A superestrutura, suas fundações e o solo formam um sistema. É evidente, portanto, a necessidade de um estudo que englobe todo o sistema, estabelecendo qual a influência dos deslocamentos do solo na superestrutura. Toda fundação sofre deslocamentos verticais, horizontais ou rotacionais, conforme a solicitação a qual está submetida. Os deslocamentos, conforme sua magnitude, terão uma influência sobre a estrutura, que vai desde uma simples redistribuição de cargas até o colapso. O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos deslocamentos das fundações em torres de linhas de transmissão de energia. A metodologia adotada foi analisar as torres com apoios indeslocáveis (hipótese usual) e depois substituí-los por apoios flexíveis para verificar o efeito dos deslocamentos das fundações na distribuição das solicitações nas barras das torres. Este trabalho tem, adicionalmente, a intenção de contribuir aos grupos de estruturas e fundações, WG22-08 e WG22-07 da CIGRÉ em âmbito internacional, de forma articulada e coordenada. Assim sendo, este trabalho também objetiva preliminarmente avaliar algumas implicações de procedimentos usuais de análise e projeto, interrelacionados ao objetivo central, incluindo incertezas na modelagem para a previsão do comportamento estrutural sob carregamentos externos e deslocamentos das fundações. Com base nos resultados das aplicações estudadas, propõe-se um procedimento de caráter preliminar, para obtenção de coeficientes a serem aplicados no projeto das fundações e da torre. Estes coeficientes teriam as funções de limitar o deslocamento das fundações sob ação do carregamento máximo e dimensionar a torre de maneira que acréscimos de solicitações nas barras devido ao deslocamento limite possam ser absorvidos pela estrutura. / The structure and its foundations have to be regarded as a system. Therefore, it is clear the importance of studies leading to take into account the influence of foundation displacements on the structure performance. Any foundation undergoes displacements when is subjected to loading. Depending of the magnitude of such displacements, their influence may vary from a simple balance of member forces up to the structure or component collapse. The objective of this dissertation is to analyse the influence of displacements on structures, and in particular on transmission line tower for electrical energy. The approach adopted in this work was to initially consider the tower on fixed foundations and, afterwards, to replace these conditions by others allowing displacements and verify the influence on the member force distribution. In addition, this dissertation also aims to contribute to the Projects of CIGRÉ WG22-08, as well as of WG22-07, "Transmission Line Structures” and “Transmission Line Foundations", respectively. These Projects have a wide range of objectives which may be summarised by "to reach a better understanding of the capability of standard design models to predict the actual behaviour and the actual performance of structures and foundations of transmission lines". Based on the results of analyses carried out, a preliminary approach to establish a "design coefficient" for the combined design of tower and foundation is proposed. This coefficient would establish allowable foundation displacements, as well as the ultimate bar strength, in a such way to obtain a co-ordinated design of the system "structurefoundation".

A superestrutura, suas fundações e o solo formam um sistema. É evidente, portanto, a necessidade de um estudo que englobe todo o sistema, estabelecendo qual a influência dos deslocamentos do solo na superestrutura. Toda fundação sofre deslocamentos verticais, horizontais ou rotacionais, conforme a solicitação a qual está submetida. Os deslocamentos, conforme sua magnitude, terão uma influência sobre a estrutura, que vai desde uma simples redistribuição de cargas até o colapso. O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos deslocamentos das fundações em torres de linhas de transmissão de energia. A metodologia adotada foi analisar as torres com apoios indeslocáveis (hipótese usual) e depois substituí-los por apoios flexíveis para verificar o efeito dos deslocamentos das fundações na distribuição das solicitações nas barras das torres. Este trabalho tem, adicionalmente, a intenção de contribuir aos grupos de estruturas e fundações, WG22-08 e WG22-07 da CIGRÉ em âmbito internacional, de forma articulada e coordenada. Assim sendo, este trabalho também objetiva preliminarmente avaliar algumas implicações de procedimentos usuais de análise e projeto, interrelacionados ao objetivo central, incluindo incertezas na modelagem para a previsão do comportamento estrutural sob carregamentos externos e deslocamentos das fundações. Com base nos resultados das aplicações estudadas, propõe-se um procedimento de caráter preliminar, para obtenção de coeficientes a serem aplicados no projeto das fundações e da torre. Estes coeficientes teriam as funções de limitar o deslocamento das fundações sob ação do carregamento máximo e dimensionar a torre de maneira que acréscimos de solicitações nas barras devido ao deslocamento limite possam ser absorvidos pela estrutura. / The structure and its foundations have to be regarded as a system. Therefore, it is clear the importance of studies leading to take into account the influence of foundation displacements on the structure performance. Any foundation undergoes displacements when is subjected to loading. Depending of the magnitude of such displacements, their influence may vary from a simple balance of member forces up to the structure or component collapse. The objective of this dissertation is to analyse the influence of displacements on structures, and in particular on transmission line tower for electrical energy. The approach adopted in this work was to initially consider the tower on fixed foundations and, afterwards, to replace these conditions by others allowing displacements and verify the influence on the member force distribution. In addition, this dissertation also aims to contribute to the Projects of CIGRÉ WG22-08, as well as of WG22-07, "Transmission Line Structures” and “Transmission Line Foundations", respectively. These Projects have a wide range of objectives which may be summarised by "to reach a better understanding of the capability of standard design models to predict the actual behaviour and the actual performance of structures and foundations of transmission lines". Based on the results of analyses carried out, a preliminary approach to establish a "design coefficient" for the combined design of tower and foundation is proposed. This coefficient would establish allowable foundation displacements, as well as the ultimate bar strength, in a such way to obtain a co-ordinated design of the system "structurefoundation".

A superestrutura, suas fundações e o solo formam um sistema. É evidente, portanto, a necessidade de um estudo que englobe todo o sistema, estabelecendo qual a influência dos deslocamentos do solo na superestrutura. Toda fundação sofre deslocamentos verticais, horizontais ou rotacionais, conforme a solicitação a qual está submetida. Os deslocamentos, conforme sua magnitude, terão uma influência sobre a estrutura, que vai desde uma simples redistribuição de cargas até o colapso. O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos deslocamentos das fundações em torres de linhas de transmissão de energia. A metodologia adotada foi analisar as torres com apoios indeslocáveis (hipótese usual) e depois substituí-los por apoios flexíveis para verificar o efeito dos deslocamentos das fundações na distribuição das solicitações nas barras das torres. Este trabalho tem, adicionalmente, a intenção de contribuir aos grupos de estruturas e fundações, WG22-08 e WG22-07 da CIGRÉ em âmbito internacional, de forma articulada e coordenada. Assim sendo, este trabalho também objetiva preliminarmente avaliar algumas implicações de procedimentos usuais de análise e projeto, interrelacionados ao objetivo central, incluindo incertezas na modelagem para a previsão do comportamento estrutural sob carregamentos externos e deslocamentos das fundações. Com base nos resultados das aplicações estudadas, propõe-se um procedimento de caráter preliminar, para obtenção de coeficientes a serem aplicados no projeto das fundações e da torre. Estes coeficientes teriam as funções de limitar o deslocamento das fundações sob ação do carregamento máximo e dimensionar a torre de maneira que acréscimos de solicitações nas barras devido ao deslocamento limite possam ser absorvidos pela estrutura. / The structure and its foundations have to be regarded as a system. Therefore, it is clear the importance of studies leading to take into account the influence of foundation displacements on the structure performance. Any foundation undergoes displacements when is subjected to loading. Depending of the magnitude of such displacements, their influence may vary from a simple balance of member forces up to the structure or component collapse. The objective of this dissertation is to analyse the influence of displacements on structures, and in particular on transmission line tower for electrical energy. The approach adopted in this work was to initially consider the tower on fixed foundations and, afterwards, to replace these conditions by others allowing displacements and verify the influence on the member force distribution. In addition, this dissertation also aims to contribute to the Projects of CIGRÉ WG22-08, as well as of WG22-07, "Transmission Line Structures” and “Transmission Line Foundations", respectively. These Projects have a wide range of objectives which may be summarised by "to reach a better understanding of the capability of standard design models to predict the actual behaviour and the actual performance of structures and foundations of transmission lines". Based on the results of analyses carried out, a preliminary approach to establish a "design coefficient" for the combined design of tower and foundation is proposed. This coefficient would establish allowable foundation displacements, as well as the ultimate bar strength, in a such way to obtain a co-ordinated design of the system "structurefoundation".

Na sociedade atual as estruturas de linhas de transmissão são consideradas componentes essenciais do sistema de infraestrutura urbana. Sua função é a de transmitir a eletricidade gerada nas fontes de produção até o consumidor através de uma rede de distribuição. Este tipo de estruturas por sua extensão, exposição e variações topográficas, se mostram vulneráveis ao carregamento dinâmico de ventos originados a partir tormentas elétricas, tais como downbursts e tornados. No Brasil tem-se observado nos últimos tempos um aumento de acidentes neste tipo de estrutura, principalmente devido à incidência de fortes ventos. No presente trabalho estuda-se o comportamento dinâmico de um trecho de linha de transmissão da empresa Eletrobrás FURNAS quando submetido à ação de ventos provenientes de downburst. Na pesquisa foram identificados os principais modelos analíticos disponíveis na literatura que oferecem o campo de velocidades horizontais e verticais médias e a componente flutuante. Com base e alguns dos modelos identificados na revisão bibliográfica, implementou-se um programa computacional capaz de simular todas as componentes do campo de velocidades de um downburst em movimento. A partir do programa implementado foi realizado um estudo paramétrico onde identificou-se a combinação de variáveis do evento que provoca a maior energia cinética armazenada. Finalmente é apresentada uma revisão estrutural dos montantes da torre central da linha modelada, através da análise da relação demanda/capacidade na altura da coluna. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que a combinação de variáveis que provoca os resultados de forças internas mais críticos varia em relação a cada componente da linha considerado. O estudo de sensibilidade das variáveis envolvidas nos modelos implementados revelou que existe um incremento monotônico crescente da energia cinética armazenada com o aumento dos parâmetros e para a maioria dos casos, exceto quando =500 . Da flutuação e sua influência no comportamento dinâmico na linha analisada, conclui-se que a consideração das flutuações na resposta dinâmica dos cabos condutores e para-raios pode ser desprezada, fato que foi comprovado através dos valores obtidos na inclinação das linhas de tendência realizadas. / Transmission Lines (TL) are considered one of the essential components of the urban infrastructure. Their role is to transmit electricity from sources of production to the distribution system and then to consumers. This type of structure for its length, exposure and topographical variations, show themselves vulnerable to dynamic loading winds originated from electrical storms such as tornadoes and downbursts. In Brazil, it has been observed recently, an increase in the accidents of this type of structure, primarily due to incidence of strong winds. In the present research, is analyzed the dynamic behavior of a transmission line system of Eletrobras Furnas Company when subjected to downburst. In the investigation, the main analytical models available in the literature that offer the wind field of horizontal and vertical speeds and the fluctuating component were identified. Based on some of the models identified in the literature review, was implemented a computer program capable of simulating all components of the velocity of a moving downburst. Based on the implemented program was conducted a parametric study in order to identify the combination of variables that causes the greatest kinetic stored energy. Finally is presented a structural review of the columns of the central tower of the system, by examining the demand/capacity relationship. Regarding to the parametric study, it was found that the combination of variables which causes the most critical internal forces varies for each component of the line considered. The sensibility study of the variables involved the models used in this study revealed that there is a growing monotonic increase in the stored energy with the accretion of and 1.parameters for most of the cases, except when 0=500 . Analyses conducted using the fluctuations in the mean wind field reveal that the resonant response of the conductor and ground wire cables can be neglected, a fact that was confirmed by the values obtained from the slope of the trend lines held.

Na sociedade atual as estruturas de linhas de transmissão são consideradas componentes essenciais do sistema de infraestrutura urbana. Sua função é a de transmitir a eletricidade gerada nas fontes de produção até o consumidor através de uma rede de distribuição. Este tipo de estruturas por sua extensão, exposição e variações topográficas, se mostram vulneráveis ao carregamento dinâmico de ventos originados a partir tormentas elétricas, tais como downbursts e tornados. No Brasil tem-se observado nos últimos tempos um aumento de acidentes neste tipo de estrutura, principalmente devido à incidência de fortes ventos. No presente trabalho estuda-se o comportamento dinâmico de um trecho de linha de transmissão da empresa Eletrobrás FURNAS quando submetido à ação de ventos provenientes de downburst. Na pesquisa foram identificados os principais modelos analíticos disponíveis na literatura que oferecem o campo de velocidades horizontais e verticais médias e a componente flutuante. Com base e alguns dos modelos identificados na revisão bibliográfica, implementou-se um programa computacional capaz de simular todas as componentes do campo de velocidades de um downburst em movimento. A partir do programa implementado foi realizado um estudo paramétrico onde identificou-se a combinação de variáveis do evento que provoca a maior energia cinética armazenada. Finalmente é apresentada uma revisão estrutural dos montantes da torre central da linha modelada, através da análise da relação demanda/capacidade na altura da coluna. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que a combinação de variáveis que provoca os resultados de forças internas mais críticos varia em relação a cada componente da linha considerado. O estudo de sensibilidade das variáveis envolvidas nos modelos implementados revelou que existe um incremento monotônico crescente da energia cinética armazenada com o aumento dos parâmetros e para a maioria dos casos, exceto quando =500 . Da flutuação e sua influência no comportamento dinâmico na linha analisada, conclui-se que a consideração das flutuações na resposta dinâmica dos cabos condutores e para-raios pode ser desprezada, fato que foi comprovado através dos valores obtidos na inclinação das linhas de tendência realizadas. / Transmission Lines (TL) are considered one of the essential components of the urban infrastructure. Their role is to transmit electricity from sources of production to the distribution system and then to consumers. This type of structure for its length, exposure and topographical variations, show themselves vulnerable to dynamic loading winds originated from electrical storms such as tornadoes and downbursts. In Brazil, it has been observed recently, an increase in the accidents of this type of structure, primarily due to incidence of strong winds. In the present research, is analyzed the dynamic behavior of a transmission line system of Eletrobras Furnas Company when subjected to downburst. In the investigation, the main analytical models available in the literature that offer the wind field of horizontal and vertical speeds and the fluctuating component were identified. Based on some of the models identified in the literature review, was implemented a computer program capable of simulating all components of the velocity of a moving downburst. Based on the implemented program was conducted a parametric study in order to identify the combination of variables that causes the greatest kinetic stored energy. Finally is presented a structural review of the columns of the central tower of the system, by examining the demand/capacity relationship. Regarding to the parametric study, it was found that the combination of variables which causes the most critical internal forces varies for each component of the line considered. The sensibility study of the variables involved the models used in this study revealed that there is a growing monotonic increase in the stored energy with the accretion of and 1.parameters for most of the cases, except when 0=500 . Analyses conducted using the fluctuations in the mean wind field reveal that the resonant response of the conductor and ground wire cables can be neglected, a fact that was confirmed by the values obtained from the slope of the trend lines held.

Na sociedade atual as estruturas de linhas de transmissão são consideradas componentes essenciais do sistema de infraestrutura urbana. Sua função é a de transmitir a eletricidade gerada nas fontes de produção até o consumidor através de uma rede de distribuição. Este tipo de estruturas por sua extensão, exposição e variações topográficas, se mostram vulneráveis ao carregamento dinâmico de ventos originados a partir tormentas elétricas, tais como downbursts e tornados. No Brasil tem-se observado nos últimos tempos um aumento de acidentes neste tipo de estrutura, principalmente devido à incidência de fortes ventos. No presente trabalho estuda-se o comportamento dinâmico de um trecho de linha de transmissão da empresa Eletrobrás FURNAS quando submetido à ação de ventos provenientes de downburst. Na pesquisa foram identificados os principais modelos analíticos disponíveis na literatura que oferecem o campo de velocidades horizontais e verticais médias e a componente flutuante. Com base e alguns dos modelos identificados na revisão bibliográfica, implementou-se um programa computacional capaz de simular todas as componentes do campo de velocidades de um downburst em movimento. A partir do programa implementado foi realizado um estudo paramétrico onde identificou-se a combinação de variáveis do evento que provoca a maior energia cinética armazenada. Finalmente é apresentada uma revisão estrutural dos montantes da torre central da linha modelada, através da análise da relação demanda/capacidade na altura da coluna. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que a combinação de variáveis que provoca os resultados de forças internas mais críticos varia em relação a cada componente da linha considerado. O estudo de sensibilidade das variáveis envolvidas nos modelos implementados revelou que existe um incremento monotônico crescente da energia cinética armazenada com o aumento dos parâmetros e para a maioria dos casos, exceto quando =500 . Da flutuação e sua influência no comportamento dinâmico na linha analisada, conclui-se que a consideração das flutuações na resposta dinâmica dos cabos condutores e para-raios pode ser desprezada, fato que foi comprovado através dos valores obtidos na inclinação das linhas de tendência realizadas. / Transmission Lines (TL) are considered one of the essential components of the urban infrastructure. Their role is to transmit electricity from sources of production to the distribution system and then to consumers. This type of structure for its length, exposure and topographical variations, show themselves vulnerable to dynamic loading winds originated from electrical storms such as tornadoes and downbursts. In Brazil, it has been observed recently, an increase in the accidents of this type of structure, primarily due to incidence of strong winds. In the present research, is analyzed the dynamic behavior of a transmission line system of Eletrobras Furnas Company when subjected to downburst. In the investigation, the main analytical models available in the literature that offer the wind field of horizontal and vertical speeds and the fluctuating component were identified. Based on some of the models identified in the literature review, was implemented a computer program capable of simulating all components of the velocity of a moving downburst. Based on the implemented program was conducted a parametric study in order to identify the combination of variables that causes the greatest kinetic stored energy. Finally is presented a structural review of the columns of the central tower of the system, by examining the demand/capacity relationship. Regarding to the parametric study, it was found that the combination of variables which causes the most critical internal forces varies for each component of the line considered. The sensibility study of the variables involved the models used in this study revealed that there is a growing monotonic increase in the stored energy with the accretion of and 1.parameters for most of the cases, except when 0=500 . Analyses conducted using the fluctuations in the mean wind field reveal that the resonant response of the conductor and ground wire cables can be neglected, a fact that was confirmed by the values obtained from the slope of the trend lines held.

Dentre as possíveis causas na falha da transmissão de energia elétrica, o colapso de torres de linhas de transmissão (LTs) é uma problemática amplamente investigada nas últimas décadas, devido principalmente aos inúmeros acidentes registrados nas LTs em todo o mundo. Neste trabalho, o enfoque é dado à análise dinâmica associada à solicitação proveniente da ruptura de cabos, que quando atuante é capaz de desencadear um fenômeno conhecido como efeito cascata. Para a melhor compreensão da resposta das torres metálicas autoportantes e estaiadas submetidas a esse carregamento dinâmico e buscando contribuir para a determinação de critérios de projeto que visem o estabelecimento adequado de rigidez longitudinal às torres de LTs, foram desenvolvidos modelos numéricos no software ANSYS Mechanical/LS-DYNA, considerando a discretização do modelo estrutural no espaço a partir da utilização do Método de Elementos Finitos e a solução do problema dinâmico ao longo do tempo considerando o método de integração direta implícito das equações de movimento, através do método de Newmark. Inicialmente foram desenvolvidas análises estáticas, conforme considerado nos projetos atualmente. Em seguida, foram desenvolvidos dois tipos de análises dinâmicas: uma simplificada com a aplicação da solicitação através de uma função de carregamento ao longo do tempo, e outra simulada através do desligamento de um elemento finito do condutor. Posteriormente, foram realizadas interpretações e comparações desses resultados. O amortecimento estrutural foi considerado segundo a formulação proposta por Rayleigh e a formação da catenária dos cabos segundo as equações teóricas dadas por Irvine e Caughey. Visando não restringir as respostas a apenas um tipo de trecho simulado, foram desenvolvidos nove modelos numéricos com a variação do tipo de torre analisada, a quantidade de torres por trecho, o nível de amortecimento e o tipo de análise. As respostas dinâmicas são apresentadas em termos da solicitação normal nas barras das estruturas, dos cabos condutores e estais, e dos deslocamentos no topo das torres. / Amidst the main causes of electric energy transmission failure, the collapse of transmission towers is a current research topic in the last decades, due mainly to a huge number of accidents occurring in transmission lines worldwide. In this work, a dynamic analysis was performed associated to the loading due to a broken conductor, which gives rise to a phenomenon known as cascade effect. To better understanding the response of lattice selfsupported and guyed towers under this dynamic load, and in an attempt of determination of criteria for establishment of the longitudinal robustness of transmission line towers, numerical models were developed in the software ANSYS Mechanical/LS-DYNA, considering the discretization of the structural model in space using the finite element method; and the solution of the dynamic problem in the time using the direct integration of the equation of motion, through the Newmark’s method. First, static analyses were performed, accordingly to the considerations of design projects carried out nowadays. Afterwards, two kinds of dynamic analyses were executed: a simplified one, with the applications of the loading using a function in the time and another, which was simulated as a deactivation of a conductor’s finite element. After that, these were submitted to interpretation and comparison among their results. The structural damping was considered in accordance with Rayleigh’s formulation and the catenary of the cables following the equations found by Irvine and Caughey (1974). In order to not restrict the response to one kind of simulation, nine numerical models were developed with the variation of: the kind of tower; the number of towers by line section; the damping level and the type of analysis implemented. The dynamic responses are show in terms of: forces in towers bars; conductors and stays; and the displacements in tower tops.

Dentre as possíveis causas na falha da transmissão de energia elétrica, o colapso de torres de linhas de transmissão (LTs) é uma problemática amplamente investigada nas últimas décadas, devido principalmente aos inúmeros acidentes registrados nas LTs em todo o mundo. Neste trabalho, o enfoque é dado à análise dinâmica associada à solicitação proveniente da ruptura de cabos, que quando atuante é capaz de desencadear um fenômeno conhecido como efeito cascata. Para a melhor compreensão da resposta das torres metálicas autoportantes e estaiadas submetidas a esse carregamento dinâmico e buscando contribuir para a determinação de critérios de projeto que visem o estabelecimento adequado de rigidez longitudinal às torres de LTs, foram desenvolvidos modelos numéricos no software ANSYS Mechanical/LS-DYNA, considerando a discretização do modelo estrutural no espaço a partir da utilização do Método de Elementos Finitos e a solução do problema dinâmico ao longo do tempo considerando o método de integração direta implícito das equações de movimento, através do método de Newmark. Inicialmente foram desenvolvidas análises estáticas, conforme considerado nos projetos atualmente. Em seguida, foram desenvolvidos dois tipos de análises dinâmicas: uma simplificada com a aplicação da solicitação através de uma função de carregamento ao longo do tempo, e outra simulada através do desligamento de um elemento finito do condutor. Posteriormente, foram realizadas interpretações e comparações desses resultados. O amortecimento estrutural foi considerado segundo a formulação proposta por Rayleigh e a formação da catenária dos cabos segundo as equações teóricas dadas por Irvine e Caughey. Visando não restringir as respostas a apenas um tipo de trecho simulado, foram desenvolvidos nove modelos numéricos com a variação do tipo de torre analisada, a quantidade de torres por trecho, o nível de amortecimento e o tipo de análise. As respostas dinâmicas são apresentadas em termos da solicitação normal nas barras das estruturas, dos cabos condutores e estais, e dos deslocamentos no topo das torres. / Amidst the main causes of electric energy transmission failure, the collapse of transmission towers is a current research topic in the last decades, due mainly to a huge number of accidents occurring in transmission lines worldwide. In this work, a dynamic analysis was performed associated to the loading due to a broken conductor, which gives rise to a phenomenon known as cascade effect. To better understanding the response of lattice selfsupported and guyed towers under this dynamic load, and in an attempt of determination of criteria for establishment of the longitudinal robustness of transmission line towers, numerical models were developed in the software ANSYS Mechanical/LS-DYNA, considering the discretization of the structural model in space using the finite element method; and the solution of the dynamic problem in the time using the direct integration of the equation of motion, through the Newmark’s method. First, static analyses were performed, accordingly to the considerations of design projects carried out nowadays. Afterwards, two kinds of dynamic analyses were executed: a simplified one, with the applications of the loading using a function in the time and another, which was simulated as a deactivation of a conductor’s finite element. After that, these were submitted to interpretation and comparison among their results. The structural damping was considered in accordance with Rayleigh’s formulation and the catenary of the cables following the equations found by Irvine and Caughey (1974). In order to not restrict the response to one kind of simulation, nine numerical models were developed with the variation of: the kind of tower; the number of towers by line section; the damping level and the type of analysis implemented. The dynamic responses are show in terms of: forces in towers bars; conductors and stays; and the displacements in tower tops.

Dentre as possíveis causas na falha da transmissão de energia elétrica, o colapso de torres de linhas de transmissão (LTs) é uma problemática amplamente investigada nas últimas décadas, devido principalmente aos inúmeros acidentes registrados nas LTs em todo o mundo. Neste trabalho, o enfoque é dado à análise dinâmica associada à solicitação proveniente da ruptura de cabos, que quando atuante é capaz de desencadear um fenômeno conhecido como efeito cascata. Para a melhor compreensão da resposta das torres metálicas autoportantes e estaiadas submetidas a esse carregamento dinâmico e buscando contribuir para a determinação de critérios de projeto que visem o estabelecimento adequado de rigidez longitudinal às torres de LTs, foram desenvolvidos modelos numéricos no software ANSYS Mechanical/LS-DYNA, considerando a discretização do modelo estrutural no espaço a partir da utilização do Método de Elementos Finitos e a solução do problema dinâmico ao longo do tempo considerando o método de integração direta implícito das equações de movimento, através do método de Newmark. Inicialmente foram desenvolvidas análises estáticas, conforme considerado nos projetos atualmente. Em seguida, foram desenvolvidos dois tipos de análises dinâmicas: uma simplificada com a aplicação da solicitação através de uma função de carregamento ao longo do tempo, e outra simulada através do desligamento de um elemento finito do condutor. Posteriormente, foram realizadas interpretações e comparações desses resultados. O amortecimento estrutural foi considerado segundo a formulação proposta por Rayleigh e a formação da catenária dos cabos segundo as equações teóricas dadas por Irvine e Caughey. Visando não restringir as respostas a apenas um tipo de trecho simulado, foram desenvolvidos nove modelos numéricos com a variação do tipo de torre analisada, a quantidade de torres por trecho, o nível de amortecimento e o tipo de análise. As respostas dinâmicas são apresentadas em termos da solicitação normal nas barras das estruturas, dos cabos condutores e estais, e dos deslocamentos no topo das torres. / Amidst the main causes of electric energy transmission failure, the collapse of transmission towers is a current research topic in the last decades, due mainly to a huge number of accidents occurring in transmission lines worldwide. In this work, a dynamic analysis was performed associated to the loading due to a broken conductor, which gives rise to a phenomenon known as cascade effect. To better understanding the response of lattice selfsupported and guyed towers under this dynamic load, and in an attempt of determination of criteria for establishment of the longitudinal robustness of transmission line towers, numerical models were developed in the software ANSYS Mechanical/LS-DYNA, considering the discretization of the structural model in space using the finite element method; and the solution of the dynamic problem in the time using the direct integration of the equation of motion, through the Newmark’s method. First, static analyses were performed, accordingly to the considerations of design projects carried out nowadays. Afterwards, two kinds of dynamic analyses were executed: a simplified one, with the applications of the loading using a function in the time and another, which was simulated as a deactivation of a conductor’s finite element. After that, these were submitted to interpretation and comparison among their results. The structural damping was considered in accordance with Rayleigh’s formulation and the catenary of the cables following the equations found by Irvine and Caughey (1974). In order to not restrict the response to one kind of simulation, nine numerical models were developed with the variation of: the kind of tower; the number of towers by line section; the damping level and the type of analysis implemented. The dynamic responses are show in terms of: forces in towers bars; conductors and stays; and the displacements in tower tops.

The mechanical model usually adopted in the design of transmission lines (TL) latticed steel towers is very simple, using spatial truss and frame elements, and solved by a linear static or non-linear geometric analysis. In the event of rupture of a conductor cable or a shield wire the loading is considered through static equivalent loads , and foundations are usually modeled how undeformable supports. This work evaluated the response of two TL latticed steel towers subjected to the cable rupture, considering the influence of foundation flexibility in the model and type of analysis, i. e., with a dynamic analysis in time domain and a static analysis with the static equivalent loads , usually adopted in design practice. In dynamic analysis, direct explicit numerical integration of the equations of motion in the time domain was adopted, using the central finite differences scheme, and the model included all components of a TL: the towers, the conductor cables, the shield wires, the insulator strings and the foundation elements, in order to evaluate the influence of boundary conditions on the results. Finally, the results of dynamic analysis of towers, in terms of displacements at the top, support reactions and maximum loads in some selected bars are compared with the results of static analysis. / O modelo mecânico usualmente adotado no projeto de torres metálicas treliçadas é bastante simples, utilizando elementos de treliça e/ou pórtico espacial, e resolvido através de uma análise estática e linear ou não linear geométrica. Nas hipóteses de carga de ruptura de um cabo condutor ou um cabo pára-raios o carregamento é considerado através de uma carga estática equivalente , e as fundações geralmente são modeladas com apoios indeslocáveis. Neste trabalho é avaliada a resposta de duas torres metálicas treliçadas de linhas de transmissão (LT) submetidas à hipótese de carga de ruptura de um cabo condutor, considerando a influência da flexibilidade da fundação no modelo e do tipo de análise, isto é, com uma análise dinâmica no domínio do tempo e uma análise estática com as cargas estáticas equivalentes usualmente adotadas na prática de projeto. Na análise dinâmica, o modelo deve contemplar todos os elementos de uma LT, ou seja, as torres, os cabos condutores, os cabos pára-raios e as cadeias de isoladores, a fim de se availar a influência das condições de contorno nos resultados. Por fim, os resultados da análise dinâmica das torres, em termos de deslocamentos no topo e esforços máximos em algumas barras, devem ser comparados com os resultados da análise estática, para que possam ser elaboradas sugestões nos procedimentos de projeto deste tipo de estrutura.