ESTRUTURAS PARA LINHAS DE TRANSMISSÃO

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1 LINHAS DE 7 ESTADO ATUAL DA ARTE. Evolução da análise estrutural - A análise estrutural vem evoluindo ao longo dos anos. Iniciamos trabalhando com métodos intuitivos, completamente aproximados. Aos poucos foram surgindo processos analíticos numéricos e gráficos mais precisos. Métodos experimentais foram desenvolvidos, para sedimentar os conhecimentos existentes e abrir discussões quanto aos fenômenos físicos envolvidos. Algum tempo depois surgiram os métodos analógicos para melhor explicar tais fenômenos. Até então, os modelos adotados eram totalmente determinísticos. Hoje, a integração das ciências permite a utilização de modelos não determinísticos, através da Teoria das Probabilidades, de modo que os métodos semiprobabilísticos vêm sendo adotados há um certo tempo. Já é possível utilizar também métodos de probabilidade condicionada com bons resultados. A tendência no futuro é evoluir para o método probabilístico puro. INTUITIVOS FASE TOTALMENTE DETERMINISTICA PROCESSOS ANALÍTICOS NUMÉRICOS E GRÁFICOS EXPERIMENTAIS NOVOS CONCEITOS ANALÓGICOS FASE MISTA OU FASE NÃO SEMI - PROBABILISTICOS PROBABILIDADE CONDICIONADA MÉTODO PROBABILISTICO PURO Sistema Reliability Secutity Safety Estado de dano Estado de falha Tempo de retorno Sequência de falha Fatores de carga Fatores de resistência Figura 1 Evolução da análise estrutural. Página: 1 No da Revisão: 00 Data: 13./09/2016 Elaboração: Roberval Luna da Silva

2 LINHAS DE Conceito de linha como sistema - Em termos práticos, o risco de falha é o que realmente interessa não é o da estrutura, mas sim o da linha de transmissão como um todo. Por essa razão o conceito de risco de falha tem sido objeto de inúmeras discussões no âmbito do IEC e na ABNT.A solução que tem sido adotada com mais freqüência consiste em definir cargas de projeto e combina-las em hipóteses de carga que representem condições reais de carregamento. As hipóteses selecionadas devem resultar no dimensionamento de estruturas que resistam as cargas de construção, manutenção e operação normal e sejam capazes de restringira um número reduzido de estruturas o eventual colapso da linha de transmissão. COEFICIENTES DE CÁLCULO : Limite de Resistencia γ L = 1,0 Carga Particular γ U = 0,89 Numero de fundações n = 34 Equação geral : Fabricação e Execução γ Q = 1,0 T = 500 anos Q T = 56,00 KN γ U. Q T = γ R. R C Sequencia de falha γ S = 0,85 Limite de exclusão γ C = 0,996 Figura 2 Conceito de linha como sistema. Um outro aspecto de projeto que merece algumas considerações em face da normalização é o que diz respeito ao uso de fatores.-de segurança, risco de falha e conceitos similares. Técnicas estatísticas vêm sendo aplicadas, cada vez com mais intensidade, não só no projeto de linhas de transmissão como, também, de outros empreendimentos de vulto. Esta sofisticação nos métodos de projeto é desejável e deve ser incentivada, pois geralmente acarreta uma redução no custo final do empreendimento. No entanto, é necessário ter cuidado para que técnicas estatísticas de projeto, envolvendo a manipulação probabilística Página: 2 No da Revisão: 00 Data: 13./09/2016 Elaboração: Roberval Luna da Silva

3 LINHAS DE de dados, cálculo de níveis de risco, etc. só sejam utilizadas quando a massa de dados de entrada for confiável e os resultados obtidos possam ser interpretados corretamente, tanto do ponto de vista técnico como do econômico. Nos casos em que tais condições não se verificarem, o uso de fatores de segurança ainda é um método de projeto seguro. Tais fatores devem ser escolhidos em função do nível de desconhecimento envolvido em relação ao assunto em estudo De um modo geral, as normas existentes já especificam os fatores de segurança mínimos a serem utilizados nas várias etapas do projeto. Quando os assuntos não estão ainda normalizados, costumam ser seguidas as praticas adotadas pelas empresas com maior experiência no tema ou os critérios estabelecidos em trabalhos publicados por entidades internacionalmente consagradas (CIGRÉ, IEEE, etc.). Algumas vezes, nestes casos, são utilizados fatores de segurança adicionais para cobrir discrepâncias entre tais critérios. Graus de análise reconhecidos - O grau de aprofundamento de cada análise poderá variar, em função das simplificações introduzidas no modelo teórico, para simular a realidade na prática. Exemplificando, sabemos que numa torre de transmissão existem na prática, momentos, nos membros individuais, devido à ocorrência de excentricidades das ligações, carregamentos ligeiramente excêntricos, cargas unilaterais de vento, etc. Quando esse efeito de flexão não é significante, em relação aos esforços axiais, maiores simplificações podem ser assumidas. Outras simplificações, o projetista é obrigado a admitir, por deficiências do conhecimento técnico ou pela impraticabilidade do modelo em simular as condições de detalhamento. De acordo o estado atual da arte, o analista poderá assumir graus crescentes de rigorismo técnico, aplicando os métodos de análise conhecidos, dentro da seguinte ordem: Análise isostática Análise elástica linear de 1ª ordem Análise elástica linear de 1a ordem modificado Análise elástica de 2a ordem (ou geometricamente não linear) Análise geral não linear Análise dinâmica. No estado atual da arte, as estruturas autoportantes, por questões de economia de processamento ainda são calculadas por meio de Análise elástica linear de primeira ordem ou análise elástica linear de primeira ordem modificada. Admite-se que as simplificações de cálculo não distanciam suficientemente o modelo teórico do modelo rela. Nas estruturas flexíveis é prudente adotar análises mais complexas. Numa estrutura deformável surgem esforços adicionais aos calculados quando se adota a análise linear de primeira ordem modificada ou não. Na concepção de pórticos, estruturas de membros rígidos e suportes semiflexíveis tipo poste esta ocorrência recebe a denominação efeito P-DELTA. A obtenção dos esforços adicional nas estruturas deslocava, é possível por intermédio de uma análise elástica linear de segunda ordem (ou não linear no sentido geométrico) de tal modo que, as forças produzidas são internamente equilibradas por deformações geométricas não lineares. Isto tem sido feito através da superposição de geometrias obtidas ao de cada interação obtida por uma sucessão de análises de primeira ordem. Para as torres autoportantes, Página: 3 No da Revisão: 00 Data: 13./09/2016 Elaboração: Roberval Luna da Silva

4 LINHAS DE suficientemente rígidas, na maioria das vezes, não é necessário recorrer à segunda ordem. Entretanto, torre, semiflexíveis e flexível tipo estaiadas, podem exigir conceitos mais sofisticados, onde a simplificação mais importante consiste em desconsiderar as excentricidades decorrentes das ligações e os deslizamentos devidos a folgas nos parafusos. Se ao esperar grandes deslocamentos, o projetista deseja analisar o comportamento não linear decorrente de excentricidade das ligações e o deslizamento devido à folga dos parafusos, a opção é recorrer a teoria de elementos finitos. Entretanto, no caso das linhas de transmissão, presentemente, a análise geral não linear somente tem sido adotada como recurso de pesquisa (ainda sem vantagens práticas para as estruturas comuns). Através de programas de computação por elementos finitos é possível proceder a uma análise dinâmica, que, para projetos práticos não se justifica elaborar. ANÁLISE DE PRIMEIRA ORDEM Triangular Configuração piramidal Delta cinturada ANÁLISE DE SEGUNDA ORDEM V estaiado Torre trapézio Autoportante compacta Figura 3 Graus de análise estrutural. Página: 4 No da Revisão: 00 Data: 13./09/2016 Elaboração: Roberval Luna da Silva

5 LINHAS DE Página: 5 No da Revisão: 00 Data: 13./09/2016 Elaboração: Roberval Luna da Silva