Baixe Norma nbr 14744 poste de aço para iluminação e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity!
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SET 2001 NBR 14744
Poste de aço para iluminação
Origem: Projeto 28:000.06-002:
ABNT/CB-28 - Comitê Brasileiro de Siderurgia
CE-28:000.06 - Comissão de Estudo de Produtos Tubulares
NBR 14744 - Steel lighting poles
Descriptors: Steel. Lighting columns
Válida a partir de 29.10.
Palavras-chave: Poste de aço. Iluminação^ 25 páginas
Sumário Prefácio 1 Objetivo 2 Referências normativas 3 Definições 4 Dimensões e tolerâncias 5 Materiais 6 Especificações de cargas 7 Cálculo das solicitações 8 Ensaios para verificação estrutural ANEXOS A Figuras B Planilha C Certificado D Práticas recomendadas para execução dos postes de aço
Prefácio A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).
Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pública entre os associados da ABNT e demais interessados.
Esta Norma contém os anexos A, B, C, e D, de caráter normativo.
1 Objetivo
Esta Norma estabelece as condições exigíveis para postes de aço retos ou curvos e seus acessórios, destinados ao uso
em iluminação.
2 Referências normativas
As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento.
NBR 6123:1988 - Forças devidas ao vento em edificações - Procedimento
NBR 6323:1990 - Produto de aço ou ferro fundido revestido de zinco por imersão a quente - Especificação
NBR 8800:1986 - Projeto e execução de estruturas de aço de edifícios (Método dos estados limites) - Procedimento
NBR 10091:1987 - Chumbadores - Dimensões e características mecânicas - Padronização
NBR NM 87:2000 - Aços-carbono e ligados para construção mecânica - Designação e composição química
AWS D 1.1:2000 - Structural welding code (steel)
3 Definições
Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições:
3.1 poste para iluminação: Produto destinado a suportar uma ou mais luminárias e constituído de uma ou mais partes, coluna e braço.
3.1.1 poste reto: Poste constituído somente por uma coluna.
3.1.2 poste curvo: Poste que sofre variação na direção do seu eixo. É composto de uma coluna e de um ou mais braços, desmontáveis ou não.
3.2 coluna: Elemento do poste cujo eixo é retilíneo e vertical.
3.3 braço: Elemento do poste destinado a suportar uma luminária a uma determinada distância do eixo da coluna.
3.4 ponteira: Elemento de união na extremidade da coluna ou do braço.
3.5 plano transversal: Qualquer plano normal ao eixo longitudinal do poste.
3.6 base do poste: Seção transversal extrema da parte inferior do poste.
3.7 base da coluna: Seção transversal extrema da parte inferior da coluna.
3.8 topo do poste: Seção contida no plano transversal extremo da parte superior do poste.
3.9 topo da coluna: Seção contida no plano transversal extremo da parte superior da coluna.
3.10 poste engastado : Poste cuja fixação é realizada através de engastamento ao solo ou estrutura.
3.11 poste flangeado: Poste com flange cuja fixação é realizada através de parafusos e/ou chumbadores.
3.12 poste cônico contínuo: Poste que tem o formato tronco-cônico (ver figura A.1 do anexo A).
3.13 poste telecônico: Poste que tem formato cilíndrico, de diâmetros variáveis, decrescentes da base para o topo (ver figura A.2 do anexo A).
3.14 poste cônico misto: Poste que tem formato tronco-cônico e cilíndrico (ver figura A.3 do anexo A).
3.15 poste cilíndrico: Poste que tem formato cilíndrico de diâmetro constante (ver figura A.4 do anexo A).
3.16 comprimento de engastamento ( e ): Medida especificada para o engastamento do poste ao solo ou estrutura (ver figura A.5 do anexo A).
3.17 comprimento do braço ( p ): Medida da projeção horizontal do eixo do braço, a partir do eixo da coluna (ver fi- gura A.6 do anexo A).
3.18 altura total ( H ): Distância entre o topo e a base do poste ou coluna (ver figura A.7 do anexo A).
3.19 altura útil ( h ): Distância entre o topo do poste ou coluna e o plano transversal que contém o flange ou superfície do solo ou estrutura (ver figura A.8 do anexo A).
3.20 altura do braço ( Hb ): Medida da projeção vertical do eixo do braço (ver figura A.9 do anexo A).
3.21 janela de inspeção: Abertura com tampa localizada no poste, que permite acesso ao seu interior.
4.2.7 Seção do poste
4.2.7.1 Tolerância da circunferência
Deve ser igual a ± 1,0%.
4.2.7.2 Tolerância de forma
4.2.7.2.1 Seção circular
Deve ser igual a ± 3% do diâmetro calculado com base na medida da circunferência (sem considerar a sobreespessura da solda).
4.2.7.2.2 Seção poligonal
Deve ser igual a ± 4% entre dois lados opostos do polígono (valor nominal).
4.2.8 Ponteira para fixação da luminária
4.2.8.1 Comprimento da ponteira: - 0 mm + 2 mm.
4.2.8.2 Diâmetro da ponteira: ± 1 mm.
4.2.9 Flange
4.2.9.1 Distância entre furos (dc ): ±1 mm.
4.2.9.2 Diâmetro dos furos (d 2 ): - 0,50 mm + 1 mm.
4.2.9.3 Espessura (s): - 1 mm + 3 mm.
5 Materiais
5.1 Poste
O aço utilizado deve ser soldável e zincável por imersão a quente. O aço deve possuir qualidade do COPANT 1006 conforme NBR NM 87.
5.2 Chumbadores
Devem ser de acordo com as NBR 10091 e NBR 8800.
5.3 Zincagem por imersão a quente
Deve ser de acordo com a NBR 6323.
5.4 Soldagem
Enquanto não existirem normas brasileiras para os consumíveis de soldagem, qualificação e ensaios de solda elétrica, devem-se aplicar as especificações da AWS D1.1.
6 Especificações de cargas
6.1 Ações
6.1.1 Peso próprio
Os pesos próprios do poste, do braço e da luminária devem ser levados em conta no cálculo estrutural. As forças correspondentes devem ser consideradas aplicadas em seus respectivos centros de gravidade.
6.1.2 Vento
6.1.2.1 Pressão dinâmica do vento
A pressão dinâmica do vento q , em pascals, é dada pela equação:
2 q = 0 , 613 (Vk ) ... (1)
onde:
VK é a velocidade característica do vento, em metros por segundo, dada pela equação:
V K (^) = V 0 S 1 S 2 S 3 ... (2)
onde:
V 0 é a velocidade básica do vento, em metros por segundo, obtida do gráfico das isopletas da velocidade básica de vento no Brasil, dado pela figura 1 da NBR 6123:1988.
Em condições usuais, adotar V 0 conforme tabela 1.
Tabela 1 - Velocidade básica do vento
Estado
V 0
m/s
MS, PR, RS, SC 45
SP 40
AM, ES, GO, MG, MT, RJ, RR 35
AC, AL, AP, BA, CE, MA, PA, PB, PE, PI, RN, RO, SE, TO 30
S 1 é o fator topográfico, que leva em consideração as variações do relevo do terreno e é determinado do seguinte modo:
- terreno plano ou fracamente acidentado: S 1 = 1,00;
- taludes e morros: 1 ≤ S 1 ≤ 1,77, conforme equações de 5.2 da NBR 6123:1988;
- vales profundos protegidos de ventos: S 1 = 0,90;
- em condições usuais, adotar S 1 = 1.
S 2 é um fator que depende da rugosidade do terreno e da altura (z) sobre o terreno, sendo dado pela tabela 2 da NBR 6123:1988 para classe A de edificações.
A rugosidade do terreno é classificada em cinco categorias:
- categoria I: superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km de extensão, tais como mar calmo, lagos, rios e pântanos sem vegetação;
- categoria II: terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas, por exemplo zonas costeiras planas, pântanos com vegetação rala, campos de aviação e fazendas sem sebes ou muros. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou inferior a 1 m;
- categoria III: terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros e edificações baixas e esparsas, por exemplo granjas, casas de campo, fazendas com sebes ou muros e subúrbios com casas baixas e esparsas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 3 m;
- categoria IV: terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados em zona florestal, industrial ou urbanizada, por exemplo zonas de parques, bosques com muitas árvores, cidades pequenas, subúrbios densamente construídos de grandes cidades e áreas industriais desenvolvidas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10 m;
- categoria V: terrenos cobertos por obstáculos numerosos, pouco espaçados, grandes e altos, tais como florestas com árvores altas, centros de grandes cidades e complexos industriais bem desenvolvidos. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25 m.
Em condições usuais, adotar S 2 conforme tabela 2.
Tabela 2 - Coeficiente S 2
z^ Categoria
m (^) I II III IV V
≤ 5 1,06 0,94 0,88 0,79 0,
10 1,10 1,00 0,94 0,86 0,
15 1,13 1,04 0,98 0,90 0,
20 1,15 1,06 1,01 0,93 0,
S 3 é um fator estatístico, que leva em conta o grau de segurança requerido e a vida útil da edificação, conforme tabela 3 da NBR 6123:1988. Em condições usuais, adotar S 3 igual a 1.
6.1.2.3 Forças devidas ao vento no poste e no braço
A componente da força devida ao vento na sua direção, denominada força de arrasto, deve ser considerada aplicada no centro de gravidade da área frontal efetiva do trecho em questão, sendo dada em newtons pela seguinte equação:
Fa = CaqA e ... (6)
onde:
Ca é o coeficiente de arrasto, obtido da tabela 10 da NBR 6123:1988, ou através de ensaios;
Ae é a área frontal efetiva, em metros quadrados, dada pela área da projeção ortogonal do trecho em questão no plano vertical normal à direção do vento;
qp é o maior valor obtido para a pressão dinâmica calculada no centro de gravidade da área frontal efetiva do trecho, obtida em 6.1.2.1 ou em 6.1.2.2 ( qp ).
O coeficiente de arrasto depende do número de Reynolds, dado pela equação:
Re = 70000 V k D ... (7)
onde:
Vk é a velocidade característica do vento, em metros por segundo;
D é diâmetro, para postes de seção circular, ou a distância entre dois lados paralelos, para postes poligonais, em metros.
O número de Reynolds pode resultar mais desfavorável para uma velocidade inferior à característica, quando a redução da pressão dinâmica for sobrepujada pelo aumento do coeficiente de arrasto.
6.1.2.4 Forças devidas ao vento na luminária
Para a luminária, a força de arrasto deve ser calculada pela equação (6), onde o coeficiente de arrasto pode ser obtido por meio de ensaios em túnel de vento. A carga vertical obtida nos ensaios deve ser considerada no dimensionamento do poste somente se seu efeito for desfavorável para a segurança da estrutura. No caso de mais de uma luminária, é necessário determinar o coeficiente de arrasto do conjunto.
Na ausência de ensaios, pode-se adotar um coeficiente de arrasto igual a um (1) na direção horizontal.
A área frontal efetiva deve levar em conta a posição de instalação da luminária.
7 Cálculo das solicitações
Os momentos fletores devem ser calculados, em qualquer seção transversal do poste ou do braço, levando-se em conta a condição mais desfavorável da combinação de cargas de gravidade com a ação do vento.
Para postes em que os braços e luminárias sejam assimétricos, o momento de torção deve ser determinado para todas as seções críticas.
7.1 Bases de cálculo
O cálculo usado nesta Norma é baseado na NBR 8800, que utiliza o método dos estados limites últimos.
7.2 Aplicação do cálculo
A resistência do poste deve ser calculada para as seguintes seções transversais críticas:
a) seção de engastamento do poste (normalmente é ao nível do solo);
b) seção da extremidade inferior da janela de inspeção;
c) seção onde se inicia o braço, no caso de a coluna e o braço formarem uma única peça, ou o ponto de fixação do braço, no caso de a curva ser desmontável;
d) seção, se necessário, onde houver variação no diâmetro;
e) seção com outra posição crítica, como, por exemplo, a alteração de espessura do material.
7.3 Cargas a serem usadas no cálculo
As cargas características especificadas na seção 6 devem ser multiplicadas pelos fatores de carga de 4.8.1 da NBR 8800:1986, para se obterem os esforços solicitantes.
7.4 Cálculo dos momentos
7.4.1 Momentos fletores
Os momentos fletores solicitantes, Mx e M (^) y (em newton-metro), sobre os eixos ortogonais x-x e y-y, respectivamente, devem ser calculados para cada posição especificada em 7.2, usando-se as cargas especificadas em 7.3.
Os momentos fletores resistentes devem ser obtidos segundo 5.6.2 da NBR 8800:1986.
Para seções poligonais, os eixos podem ser posicionados através do centro do lado plano ou através de um canto.
Para seções transversais regulares fechadas, os momentos fletores M (^) x e M (^) y podem ser combinados para dar um momento simples.
7.4.2 Momentos torsores
Nos postes com um arranjo de braço/luminária assimétrico, o momento torsor solicitante Tp (em newton-metro) deve ser calculado para cada posição especificada em 7.2, usando-se as cargas especificadas em 7.3.
O momento torsor resistente será obtido segundo 5.6.2 da NBR 8800:1986.
7.5 Critérios de verificação estrutural
7.5.1 Poste
Nas seções citadas em 7.2 devem-se verificar as tensões combinadas devido à força normal, momento fletor e momento torsor segundo 5.6.2 da NBR 8800:1986.
Os esforços solicitantes devem ser menores ou iguais aos esforços resistentes.
7.5.2 Flange e chumbadores
Devem ser verificados segundo a seção 7 da NBR 8800:1986.
8 Ensaios para verificação estrutural
8.1 Generalidades
O formulário de ensaio deve especificar detalhadamente o método de ensaio e mencionar no mínimo as informações que figuram no anexo B.
Um certificado de ensaio deve compreender no mínimo as informações contidas no anexo C.
8.2 Método de ensaio
O poste a ser ensaiado deve ser representativo da produção, respeitando as dimensões e a resistência dos materiais.
O poste reto ou curvo deve ser submetido ao ensaio na posição mais conveniente, podendo ser na vertical ou hori- zontal. No caso da posição horizontal, deve-se levar em conta a contribuição do peso próprio, se agir nessa posição, devendo ser compensado por meio de dispositivo que não afete o resultado do ensaio.
Durante o ensaio, a parte do poste que se encontra no nível do solo deve ser fixada rigidamente.
No caso de poste engastado, o ponto de fixação mais alto deve coincidir com a parte destinada a ser o nível do solo.
O poste flangeado deve ser fixado sobre um suporte apropriado com auxílio de parafusos de dimensões iguais àquelas previstas para a instalação final do poste.
O ensaio de um poste deve ser efetuado:
a) com braço e janela de inspeção, quando previstos;
b) com momento combinado de flexão e torção calculado segundo 7.4, com base no projeto do poste.
Antes de se efetuar o ensaio conforme previsto em 8.3, o poste deve ser carregado uma vez e descarregado com uma carga nunca superior à carga nominal.
8.3 Aplicação das cargas
Devem ser aplicadas a 200 mm do topo do poste.
8.3.1 Ensaio de carga no estado limite de utilização
As deformações serão verificadas no estado limite de utilização, conforme 3.5 e seção 8 da NBR 8800:1986, onde serão utilizadas as cargas características, que devem ser aplicadas de tal modo que o momento resultante no ponto crítico do poste seja no mínimo igual ao momento devido à carga. Em qualquer outro ponto o momento não deve ser menor que 95% do momento obtido pelo cálculo. O momento da carga de ensaio pode ser maior que o momento resultante das cargas (isto deve ser indicado na descrição do fabricante).
A carga aplicada deve ser obtida mediante peso ou dispositivo que garanta precisão suficiente.
Anexo A (normativo) Figuras
Figura A.1 - Poste cônico contínuo
Figura A.2 - Poste telecônico
Figura A.3 - Poste cônico misto
Figura A.4 - Poste cilíndrico
Figura A.7 - Altura total
Figura A.8 - Altura útil
Figura A.9 - Altura do braço
Figura A.10 - Ângulo de inclinação
NOTAS 1 Recomenda-se p ≤ 0,25 h. 2 Para dimensões do engastamento, ver figura A.13. 3 Para dimensões do flange, ver figura A.15. 4 Para dimensões da janela de inspeção, ver figura A.16. 5 Para dimensões do furo de enfiação, ver figura A.16. 6 Para dimensões da ponteira, ver figura A.14.
Figura A.12 - Dimensões do poste curvo
Altura útil ( h ) m 6, 7, 8, 9, 10, 12,
Comprimento do braço( p ) m 1, 1, 2, 2, 3, 3,
NOTA - Esta profundidade de engastamento é mínima e deve ser verificada em função do carregamento atuante e das características do solo. Foi considerada para uma tensão admissível do solo igual a 0,2 MPa. Para outros valores, devem ser efetuados cálculos específicos.
Figura A.13 - Dimensões da profundidade do engastamento
Figura A.14 - Dimensões da ponteira para poste reto e curvo
Altura útil (h) m
e mm ≤ 5,00 500 6,00 1000 7,00 1000 8,00 1000 9,00 1000 10,00 1000 12,00 1500 15,00 1500 20,00 2000
L ≥ 1 , 50 d
Dimensões em milímetros
Figura A.16 - Dimensões da janela de inspeção e furo de enfiação
NOTA - A medida da retilineidade deve ser efetuada sem carga (com o poste na horizontal).
Figura A.17 - Retilineidade
lj
mm
hj
mm
55 200
80 250
x ≤ 0,003 H
∆∆∆∆ x ≤ 0,003 ∆∆∆∆ L ; ∆∆∆∆ L ≥≥≥≥ 1 m
Dimensões em milímetros
Figura A.18 - Junção soldada
________________
/ANEXO B
