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Estudos de confiabilidade de linhas de transmissão submetidas à ação do vento

Menezes, Ruy Carlos Ramos de January 1988 (has links)
O trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo para o cálculo da probabilidade de falha de linhas de transmissão de energia elétrica quando submetidas a ação do vento. Com relação ao carregamento, o modelo faz a abordagem para cargas causadas por ventos do tipo EPS C Extended mature pressure system. Para ventos deste tipo, a abordagem é feita tendo-se como ponto de partida, o conhecirnento da distribuição e probabilidades das flutuações dá velocidade do vento em torno de seu valor médio. A partir desse ponto, com base na teoria de valores extremas, chega-se as expressões para o cálculo da probabilidade de falha condicionada à ocorrência de uma dada velocidade média e, com o conhecimento da distribuição de probabilidade desta, é possível obter -se a probabilidade anual de falha. É também apresentado um processo desenvolvido para chegar-se a função de probabilidade da resistência de torres típicas do LT's para ser usada no modelo de cálculo da probabilidade de falha. Para isto foram coletados e tratados os resultados de ensaios. realizados no Brasil, de protótipos de torres metálica para LT's. Também foi desenvolvido um outro mdelo teórico objetivando representar, através de variáveis aleatórias, a sistemática de projeto usual. Para a calibragem deste modelo. foram necessárias algumas simulações de resultados de ensaios adotando-se, como informações iniciais sugestões encontradas na literatura, para tipos de distribuições e seus parâmetros. Por último é feita uma aplicação do modelo desenvolvido com a avaliação da probabilidade de falha da LT 230 kV Camaquã - Seci, pertencente a Companhia Estadual de Energia Elétrica. Como exemplo de aplicação, também são feitos alguns estudos par paramétricos. / The thesis describes a model to obtain the probability of failure of transmission lines exposed to wind action,Concerning the loading, the model takes into account the loads caused by type EPS winds (Extended mature pressure system).For this kind of wind ,there is a procedure which takes into consideration the knowledge of the probability distribution of wind velocity around its own mean value.Finally,after specifying the probability distribution of the mean wind velocity,it is possible to obtain the anual probability of failure. A procedure of obtaining the probability function for the strength of steel transmission towers to be used in the model is also shown.For this purpose,the results of tests on steel tower prototypes carried out in Brasil,were compiled .Another theoretical model was created that tries to represent the design practice by using stochastic variables.In order to calibrate the model ,simulation results of prototype tests were obtained by taking into account suggestions advanced in the literature for the distribution types and parameters.Finally,the probability of failure of an actual transmission line named TL 230kv Camaquã-Seci,that is located in Rio Grande do Sul,Brasil,is evaluated.The parametric studies to determine the influence of various relevant factors is also performed.
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Estudos de confiabilidade de linhas de transmissão submetidas à ação do vento

Menezes, Ruy Carlos Ramos de January 1988 (has links)
O trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo para o cálculo da probabilidade de falha de linhas de transmissão de energia elétrica quando submetidas a ação do vento. Com relação ao carregamento, o modelo faz a abordagem para cargas causadas por ventos do tipo EPS C Extended mature pressure system. Para ventos deste tipo, a abordagem é feita tendo-se como ponto de partida, o conhecirnento da distribuição e probabilidades das flutuações dá velocidade do vento em torno de seu valor médio. A partir desse ponto, com base na teoria de valores extremas, chega-se as expressões para o cálculo da probabilidade de falha condicionada à ocorrência de uma dada velocidade média e, com o conhecimento da distribuição de probabilidade desta, é possível obter -se a probabilidade anual de falha. É também apresentado um processo desenvolvido para chegar-se a função de probabilidade da resistência de torres típicas do LT's para ser usada no modelo de cálculo da probabilidade de falha. Para isto foram coletados e tratados os resultados de ensaios. realizados no Brasil, de protótipos de torres metálica para LT's. Também foi desenvolvido um outro mdelo teórico objetivando representar, através de variáveis aleatórias, a sistemática de projeto usual. Para a calibragem deste modelo. foram necessárias algumas simulações de resultados de ensaios adotando-se, como informações iniciais sugestões encontradas na literatura, para tipos de distribuições e seus parâmetros. Por último é feita uma aplicação do modelo desenvolvido com a avaliação da probabilidade de falha da LT 230 kV Camaquã - Seci, pertencente a Companhia Estadual de Energia Elétrica. Como exemplo de aplicação, também são feitos alguns estudos par paramétricos. / The thesis describes a model to obtain the probability of failure of transmission lines exposed to wind action,Concerning the loading, the model takes into account the loads caused by type EPS winds (Extended mature pressure system).For this kind of wind ,there is a procedure which takes into consideration the knowledge of the probability distribution of wind velocity around its own mean value.Finally,after specifying the probability distribution of the mean wind velocity,it is possible to obtain the anual probability of failure. A procedure of obtaining the probability function for the strength of steel transmission towers to be used in the model is also shown.For this purpose,the results of tests on steel tower prototypes carried out in Brasil,were compiled .Another theoretical model was created that tries to represent the design practice by using stochastic variables.In order to calibrate the model ,simulation results of prototype tests were obtained by taking into account suggestions advanced in the literature for the distribution types and parameters.Finally,the probability of failure of an actual transmission line named TL 230kv Camaquã-Seci,that is located in Rio Grande do Sul,Brasil,is evaluated.The parametric studies to determine the influence of various relevant factors is also performed.
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Estudos de confiabilidade de linhas de transmissão submetidas à ação do vento

Menezes, Ruy Carlos Ramos de January 1988 (has links)
O trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo para o cálculo da probabilidade de falha de linhas de transmissão de energia elétrica quando submetidas a ação do vento. Com relação ao carregamento, o modelo faz a abordagem para cargas causadas por ventos do tipo EPS C Extended mature pressure system. Para ventos deste tipo, a abordagem é feita tendo-se como ponto de partida, o conhecirnento da distribuição e probabilidades das flutuações dá velocidade do vento em torno de seu valor médio. A partir desse ponto, com base na teoria de valores extremas, chega-se as expressões para o cálculo da probabilidade de falha condicionada à ocorrência de uma dada velocidade média e, com o conhecimento da distribuição de probabilidade desta, é possível obter -se a probabilidade anual de falha. É também apresentado um processo desenvolvido para chegar-se a função de probabilidade da resistência de torres típicas do LT's para ser usada no modelo de cálculo da probabilidade de falha. Para isto foram coletados e tratados os resultados de ensaios. realizados no Brasil, de protótipos de torres metálica para LT's. Também foi desenvolvido um outro mdelo teórico objetivando representar, através de variáveis aleatórias, a sistemática de projeto usual. Para a calibragem deste modelo. foram necessárias algumas simulações de resultados de ensaios adotando-se, como informações iniciais sugestões encontradas na literatura, para tipos de distribuições e seus parâmetros. Por último é feita uma aplicação do modelo desenvolvido com a avaliação da probabilidade de falha da LT 230 kV Camaquã - Seci, pertencente a Companhia Estadual de Energia Elétrica. Como exemplo de aplicação, também são feitos alguns estudos par paramétricos. / The thesis describes a model to obtain the probability of failure of transmission lines exposed to wind action,Concerning the loading, the model takes into account the loads caused by type EPS winds (Extended mature pressure system).For this kind of wind ,there is a procedure which takes into consideration the knowledge of the probability distribution of wind velocity around its own mean value.Finally,after specifying the probability distribution of the mean wind velocity,it is possible to obtain the anual probability of failure. A procedure of obtaining the probability function for the strength of steel transmission towers to be used in the model is also shown.For this purpose,the results of tests on steel tower prototypes carried out in Brasil,were compiled .Another theoretical model was created that tries to represent the design practice by using stochastic variables.In order to calibrate the model ,simulation results of prototype tests were obtained by taking into account suggestions advanced in the literature for the distribution types and parameters.Finally,the probability of failure of an actual transmission line named TL 230kv Camaquã-Seci,that is located in Rio Grande do Sul,Brasil,is evaluated.The parametric studies to determine the influence of various relevant factors is also performed.
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Caracterização das propriedades aerodinâmicas de torres metálicas para determinação da resposta devida ao vento

Machado, Agnagildo Conceição January 2003 (has links)
A utilização de torres metálicas treliçadas vem, nos últimos anos, se intensificando em todo o Brasil. Este aumento é resultado do salto tecnológico pelo qual o país passou no início da década de 90, onde a necessidade de ampliação dos sistemas de telecomunicações, principalmente, da telefonia celular, se tornou imprescindível para o seu crescimento tecnológico. Em função disso, vários são os projetos de torres metálicas treliçadas que tem sido contratados pelas diversas empresas de telefonia celular, espalhadas por todo país. No Brasil, onde, pelas benesses da natureza, não há registros de terremotos significativos, e devido ao baixo peso deste tipo de estrutura, a força do vento é o carregamento determinante para a elaboração do projeto estrutural de torres metálicas treliçadas. Sendo assim, se faz necessário perguntar: será que estes projetos estão atendendo às recomendações da norma de vento (NBR 6123/88)? Quais são os riscos aos quais as populações estão sujeitas com a edificação de torres cada vez mais próximas de suas casas? Neste trabalho, tomando como exemplo o projeto de uma torre metálica treliçada que colapsou no ano de 2000 na cidade de Porto Alegre-RS, foram feitas investigações numéricas no sentido de avaliar a integridade estrutural daquela torre ante os carregamentos devidos aos ventos locais, onde se concluiu que a carga de vento implícita no dimensionamento foi bem abaixo daquela calculada pelos padrões da norma brasileira Uma investigação experimental em dois modelos seccionais, um em latão e outro em madeira, construídos a partir de dois trechos da torre estudada, foi realizada a fim de analisar parâmetros aerodinâmicos como coeficientes de arrasto, ângulo de incidência do vento sobre a torre, índice de área exposta e fator de proteção. Os modelos foram construídos na oficina Paulo Francisco Bueno - LAC/UFRGS e ensaiados no Túnel de Vento Prof. Joaquim Blessmann do Laboratório de Aerodinâmica das Construções da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – LAC/UFRGS. Neste trabalho são apresentados os resultados destes experimentos, bem como uma comparação destes resultados com informações até então disponíveis na literatura técnica, além de uma contribuição técnica ao capítulo 9 da NBR 6123/88.
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Caracterização das propriedades aerodinâmicas de torres metálicas para determinação da resposta devida ao vento

Machado, Agnagildo Conceição January 2003 (has links)
A utilização de torres metálicas treliçadas vem, nos últimos anos, se intensificando em todo o Brasil. Este aumento é resultado do salto tecnológico pelo qual o país passou no início da década de 90, onde a necessidade de ampliação dos sistemas de telecomunicações, principalmente, da telefonia celular, se tornou imprescindível para o seu crescimento tecnológico. Em função disso, vários são os projetos de torres metálicas treliçadas que tem sido contratados pelas diversas empresas de telefonia celular, espalhadas por todo país. No Brasil, onde, pelas benesses da natureza, não há registros de terremotos significativos, e devido ao baixo peso deste tipo de estrutura, a força do vento é o carregamento determinante para a elaboração do projeto estrutural de torres metálicas treliçadas. Sendo assim, se faz necessário perguntar: será que estes projetos estão atendendo às recomendações da norma de vento (NBR 6123/88)? Quais são os riscos aos quais as populações estão sujeitas com a edificação de torres cada vez mais próximas de suas casas? Neste trabalho, tomando como exemplo o projeto de uma torre metálica treliçada que colapsou no ano de 2000 na cidade de Porto Alegre-RS, foram feitas investigações numéricas no sentido de avaliar a integridade estrutural daquela torre ante os carregamentos devidos aos ventos locais, onde se concluiu que a carga de vento implícita no dimensionamento foi bem abaixo daquela calculada pelos padrões da norma brasileira Uma investigação experimental em dois modelos seccionais, um em latão e outro em madeira, construídos a partir de dois trechos da torre estudada, foi realizada a fim de analisar parâmetros aerodinâmicos como coeficientes de arrasto, ângulo de incidência do vento sobre a torre, índice de área exposta e fator de proteção. Os modelos foram construídos na oficina Paulo Francisco Bueno - LAC/UFRGS e ensaiados no Túnel de Vento Prof. Joaquim Blessmann do Laboratório de Aerodinâmica das Construções da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – LAC/UFRGS. Neste trabalho são apresentados os resultados destes experimentos, bem como uma comparação destes resultados com informações até então disponíveis na literatura técnica, além de uma contribuição técnica ao capítulo 9 da NBR 6123/88.
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Caracterização das propriedades aerodinâmicas de torres metálicas para determinação da resposta devida ao vento

Machado, Agnagildo Conceição January 2003 (has links)
A utilização de torres metálicas treliçadas vem, nos últimos anos, se intensificando em todo o Brasil. Este aumento é resultado do salto tecnológico pelo qual o país passou no início da década de 90, onde a necessidade de ampliação dos sistemas de telecomunicações, principalmente, da telefonia celular, se tornou imprescindível para o seu crescimento tecnológico. Em função disso, vários são os projetos de torres metálicas treliçadas que tem sido contratados pelas diversas empresas de telefonia celular, espalhadas por todo país. No Brasil, onde, pelas benesses da natureza, não há registros de terremotos significativos, e devido ao baixo peso deste tipo de estrutura, a força do vento é o carregamento determinante para a elaboração do projeto estrutural de torres metálicas treliçadas. Sendo assim, se faz necessário perguntar: será que estes projetos estão atendendo às recomendações da norma de vento (NBR 6123/88)? Quais são os riscos aos quais as populações estão sujeitas com a edificação de torres cada vez mais próximas de suas casas? Neste trabalho, tomando como exemplo o projeto de uma torre metálica treliçada que colapsou no ano de 2000 na cidade de Porto Alegre-RS, foram feitas investigações numéricas no sentido de avaliar a integridade estrutural daquela torre ante os carregamentos devidos aos ventos locais, onde se concluiu que a carga de vento implícita no dimensionamento foi bem abaixo daquela calculada pelos padrões da norma brasileira Uma investigação experimental em dois modelos seccionais, um em latão e outro em madeira, construídos a partir de dois trechos da torre estudada, foi realizada a fim de analisar parâmetros aerodinâmicos como coeficientes de arrasto, ângulo de incidência do vento sobre a torre, índice de área exposta e fator de proteção. Os modelos foram construídos na oficina Paulo Francisco Bueno - LAC/UFRGS e ensaiados no Túnel de Vento Prof. Joaquim Blessmann do Laboratório de Aerodinâmica das Construções da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – LAC/UFRGS. Neste trabalho são apresentados os resultados destes experimentos, bem como uma comparação destes resultados com informações até então disponíveis na literatura técnica, além de uma contribuição técnica ao capítulo 9 da NBR 6123/88.
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Estudo em túnel de vento das características aerodinâmicas de torres metálicas treliçadas

Klein, Tanise January 2004 (has links)
O avanço intenso e constante que vem tendo os sistemas de telecomunicação e de transmissão de energia elétrica tem levado à instalação de uma quantidade considerável de torres metálicas treliçadas, desde as zonas menos povoadas até os grandes centros urbanos. Apesar dos vários estudos existentes nesta área, ocorrências de tombamento de torres deste tipo continuam sendo registradas, o que implica na necessidade de mais estudos. Por se tratar de estruturas esbeltas e de baixo peso, o principal carregamento para elaboração do projeto estrutural de torres metálicas treliçadas é a força do vento. Pergunta-se então: a norma brasileira de vento (NBR-6123/88) é clara e atende a todas as situações e dúvidas ou são os projetos que não estão seguindo suas recomendações adequadamente? Este trabalho é então dividido em três etapas de ensaios experimentais no Túnel de Vento do LAC. Estudou-se, numa primeira fase, o comportamento de perfis isolados, com vários ângulos de incidência do vento e dois tipos de escoamento: suave e turbulento.Percebeu-se que a terminação das cantoneiras não possui influência, também não ocorreram diferenças quanto aos tipos de escoamentos e uma leve divergência do coeficiente de força Cf, com a norma para alguns ângulos de incidência. Na segunda etapa, foi verificado o efeito de proteção de um perfil a barlavento sobre um a sotavento, com diversos afastamentos entre eles e submetidos aos escoamentos suave e turbulento. O efeito de proteção foi comprovado, apesar de não ter sido possível determinar exatamente o momento em que ele deixa de existir. O mesmo fenômeno foi verificado nos coeficientes de torção, Ct. Também verificou-se a possibilidade da utilização da figura 8 da NBR-6123 para barras isoladas, percebendo-se que para os afastamentos intermediários ensaiados a discrepância entre os valores dos coeficientes de arrasto, Ca, indicados pela norma e os obtidos nos ensaios foi maior. Na terceira etapa, estudou-se módulos de torres treliçadas, submetidos a diferentes velocidades e ângulos de incidência do vento. Para efeito de comparação, escolheram-se duas diferentes áreas: uma considerando somente a área frontal e a outra sendo a área efetiva (frontal mais sombra). Perceberam-se diferenças entre os próprios métodos indicados pela NBR-6123 e entre esta e os experimentos e normas e, principalmente, a importância do cálculo correto das áreas para a determinação da força atuante. Verificou-se que os valores obtidos nos ensaios, para alguns módulos, são maiores que aqueles recomendados pela norma. Com este trabalho pôde-se verificar a diferença entre os valores indicados pelas mais diversas normas e valores encontrados experimentalmente, provando que estudos nesta área devem continuar sendo incentivados. / The intense and constant progress of telecommunication systems and electric power transmission result in the installation of a considerable amount of lattice towers, from the less populated areas to the great urban centers. In spite of the several existent studies in this area, occurrences of wind accidents with towers of this type continue being registered, which implicates the need for more studies. Concerning slender structures of low weight, the main loading for elaboration of the structural designs of lattice towers is the force of the wind. The question is: does the Brazilian wind code (NBR-6123/88) clear? Does it attend all situations and doubts, or the new projects being designed not following their recommendations appropriately? This work is divided into three stages of experimental testing in the Wind Tunnel of LAC. It was studied, in a first phase, the behavior of a single isolated member, with several angles of incidence of the wind and two types of flow: smooth and turbulent. It was noticed that the member´s endding types are not important; there was no occurance of differences in the types of flow and a light divergence of the force coefficient, Cf, with the code for some wind direction. In the second stage, the protection effect was examined from the shielding of the windward member in the leeward member, under smooth and turbulent flow. The protection effect was proven, in spite of not being possible to determine exactly the moment that it stops existing. The same phenomenon was verified in the torsion coefficients, Ct. Also the possibility of the use of the Figure 8 of the NBR-6123 was verified for a single isolated member, being noticed that for the experiments with intermediate separations, the discrepancies of the drag coefficient values, Ca, from the code values and from experiments were bigger. In the third stage, sections of lattice towers were studied. They were submitted to different wind speeds and wind directions. For a comparison, two differents areas were chosen, firstly just the frontal area was considered and, secondly, the effective area (shaddow plus frontal) was adopted. Differences were noticed among the methods in NBR-6123 and between these, the results of the experiments and the indications of other codes. It was verified that the values obtained in the tests, for some modules, are larger than those recommended by the code. With this work, a difference was verified between the different code values and the actual values found experimentally, proving evidence that studies in this area should be continued.
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Estudo em túnel de vento das características aerodinâmicas de torres metálicas treliçadas

Klein, Tanise January 2004 (has links)
O avanço intenso e constante que vem tendo os sistemas de telecomunicação e de transmissão de energia elétrica tem levado à instalação de uma quantidade considerável de torres metálicas treliçadas, desde as zonas menos povoadas até os grandes centros urbanos. Apesar dos vários estudos existentes nesta área, ocorrências de tombamento de torres deste tipo continuam sendo registradas, o que implica na necessidade de mais estudos. Por se tratar de estruturas esbeltas e de baixo peso, o principal carregamento para elaboração do projeto estrutural de torres metálicas treliçadas é a força do vento. Pergunta-se então: a norma brasileira de vento (NBR-6123/88) é clara e atende a todas as situações e dúvidas ou são os projetos que não estão seguindo suas recomendações adequadamente? Este trabalho é então dividido em três etapas de ensaios experimentais no Túnel de Vento do LAC. Estudou-se, numa primeira fase, o comportamento de perfis isolados, com vários ângulos de incidência do vento e dois tipos de escoamento: suave e turbulento.Percebeu-se que a terminação das cantoneiras não possui influência, também não ocorreram diferenças quanto aos tipos de escoamentos e uma leve divergência do coeficiente de força Cf, com a norma para alguns ângulos de incidência. Na segunda etapa, foi verificado o efeito de proteção de um perfil a barlavento sobre um a sotavento, com diversos afastamentos entre eles e submetidos aos escoamentos suave e turbulento. O efeito de proteção foi comprovado, apesar de não ter sido possível determinar exatamente o momento em que ele deixa de existir. O mesmo fenômeno foi verificado nos coeficientes de torção, Ct. Também verificou-se a possibilidade da utilização da figura 8 da NBR-6123 para barras isoladas, percebendo-se que para os afastamentos intermediários ensaiados a discrepância entre os valores dos coeficientes de arrasto, Ca, indicados pela norma e os obtidos nos ensaios foi maior. Na terceira etapa, estudou-se módulos de torres treliçadas, submetidos a diferentes velocidades e ângulos de incidência do vento. Para efeito de comparação, escolheram-se duas diferentes áreas: uma considerando somente a área frontal e a outra sendo a área efetiva (frontal mais sombra). Perceberam-se diferenças entre os próprios métodos indicados pela NBR-6123 e entre esta e os experimentos e normas e, principalmente, a importância do cálculo correto das áreas para a determinação da força atuante. Verificou-se que os valores obtidos nos ensaios, para alguns módulos, são maiores que aqueles recomendados pela norma. Com este trabalho pôde-se verificar a diferença entre os valores indicados pelas mais diversas normas e valores encontrados experimentalmente, provando que estudos nesta área devem continuar sendo incentivados. / The intense and constant progress of telecommunication systems and electric power transmission result in the installation of a considerable amount of lattice towers, from the less populated areas to the great urban centers. In spite of the several existent studies in this area, occurrences of wind accidents with towers of this type continue being registered, which implicates the need for more studies. Concerning slender structures of low weight, the main loading for elaboration of the structural designs of lattice towers is the force of the wind. The question is: does the Brazilian wind code (NBR-6123/88) clear? Does it attend all situations and doubts, or the new projects being designed not following their recommendations appropriately? This work is divided into three stages of experimental testing in the Wind Tunnel of LAC. It was studied, in a first phase, the behavior of a single isolated member, with several angles of incidence of the wind and two types of flow: smooth and turbulent. It was noticed that the member´s endding types are not important; there was no occurance of differences in the types of flow and a light divergence of the force coefficient, Cf, with the code for some wind direction. In the second stage, the protection effect was examined from the shielding of the windward member in the leeward member, under smooth and turbulent flow. The protection effect was proven, in spite of not being possible to determine exactly the moment that it stops existing. The same phenomenon was verified in the torsion coefficients, Ct. Also the possibility of the use of the Figure 8 of the NBR-6123 was verified for a single isolated member, being noticed that for the experiments with intermediate separations, the discrepancies of the drag coefficient values, Ca, from the code values and from experiments were bigger. In the third stage, sections of lattice towers were studied. They were submitted to different wind speeds and wind directions. For a comparison, two differents areas were chosen, firstly just the frontal area was considered and, secondly, the effective area (shaddow plus frontal) was adopted. Differences were noticed among the methods in NBR-6123 and between these, the results of the experiments and the indications of other codes. It was verified that the values obtained in the tests, for some modules, are larger than those recommended by the code. With this work, a difference was verified between the different code values and the actual values found experimentally, proving evidence that studies in this area should be continued.
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Estudo em túnel de vento das características aerodinâmicas de torres metálicas treliçadas

Klein, Tanise January 2004 (has links)
O avanço intenso e constante que vem tendo os sistemas de telecomunicação e de transmissão de energia elétrica tem levado à instalação de uma quantidade considerável de torres metálicas treliçadas, desde as zonas menos povoadas até os grandes centros urbanos. Apesar dos vários estudos existentes nesta área, ocorrências de tombamento de torres deste tipo continuam sendo registradas, o que implica na necessidade de mais estudos. Por se tratar de estruturas esbeltas e de baixo peso, o principal carregamento para elaboração do projeto estrutural de torres metálicas treliçadas é a força do vento. Pergunta-se então: a norma brasileira de vento (NBR-6123/88) é clara e atende a todas as situações e dúvidas ou são os projetos que não estão seguindo suas recomendações adequadamente? Este trabalho é então dividido em três etapas de ensaios experimentais no Túnel de Vento do LAC. Estudou-se, numa primeira fase, o comportamento de perfis isolados, com vários ângulos de incidência do vento e dois tipos de escoamento: suave e turbulento.Percebeu-se que a terminação das cantoneiras não possui influência, também não ocorreram diferenças quanto aos tipos de escoamentos e uma leve divergência do coeficiente de força Cf, com a norma para alguns ângulos de incidência. Na segunda etapa, foi verificado o efeito de proteção de um perfil a barlavento sobre um a sotavento, com diversos afastamentos entre eles e submetidos aos escoamentos suave e turbulento. O efeito de proteção foi comprovado, apesar de não ter sido possível determinar exatamente o momento em que ele deixa de existir. O mesmo fenômeno foi verificado nos coeficientes de torção, Ct. Também verificou-se a possibilidade da utilização da figura 8 da NBR-6123 para barras isoladas, percebendo-se que para os afastamentos intermediários ensaiados a discrepância entre os valores dos coeficientes de arrasto, Ca, indicados pela norma e os obtidos nos ensaios foi maior. Na terceira etapa, estudou-se módulos de torres treliçadas, submetidos a diferentes velocidades e ângulos de incidência do vento. Para efeito de comparação, escolheram-se duas diferentes áreas: uma considerando somente a área frontal e a outra sendo a área efetiva (frontal mais sombra). Perceberam-se diferenças entre os próprios métodos indicados pela NBR-6123 e entre esta e os experimentos e normas e, principalmente, a importância do cálculo correto das áreas para a determinação da força atuante. Verificou-se que os valores obtidos nos ensaios, para alguns módulos, são maiores que aqueles recomendados pela norma. Com este trabalho pôde-se verificar a diferença entre os valores indicados pelas mais diversas normas e valores encontrados experimentalmente, provando que estudos nesta área devem continuar sendo incentivados. / The intense and constant progress of telecommunication systems and electric power transmission result in the installation of a considerable amount of lattice towers, from the less populated areas to the great urban centers. In spite of the several existent studies in this area, occurrences of wind accidents with towers of this type continue being registered, which implicates the need for more studies. Concerning slender structures of low weight, the main loading for elaboration of the structural designs of lattice towers is the force of the wind. The question is: does the Brazilian wind code (NBR-6123/88) clear? Does it attend all situations and doubts, or the new projects being designed not following their recommendations appropriately? This work is divided into three stages of experimental testing in the Wind Tunnel of LAC. It was studied, in a first phase, the behavior of a single isolated member, with several angles of incidence of the wind and two types of flow: smooth and turbulent. It was noticed that the member´s endding types are not important; there was no occurance of differences in the types of flow and a light divergence of the force coefficient, Cf, with the code for some wind direction. In the second stage, the protection effect was examined from the shielding of the windward member in the leeward member, under smooth and turbulent flow. The protection effect was proven, in spite of not being possible to determine exactly the moment that it stops existing. The same phenomenon was verified in the torsion coefficients, Ct. Also the possibility of the use of the Figure 8 of the NBR-6123 was verified for a single isolated member, being noticed that for the experiments with intermediate separations, the discrepancies of the drag coefficient values, Ca, from the code values and from experiments were bigger. In the third stage, sections of lattice towers were studied. They were submitted to different wind speeds and wind directions. For a comparison, two differents areas were chosen, firstly just the frontal area was considered and, secondly, the effective area (shaddow plus frontal) was adopted. Differences were noticed among the methods in NBR-6123 and between these, the results of the experiments and the indications of other codes. It was verified that the values obtained in the tests, for some modules, are larger than those recommended by the code. With this work, a difference was verified between the different code values and the actual values found experimentally, proving evidence that studies in this area should be continued.
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Estudo em túnel de vento do arrasto aerodinâmico sobre torres treliçadas de linhas de transmissão / Wind tunnel study of the aerodynamic drag forces on transmission lines lattice towers

Rippel, Leandro Inácio January 2005 (has links)
Estruturas treliçadas de linhas de transmissão submetidas à ação do vento têm sido utilizadas de forma rotineira em aplicações da engenharia estrutural há mais de um século. Entretanto, o conhecimento dos efeitos do vento sobre este tipo de estrutura é, ainda hoje, imperfeito e as prescrições das normas a respeito destes efeitos são, em muitos casos, mutuamente inconsistentes e em desacordo com os dados experimentais. Partindo deste contexto, no caso particular de estruturas para linhas de transmissão, podemos acrescentar que as normas existentes não são, em princípio, aplicáveis à maior parte das geometrias utilizadas nos projetos das torres. Além disso, maiores níveis de segurança e confiabilidade são atingidos quando a consideração criteriosa dos efeitos do vento é feita a partir da etapa de concepção sendo, geralmente, este o processo de menor custo e de maior eficiência. Sabe-se também que o modelo físico adotado para consideração dos carregamentos difere do real, seja pela forma de atuação ou pela complexidade para estimativa da interação entre fluido-estrutura. Nesse sentido, através do presente trabalho procurou-se: desenvolver e aperfeiçoar instrumentos e técnicas de medição de coeficientes de arrasto; verificar a aplicabilidade dos critérios de estimativa do carregamento devido ao vento sobre trechos de estruturas treliçadas; propor coeficientes de arrasto compatíveis com geometrias tradicionalmente utilizadas em torres de linhas de transmissão determinados a partir da aplicação de dois critérios de área de referência, a saber, área calculada e área projetada; além de comparar os resultados experimentais com outras referências como normas técnicas de projeto. Este trabalho de pesquisa contempla o estudo de duas torres de suspensão autoportantes em túnel de vento. Para a realização dos ensaios, através de modelos reduzidos, cada torre foi dividida em módulos. Os módulos foram ensaiados para diferentes ângulos de incidência do vento e também para diferentes níveis de velocidade do vento. As forças de arrasto sobre os modelos foram determinadas através de uma balança de forças unidirecional instalada na base da câmara de ensaios. / Transmission lines lattice structures submitted to wind action have been widely used in structural engineering applications for more than a century. However, the knowledge of the wind effect on this type of structure is yet imperfect, being the codes recommendations, in several cases, inconsistent and in disagreement with the experimental data. From this point of view, in the particular case of transmission lines structures, we can add that the existing codes are not, in principle, applicable to a large amount of geometries used in the towers design. Furthermore, largest safety and reliability levels are reached when careful consideration of the wind effects is made from the conception stage, being this process, in general, the less costly and the most efficient. It is also known that the physical model adopted for the consideration of the loads differs from the real, either for the way in which the load is really applied or the complexity for an accurate estimate of the fluid-structure interaction. In this sense, the present work had the aim of: developing and improving instrumentation and measurement techniques for drag coefficients; verifying the applicability of the criteria for estimating wind loads on modules of lattice structures; proposing drag coefficients applicable to geometries traditionally adopted in transmission lines towers, obtained from the application of the two reference areas criteria, calculated area and projected area; as well as comparing experimental results with other references such as design codes. The research contemplates wind tunnel studies of two self-supported suspension towers. For the accomplishment of the tests, through scaled models, each tower was divided in modules. The modules had been tested for different angles of incidence of the wind and also for different wind speeds. The drag forces on the models were measured through a unidirectional force balance installed in the base of the models.

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