado Décourt-Quaresma Antunes-Cabral Prof. N Tipo de Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL Q LATERAL Q PONTA Q TOTAL ( m ) ( SPT ) Solo ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) ( tf ) 1 6 ARGILA siltosa ARGILA siltosa ARGILA siltosa ARGILA siltosa AREIA argilosa SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso SILTE arenoso Profundidade de Assentamento da Estaca = 9,0m Carga Admissível para Compressão = 1490 / 2 = 745 kn > 650 kn OK!! Carga Admissível para Tração = 810 / 2 = 405 kn > 305 kn OK!! Comprimento da Estaca = 9,0 2,0 = 7,0m

26 26 of 32 c) Resumo das Estacas Total de Estacas e Comprimento: Estacas E1 a E21: 21 Estacas 4,0m Estacas E22 a E42: 21 Estacas 5,0m Estacas E43 a E63: 21 Estacas 4,0m Estacas E64 a E84: 21 Estacas 4,0m Estacas E85 a E105: 21 Estacas 4,0m Estacas E106 a E126: 21 Estacas 7,0m Total: 84 Estacas de 4,0m de comprimento 21 Estacas de 5,0m de comprimento 21 Estacas de 7,0m de comprimento

27 27 of SISTEMA DE TRACIONAMENTO

28 28 of 32 Força de arrancamento atuante: N = 150 kn x 1,4 = Nd = 210 kn Armadura necessária: As = Nd / fyd = 210 / 43,5 = 4,8 cm² / m (Adotados φ 10mm a cada 15cm) Taxa de armadura: 30 kg/m³

29 29 of GUINCHO DO SISTEMA DE TRACIONAMENTO 11.1 Dados do Equipamento Guincho: Força Horizontal Máxima: H = 150 kn Altura de Aplicação da Força: 1,2 m acima do topo do bloco

30 30 of Esquema da Base H 120 cm

31 31 of Cálculo da Base a) Pedestal Normal: Nd = 1,4 x (1,2m + 0,7m) x 1,35m x 0,95m x 25 kn/m³ = 85 kn Momento: Md = 1,4 x (1,2m + 0,7m) x H = 400 kn.m Área da Seção (130x95): Ac = cm² As,min = 0,4% Ac = 49,4 cm² (Adotados 40φ 12,5mm)

32 32 of 32 b) Sapata Armadura Adotada: φ 12,5mm a cada 10cm.