A Kot realizou um trabalho de avaliação estrutural de transportadores contidos em um terminal marítimo. Para isso, efetuou-se uma análise estática e das ligações dos componentes conforme as normas e os requisitos aplicáveis. Leia este artigo para conhecer mais sobre esse Case de Sucesso desenvolvido pela equipe da empresa!

Você pode ler mais cases de sucesso da Kot Engenharia clicando aqui!

Introdução

Os transportadores, mais conhecidos como TR no contexto da engenharia, são objetos muito utilizados no transporte de diversos tipos de materiais sólidos e granulares. Suas aplicações podem atender várias demandas.

A Kot desenvolveu um estudo que objetivava realizar a avaliação estrutural desses ativos, por meio de análises estáticas e das ligações. A Figura 1 apresenta a vista geral dessas estruturas. 

Para evitar a contaminação do mar devido às quedas de materiais, foram projetadas contenções para os transportadores. A verificação estrutural realizada considerou o acréscimo de carga provocada por essas estruturas adicionais.

Modelagem da estrutura

Iniciando o estudo, a primeira etapa realizada foi a modelagem do transportador em elementos de viga-coluna com o auxílio do programa de análise pelo método dos elementos finitos PROCAL 3D, desenvolvido pela empresa, visando determinar os esforços e tensões atuantes, permitindo a análise estrutural em relação às normas aplicáveis.

Para auxiliar na visualização do modelo computacional, gerou-se também um modelo estrutural 3D, a partir da linguagem de programação VRML, apresentado na Figura 2. 

Definição dos carregamentos

Dando sequência no processo, foram definidos os carregamentos aplicáveis à avaliação estrutural, a partir das recomendações das normas ASCE 7-05 [2] e NBR 8800:2008 [3]. Algumas das cargas consideradas foram:

• Peso próprio;
• Carga de material;
• Tensão na correia;
• Sobrecarga nas coberturas, passadiços, plataformas e escadas;
• Carga devida ao vento;
• Entupimento de Chute.

O critério utilizado para avaliação dos elementos de barras utilizados na estrutura está apresentado abaixo:

• Índice de utilização: Avalia o grau de solicitação ao qual um elemento estrutural está sendo submetido. É determinado a partir da relação entre o esforço atuante em cada barra e a resistência admissível determinada pela norma de estruturas metálicas;
• Índice de utilização admissível: É o valor definido por norma, utilizado como referência para aprovação ou reprovação do grau de solicitação de um elemento estrutural.

O índice de utilização admissível para elementos de barra, para todos os carregamentos considerados é 1.

Análise das ligações

Os elementos de ligação promovem a união de partes da estrutura entre si ou da estrutura com elementos externos. Como meios de conexão são utilizados principalmente as soldas, os parafusos, as barras roscadas e os pinos.

Todas as ligações são comumente classificadas quanto a sua rigidez, ou seja, sua capacidade de impedir a rotação relativa das peças ligadas. Duas categorias são possíveis segundo esse critério:

• Ligação flexível: Não apresenta resistência aos momentos fletores. Neste caso só ocorre a transmissão de esforços normais e cisalhantes;
• Ligação rígida: Caracterizada pela restrição total dos momentos fletores. Não apresenta rotação relativa considerável após a aplicação do carregamento.

Essas ligações devem ser dimensionadas de modo que sua resistência de cálculo seja igual ou superior à solicitação da ligação, suportando todas as ações atuantes e satisfazendo todos os requisitos apresentados na NBR 8800: 2008 [3].

O critério utilizado para verificação das ligações considerado está listado abaixo:

• Índice de utilização: Representa o grau de solicitação em que a ligação está sendo submetida. A ligação é aprovada quando o seu índice de utilização é inferior a 1.

Resultados

A análise estática da estrutura do transportador foi realizada visando determinar o impacto da instalação da calha de contenção de material. Sendo assim, foram considerados três casos distintos, que estão detalhados a seguir.

• 1º – Entupimento de material: Os índices de utilização obtidos nessa verificação da estrutura estão representados na Figura 3.

Como pode ser visualizado na figura, alguns elementos foram reprovados na análise.

2º – Condição Limítrofe: O objetivo dessa análise é determinar a condição limítrofe da estrutura, ou seja, qual a carga máxima de material que se pode permitir na calha de contenção. O resultado pode ser visto na Figura 4.

Sendo assim, concluiu-se que a estrutura não estava preparada para a instalação das calhas e reforços são necessários.

3º – Operação normal da calha: O objetivo da análise é fazer um levantamento dos elementos que necessitam de reforço na estrutura para que a calha possa ser instalada. A Figura 5 mostra os resultados obtidos nessa última etapa.

Na análise estática e na análise de ligações, verificou-se que a estrutura não estava preparada para instalação das calhas de contenção de material sem que modificações fossem  realizadas previamente. Sendo assim, a Kot indicou algumas ações necessárias para assegurar a integridade estrutural dos ativos.

Conclusão

Ainda que a solução para contenção de material fosse de grande valor sob o aspecto ambiental, a avaliação estrutural atuou no sentido de mitigar riscos de colapsos estruturais ao propor melhorias que deveriam ser atendidas antes da implantação desse sistema de contenção. Ressalta-se que a Kot possui um grande know-how na área, tendo calculado centenas de transportadores, podendo avaliar diferentes contextos de operação e contribuir com os resultados dos seus clientes. Consulte nossa equipe para maiores informações.

Siga também nossas páginas no LinkedIn, Facebook e Instagram para continuar acompanhando nossos conteúdos.

Referências:

[1] Acervo Kot.

[2] AISC 2005 – Specification for Structural Steel Buildings, Allowable Stress Design and Plastic Design, July 2006, American Institute of Steel Construction.

[3] ABNT, NBR 8800, Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios, 2008;