Ver Feed RSS

interhome

[DICA] 24 - Dimensionando uma estrutura vertical - NBR 6123

Avalie este Post de Blog
21 de novembro de 2013 às 10:33


https://www.facebook.com/notes/mikro...51772344911033



Análise NBR 6123

Quando um cliente necessita de uma estrutura vertical para telecomunicações, deve informar
os seguintes itens que são fundamentais para que o projetista possa dimensioná-la:

1. Tipo de estrutura

2. Altura

3. Carregamento de antenas

4. Vento de sobrevivência baseado na NBR 6123 informando: Vo, S1, S2 e S3

5. Deflexão máxima para o vento operacional

A correta definição destes parâmetros irá possibilitar o dimensionamento de uma estrutura mais
segura e econômica.
Analisando item a item:

1. Tipo de estrutura:

Deve ser informado qual o tipo de estrutura será utilizado: torre, poste, estrutura em topo de
prédio tipo “roof-top”, etc

https://fbcdn-sphotos-b-a.akamaihd.n...81119162_n.pngPoste metálico
https://fbcdn-sphotos-e-a.akamaihd.n...03671870_n.pngTorre auto portante
https://fbcdn-sphotos-c-a.akamaihd.n...90159943_n.pngRoof-top



Esta definição deve ser feita site a site atentando para os seguintes aspectos:

1.a. Disponibilidade, dimensões e custos dos terrenos ou áreas em topo de prédio

Por exemplo, na grande maioria dos sites em áreas urbanas a solução “poste” é mais
econômica que a solução “torre” por requerer uma menor área de implantação. É fundamental
que o cliente faça a análise do custo do terreno adicionado ao custo da torre.

1.b. Legislação municipal

A legislação municipal deve ser consultada pois muitas prefeituras estão restringindo o uso de
torres treliçadas principalmente pelo aspecto estético. Vide maiores detalhes no capítulo 10.5

2. Altura da estrutura

Definida pelo projetista dos enlaces de microondas que também definiu a da altura de outras
antenas, como por exemplo, antenas painel.

O comando aéreo regional - COMAR também deve ser consultado para verificar eventuais
restrições de altura nas regiões de cone de aproximação de aeronaves.

3. Carregamento de antenas - AEV

Deve ser informada a efetiva área de antenas exposta ao vento.

Esta área é obtida multiplicando-se a área da antena pelo respectivo coeficiente de arrasto que
é função de seu formato. Pela boa prática, o mercado adota os seguintes coeficientes:

Coeficiente Tipo de antenas

1,6 Parabólicas fechadas, antenas sólidas de microondas

1,2 Painel / Celular / SMP / WLL, parabólicas abertas, VHF, UHF, helicoidais, etc

O fabricante normalmente irá considerar que este carregamento está na situação mais crítica,
ou seja, no topo da estrutura.

A informação da altura exata de cada tipo de antena também propiciará uma estrutura mais
econômica.

4. Vento de sobrevivência baseado na NBR 6123 informando: Vo, S1, S2 e S3

Nas estruturas de telecomunicações, o principal carregamento atuante é devido à ação do
vento. A determinação da intensidade de carga provocada por este fenômeno depende de
diversos parâmetros, como por exemplo, a velocidade máxima do vento que pode ocorrer
durante a vida útil da estrutura e o tempo de atuação de uma rajada de vento.

Para solucionar este problema busca-se determinar estatisticamente, através de um tempo de
recorrência, o número médio de ocorrências de qualquer velocidade do vento que se queira,
ou, depois de prefixada a vida útil da estrutura, determinar a velocidade máxima do vento que
tem uma certa probabilidade de ocorrer ao menos uma vez neste período.

Próximo à superfície terrestre, o vento é influenciado pela rugosidade do terreno, constituindose
uma camada limite, na qual a velocidade do vento é variável. Esta rugosidade é devida à
topografia local e à altura das estruturas em geral. A partir de uma certa altura, que varia de
300m a 600m, o vento é denominado vento gradiente, pois está fora da camada limite e sua
velocidade é constante. Estruturas em geral estão na faixa de velocidade variável, sofrendo a
ação da turbulência e do perfil de velocidade do vento, que são função, principalmente, da
rugosidade do terreno.

A Norma Brasileira NBR 6123 – “Força devidas ao vento em edificações” fixa as condições
exigíveis na consideração das forças devidas à ação estática e dinâmica do vento, para efeito
do cálculo de edificações.

Principais convenções adotadas para as estruturas verticais:

Vo = Velocidade básica do vento
S1 = Fator topográfico
S2 = Fator de rugosidade.
S3 = Fator estatístico

Definições

Vo = Velocidade básica do vento

É a velocidade de uma rajada de 3s, excedida em média uma vez em 50 anos a 10m acima do
terreno, em campo aberto e plano. A NBR 6123 publica o gráfico das isopletas da velocidade
básica no Brasil, com intervalos de 5 m/s, conforme:


https://fbcdn-sphotos-a-a.akamaihd.n...23473336_n.pngMapa das Isopletas do Brasil


S1 = Fator Topográfico

Leva em consideração as variações do relevo do terreno e é determinado do seguinte modo:

a. Para terreno plano ou fracamente acidentado adote S1 = 1,0

b. Vales profundos protegidos de ventos de qualquer direção adote S1 = 0,9

c. Para taludes e morros adote as seguintes fórmulas:

https://fbcdn-sphotos-g-a.akamaihd.n...08669564_n.png


https://fbcdn-sphotos-f-a.akamaihd.n...28011232_n.png

Taludes e morros alongados nos quais pode ser admitido um fluxo de ar bidimensional
soprando no sentido indicado na Figura a:

No ponto A (morros) e nos pontos A e C (taludes): S1 = 1,0

No ponto B, S1 é uma função S1 [(z)]:


https://fbcdn-sphotos-d-a.akamaihd.n...95294223_n.png

Onde:
z = altura medida a partir da superfície do terreno no ponto considerado
d = diferença de nível entre a base e o topo do talude ou morro
θ = inclinação média do talude ou encosta do morro

Nota:

Entre A e B e entre B e C, o fator S1 é obtido por interpolação linear.
Interpolar linearmente para 3º < θ < 6º e 17º < θ < 45º

Os valores indicados acima constituem uma primeira aproximação e devem ser usados com
precaução.

Se for necessário um conhecimento mais preciso da influência do relevo, ou se a aplicação
destas indicações torna-se difícil pela complexidade do relevo, é recomendado o recurso a
ensaios de modelos topográficos em túnel de vento ou a medidas anemométricas no próprio
terreno.

Fator S2 – Fator de Rugosidade do Terreno

Leva em conta a rugosidade do terreno e altura da torre.

A rugosidade do terreno é dividida em cinco categorias:
Categoria I: Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5km de extensão, medidas
na direção e sentido do vento incidente. Exemplos:

• Mar calmo

• Lagos e rios

• Pântanos sem vegetação

Categoria II: Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos
isolados, tais como árvores e edificações baixas. Exemplos:

• Zonas costeiras planas

• Pântanos com vegetação rala

• Campos de aviação

• Pradarias e charnecas

• Fazendas sem sebes ou muros

• A cota média do topo dos obstáculos é considerada inferior ou igual a 1,0 m
Categoria III: Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos
quebra-ventos de árvores, edificações baixas e esparsas. Exemplos:

• Granjas e casas de campo, com exceção das partes com matos

• Fazendas com sebes e/ou muros

• Subúrbios a considerável distância do centro, com casas baixas e esparsas

• A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 3,0m
Categoria IV: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e poucos espaçados, em zona
florestal, industrial ou urbanizada. Exemplos:

• Zonas de parques e bosques com muitas árvores

• Cidades pequenas e seus arredores

• Subúrbios densamente construídos de grandes cidades

• Áreas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas

• A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10m

Esta categoria também inclui zonas com obstáculos maiores e que ainda não possam ser
consideradas na Categoria V.

Categoria V: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e poucos
espaçados. Exemplos:

• Florestas com árvores altas de copas isoladas

• Centro de grandes cidades

• Complexos industriais bem desenvolvidos

• A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25m

As classes são divididas em função da altura da estrutura

https://fbcdn-sphotos-b-a.akamaihd.n...40666776_n.png


https://fbcdn-sphotos-h-a.akamaihd.n...08936207_n.png

Fator S3 – Fator Estatístico

É baseado em conceitos estatísticos, considera o grau de segurança requerido e a vida útil da
estrutura. A NBR 6123 adota um período de recorrência médio de 50 anos.
Valores mínimos do fator estatístico S3

https://fbcdn-sphotos-g-a.akamaihd.n...00585603_n.png

A correta definição dos parâmetros Vo, S1, S2 e S3 é fundamental pois serão utilizados para o
cálculo de Vk = Velocidade característica do vento

Vk = Vo.S1.S2.S3

E a velocidade característica do vento permite determinar a pressão dinâmica pela expressão:

q = 0,613Vk

2 sendo q em N/m2 e Vk em m/s

5. Deflexão máxima da estrutura para o vento operacional

Deflexão máxima para o vento operacional, que a estrutura atenderá quando carregada com
sua capacidade final de antenas.
Valor referente à deflexão máxima em relação ao eixo vertical e para rotação contida no plano
horizontal que contém o eixo da antena mais alta.

Nota:

O fabricantes mais conscienciosos consideram o ângulo βT. , que é a situação mais crítica.
Alguns fabricantes adotam simplesmente o βD

βT = Tilt = Ângulo da tangente ao topo do poste com a vertical

βD = Deflexão = Ângulo formado pela flecha e a vertical

Conforme demonstrado no capítulo item 10.4 deste livro no trabalho Efeitos da dilatação
térmica em torres a relação entre estes ângulos é de βT / βD = 1,6 , ou seja, a Seccional adota o
item mais crítico para segurança do cliente.

Usualmente adota-se vento operacional de 100km/h ou 55% de Vk onde Vk = Vo x S1 x S2 x S3
O valor adotado estará informado no corpo da proposta.

Exercício prático

Uma operadora de telefonia celular necessita implantar um site de 40m em Salvador BA.

O departamento de RF informou que serão utilizadas:

Para link entre os sites: Duas antenas marca Gabriel modelo GHF4-13

Para as antenas painel: 9 antenas marca EMS modelo FV65 1300 DA2

Deflexão para vento operacional: 1º40’

O “site survey” escolheu um terreno localizado próximo à área central da cidade

A diretoria da rede prevê que em breve a operadora fará a migração para o SMP e
compartilhará o site com outra operadora.

Portanto chegamos à seguinte conclusão:

Tipo de estrutura: Poste

Por se tratar de área urbana, com pouco terreno disponível

Altura: 40m

Informado pelo departamento de RF

Carregamento das antenas: 12 m2

Do catálogo Gabriel : Ø = 1,2m portanto a área = 1,13 m2

Do catálogo EMS: 1,21m x 0,30m = 0,36 m2 x 9 = 3,27 m2

AEV = Área x coeficiente de arrasto = 1,13x1,6 + 3,27x1,2 = 5,73 m2

Como a diretoria da rede prevê um futuro compartilhamento com outras operadoras duplicamos
esta área com uma pequena folga.

Vento de sobrevivência baseado na NBR 6123 informando: Vo, S1, S2 e S3

Vo = 30m/s

Do mapa das isopletas

S1 = 1,0

Terreno plano ou fracamente acidentado

S2 = 0,99

Pois é categoria IV Classe B

Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e poucos espaçados, em zona urbanizada onde
a cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10m – categoria IV

A altura da estrutura está entre 20m < h ≤ 50m

S3 = 1,1

Edificações cuja ruína total ou parcial pode afetar a segurança ou possibilidade de socorro a
pessoas após uma tempestade destrutiva que é ocaso de uma central de comunicação

Deflexão máxima para o vento operacional = 1º40’

Que foi informada pelo departamento de RF

Fonte:
http://acessowi-fi.com/?p=202 acessado 21/11/2013 as 11:08

Avalie nosso Post e nos ajude a continuar escrevendo. Obrigado.

Atualizado 03-12-2013 em 17:41 por interhome

Categorias
Artigos

Comentários


+ Enviar Comentário




Visite: BR-Linux ·  VivaOLinux ·  Dicas-L