APLICAÇÃO DE VIGAS DE APLICAÇÃO DE VIGAS DE

GRANDE DIÂMETRO EM GRANDE DIÂMETRO EM

SUBESTAÇÕES DE ENERGIA SUBESTAÇÕES DE ENERGIA

ELÉTRICAELÉTRICA

Autores: Mário Luiz de Oliveira Medrano Luiz Eduardo André

• Subestações: São instalações destinadas ao controle, manobra e distribuição de energia elétrica.

1. APRESENTAÇÃO

• Basicamente, divididas em 3 sub grupos: • 13,8 kV – vãos entre 5 a 7 metros.• 138 kV – vãos entre 7 a 12 metros.• 230 kv – acima de 12 metros.

• São Paulo – Predominância das estruturas metálicas.

• Particularidades:• Concreto armado

• Área útil reduzida utilizada pelas estruturas.• Elementos com baixo custo de manutenção, devido a

uma maior durabilidade e vida util.

• Estruturas metálicas:• Estrutura leve em elementos treliçados.• Vence elevados vãos sem grandes implicações.

2 . INTRODUÇÃO

• Para as classes 13,8 e 138 kV :• Os vãos na ordem de 10m.• Equipamentos leves para montagem.• Instalação simples.• Solidarização simples entre os elementos.

2. INTRODUÇÃO

• Para a classe 230 kV:• Os vãos são na ordem de 18m.• Equipamentos de maior porte para montagem.• Armazenamento criterioso.• Instalação e manuseio complexo.• Equipe de montagem especializada.• Solidarização dificultada pelo peso.• O controle tecnológico dos materiais ganha maior

expressividade.

Solução em Concreto Armado

Concreto Armado? Ou possibilidade em protendido!

• Apesar das particularidades, o concreto armado é viável:• Reduzido do prazo de produção / montagem.• Procedimento de montagem mais simples devido ao menor

número de peças.• Aumento da área útil.• Baixo custo de manutenção.

• A SCAC forneceu para uma empresa (CASO) os elementos pré-fabricados de uma subestação de 230kV:

• Fornecimento de energia à uma fábrica de automóveis com capacidade programada para atingir 400 mil veículos por ano.

2. INTRODUÇÃO

3. APRESENTAÇÃO DO CASO

• Subestação está em Sorocaba, km 90 da Rodovia Castelo Branco (SP-280)

• Vãos de 17 metros e altura dos postes de 20,5 metros.• A primeira linha de vigas a 11,5 metros e a segunda linha a 17

metros do solo.• A carga nominal dos postes entre 3100 daN e 8500 daN.• 19 elementos verticais (postes), 24 elementos horizontais

(vigas) e 32 elementos de ligação entre postes e vigas.• Elementos fabricados em concreto armado.• Vigas simplesmente apoiadas nos colares facilitando o processo

de montagem.• A ligação postes x colares é feita por meio de graute de

solidarização.• Conicidade de 1,5cm/m para os postes.• A solidarização postes x fundação é feita por meio de graute de

enchimento.

3. APRESENTAÇÃO DO CASO - Planta

Planta

3. APRESENTAÇÃO DO CASO - Elevações

3.1. Solução para as Vigas

• Dados iniciais para as vigas:• Carga vertical nas vigas superiores – 790 kgf• Carga horizontal nas vigas superiores – 2000 kgf

• Carga vertical nas vigas inferiores – 390 kgf• Carga horizontal nas vigas inferiores – 0 kgf

• Análise estrutural apontou para a combinação última mais desfavorável o momento solicitante de 35,20 tf.m para as vigas superiores.

• O pré-dimensionamento apontou a utilização de vigas Ø70cm armadas.

• A seção foi confirmada pelo dimensionamento em Ø70cm armada, cuja área de aço foi ditada pelo estado limite de serviço (ELS-D)

3.2. Dimensionamento Estrutural

• Características da seção projetada.

Características

Ac 0,204 m²

Ix 0,0092 m4

Ixii 0,00396 m4

x 0,181 m

d 0,657 m

d’ 0,039 m

Vão efetivo 15,83 m

• Considerou-se três estados limites (ELU); (ELS-D) e (ELS-W).• Para cada Estado limite foi considerado a combinação

adequada.• ELS-D determinante no cálculo da viga.• Realizou-se ensaios pós-produção para verificação da flecha.

• Como previsão inicial, tem-se:

Considerações Flecha imediata esperada (cm)

1 3,102 2,713 3,234 2,76

3.2. Dimensionamento Estrutural

Considerações fck EcsFlecha

imediata

1 Projeto De norma segundo fck de projeto De norma

2 Laboratório De norma segundo fck de laboratório De norma

3 Projeto De norma segundo fck de projeto Strap®

4 Laboratório De norma segundo fck de laboratório Strap®

3.2. Dimensionamento Estrutural

3.3. Resultados do Ensaio

• Apresenta-se abaixo os resultados dos deslocamento iniciais nos primeiros três dias

Δt (min)

ΔL (mm)

0 15,001 15,222 15,473 15,674 16,255 16,26

10 16,5420 17,3030 18,2240 18,68

1440 19,182880 19,384320 19,48

3.4. Fotos do Ensaio

3.5. Fotos da Aplicação na Obra

3.5. Fotos da Aplicação na Obra

• Deslocamento admissível de 6,31 cm.• Deslocamento máximo calculado de 6,10 cm.• Deslocamento inicial de 3,10 cm, o qual foi observado no

ensaio o valor de 1,95 cm. (62% do previsto).• Abertura de fissuras controlada.• O calculo mais otimista previu 2,71 cm de deslocamento

inicial: • O deslocamento real representa 0,7 do deslocamento

previsto.• O processo de produção por centrifugação gera acréscimo

no módulo de elasticidade do material.• A viga Ø70cm armada respondeu de maneira adequada quanto

ao desempenho previsto.

4. CONCLUSÕES

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