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 admissível esteja próximo do limite máximo da zona elástica quando um dos colaboradores estiver em condição crítica, temos σadm=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-francesa 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 passando 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 passando 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 passa 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 passar 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". Joinville, RENATO MARTIN GRUHL ENGENHEIRO MECANICO
[email protected] 25 / março / 2010
PSUM OPUS ENGENHARIA Calculo Mecânico Para linha de vida Processo: IOL 003/12 Ancoragem com linha de vida no trabalho de descarga em caminhões.
Responsável:Eng. Fábio Data: 29/05/12 Página: 1 / 7
Objetivo: Ambos os sistemas visam atender aos requisitos da NR 35 quanto a segurança dos trabalhadores que atuam em altura superior a 2m do nível do solo. Além da NR 35 também foram consideradas a norma NBR 15.836:2011 que substituiu a NBR 11.370:2001 para referencia aos EPI. Para a parte estrutural foram consideradas as normas NBR 14762 e NBR 6355. Determinações: Considerando o item 35.5.3.4 da NR 35, será necessário o uso de absorvedor de energia nesta situação. Estes suportes servirão de linha de vida para os EPI de trabalho em altura do tipo trava quedas em fita fixados por mosquetão. Todos estes itens devem atender a NR 35 e a NBR 15.836:2011. Projeto 01: Suporte com mão francesa na área de acúmulo de lenha das Caldeiras. Componentes • 03 Mãos Francesas • Cabos de Guia • Viga estirante • Elementos de Fixação Especificações das Mãos Francesas 1. • • • Dimensionamento do Cabo Deve ser adotado um cabo específico para linha de vida (não usar os cabos industriais). O cabo deve suportar a tensão de cisalhamento de 196.000 N/cm2. Recomendação para o cabo da Balaska Equipamentos modelo 18162 ou 37422 ou marca equivalente. 2. Material da mão Francesa Aço sae 1020 perfil em “U” de 3” Gerdau ou equivalente. 3. Viga Estirante Aço sae 1020 perfil em “U” de 3”, comprimento de 30m (entre mãos francesas), aço Gerdau ou equivalente. 4. Colunas para fixação As fixações das Mãos Francesas podem ser feitas com parafusos ou solda, porem devem resistir a tensão de 1.500 kgf/cm2. Considerando 03 parafusos ou 03 pontos de solda, cada ponto deve resistir 500 kgf/cm2. A coluna onde as mãos francesas serão fixadas terão de ter a mesma resistência. Processo: IOL 003/12 Ancoragem com linha de vida no trabalho de descarga em caminhões. Responsável:Eng. Fábio Data: 29/05/12 Página: 2 / 7
Projeto 02: Suporte com colunas na área de descarga dos caminhões. Componentes • 03 Mãos Francesas • 03 Colunas • Cabos de Guia • Viga estirante • Elementos de Fixação Especificações das Coluna 1. Base Civil A base civil para apoiar a coluna deve suportar o peso da coluna e dos funcionários (aproximadamente 500kg) e o momento 28.000 kgf. 2. • • • Dimensionamento do Cabo Deve ser adotado um cabo específico para linha de vida (não usar os cabos industriais). O cabo deve suportar a tensão de cisalhamento de 196.000 N/cm2. Recomendação para o cabo da Balaska Equipamentos modelo 18162 ou 37422 ou marca equivalente. 3. Material da mão Francesa Aço sae 1020 perfil em “U” de 3” Gerdau ou equivalente. 4. Material da coluna Aço sae 1020 perfil em “I” de 5” com 11m de comprimento, aço Gerdau ou equivalente. 5. Material da base da coluna Cantoneiras em Aço sae 1020 perfil em “L” de 1 ½” com espessura 3/16 para o “pé” da coluna e placa em Aço sae 1020 com 25cm x 25cm e 2cm espessura Gerdau ou equivalente. . 6. Viga Estirante Aço sae 1020 perfil em “U” de 3”, comprimento de 30m (entre mãos francesas), aço Gerdau ou equivalente. Processo: IOL 003/12 Ancoragem com linha de vida no trabalho de descarga em caminhões. Responsável:Eng. Fábio Data: 29/05/12 Página: 3 / 7
7. Fixação • Mão Francesa As fixações das Mãos Francesas podem ser feitas com parafusos ou solda, porem devem resistir a tensão de 1.500 kgf/cm2 cada uma. Considerando 03 parafusos ou 03 pontos de solda, cada ponto deve resistir 500 kgf/cm2. • Base da coluna o A fixação da coluna (de perfil “I”) na base de coluna (placa em Aço quadrada com 25cm lado) deve ser feito por meio de 02 cantoneiras perfil “L”, e deve suportar uma a tensão de 28.000 kgf/cm2. Para a fixação considerando 04 parafusos, cada parafuso deve resistir 7.000 kgf/cm2. o A fixação da base da coluna no piso, devem suportar cada uma a tensão de 28.000 kgf/cm2. Para a fixação da base no piso, considerando 04 parafusos, cada parafuso deve resistir 7.000 kgf/cm2. Processo: IOL 003/12 Ancoragem com linha de vida no trabalho de descarga em caminhões. Responsável:Eng. Fábio Data: 29/05/12 Página: 4 / 7
Memorial de Calculo Dados do cálculo Altura das colunas = 11m Comprimento das mão francesas = 0,6m Peso máximo por pessoa = 100 kg Considerando que a máxima extensão do trava quedas estirado com o amortecedor é 2m. a) Calculo da força resultante e tensão radial no cabo Peso máximo por pessoa (P1) = 100 kg Altura máxima estimada para queda (H) = 5m Área do mosquetão (a) = 0,0001m2 Calculo da Força resultante F = (P1x g x H) F = (100 kg x 9,8 m/s2 x 2 m) F = 1.960 N Tensão no cabo σ = F/a σ = 1.960N / 0,01m σ = 196.000 N/cm2 b) Calculo do momento fletor Braço da mão Francesa (l1) = 0,6 m Força Resultante = 1.960 N Altura da Coluna (L1) = 11,0 m Nº Máximo Trabalhadores Simultâneos (n) = 2 Nº Apoios (Colunas = N) = 2 Coeficiente de segurança (CS) = 12* *Assumido CS para elevadores de pessoas 12 Tensão de Ruptura para aço sae 1020 (σR) = 4.200 kgf/cm2 σadm = σR / CS σadm = 4.200 kgf/cm2 / 12 σadm = 350 kgf/cm2 b1) Calculo do momento fletor na mão Francesa Processo: IOL 003/12 Ancoragem com linha de vida no trabalho de descarga em caminhões. Responsável:Eng. Fábio Data: 29/05/12 Página: 5 / 7
M1 = (l1 x F x N) / n M1 = (0,6 x 1.960 N x 2) / 2 M1 = 1.176 N = 119,95 kgf A = F / σadm A = 119,95 kgf / 350 kgf/cm2 A = 0,34 cm2 *Referencia catálogo Gerdau • Recomendação para mão Francesa: perfil em “U” de 3”.* b2) Calculo do momento fletor na coluna M = [(L1+ l1) x F x N] / n M = [(11 + 0,6) x 1.960 N x 2] / 2 M = 22.736 N = 2.319 kgf A = F / σadm A = 2.319 kgf/cm2/ 350 kgf/cm2 A = 6,63 cm2 • Recomendação para coluna: perfil em “I” de 5” para a coluna.* *Referencia catálogo Gerdau b3) Calculo do momento fletor no “pé” da coluna M = *(L1+ l1) x F x N+ / n M = *(11 + 0,6) x 1.960 N x 2+ / 2 M = 22.736 N = 2.319 kgf A = F / σadm A = 2.319 kgf/cm2/ 350 kgf/cm2 A = 6,63 cm2 • Recomendação para coluna: perfil em “L” de 1 ½” com espessura 3/16 para o “pé” da coluna.* *Referencia catálogo Gerdau Processo: IOL 003/12 Ancoragem com linha de vida no trabalho de descarga em caminhões. Responsável:Eng. Fábio Data: 29/05/12 Página: 6 / 7
Processo: IOL 003/12 Ancoragem com linha de vida no trabalho de descarga em caminhões. Responsável:Eng. Fábio Data: 29/05/12 Página: 7 / 7
VERIFICAÇÃO DE LINHA DE VIDA E MEMORIAL DE CÁLCULO CONSTANTINI ENGENHARIA CONSTRUÇÃO DE CASAS POPULARES ARARIPINA/PE JULHO/2012 1 . OBJETIVO Esta memória visa à verificação dos cabos da vida e suas estruturas suportes da Constantini Engenharia. 2. CRITÉRIOS DE PROJETO. Os cabos de vida serão composto de alma de aço fixados em vãos variáveis como 10m, capaz de suportar os esforços horizontais oriundos da queda de 02 (dois) operadores, dentro destes vãos citados. 3. CARREGAMENTOS Considerando para efeito de cálculo para o peso máximo de 80,0 kgf por colaborador: 4 . VERIFICAÇÃO DO CABO VIDA 4.1 Para vão até 10,0 metros: Adotou-se o cabo de aço de diametro3/8” e f=0,43m, logo temos: Força de ruptura do cabo= 5.730kgf(3/8”-6X7-AA/AACI); Força de segurança recomendada pelo fabricante=3 NRUPTURA= FRUPTURA = 5730,0 NRUPTURA = 1910,0 Kgf FS 3 Esforço normal no cabo devido a queda de 2(dois ) operadores com aproximadamente 80,0 kgf cada, adotando um coeficiente de impacto de 100% do peso total solicitado: M= P x L x CI = 160,0 x10,0 x 2,0 M = 800,0 kgf*m 44 N = M = 800 N = 1.860,0 kgf. L 0,43
Portanto, N < NRUPTURA, o Cabo vida suporta a queda de dois operários consecutivamente. Situação 01: Cabo Vida fixado em colunas existentes Vão 10,0m 4.2 Para vão até 25,0 metros: Adotou-se cabo de aço de diâmetro 5/8 e f= 0,38, logo temos: Força de ruptura do cabo= 16.300 kgf(5/8” – 6X7 – AA/AACI); Força de segurança recomendada pelo fabricante = 3 NRUPTURA= FRUPTURA = 16300,0 NRUPTURA = 5433,3Kgf. FS 3 Esforço normal no cabo devido a queda de 2 (dois) operadores com aproximadamente 80,0 kgf cada, adotando um coeficiente de impacto de 100% do peso total solicitado: M= P x L x CI = 160,0 x25,0 x 2,0 M= 2000,0 kgf*m 44 N = M = 2000,0 N = 5.263,2kgf. L 0,38 Portanto, N < NRUPTURA, o Cabo vida suporta a queda de dois operários consecutivamente. 4.3 Para vão de até 25,0 metros com fixação em pedestais: “Para o vão de 25,0 metros com fixação dos cabos em pedestais (sem estrutura para fixação existente), adotou-se diâmetro de 3/8” como na situação 02 e as verificações para Cabo de Vida seguem o mesmo cálculo. 4.3.1 Cálculo do pedestal para ancoragem Sendo: Força axial no cabo N= 5.263,2 kgf PP cabo diâmetro 5/8” (16mm) = 0,96 kg/m Adotado perfil para o pedestal: W200X31, 6 Foi considerado uma cantoneira L2” x ¼” apenas para alinhamento do cabo, sem função estrutural.
Foi considerado uma cantoneira L2” x ¼” apenas para alinhamento do cabo, sem função estrutural.
Resultados Detalhados Movimentos: ton*metro, Forças: ton, Tensões: mPa, Propriedades: cm. | RESTRIÇÔES DADOS de CALCULO -Seções: Grupo 2w - Kx= 2.00 -ky= 2.00 -Aço tipo: A572g50 - Esbeltez adm: 200(compr.) 300(trac) - Flecha admissível: 1/150 - Fator Redutor de Área Tracionada: 1.00 - Sistema: Deslocável Seção: w 200x31.3 |
Ix= 3094.01 ly= 409.cm4 Zx = 330.6 Zy= 93.52cm3 Área = 39.47 Hm = 210.00 bf = 134.00mm tw = 6.40 tf = 10.20mm J = 10.58 Cw = 26000.0cm6 COMBINAÇÃO de CÁLCULO = 1 | Diagrama de Momentos M3 Máx. Força AXIAL = -0.22(compr.) Máx. Força CORTANTE = 5.27 CLASSIFICAÇÃO DA SEÇÃO: *** COMPACTA*** ______________________ Relação Limite: Comp. Nãod/t = 30.94 < 90.1 137.0 (Fy = 352.3 R = 0.002) b/t = 6.57 < 9.2 13.4 CÁLCULO | EQUAÇÃO | FATORES | VALORES | RESUL | Cortante V2(G2.1.a) | Vu/Vn/1.5<1.00Vn=0.6*Fy*Aw | Av = 13.44 | Vu = 5.27Vn = 28.41 | 0.28 | Momento M3(F2-1)Sem FLT | M__0.6Mn <1.00 | Z = 330.60 | M = 6.33Mn = 11.65 | 0.91 | Deformação | _Def_. < 1.00L/150 | | Def =0.00092 | 0.11 | ForçaAxial(E3-1) | Pu < 1.000.6AgFcr | (kL/r)x= 27(kL/r)y= 75 | Pu = 0.22Ag = 39.47Fcr = 233.81 | 0.00 | Resultado Detalhados Movimentos: ton*metro, forças:ton, Tensões:mPa, propriedades:cm. CALCULO | EQUAÇÃO | FATORES | VALORES | RESUL | FlambagemLateralCom Torção | __M_0.6Mn <1.00Segmento critico de 0.00 á 1.20 na mesa - z Momentos na extremidade do seguimento: -6.33 e 0.00 | Lb = 1.20Lp = 1.37 | M = 6.33Mn = 11.62 | 0.91 | ForçaCombinadas(compress.)(H1-1b) | Pr + Mrx + Mry2iPn iMnx iMny < 1.00 | Cmx = 1.00Cmy
= 1.00Pex = 1095.45Pey = 141.9 | Mrx = 6.33Mry = 0.00B1x = 1.00B1y = 1.00 | 0.91 | 4.3.2 Dimensionamento da Fixação do Pedestal * Esforços: M = 6,3 tf*m FH = 5,3 tf FV = 0,22tf (desprezível) Perímetro do perfil W200X31,3 = 0,92 m -Força de cisalhamento na solda devido a carga horizontal: V = 5300 V= 57,60 kgf/cm 92 -Força de tração solicitante: M = N * L M 631584 KGF*cm T = (631584/20,1)/46 T = 683,09 kgf/cm - Resultante: FR = 685,5 kgf/cm * Adotado solda de 5mm ( em todo o contorno) Resistência solda: Metal da solda: E70XX Fw = 4,92tf/cm2 Fv = 0,3*Fw Fv = 1,476tf/cm2 Aw = Lfilete * Lsolda Aw = 0,5*26,8 Aw = 16,0cm2 RN = Fv* Aw RN = 23,62 tf/cm RN Ω = 23,62/2 = 11,81 tf/cm < 0,685 tf/cm Portanto: RN< FR Ok! Adotar solda de filete de 5mm 5. Responsabilidade Técnica ______________________ Caio Arraes Jaques Eng. De Segurança do Trabalho ART Nº
Principais pontos para se especificar um projeto Linha de vida - NR 35 (Trabalho em Altura) Principais pontos a serem observados no projeto ou compra do projeto da instalação de uma linha de vida para adequar as instalações de acordo com NR35 - trabalho em altura : – Dispositivo para fixação da linha de vida: É o dispositivo utilizado para fixação da linha de vida (corda) nas estruturas tipo poste (área externa) ou engastada em estrutura coberta (galpão). Basicamente o dispositivo é constituído de uma argola para fixação da corda, gatilho com trava mecânica, utilizada para fixar ou ancorar. I-Estação de trabalho externa composta por: a) Colunas (uma delas equipadas com acesso à escada e plataforma); b) Cabo de aço ao longo da estrutura com componentes descritos no item componentes; c) 1 equipamento antiquedas retrátil. II- Estrutura de trabalho interna composta por: a) Cabo de aço ao longo da estrutura com componentes descritos no item de componentes. Obs.: Será elaborado projeto construtivo usando as ancoragens já existentes no galpão ou edifício. – Especificação de componentes e materiais da linha de vida: a) Cabo de aço: deve ser projetado e confeccionado de acordo com NBR 6327 - Cabo de aço para uso geral, Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. b) Presilhas do cabo de aço galvanizado; c) Absorvedor de Impacto em aço galvanizado; d) Mosquetão em aço carbono galvanizado; e) Tensionador para cabo de aço em aço; f) Placa de aço carbono galvanizado para Ponto de Ancoragem; g) Suporte Intermediário em aço galvanizado ( quando necessário); h) Polia ( quando necessário) – Capacidade - O dispositivo para fixação de linha de vida tipo gancho deve ter o projeto a fim de resistir a um esforço de tração estática paralela ao poste de 200 kgf. O dispositivo de âncora deve ser projetado para resistir uma força dinâmica de 100 Kgf x 0,6 m em todas as direções em que uma força poderia ser aplicada em uma retenção de queda. – Ensaios de Aceitação Os ensaios de aceitação e de homologação são os descritos a seguir (sistema para uma pessoa conectada): 1- Inspeção Visual a) Devem ser observados os seguintes aspectos: deformação, acabamentos uniformes, ausência de oxidação, superfícies livres de rebarbas e trincas ou outros defeitos/falhas; b) Dimensões: conforme aquelas indicadas na no projeto de instalação.
2- Ensaio de Resistência Mecânica a Deformação O dispositivo deve ser preso de forma que simule uma situação equivalente à real condição de trabalho. Em seguida deve ser aplicada uma força de tração, com elevação de forma lenta e gradual até atingir o valor de 500 Kgf deverá ser mantido pelo período de 2 minutos. O resultado será considerado satisfatório se após aplicação deste esforço o dispositivo para fixação da linha de vida não apresentar deformações. 3- Ensaio de Resistência Mecânica a Ruptura O ensaio deve seguir o mesmo procedimento citado no item.2. A força neste caso é de 1000 Kgf , durante no mínimo 2 minutos, o ensaio será considerado satisfatório se não houver ruptura da peça. Nota: O fornecedor deverá apresentar relatório de laudo de ensaio, emitido ou realizado por órgão ou laboratório credenciados dos referidos ensaios em protótipo, demonstrando o atendimento das condições prescritas, nos itens anteriores. Normas de referência : NR01 - MTE NR06 - MTE NR18 – MTE NR35- MTE BS EN 795- 1997- Protection against falls from a height. Anchor devices. Requirements and testing ABNT NBR 6327 - Cabo de aço para uso geral
MONTCALM MONTAGENS INDUSTRIAIS S/A OBRA: ANGLO – MG
Cálculo da Linha de Vida e Ancoragem
Sumário
Objetivo Esta memória tem como objetivo atestar tecnicamente o uso da linha de vida nos equipamentos de movimentação (guindautos) da Montcalm na obra da Anglo – MG. Critérios do Projeto O dimensionamento de uma linha de vida num vão de 6 m, capaz de suportar esforços verticais oriundos de queda de um operador. Considerações Peso do colaborador 100 Kg Fator de queda igual a 1 Comprimento do absorverdor de energia igual a 400 mm Comprimento da espia igual a 1,8 m Cabo 6 x 19 (Seale) com 9,5 mm de diâmetro Altura mínima da linha de vida igual a 2,6 m Cálculo da Carga Dinâmica
Flecha do Cabo
P = 100 kg L = 6000 mm E = 10000 kgf/mm² A = FC x d² d = 9,5 mm FC = 0,395
Este comprimento final irá gerar a seguinte flecha:
Fazendo uma analise trigonométrica teremos:
Logo, Carga Dinâmica
Considerando a figura abaixo, temos uma queda com o ponto A (sendo o inicial) e o ponto C o final. O trecho em queda livre é AB e o amortecido BC.
Utilizando as equações de movimento, teremos:
Ou 232,27 Kgf de carga dinâmica. Cálculo da Carga no Cabo
Carga no cabo será:
A tensão de ruptura do cabo é 6100 kgf. Aplicando um fator de segurança igual a 4, temos:
Logo, o cabo suporta a queda do colaborador. Cálculo da Ancoragem O cálculo da ancoragem foi feita utilizando o software SolidWorks e está em anexo. A tensão a 180º do olhal é:
A carga usada no cálculo da ancoragem foi 1500 kgf. Assim temos um fator de segurança de aproximadamente 1,6. Conclusão Esse estudo atesta o uso da linha de vida e ancoragem nas condições apresentadas e para a soldagem da estrutura dentro das normas aplicáveis.
Eng. Responsável – CREA
Memorial de Cálculo de Linha de Vida Memorial de cálculo para linha de vida aplicada para Prédio Portaria Central Dados para o Cálculo. Números de Homens atracados na linha de vida – 1 Homens – 150 Kg. Comprimento da linha de vida – 21 metros; Altura referente ao piso – 14 metros; Altura dos postes de fixação – 2,50 metros; Flecha Máxima no cabo de aço – 0,5 metros;
Tubos de aço com diâmetro 48 mm, espessura de parede 03 mm, tensão admissível 15 kg/mm², módulo de elasticidade 21000 kg/mm², raio de giração 16 mm. O peso do tubo é 3,60 kg por metro. Os tubos com especificação Sae 1010 (NBR-6591) x SAE 1012 conforme laudo de solda e tabela de especificações fornecida pelo fabricante . Os mesmos serão fixados por abraçadeira com capacidade de carga da braçadeira fixa ao escorregamento é de 700 Kg, considerando que foi aplicado um torque (aperto) dentro das características normais aplicadas pelo conjunto homem e ferramenta para montagem de andaimes tubulares. Dados para o Cálculo: Carga Máxima – 1 homens – 150 Kg Altura Máxima da Queda – 14 metros; Considerando abertura do talabarte de 1,60 m padrão RAC 1 e 0,50 m de flecha do cabo de aço. Aceleração da Gravidade – 9,81 m/s²; Capacidade do Cabo de Aço – 4800kgf Força no Final da Queda: F = m*a = 150 * 9,81 = 1471,5 N Dimensionamento da Linha de Vida Carga Aplicada: 1471,5 N Comprimento do Vão: 21,00 metros; Diâmetro do Cabo: 5/16 ou 8,00 mm Seção do Cabo de Aço: 50,26 mm²; Flecha Inicial: 500 mm; Peso do Cabo de Aço: 0,220 Kg/m; Carga de Ruptura: 180 kgf/mm² W = 0,220 Kg/m * 9,81m/s² = 2,1582 N/m W x = 2,1582 * 21 = 45,3 N Y = W*x² / 2* To = 0,50 = (12,9492+1471) * 21² / 2 * To = To = 12,9494+1471*21² / 0,5*2 = 648723,94 N Carga suportada pelo cabo de aço 4.800 kg, de Deste Modo será necessário a utilização de dois cabos de aços nesta linha de vida.
Cálculo de Esforços nos Poste. Material: Tubo Aço Galvanizado de 48 mm de Diâmetro Propriedades de seção para o eixo são como se segue: OD = 48,0 milímetros ID = 42,0 milímetros t = (48,0 mm - 42,0 milímetros) / 2 = 3,0 mm c = 48,0 mm / 2 = Mm 24,0 Área = p [(48,0 mm) 2 - (42,0 mm) 2] / 4 = 424,1 mm2 J = p [(48,0 mm) 4 - (42,0 mm) 4] / 32 = 215.662,5 mm4 I = p [(48,0 mm) 4 - (42,0 mm) 4] / 64 = 107.831,2 mm4 S mm = 107.831,2 mm4 / 24,0 = 4.493,0 mm3 Q = [(48,0 mm) 3 - (42,0 mm) 3] / 12 = 3.042,0 mm3 Considere o equilíbrio força do eixo. Corte um diagrama de corpo livre através do eixo logo atrás do local elemento de tensão. Vamos supor forças de reação do Rx, Ry, Rz e atuação no positivo x, y, e Z, respectivamente. Na direcção x, a equação de equilíbrio é: SFX = Rx - 2.000 kN = 0 Rx = 2000 kN Na direcção y, a equação de equilíbrio é: SFY = Ry + 0000 = 0 kN Ry = 0.000 kN Na direcção z, a equação de equilíbrio é: SFZ = Rz + 0000 = 0 kN Rz = 0.000 kN Para Um elemento de tensão (na parte superior do veio): A força Px = -2.000 kN cria as solicitações seguintes:a) Uma tensão de compressão axial uniformemente distribuída normal. A magnitude da tensão normal é dado por:| Sx | = | Nx | Área /= 2000 kN / 424,1 mm2= 4.716 MPa Resumo para elemento de tensão A (no topo do veio): As tensões normais para a carga combinada pode ser determinada por meio da sobreposição dos casos individuais. Para Um elemento de tensão (na parte superior do eixo), o stress total normal agindo sobre o elemento é um tensão de compressão de 4.716 MPa. As tensões de corte para a carga combinada são zero.As tensões principais para o elemento são s1 = 0.000 MPa e S2 = -4716 MPa O máximo em plano-tensão de cisalhamento ét = 2,358 MPa e a tensão de cisalhamento máximo absoluto é igual à tensão de cisalhamento plano-in. Essa condição ocorre quando S1 e S2 têm sinais opostos. Para o stress elemento D (no lado z + do veio):A força Px = -2.000 kN cria as solicitações seguintes:a) Uma tensão de compressão axial uniformemente distribuída normal. A magnitude da tensão normal é dado por:| Sx | = | Nx | Área /= 2000 kN / 424,1 mm2= 4.716 MPa Resumo para o stress elemento D (no lado z + do veio): As tensões normais para a carga combinada pode ser determinada por meio da sobreposição dos casos individuais. Para o stress elemento D (no lado z + do eixo), o stress total normal agindo sobre o elemento é um tensão de compressão de 4.716 MPa. As tensões de corte para a carga combinada são zero. As tensões principais para o elemento são s1 = 0.000 MPa e S2 = -4716 MPa
O máximo em plano-tensão de cisalhamento é t = 2,358 MPa e a tensão de cisalhamento máximo absoluto é igual à tensão de cisalhamento plano-in. Essa condição ocorre quando S1 e S2 têm sinais opostos. Para uma coluna ideal, a carga que faz com que uma coluna de fivela (o chamado Euler encurvadura de carga) é dada por: PCR = p ² EI / (KL) ². Começamos por assumir que a coluna pode curvar sobre qualquer y ou eixo z. Para investigar a capacidade da coluna em relação ao eixo y, nota-se que (EI) y = 2,2645 E 10 N-mm ². Com base nas condições fixa-free fixidez (ie, condições de contorno na parte superior e inferior da coluna), o factor de comprimento efectivo para y eixo de encurvadura é K = 2000. O comprimento da coluna real é L = 2.000,0 mm. Substituindo na equação de Euler carga de flambagem dá Pcr = p ² × 2,2645 N-E 10 mm ² ÷ (2.000 × mm 2.000,0) ² = 13.968,3 N. Para investigar a capacidade da coluna em relação ao eixo z, notamos que (EI) z = 2,2645 E 10 N-mm ². Para encurvadura em torno do eixo z, a coluna se comporta como uma coluna fixaguiada, eo factor de comprimento efectivo para z eixo de encurvadura é K = 1000. PCR para z eixo de flambagem é Pcr = p ² × 2,2645 E 10 N mm ² ÷ (1.000 × mm 2.000,0) ² = 55.873,2 N. Os controles de menor porte e, portanto, a carga crítica de flambagem de Euler para esta coluna é Pcr = 13.968,3 N. É EULER FLAMBAGEM teoria válida Para esta coluna? Com base na carga crítica de 13.968,3 N, o stress Euler encurvadura é 32.935 MPa. As tensões de Euler flambagem são menores do que a tensão de cedência do material.
Tendo em vista os cálculos efetuados e comparados com os valores fornecidos pelo fabricante, concluímos que as capacidades do material utilizado são superiores a pior situação exigida, ou seja a tensão de trabalho dos tubos galvanizados, atendem as solicitações de tração, compressão, cisalhamento e flexão. O cabo de aço com sua capacidade de ruptura de 4350 Kg esta sendo exigida 1895,62 Kg, 40,01%, desta forma estamos trabalhando com um coeficiente de segurança de 2. Classe de Cabos Diâmetro Massa aproximada em kg/m Carga de ruptura mínima efetiva em kgf (180kg/mm²) IPS Pol. mm. 6x7 6x12+7 6x19/6x25 6x37/6x41 6x7 6x19/6x25 6x37/6x41 1/16 1,60 0.012 * * * 175 * * 5/64 2,00 0.013 * * * 255 * * 3/32 2,40 0.019 * * * 355 * * 1/8 3,20 0.034 * 0.039 * 610 620 * 5/32 4,00 0.055 * 0.062 * 1.060 940 * 3/16 4,80 0.078 0.062 0.088 0.088 1.400 1.400 1.350 1/4 6,40 0.140 0.096 0.156 0.156 2.600 2.500 2.480 5/16 8,00 0.220 0.140 0.244 0.244 4.350 3.900 3.860 3/8 9,50 0.310 0.220 0.351 0.351 5.840 5.500 5.530
7/16 11,50 0.430 0.315 0.476 0.476 8.280 7.500 7.500 1/2 13,00 0.560 0.386 0.630 0.630 11.100 9.700 9.700 9/16 14,50 0.710 0.491 0.790 0.790 13.600 12.200 12.200 5/8 16,00 0.880 0.610 0.980 0.980 14.800 15.100 15.100 3/4 19,00 1.250 0.878 1.410 1.410 23.500 21.600 21.600 7/8 22,00 1.710 * 1.920 1.920 31.000 29.200 29.200 1 26,00 2.230 * 2.500 2.500 39.000 37.900 37.900 1.1/8 29,00 2.830 * 3.170 3.170 * 47.700 47.700 1.1/4 32,00 4.230 * 3.910 3.910 * 58.500 58.500 1.3/8 35,00 5.030 * 4.730 4.730 * 70.500 70.500 1.1/2 38,00 * * 5.630 5.630 * 83.500 83.500 1.5/8 42,00 * * 6.610 6.610 * 97.100 97.100 1.3/4 45,00 * * 7.660 7.660 * 112.000 112.000 1.7/8 48,00 * * 8.800 8.800 * 128.000 128.000 2 52,00 * * 10.000 10.000 * 146.000 146.000 *O valor da massa indicado na tabela é referencial, podendo variar em função da tolerância do passo do cabo de aço. *Estes cabos podem ser fornecidos com alma de aço, neste caso a carga de ruptura aumenta aproximadamente 7,5% e seu peso em 10%.
