122753741 Dimensionamento De Linha De Vida Para Atividades Em Alturas No Ct 20 2v4k57

Dimensionamento de linha de vida para atividades em alturas no CT 20.

Verificação da cantoneira onde será fixado o cabo de aço; 1 - Cálculo do momento máximo no ponto A da solda na cantoneira Considerando: 1 pessoa de 100Kg esteja com seus talabartes presos no cabo guia: Mmax. A = 100kg.90cm Mmax. A= 90000Kgf.cm 2 – Cálculo do Momento Resistente – Wc Considerando que a tensão issível esteja próximo do limite máximo da zona elástica quando um dos colaboradores estiver em condição crítica, temos σ=2500 Kg.f/cm2, logo; Wc = 90000/2500 Wc = 3,6 cm3 De acordo com o resultado obtido, dimensões normalizadas e principais características físicas para cantoneira e espessuras mais usuais, o momento resistente calculado aproxima-se do momento resistente para a cantoneira de abas iguais de 2”x2”x3/16”, com as seguintes características, Tamanho: 2”x2”x3/16” Peso: 3,63 Kg Furo: 14 mm Seção bruta: 4,58 cm2 Seção líquida: 3,91 cm2 Jx=Jy= 11,24 cm4 W = 3,11 cm3 ix= 1,575 cm g = 14,48 mm iz = 0,990 cm

3 – Cálculo da força de impacto Considerando altura do prédio igual a 13m F= 1625 Kgf. F =165,82 N Nota 1: o cabo deve resistir a 10 (dez) vezes a essa força de impacto. 4 – Cálculo do comprimento do cordão de solda Nota 1: a solda empregada na união de ambos os elementos (cantoneira e viga) é uma solda lateral, logo: L = (165,82 N)/ (70MPaX0,00635mX0,95757) L=3,7 cm L = 4 cm (em ambos os lados da cantoneira) 5 – Cálculo da altura do cordão de solda De acordo com o perfil da cantoneira a altura (mínima) m da solda será de h=6,35mm (h =7mm) A seção “a” (mínima) será igual, a=4,45mm (a=5mm).

a h

6 – Dimensionamento do cabo 6.1 - Considerando que esteja no momento executando a atividade 1 pessoa de 100kg (em um dos vãos de distribuição do cabo de aço), a carga de trabalho aplicada no cabo de aço em condição crítica ou de risco será o efeito da força de impacto (F), portanto de acordo com a tabela de cargas o cabo ideal para aplicação, é o de Ø 3/8” (capacidade máxima de 1170 Kgf) . Nota 1: Fator de segurança Fs = 2.

Nota 2: Considerar no máximo 2 pessoas trabalhando na mesma linha de vida, porém em vãos distintos, a uma altura de 8m. Nota3: Para dimensionamento do cabo de aço deve ser levado em conta que o mesmo deve resistir 10 vezes o peso de um homem. Nota4: O cabo de aço deve estar clipado e atender ao procedimento de clipagem e até mesmo os clipes deve estar dimensionados de acordo com o diâmetro do cabo de aço. Nota5: Complementar a linha de vida com outro cabo de Ø 5/16” para garantir maior segurança. Nota6: Reforçar as cantoneiras com mão-sa na altura de 90cm. Caso, um dos colaboradores sofrer queda livre sua força de impacto será de F= 1625 Kgf, logo o cabo de aço deve resistir a essa força. 7 – Considerações finais Atendendo as especificações dos itens acima relacionados, as atividades em alturas estarão liberadas para execução

RELATÓRIO TÉCNICO ASSUNTO: FINALIDADE: CÁLCULO DE LINHA DE VIDA

RT:

1003.25 1

O Relatório Técnico apresentado tem por objetivo estabelecer todos os parâmetros referentes ao dimensionamento da linha de vida utilizada na construção da Cabine de Medição.

HISTÓRICO APRESENTADO: Linha de vida horizontal Uso do cabo de aço 6x19 - CIMAF - alma de aço - diâmetro 5/16" - fabricado a partir de arame com categoria de resistência a tração mediana. [EPIS: 1770 a 2160 N/mm²] Altura do piso até a laje: 4,15 m Altura do piso da laje até a linha de vida: 1,60m Comprimento do cabo do ponto de fixação 1 até o ponto de fixação 2 : 14,64 m Quantidade de cabo no mesmo sentido e comprimento: 03 cabos no comprimento de 14,64 metros cada. Quantidade de conexão dos cabos: 06 Quantidade de grampos utilizados em cada ponto de conexão: 03 Quantidade de escoramento do andaime: 06 / um para cada tupo que faz a conexão com o cabo. Quantidade de trabalhadores por linha: 03 pessoas. Peso médio individual: 70kg Obs.: Somente um cabo inteiro foi ando por 06 pontos diferentes para fazer 03 linha de vida, sendo que cada linha tem 02 pontos de conexões feita na estrutura do andaime modular modex."

detalhe do sistema de fixação atual do cabo da LINHA DE VIDA

vista da amarração final do cabo ando pelo furo do tubo, observando a distancia excessiva e inadequada dos grampos

outra vista do sistema de amarração atual do cabo observando-se no detalhe que o mesmo a pelo furo do tubo. RISCO: existências de rebarbas que podem cortar o cabo de aço

Vista do detalhe do sistema de fixação atual do cabo da LINHA DE VIDA.

ANÁLISE DE RESISTÊNCIA DO CABO DE AÇO: Cabo de aço 6x19 - CIMAF - alma de aço - diâmetro 5/16" - fabricado a partir de arame com categoria de resistência a tração mediana. [EPIS: 1770 a 2160 N/mm²] Peso do cabo = 0,268 kg/m x (14640 + 1000) = 4,2 kg + segurança = adotou-se o peso de 5 kg Peso total: uma pessoa + o peso do cabo = 75 kg Carga de ruptura mínima do cabo = 4800 kgf Fator de segurança mínimo adotado= 4 a 5, para cabo tracionado no sentido horizontal Posição crítica do colaborador suspenso pelo cabo: distancia de 400 mm do tubo do andaime Flecha do cabo no centro do vão, considerada no cálculo: 300 mm

distancia da força 300 * 400 / 7320 = 16,4 mm equilíbrio dos momentos Ax * 16,4 = 37,5* 400 + 75 * 10 = 960,4 kg

tang alfa = 300 / 7320 de onde alfa = 2,35 graus força no cabo Fcb = 960,4 / cos 2,35 = 961,2 kg fator de segurança FS = 4800 / 961,2 = 4,994 > 5 [atende as premissas estabelecidas]

CONSIDERAÇÕES SOBRE O SISTEMA DE FIXAÇÃO: A forma atual de fixação do cabo não deve ser usada pois existem riscos de dano e conseqüente rompimento do mesmo por efeito de rebarbas nos tubos. Observa-se ainda a fixação inadequada dos clips e instabilidade dos colaboradores pelo fato de se usar um único cabo sem a devido travamento individual de cada uma das LINHAS DE VIDA. Se houver um colapso em uma delas existe enorme risco de que todos os envolvidos sofrerão queda. Devem ser usados Olhais de Suspensão para a fixação do cabo da LINHA DE VIDA nos andaimes, ao invés de ar o cabo pelo furo do tubo . Estes olhais devem ser para carga de trabalho mínima de 1000 kg, fixados nos tubos dos andaimes por parafusos com porcas castelo ou outro sistema que impeça o desparafusamento da porca por influencia de vibrações na operação. [vide imagem abaixo]

Os cabos devem ser fixados nos Olhais de Suspensão com o uso de Sapatilhas (aumento da vida útil do cabo) e o posicionamento correto dos clips conforme se observa na figura abaixo. Para este cabo de aço, o número de grampos utilizado atende as especificações do fabricante. Recomenda-se ainda o espaçamento entre os 3 grampos deve ser no mínimo 48 mm.

Sapatilha

Quando da montagem da LINHA DE VIDA, deve ser considerada uma flecha vertical no meio do vão de 300 a 500 mm. Quando de sua montagem, deve-se ainda deixar o cabo frouxo (com excesso de cabo) nas ligações entre uma LINHA e outra. Esta consideração vale para quando se utilizar um cabo único para todas as LINHAS DE VIDA.

CONCLUSÃO: Da análise do cabo de aço adotado, conclui-se que o mesmo atende aos requisitos de segurança mínimos necessários. Da análise da montagem atualmente existente, conclui-se ser imprescindível que a mesma seja adequada aos requisitos estabelecidos deste relatório.

CONSIDERAÇÕES FINAIS: Para que a LINHA DE VIDA atenda sua finalidade, devem também ser seguidas rigorosamente as seguintes recomendações: O uso do equipamento na condição de operação, As orientações do treinamento recebidas pela equipe operacional, conforme as normas vigentes, deve ser evidenciada em lista de presença e Ordem de Serviço assinada conforme estabelece a NR-1. Os cuidados com o equipamento e as estruturas externas, A execução das inspeções e substituições recomendadas no anexo 2, estabelecidas pelo fabricante dos cabos de aço, que devem ser registradas, assinadas e datadas pelo responsável pelas mesmas. A Manutenção Corretiva imediata dos componentes estruturais utilizados quando necessário.

NORMAS E DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA: NR-1: NORMA REGULAMENTADORA NR-18: CONDIÇÕES E MEIO AMBIENTE DE TRABALHO NA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO CIMAF – Manual Técnico de Cabos ÓRGÃOS DE MÁQUINAS – DIMENSIONAMENTO de J. R. Carvalho e Paulo Moraes MECÂNICA VETORIAL PARA ENGENHEIROS: ESTÁTICA - Vol.1 - Editora Mc Graw Hill

ANEXOS: Anexo 1: ANOTAÇÃO DE RESPONSABILIDADE TÉCNICA (ART) NR. 4343078-8 Anexo 2 : Cap. 7 do Manual de Cabos de Aço da CIMAF - "INSPEÇÃO E CRITÉRIOS DE SUBSTITUIÇÃO".

ville, RENATO MARTIN GRUHL ENGENHEIRO MECANICO [email protected]

25 / março / 2010

REVISÕES | TE: TIPO EMISSÃO | A - PRELIMINAR B - PARA APROVAÇÃO | C - PARA CONHECIMENTO D - PARA COTAÇÃO | E - PARA CONSTRUÇÃO F - CONFORME COMPRADO | G - CONFORME CONSTRUÍDO H - CANCELADO | Rev. | TE | Descrição | Por | Ver. | Apr. | Aut. | Data | B | B | EMISSÃO INICIAL | | | | | 27/03/12 | |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| |||||||| ÍNDICE ITEM | DESCRIÇÃO | PÁGINA | 1.0 OBJETIVO 3 2.0 aplicação 3 3.0 documentos de referência 3 4.0 cálculo demonstrativo de resistência da estrutura metálica de cobertura. 3 4.1 dados do projeto 3 Projeção da estrutura 3

4.2 Determinação da velocidade característica do vento 4 4.3 Pressão dinâmica segundo o item 4.2, letra c é dada a formula para o cálculo das pressões dinâmicas. 6 4.4 Peso da tesoura de maior esforço 7 4.5 Demonstrativo de carga em nó de condição mais desfavorável. levando em consideração as cargas mas críticas. 8 4.6 Resistência de material: 9 *

OBJETIVO Verificação de cargas atuantes na estrutura metálica de cobertura do canteiro de obras (containers). aplicação Comprovação junto a fiscalização contratante que os elementos metálicos estão devidamente projetados para os fins. documentos de referência Os documentos relacionados foram utilizados na elaboração deste documento ou contêm instruções e procedimentos aplicáveis a ele. Devem ser utilizados na sua revisão mais recente. PR – E - 013 | IDENTIFICAÇÃO E EMISSÃO DA DOCUMENTAÇÃO DE ENGENHARIA. | PR – E - 019 | PROCEDIMENTO DE ENGENHARIA PARA FORMATAÇÃO DE DOCUMENTOS EM WORD. | cálculo demonstrativo de resistência da estrutura metálica de cobertura. * dados do projeto * Projeção da estrutura Figura 4.1 - Perspectiva da Cobertura

Figura 4.2 – Tesoura Maior Cidade: Belém Vb: 30m/s i: 27% Determinação da velocidade característica do vento Velocidade básica do vento Consultando o anexo C e a figura 1 da NBR 6123/1988, temos os seguintes valores para a cidade de Belém: Latitude: 01°27’ S Longitude: 48°30’ W Altitude: 10m Correspondentes a uma velocidade (V0) de aproximadamente 30 m/s. Fator topográfico S1 considerando que Belém é localizada, em sua maioria, em terreno plano ou fracamente acidentado, temos o valor de (NBR 6123/1988, item 5.2). Rugosidade do terreno, fator S2 direção do vento a 0° Dimensão frontal: 12m; h= 2.85m Classe A: devido a largura não exceder 20m; Categoria IV: caracterizado como terreno coberto por obstáculos numerosos e poucos espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos: b= 0,76 p= 0,12 Fr= 1,00 É calculado o valor S2 pela seguinte fórmula

É calculado o fator S2 para as seguintes alturas: Z = 2,85 m -> S2 = 0,76 .1,00 . (( (2,85) °,¹²) /10) -> S2 = 0,65 Adotar apenas os valores de S2 para <=5 Direção do vento a 90° Dimensão frontal comprimento: 40m; h= 2.85m p= 0,12 Fr= 1,00 Classe B: pois a largura está entre 20 e 50m; Categoria IV: caracterizado como terreno coberto por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos: É calculado o fator S2 para as seguintes alturas: z= 2.85m -> S2 = 0.76 .1,00 . ((2,85)°,12) /10) -> S2 = 0,65 Fator estatístico S3 consultando a tabela 3 da NBR 6123/1988, a edificação é classificada no grupo 2 com o valor de S3 igual a 0,83. Velocidade característica do vento. Segundo o item 4.1, letra b é dada a fórmula para o cálculo das velocidades características. Vk = V0.S1.S2.S3 Na direção do vento a 0°

Vk = 30.1.0,65.083 = 16,185 m/s Na direção do vento a 90° Vk = 30.1.0,64.083 = 15,936 m/s Pressão dinâmica segundo o item 4.2, letra c é dada a formula para o cálculo das pressões dinâmicas. q= 0,613.vk² Na direção do vento a 0° q= 0,613.16,185² = 160,58 N/m² Na direção do vento a 90° q= 0,613.15,94² = 155,67 N/m² Peso da tesoura de maior esforço * Figura 4.3 – Peso da Tesoura Maior Demonstrativo de carga em nó de condição mais desfavorável. levando em consideração as cargas mas críticas. * Figura 4.4 – Demonstrativo de Carga em Nó a) Nó A: a) FAF = 0 b)FAB = 0958+ FAF = 0 portanto FAF = -958 b) Nó F:

Resistência de material:

a) 958 – FFB .cós 78° = 0 => FFB = (958/ cós 78°) b) FFG + FFB .cos 78° = 0

* Material utilizado aço ASTM-A-36 * Perfil U 100 x 40 x 3,04 mm * Características Físicas: * Módulo de elasticidade: * _ E = 2.100.000kgf/cm2 * Tensão normal issível _ δ = 1.450kgf/cm2 * Tensão cisalhante issível _ ζ = 900kgf/cm3 * Secção = 180 x 3,35mm = 603 mm² * Resistência = 603 cm² x 1.450 kg/cm² = 8.743,50 kg (tração e compressão na peça FB). * Conclusão sobre a estrutura metálica : * Compressão ou tração resultante em “FB”, menor que a resistência do material utilizado, com margem de segurança de 90% no ponto crítico, sabendo ainda que o diagrama não considera ângulo de FG, existente que adiciona maior resistência ao nó. * * 5 – FIXAÇÃO DAS TESOURAS: * Fixação das tesouras aos pilares, por meio de parafusos diâmetro 10mm por cada apoio, sendo que os mesmos não sofrem esforços de tração nem cisalhamento no conjunto. * Fixação dos pilares as sapatas de sustentação: * Considerando que a carga dinâmica igual a 16,1 kg/m2, que atua no sentido de proporcionar resultante de esforço de tração nas sapatas inferiores e considerando que cada tesoura é responsável pela sustentação em 72 m2 na pior situação, teremos então um esforço máximo de 1.024 kg e a resistência dos parafusos ora aplicados e distribuídos em dois para cada pilar simétrico, teremos uma resistência total de 4.550 kg que os parafusos resistirão, portanto superior a esforço submetido à estrutura. * * 6 – LINHA DE VIDA: * Conforme cálculo de avaliação do cabo de aço a ser utilizado para este meio, será utilizado o cabo de aço 3/8” 6 x 19 AF, com carga de ruptura de 5.530kg, sendo o

esforço calculado para este de no máximo M=100 x 3 = 300 kg, que é a projeção de uma pessoa de 100 kg, por uma distância de 3 m da fixação do cabo, que será grampeado com clipes compatíveis com o diâmetro do cabo de aço utilizado. * * * Rubens Ramos FilhoEngenheiro MecânicoCREA = 2735D/ES *

Dimensionamento de linha de vida para atividades em alturas no CT 20.

Verificação da cantoneira onde será fixado o cabo de aço; 1 - Cálculo do momento máximo no ponto A da solda na cantoneira Considerando: 1 pessoa de 100Kg esteja com seus talabartes presos no cabo guia: Mmax. A = 100kg.90cm Mmax. A= 90000Kgf.cm 2 – Cálculo do Momento Resistente – Wc Considerando que a tensão issível esteja próximo do limite máximo da zona elástica quando um dos colaboradores estiver em condição crítica, temos σ=2500 Kg.f/cm2, logo; Wc = 90000/2500 Wc = 3,6 cm3 De acordo com o resultado obtido, dimensões normalizadas e principais características físicas para cantoneira e espessuras mais usuais, o momento resistente calculado aproxima-se do momento resistente para a cantoneira de abas iguais de 2”x2”x3/16”, com as seguintes características, Tamanho: 2”x2”x3/16” Peso: 3,63 Kg Furo: 14 mm

Seção bruta: 4,58 cm2 Seção líquida: 3,91 cm2 Jx=Jy= 11,24 cm4 W = 3,11 cm3 ix= 1,575 cm g = 14,48 mm iz = 0,990 cm

3 – Cálculo da força de impacto Considerando altura do prédio igual a 13m F= 1625 Kgf. F =165,82 N Nota 1: o cabo deve resistir a 10 (dez) vezes a essa força de impacto. 4 – Cálculo do comprimento do cordão de solda Nota 1: a solda empregada na união de ambos os elementos (cantoneira e viga) é uma solda lateral, logo: L = (165,82 N)/ (70MPaX0,00635mX0,95757) L=3,7 cm L = 4 cm (em ambos os lados da cantoneira) 5 – Cálculo da altura do cordão de solda De acordo com o perfil da cantoneira a altura (mínima) m da solda será de h=6,35mm (h =7mm) A seção “a” (mínima) será igual, a=4,45mm (a=5mm).

a h

6 – Dimensionamento do cabo 6.1 - Considerando que esteja no momento executando a atividade 1 pessoa de 100kg (em um dos vãos de distribuição do cabo de aço), a carga de trabalho aplicada no cabo de aço em condição crítica ou de risco será o efeito da força de impacto (F), portanto de acordo com a tabela de cargas o cabo ideal para aplicação, é o de Ø 3/8” (capacidade máxima de 1170 Kgf) . Nota 1: Fator de segurança Fs = 2.

Nota 2: Considerar no máximo 2 pessoas trabalhando na mesma linha de vida, porém em vãos distintos, a uma altura de 8m. Nota3: Para dimensionamento do cabo de aço deve ser levado em conta que o mesmo deve resistir 10 vezes o peso de um homem. Nota4: O cabo de aço deve estar clipado e atender ao procedimento de clipagem e até mesmo os clipes deve estar dimensionados de acordo com o diâmetro do cabo de aço. Nota5: Complementar a linha de vida com outro cabo de Ø 5/16” para garantir maior segurança. Nota6: Reforçar as cantoneiras com mão-sa na altura de 90cm. Caso, um dos colaboradores sofrer queda livre sua força de impacto será de F= 1625 Kgf, logo o cabo de aço deve resistir a essa força. 7 – Considerações finais Atendendo as especificações dos itens acima relacionados, as atividades em alturas estarão liberadas para execução.

1. MEMORIAL DE CÁLCULO

1.1 Considerando que o peso que está no meio a esse plano está sustentado pelos dois pés. 940 mm

1.1.1 Considerando a espessura da parede do metalão como 3 mm.

Então área do metalão é área externa menos a área interna, onde b1=0, 04m de comprimento externo e b2=0.034 m de comprimento interno: A=b12-b22

(1)

A=4,44*10-4 m2

Onde: A=área (m2) b=comprimento do lado (m)

1.1.2 Considerando peso total da máquina de m=100 kg e g=10 m/s. Calculamos a força exercida pela estrutura. F=m*g

(2)

F=1000 N

1.1.3 Utilizando o resultado da área do metalão e da força exercida pela estrutura podemos calcular a tensão que a estrutura esta exposta. σ=FA σ=2,25 MPa

Onde: F=Força (N) m=massa (Kg) g=gravidade (m/s) σ =Tensão (MPa) A=área (m2)

Essa é a tensão que a estrutura está ando: σ=2,25 MPa

(3)

1.2 Cálculos da força aplicada no centro da maquina considerando F1=10 kg e F2=20 kg. 380

1.2.1 Primeiramente encontramos o Momento de Inércia usando a=0,04 m e b=0, 034 m: I=a4-b412

(4)

I=1,22*10-6 mm4

Onde: I=Momento de Inércia (mm4) a =lado do metalão externa (m) b=lado do metalão interna (m)

1.2.2 Para o ponto 1 (F1) tendo como referencia o ponto (0) zero, encontramos a tensão de escoamento nesse ponto, onde F=100 kg, d=0,4 m, c=0,02 m e I=1,22*10-6mm4. σ=F*d*cI

(5)

σ=0,65 Mpa

1.2.3 Para o ponto 2 (F2) tendo como referencia o ponto (0), encontramos a tensão de escoamento nesse ponto, onde F=200 kg, d=0,78 m, c=0,02 m e I=1,22*10-6mm4. . σ=F*d*cI σ=2,56 MPa

Onde: σ= tensão de escoamento (MPa)

(5)

F=força (N) d=distancia (m) c=Centro a base da secção transversal do metalon (m) I=inércia (mm4)

Considerando a tabela 1 de Bach [17], a tensão de escoamento do aço ABNT 1020 é de 210 MPa, ambos os valores encontrados, tanto no ponto 1 como no ponto 2, estão muito abaixo da tensão do material.

1.3 Cálculos para o peso sobre a guia do carinho, considerando P=5 kg e diâmetro de 16 mm.

1.3.1 Primeiramente, calcula-se a área do circulo para d=0, 016 m. A=πd24

(6)

A=2,01*10-4 m2

Onde: A =área (m2) d=diâmetro da guia (m)

1.3.2 Considerando sobre a guia F=50 N e utilizando a área do círculo, já calculada, calcula-se a tensão cisalhamento.

σ=FA

(3)

σ=124,38*103 Pa

Considerando a tabela 1, o aço ABNT 1020 Trefilado apresenta tensão de cisalhamento de 30 MPa, então a tensão de cisalhamento de 124 KPa que está atuando está abaixo da tensão de cisalhamento do material.

1.3 Cálculo da espessura do cordão de solda, considerando P= 30 kg e o arame tubular para solda MIG que segue a norma AWS 5.18 ER 705 6, com tensão issível de 448,69 kgf e b=0,04.

σ=Pa*b

(7)

a=1,67 mm

Onde: σ=Tensao adimissivel do arame (Kgf) P=peso (kg) a=espessura do cordão de solda (m) b=largura do me talão (m)

Portanto, como o valor é baixo, foi usado cordão de solda de 5 mm.

Tabela 1: Tensão do aço 1020. Adaptado de: Bach [17]. | Aço

|

| ABNT 1020

|

| Laminado

| Trefilado

σr

| 390

| 430

|

σe

| 210

| 360

|

Along. % 10 cm | 25

| 15

HB

|

| 111

| 121

|

|

Solicitação

| Carreg.

| Tensão issível segundo Bach (Mpa)

σt

|1

| 100

| 140

|

|2

| 65

| 90

|

|

σe

σf

tc

|3

| 45

| 65

|

|1

| 100

| 140

|

|2

| 65

| 90

|

|3

| 45

| 65

|

|1

| 110

| 150

|

|2

| 70

| 100

|

|3

| 50

| 70

|

|1

| 65

| 85

|

|2

| 55

| 65

|

|3

| 40

| 30

|

Onde: σr=Tensão de ruptura σt=Tensão de escoamento σc=Tensão issível à tração σf=Tensão issível à compressão tc=Tensão cisalhamento

1- OBJETIVO

O presente memorial visa descrever e estabelecer os critérios gerais para esclarecimento dos cálculos efetuados para execução do Projeto das Instalações Elétricas projetado para a residência.

1- CARACTERÍSTICAS DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

- Tensão de operação: 3 fases + neutro e terra – 220/127 V – 60Hz

2- DESCRIÇÃO GERAL DAS INSTALAÇÕES

2.1- INFORMAÇÕES SOBRE O FORNECIMENTO DE ENERGIA A alimentação elétrica da unidade será feita a partir da alimentação da Light, concessionária responsável pela distribuição de energia na Cidade do Rio de Janeiro. 2.2 – INSTALAÇÕES DO QUADRO GERAL DE BAIXA

O quadro a ser instalado deverá novo e instalado conforme diagrama (esse trabalho não contemplou a execução do diagrama), porém esse diagrama deverá possuir barramentos trifásicos e barra para neutro e terra independentes, espaço para futuras ampliações em torno de 20% da quantidade total de disjuntores. Os equipamentos internos deverão atender a IEC/ABNT, tais como disjuntores e etc.

2.3 SISTEMAS DE TOMADAS DE USO GERAL E ESPECÍFICO

Os circuitos das tomadas de uso geral e de uso específico serão alimentados a partir de um interruptor diferencial residual (DR) a fim de proteger o usuário contra correntes acidentais. Todas as tomadas deverão ser dotadas de pólo de terra diferenciado e obedecer à norma NBR 14136/02.

NORMAS E DEFINIÇÕES

Para os serviços de instalação de cabeamento estruturado, observar as normas abaixo: - ABNT-NBR5410: Instalações Elétricas de Baixa Tensão;

2.4- ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAIS As especificações dos materiais dadas abaixo devem ser obedecidas fielmente na compra dos materiais e execução das instalações.

Eletrodutos em PVC Eletroduto fabricado com polietileno de lata densidade , na cor preta, com formato circular de parede interna e externa lisa. Terão diâmetro nominal, mínimo de 20mm, e os diâmetros de 20, 25, 40, 50, 80 e 100mm. Os eletrodutos são unidos por meio de luvas e uniões apropriadas. Aplicação: Geral.

Condutores para baixa tensão Condutores de cobre , com isolação de composto termoplástico de PVC, não propagante de chama, com temperatura de serviço de 70º C, de acordo com as bitolas estabelecidas nesse memorial de cálculo. Aplicação: Alimentação de todo os Quadros e pontos de força.

3- PLANILHA DE CARGA INSTALADA

|AMBIENTE |ÁREA |PERÍMETRO |TOMADA DE USO ESPECIFÍCO

|PONTO DE LUZ |

|

|

|

|Quant. (unid)

|

|

|

|

|CIRCUITO |LOCAL |CORRENTE DO CIRC. (A)

|Potência (VA)

|

|POTÊNCIA

|TOMADA DE USO GERAL

|Quant. (unid)

|

|

|

|POT. TOTAL

|TENSÃO (V)

|

|

|

|

|CIRCUITO

|

|1

|Iluminação Hall

|100 VA

|740

|

|Iluminação Sala

|280 VA

|

|

|Iluminação Varanda

|100 VA

|

|

|Iluminação Quarto

|160 VA

|

|

|Iluminação Banheiro

|2 |

|Iluminação Lavandeira

|

|Ilum. Banho Suíte

|

|

|

|

|

|

| |127

|

| |

|

|620

|

|5,83 |

|

|100 VA

|

|127 |

|100 VA

|100 VA

|

| |4,88

|

|

|

|Iluminação Suíte

|

|Iluminação Cozinha

|

|Ilum. Área de Serv.

|3 |

| Ar condicionado Sala

|4 |

| Ar condicionado Quarto

|5 |

| Ar condicionado Suíte

|6 |

|Chuveiro Banheiro

|7 |

|Chuveiro Banho Suíte

|8 |

|Torradeira Cozinha

|9

|Grill Cozinha

|10 |

|Microondas Cozinha

|1200 W

|1200

|127

|9,45

|11 |

|Secadora Lavanderia

|1500 W

|1500

|127

|11,81

|12 |

|Lavadora Lavandeira

|1200 W

|1200

|127

|9,45

|13 |

|Tomada Lavanderia

|600 VA

|2000

|127

|15,75

|

|Tomadas da Cozinha

|1400 VA

|

|(2 de 600 e 2 de 100)

|14 | |

|Tomada Lavanderia

|Tomadas da Suíte

|160 VA

|

|160 VA

| |

|100 VA

|

|

|2300 W

|

|300 VA

|20,00

|127

|1200

|7,87

|127

|

|9,45

| |

|

|

|

|

|900

|

|20,00

|220

|1000

|600 VA

|10,45

|220

|4400

|

|10,45

|220

|4400

|1000 W

|10,45

|220

|2300

|4400 W

|

|220

|2300

|4400 W

|

|

|2300

|2300 W

| |

|

|2300 W

|1200 W

|

|

|127

|

|7,09

|

|

|15 |

|Tomadas Quarto

|

|Tomada Banheiro

|

|Tomada Hall

|16 |

|300 VA

|1000

|600 VA |100 VA

|Tomadas da Sala

|

|

|

|400 VA

|Tomada Cozinha

|127

|600 VA

|

|Potência Iluminação

|

|

| |

|4900 |

| |

|Para calcularmos a potência Ativa (W) : |

|

|

|Potência de Iluminação |Fator de potência adotado

| |1.360

|

|1

|

|Potência Ativa de Iluminação :

|1.360

|Pot. De Ilum. X Fator de Pot.

|

| |

|

|

|

|

|

|

|

|127

|

|

|

|1000

|1360

|Potência TUG'S

|

|

4- Cálculo da Potência ativa Total

|

|7,87

|7,87 |

| |

|Potência TUG'S

|4.900

|Fator de potência adotado

|0,8

|Potência Ativa de Iluminação

|

|3.920

|Pot. De Ilum. X Fator de Pot.

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|Calculo da Potência Total : |

|

| |

|Potência Ativa de Iluminação

| | |1.360

|

|Potência Ativa TUG'S

|3.920

|

|Potência Ativa TUE'S

|21.800

|

|

|

|TOTAL (W)

| |27.080

|

Em função da potência ativa total prevista para a residência é que se determina : o tipo de fornecimento, a tensão de alimentação e o padrão de entrada.

Considerando a Light como distribuidora da região, devemos adotar os critérios por ele definidos.

Potência Ativa Total = 27.080 W, isso nos dá um tipo de fornecimento trifásico, com três fases e um neutro.

5- Cálculo da Potência do circuito de distribuição

1º Somando-se os valores das potências ativas de iluminação e pontos de tomadas de uso geral (TUG'S)

|Potência Ativa de Iluminação |Potência Ativa TUG'S |TOTAL (W)

|1.360 |3.920 |5.280

| |

|

2º Multiplica-se o valor calculado (5.280 W) pelo fator de demanda correspondente a esta potência :

Tabela 1 : Fatores de demanda para tomadas de uso geral e iluminação.

Pela tabela 1, encontramos o fator de demanda igual 0,45.

5.280 x 0,45 = 2.376 W

Fator de demanda representa uma porcentagem do quanto das potências previstas serão utilizadas simultaneamente no momento de maior solicitação da instalação. Isto é feito para não superdimensionarmos os componentes dos circuitos de distribuição, tendo em vista que numa residência nem todas as lâmpadas e pontos de tomadas serão utilizados ao mesmo tempo.

3º Multiplicam-se as potências das tomadas específicas (TUE’S) pelo fator de demanda correspondente.

O fator de demanda para as TUE’S é obtido em função do número de circuitos de TUE’S previstos no projeto. No nosso projeto é número é igual a 10 circuitos.

Tabela 2 : Fatores de demanda para tomadas de uso específico.

Sendo nosso fator de potência igual a 0,52, temos :

21.800 x 0,52 = 11.336 W

4º Somam-se os valores das potências ativas de iluminação, de tomadas gerais e específicas já corrigidas pelos respectivos fatores de demanda.

|Pot. Ativa de iluminação e TUG'S = 2.376

|

|Pot. Ativa de TUE'S = 11.336 |TOTAL = 13.712

| |

Para nível de cálculo de projeto utilizaremos o fator de potência limite, conforme estabelecido pela concessionária de energia; esse fator de potência é igual a 0,92.

13.712 / 0,92 = 14.904 VA

Uma vez obtida a potência do circuito de distribuição, podemos efetuar o cálculo da corrente do circuito de distribuição :

Fórmula : I = P / U

P = 14.904 VA U= 220 V I = 14.904 / 220 I = 67,75 A

6- DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES DOS CIRCUITOS

1. Escolha do Tipo de Isolação

A escolha foi feita para condutores com isolação em PVC, sendo esses os mais comuns em Instalações Elétricas residenciais e prediais.

2. Método de Instalação

As tabelas utilizadas a seguir foram retiradas do site da FICAP.

Tabela 3 : Método de Instalação dos condutores.

➢ Para nossos cálculos utilizaremos a referência B1.

Tabela 4 : Fator de correção de Temperatura (chamaremos de K1).

Tabela 5 : Fator de agrupamento de condutores (chamaremos de K2).

Tabela 6: Tabela para consulta da bitola, após definição da corrente em função de k1 e k2 .

A corrente dos circuitos já foi calculada anteriormente (ver tabela 2).

Abaixo seguem os cálculos para dimensionamento dos condutores de cada circuito.

CIRCUITO 1

Corrente = 5,83 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 1 = 0,5 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de distribuição uma seção mínima de 1,5 mm², utilizaremos deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 1,5 mm².

CIRCUITO 2

Corrente = 4,88 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C

Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 2 = 0,5 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de distribuição uma seção mínima de 1,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 1,5 mm².

CIRCUITOS 3, 4 e 5

O circuitos 3, 4 e 5 tem a mesma corrente = 10,45 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 3, 4 e 5 = 1,0 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de força uma seção mínima de 2,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 2,5 mm².

CIRCUITOS 6 e 7

Os circuitos 6 e 7 têm a mesma corrente = 20,00 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuitos 6 e 7 = 4,0 mm²

CIRCUITO 8

Corrente = 7,87 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 8 = 0,75 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de força uma seção mínima de 2,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 2,5 mm².

CIRCUITO 9 e 10

Os circuitos 9 e 10 têm a mesma corrente = 9,45 A

Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuitos 9 e 10 = 1,0 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de força uma seção mínima de 2,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 2,5 mm².

CIRCUITO 11

Corrente = 11,81 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 11 = 1,5 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de força uma seção mínima de 2,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 2,5 mm².

CIRCUITO 12

Corrente = 9,45 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 12 = 1,0 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de força uma seção mínima de 2,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 2,5 mm².

CIRCUITO 13

Corrente = 15,75 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 ::

Circuito 13 = 2,5 mm²

CIRCUITO 14

Corrente = 7,09 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 14 = 0,75 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de força uma seção mínima de 2,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 2,5 mm².

CIRCUITOS 15 e 16

Os circuitos 15 e 16 têm a mesma corrente = 9,45 A Referência B1 Temp. de referência = 30º C Temperatura ambiente = 35º C K1 = 0,94 K2 = 0,80 (2 condutores carregados)

I cond : [pic]

Agora entramos na tabela 6 :

Circuito 15 e 16 = 0,75 mm²

Como a Norma especifica para circuitos de força uma seção mínima de 2,5 mm², deixaremos de lado a bitola encontrada e utilizaremos o fio com bitola 2,5 mm².

7- Dimensionamento dos Eletrodutos

O componente de uma instalação que propicia um meio envoltório, ou invólucro, aos condutores elétricos é chamado conduto. Dentre os diversos tipos de condutos, destacam-se os eletrodutos, como aqueles que têm maior aplicação nas instalações elétricas. Os eletrodutos têm as seguintes funções numa instalação elétrica: - Propiciar aos condutores proteção mecânica; - Propiciar aos condutores proteção contra ataques do meio ambiente, sobretudo contra corrosão ou ataques químicos oriundos de ações da atmosfera ou agentes agressivos dispersos no meio ambiente (sais, ácidos, gases, óleos, etc.); - Fornecer ao meio uma proteção contra os perigos de incêndio resultantes de eventuais superaquecimentos dos condutores ou arcos voltaicos; - Proporcionar aos condutores um envoltório metálico aterrado (no caso de eletrodutos metálicos), a fim de evitar perigos de choque elétrico.

Os eletrodutos podem ser classificados de diversas formas, segundo o seu tipo:

a) Quanto ao material: - Não metálicos: PVC, plástico com fibra de vidro, polipropileno, polietileno de alta densidade e fibrocimento; - Metálicos: aço carbono galvanizado ou esmaltado, alumínio e flexíveis de cobre espiralado. b) Quanto à flexibilidade: - Rígidos; - Flexíveis. c) Quanto à forma de conexão: - Roscáveis; - Soldáveis.

d) Quanto à espessura da parede:

- Leve; - Semipesado; - Pesado.

[pic]

O eletroduto de PVC rígido roscável (ilustração acima), é o tipo mais utilizado em instalações prediais, embutidos em paredes, lajes de concreto ou enterrados no solo. A fixação dos eletrodutos às caixas de agem e de ligação dos aparelhos se dá por meio de buchas e arruelas. Em instalações aparentes são utilizadas braçadeiras, espaçadas conforme as distâncias máximas estabelecidas na NBR 5410, de forma a garantir a perfeita ancoragem dos eletrodutos às superfícies de apoio.

1. Taxa Máxima de Ocupação dos Eletrodutos

As dimensões internas dos eletrodutos e respectivos órios de ligação devem permitir instalar e retirar facilmente os condutores ou cabos após a instalação dos eletrodutos e órios. Desta forma, a taxa máxima de ocupação em relação à área de seção transversal dos eletrodutos não deverá ser superior a:

- 53 % no caso de um condutor ou cabo; - 31 % no caso de dois condutores ou cabos;

- 40 % no caso de três ou mais condutores ou cabos. 2. Cálculo dos eletrodutos

A fim de tornar os cálculos e as instalações mais simples, iremos tomar para cálculo o caso mais crítico de agrupamento de circuitos, para base de dimensionamento do Eletroduto, e utilizaremos essa mesma seção para toda a instalação da residência.

Tabela 7 : Diâmetros dos condutores : utilizaremos em nossos cálculos o Pirastiflex (cabo)

Tabela 8 : Eletrodutos de PVC rígido roscável – Classe A.

O caso mais crítico em nossa instalação se deu no agrupamento dos circuitos 5, 6, 14 e 15. Ao total, nesse Eletroduto deverão ser agrupados 12 condutores, conforme indicados abaixo com as suas respectivas bitolas :

Circuito 5 : 3 condutores de 2,5 mm²

Circuito 6 : 3 condutores de 4,0 mm²

Circuito 14 : 3 condutores de 2,5 mm²

Circuito 15 : 3 condutores de 2,5 mm²

Ao consultarmos a tabela 7, encontraremos as seguintes áreas de ocupação :

Circuito 5 : 3 condutores de 2,5 mm² > [pic]

Circuito 6 : 3 condutores de 4,0 mm² > [pic]

Circuito 14 : 3 condutores de 2,5 mm² > [pic]

Circuito 15 : 3 condutores de 2,5 mm² > [pic]

Essas áreas somam um total de : 133,20 mm².

Consideram a área útil do Eletrodutos 40% da área total do mesmo, utilizamos a tabela 8 e com o Eletrodutos de PVC rígido roscável – Classe A de bitola [pic], chegamos aos cálculos :

[pic]

Sendo nossa área total de condutores (133,20 mm²), menor que Ae, utilizaremos em toda a instalação Eletrodutos de PVC rígido roscável com seção ¾” (25mm).

8- Dimensionamento DOS DISJUNTORES

Aguardando cálculos