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7/31/2019 ABNT NBR 8400 Clculo para equipamento de levantamento e movimentao de cargas
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ABNT-Associao
Brasileira deNormas Tcnicas
Palavras-chave: Pontes rolantes. Guindastes 108 pginas
NBR 8400MAR 1984
Clculo de equipamento paralevantamento e movimentao decargas
Sumrio1 Objetivo2 Documentos complementares3 Definies4 Smbolos literais5 Estruturas6 Mecanismos7 Compatibilizao entre grupos de estruturas e demecanismosANEXO A - Exemplos de classificao dos equipamentos
e seus componentes mecnicosANEXO B - Clculos das solicitaes devidas s acele-
raes dos movimentos horizontaisANEXO C -Execuo das junes por meio de parafusos
de alta resistncia com aperto controladoANEXO D -Tenses nas junes soldadasANEXO E - Verificao dos elementos de estrutura sub-
metidos flambagemANEXO F - Verificao dos elementos de estrutura sub-
metidos flambagem localizadaANEXO G -Verificao dos elementos de estrutura sub-
metidos fadigaANEXO H -Determinao das tenses admissveis nos
elementos de mecanismos submetidos fa-diga
ANEXO I - Consideraes sobre determinao dos di-metros mnimos de enrolamento de cabos
1 Objetivo
1.1 Esta Norma fixa as diretrizes bsicas para o clculodas partes estruturais e componentes mecnicos dos equi-pamentos de levantamento e movimentao de cargas,
independendo do grau de complexidade ou do tipo deservio do equipamento, determinando:
a) solicitaes e combinaes de solicitaes a se-rem consideradas;
b) condies de resistncia dos diversos componen-tes do equipamento em relao s solicitaesconsideradas;
c) condies de estabilidade a serem observadas.
1.2 Esta Norma no se aplica a guindastes montados so-bre pneus ou lagartas.
2 Documentos complementares
Na aplicao desta Norma necessrio consultar:
NBR 5001 - Chapas grossas de ao carbono paravaso de presso destinado a trabalho a temperaturasmoderada e baixa - Especificao
NBR 5006 - Chapas grossas de ao carbono de baixae mdia resistncia mecnica para uso em vasos depresso - Especificao
NBR 5008 - Chapas grossas de ao de baixa liga ealta resistncia mecnica, resistente corroso
atmosfrica, para usos estruturais - Especificao
NBR 6648 - Chapas grossas de ao-carbono parauso estrutural - Especificao
ISO R-148 - Essai de choc pour I'acier sour aprouvttebi appuye (entaille ENV)
Origem: ABNT 04:010.01-002/1983
CB-04 - Comit Brasileiro de MecnicaCE-04:010.01 - Comisso de Estudo de Pontes RolantesNBR 8400 - Cranes and lifting appliances - Basic calculation for structures andcomponents - ProcedureDescriptors: Cranes. LiftingEsta Norma incorpora as Erratas n 1, 2 e 3
Procedimento
Licena de uso exclusivo para Petrobrs S/A C ia im ressa elo Sistema Tar et CENWeb
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DIN 17100 - Allgemeine bausthle; Gtevorschriften
ASTM A 36 - Structural steel
ASTM A 283 - Low and intermediate tensile strengthcarbon steel plates of structural quality
ASTM A 284 - Low and intermediate tensile strengthcarbon silicon steel plates for machine parts andgeneral construction
ASTM A 285 - Pressure vessel plates, carbon steel,low and intermediate tensile strength
ASTM A 440 - High strength structural steel
ASTM A 441 - High strength low alloy structuralmanganese vanadium steel
ASTM A 516 - Pressure vessel plates, carbon steel,for moderate and Iower temperature service
3 Definies
Para os efeitos desta Norma so adotadas as definiesde 3.1 a 3.9.
3.1 Carga til
Carga que sustentada pelo gancho ou outro elementode iamento (eletrom, caamba, etc.).
3.2 Carga de servio
Carga til acrescida da carga dos acessrios de iamento(moito, gancho, caamba, etc.).
3.3 Carga permanente sobre um elemento
Soma das cargas das partes mecnicas, estruturais eeltricas fixadas ao elemento, devidas ao peso prpriode cada parte.
3.4 Servio intermitente
Servio em que o equipamento deve efetuar deslocamen-tos da carga com numerosos perodos de parada duranteas horas de trabalho.
3.5 Servio intensivo
Servios em que o equipamento quase permanente-mente utilizado durante as horas de trabalho, sendo osperodos de repouso muito curtos; particularmente ocaso dos equipamentos que esto includos em um ciclode produo, devendo executar um nmero regular deoperaes.
3.6 Turno
Perodo de 8 h de trabalho.
3.7 Translao
Deslocamento horizontal de todo o equipamento.
3.8 Direo
Deslocamento horizontal do carro do equipamento.
3.9 Orientao
Deslocamento angular horizontal da lana do equipa-mento.
4 Smbolos literais
A - Designao genrica de rea, em m2
Ar - Superfcie real exposta ao vento (diferena entre asuperfcie total e a superfcie vazada)
At - Superfcie total exposta ao vento (soma da superfciereal com a superfcie vazada)
a - Distncia entre eixos
B - Distncia entre faces (ver Figura 4)
b - Largura til do boleto de um trilho, em mm
C - Coeficiente aerodinmico
C' - Coeficiente aerodinmico global
c - Classe de partida dos motores
c1 - Coeficiente aplicado presso limite em uma roda,sendo funo da rotao da mesma
c2 - Coeficiente aplicado presso limite em uma roda,sendo funo do grupo a que pertence o mecanismo
ca - Constante de aproveitamento do motor
cr - Coeficiente de reduo para frenagem eltrica
D - Dimetro de polia, em mm
De - Dimetro de enrolamento sobre as polias e tamboresmedidos a partir do eixo do cabo
Dr- Dimetro de uma roda
d. - Designao genrica para os dimetros
dc - Dimetro externo do cabo de ao, em mm
dn - Dimetro nominal do parafuso, em mm
e - Designao genrica de espessura
F - Designao genrica de carga
f - Freqncia de Iigao admissvel
Fp - Foras paralelas ao plano de juno de uma unioaparafusada
Fr - Carga mdia sobre uma roda
Fs - Carga de servio, em N
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Ft - Esforo de trao nominal a ser introduzido noparafuso, em daN
Fu - Carga til
Fw - Fora devida ao do vento, em N
Fpa - Fora admissvel paralela ao plano de juno deuma unio aparafusada
Fmx. - Carga mxima
FS - Coeficiente de segurana em relao s tensescrticas
FSe - Coeficiente de segurana em relao ao limitede escoamento
FSp - Coeficiente de segurana em relao s forasparalelas ao plano de uma juno aparafusada
FSN - Coeficiente de segurana em relao s forasnormais ao plano de uma juno aparafusada
FSr - Coeficiente de segurana em relao ruptura
f - Folga lateral entre a superfcie de rolamento daroda e o boleto do trilho (ver Figura 16)
2iGD - Soma das inrcias das massas mveis em trans-
lao e em rotao referidas rotao norninaldo motor
2
mGD - Inrcia do rotor do motor
g - Profundidade total do gorne de uma polia menos
o raio do gorne, em mm
H1
- Coeficiente que incide sobre o dimetro de enro-lamento dos cabos sobre polias e tambores e funo do grupo a que pertence o mecanismo
H2
- Coeficiente que incide sobre o dimetro do enro-lamento dos cabos sobre polias e tambores, e funo do prprio sistema de polia e dos tambo-res
h - Altura de uma viga
J - ReIao entre a inrcia total do mecanismo liga-do ao eixo motor e a inrcia do motor
K - Mdia cbica
Kf
- Coeficiente de concentrao de tenses obtidasem ensaio
K - Coeficiente de flambagem em casos de compres-
so ou flexo
K
- Coeficiente de flambagem em casos de cisalha-
mento puro
K - Coeficiente de enchimento dos cabos de ao
l - Largura total do boleto de um trilho (ver Figu-
ra 16)
M - Designao genrica de torque
Mm
- Torque mdio de um motor eltrico
Ma
- Torque de aperto a ser aplicado a um parafuso,
em m.daN
Mx
- Coeficiente de majorao aplicvel ao clculodas estruturas
M1
- Torque no eixo do motor necessrio para manu-teno de um movimento horizontal, em N.m
m - Nmero de planos de atrito
N - Fora de trao perpendicular ao plano de junode uma unio aparafusada
Na
- Fora de trao admissvel perpendicular ao pla-no de juno de uma unio aparafusada
Nx
- Nmero convencional de ciclos de classes deutilizao do mecanismo
n - Rotao nominal de um motor, em rpm
np
- Nmero de partidas completas por hora
ni
- Nmero de impulses ou de partidas incompletas
nf
- Nmero de frenagens
Pm
- Potncia mdia de um motor eltrico em movi-mentos horizontais, em kW
P1
- Potncia necessria de um motor eltrico para amanuteno de um movimento horizontal, em kW
P2
- Potncia necessria de um motor eltrico para omovimento de levantamento, em kW
Pa
- Presso aerodinmica, em N/m2
Pd
- Presso diametral sobre as paredes dos furos
Plim
- Presso limite sobre uma roda
p - Frao da carga mxima (ou da tenso mxima)
pmn. - Frao mnima da carga mxima (ou da tenso
mxima)
Q - Coeficiente para determinao do dimetro doscabos de ao
q - Coeficiente que depende do grupo em que estclassificado no mecanismo
R - Relao entre tenso mnima e tenso mximana verificao a fadiga
r - Raio do boleto do tri lho (ver Figura 16)
rt
- Coeficiente determinando as reaes transver-sais devidas ao rolamento das rodas
S - Designao genrica de solicitao
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SA
- Solicitao devida ao vento sobre uma super-fcie
SG
- Solicitao devida ao peso prprio
SH
- Solicitao devida aos movimentos horizontais
SI
- Solicitao parcial constante
SL
- Solicitao devida carga de servio
SM
- Solic itao devida a torques dos motores efreios sobre mecanismo
SR
- Solicitao devida s reaes no equilibradaspor torques
ST
- Solicitao devida a choques
SV
- Solicitao devida carga de vento e aos movi-
mentos horizontais, multiplicada por
SW
- Solicitao devida ao vento limite de servio
SW8
- Solicitao devida a um vento que exerce pres-so de 8 daN/mm2
SW25
- Solicitao devida a um vento que exerce pres-so de 25 daN/mm2
SWmx. - Solicitao devida a um vento mximo com o
equipamento fora de servio
SMA
- Solicitao SM
devida a aceleraes e frena-gens
SMCmx. - Solicitao SM devida ao torque mximo do mo-
tor
SMF
- Solicitao SM
devida ao atrito
SMG
- Solicitao SM
devida ao iamento de cargasmveis do equipamento, com exceo da cargade servio
SML
- Solicitao SM
devida ao iamento da carga emservio
SMW
- Solicitao SM
devida ao efeito do vento limite
de servio
SRA
- Solicitao SR
devida a aceleraes e frena-gens
SRG
- Solicitao SR
devida ao peso prprio de ele-mentos atuando sobre a pea considerada
SRL
- Solicitao SR
devida carga de servio
SMW8
- Solicitao SM
devida a um vento que exerce
presso de 8 daN/mm2
SMW25
- Solicitao SM
devida a um vento que exerce
presso de 25 daN/mm2
SRW8
- Solicitao SR
devida a um vento que exerce
presso de 8 daN/mm2
SRW25
- Solicitao SR
devida a um vento que exerce
presso de 25 daN/mm2
SRWmx.- Solicitao SR devida ao verto mximo com o
equipamento fora de servio
si
e sf
- Coeficientes fixados pelo fabricante do motor,
que dependem do tipo do motor, do gnero defrenagem eltrica adotada, etc.
T - Esforo mximo de trao nos cabos de ao,em daN
Ta
- Esforo de trao limite admissvel
Tp
- Esforo de trao em um parafuso aps ter rece-bido aperto
t - Designao genrica de tempo
Tc - Tempo de funcionamento de um mecanismodurante um ciclo
te
- Tempo total de utilizao efetiva do equipamen-to
tm
- Tempo mdio de funcionamento dirio estimado
ts
- Durao mdia de um ciclo de manobra com-pleto
V - Vo de uma viga de uma ponte ou prtico rolan-te
v - Velocidade linear
vL
- Velocidade de elevao da carga, em m/s
vt
- Velocidade de translao
vw
- Velocidade do vento, em m/s
WS
- Carga de servio
Wi
- Diferena entre a carga de servio e a carga til
Wu
- Carga til iada
y - Perda na cablagem do cabo de ao
Z - ndice de avaliao genrico
Zp
- Coeficiente de segurana prtica dos cabos
Zt
- Coeficiente de segurana terica dos cabos
i - Relao entre o tempo de funcionamento doperodo de acelerao e o tempo total de funcio-namento de um mecanismo
- ngulo do gorne da polia em relao ao plano
mdio da mesma
- Relao (Fs - Fu )/Fs
- Relao entre a solicitao a que submetidoo mecanismo para movimentar-se sem vento e
a solicitao total SMmx. II
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- Relao entre Fue F
s, ou seja, F
u/F
s
- Coeficiente de majorao para verificao fa-diga nos mecanismos
- Desvio lateral do cabo em relao ao plano m-dio da polia, em mm
- Rendimento total do mecanismo
- Relao das tenses de borda
- Coeficiente de esbeltez
- Coeficiente de atrito
- Coeficiente que determina as reaes transver-sais devidas ao rolamento
1 - Coeficiente de sobrecarga do ensaio dinmico
2 - coeficiente de sobrecarga do ensaio esttico
- Designao genrica de tenso
G
- Tenso resultante das solicitaes devidas aopeso prprio
V
- Tenso resultante das solicitaes variveis
a
- Tenso admissvel trao ou compresso
af
- Tenso admissvel fadiga
c
- Tenso de compresso
e
- Limite de escoamento
f
- Tenso de flexo
fa
- Tenso limite de resistncia fadiga
i
- Tenso ideal flambagem localizada
r
- Limite de ruptura
t - Tenso de trao
w
- Tenso alternada
x
- Tenso normal ao plano yz nos esforos combi-nados
y
- Tenso normal ao plano xz nos esforos combi-nados
e0,2
- Limite convencional do escoamento a 0,2% de
alongamento percentual
a52
- Tenso admissvel do ao de 52 daN/mm2
e52
- Tenso de escoamento do ao de 52 daN/mm2
r52
- Tenso de ruptura do ao de 52 daN/mm2
cg
- Tenso de compresso entre roda e trilho
cp
- Tenso de comparao
cr
- Tenso crtica
mx. - Tenso mxima
E
cr - Tenso crtica de Euler
vcr - Tenso crtica de flambagem
mn. - Tenso mnima
90%
- Tenso correspondente a 90% de vida nos cor-pos-de-prova ensaiados fadiga
- Tenso de cisalhamento
a
- Tenso de cisalhamento admissvel
xy - Tenso de cisalhamento agindo no plano nor-mal direo de x(ou
y)
vcr - Tenso de cisalhamento crtica de flambagem
mx. - Tenso mxima
mn. - Tenso mnima
- Coeficiente de reduo
- Coeficiente dinmico a ser aplicado solicitaodevida carga de servio
- Coeficiente de flambagem que depende da es-beltez da pea
5 Estruturas
5.1 Classificao da estrutura dos equipamentos
As estruturas dos equipamentos sero classificadas emdiversos grupos, conforme o servio que iro executar, afim de serem determinadas as solicitaes que deveroser levadas em considerao no projeto. Para determina-o do grupo a que pertence a estrutura de um equipa-
mento, so levados em conta dois fatores:
a) classe de utilizao;
b) estado de carga.
5.1.1 Classe de utilizao da estrutura dos equipamentos
A classe de utilizao caracteriza a freqncia de utiliza-o dos equipamentos. No se podendo classificar a es-trutura dos equipamentos em funo de seus diversos ci-clos de manobras, convencionou-se classific-la em fun-o da utilizao do movimento de levantamento, defi-nindo-se quatro classes de utilizao, conforme a Tabe-la 1, que servem de base para o clculo das estruturas.Para cada uma destas classes estipula-se um nmero to-tal terico de ciclos de levantamento que o equipamentodever efetuar durante sua vida. Estes nmeros de ciclosde levantamento constantes na Tabela 1 servem de base
para a determinao do nmero de ciclos de variaes
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Tabela 2 - Estados de carga
Estado de carga Definio Frao mnima da carga mxima
0 (muito leve) Equipamentos levantando excepcionalmente P = 0
a carga nominal e comumente cargas muito
reduzidas
1 (leve) Equipamentos que raramente levantam a carga P = 1/3
nominal e comumente cargas de ordem de 1/3 da
carga nominal
2 (mdio) Equipamentos que freqentemente levantam a P = 2/3carga nominal e comumente cargascompreendidas entre 1/3 e 2/3 da carga nominal
3 (pesado) Equipamentos regularmente carregados com a P = 1
carga nominal
5.2 Classificao dos elementos da estrutura doequipamento
Para determinao das tenses a serem levadas emconsiderao no projeto dos elementos da estrutura, estesso classificados em grupos, seguindo os mesmos princ-pios j apresentados para a estrutura dos equipamentos.Para a determinao do grupo a que pertence um ele-mento, so levados em conta dois fatores:
a) classe de utilizao;
b) estado de tenses.
5.2.1 Classe de utilizao dos elementos da estrutura
So idnticas s da classificao da estrutura dos equi-pamentos (ver Tabela 1).
5.2.2 Estado de tenses
Os estados de cargas indicados em 5.1.2 no correspon-dem aos estados de tenses de todos os elementos daestrutura do equipamento. Alguns elementos podem ficar
submetidos a estados de tenses menores ou maioresque os impostos pelas cargas levantadas. Estes estados
de tenses so convencionalmente definidos de modoanlogo ao dos estados das cargas, segundo as defini-es da Tabela 3, com os mesmos diagramas da Figu-ra 1, porm p representando uma frao de tenso m-xima, ou seja, /
mx..
de tenses, em um elemento da estrutura, ou um elementono giratrio dos mecanismos, na verificao fadiga.
Notas: a) Este nmero de ciclos de variaes de tenses podeser superior, igual ou inferior ao nmero de ciclos delevantamento. Leva-se em conta esta observao paraa determinao do grupo de elemento na verificao
fadiga.
b) Em caso algum estes nmeros convencionais de ciclospodem ser considerados como garantia da vida do
equipamento.
c) Considera-se que um ciclo de levantamento iniciadono instante em que a carga iada e termina nomomento em que o equipamento est em condiesde iniciar o levantamento seguinte.
5.1.2 Estado de carga
O estado de carga caracteriza em que proporo o equi-pamento levanta a carga mxima, ou somente uma cargareduzida, ao longo de sua vida til. Esta noo pode serilustrada por diagramas que representam o nmero deciclos para os quais uma certa frao p da carga mxima(F/F
mx.) ser igualada ou excedida ao longo da vida tildo equipamento, caracterizando a severidade de serviodo mesmo. Consideram-se, na prtica, quatro estadosconvencionais de cargas, caracterizados pelo valor de p.
Estes quatro estados de carga esto definidos na Tabe-la 2 e representados pelos diagramas da Figura 1.
Tabela 1 - Classes de utilizao
Numero convencional deciclos de levantamento
Utilizao ocasional no regular, seguida de longos perodosde repouso
B Utilizao regular em servio intermitente 2,0 x 105
C Utilizao regular em servio intensivo 6,3 x 105
Utilizao em servio intensivo severo, efetuado, por exemplo,em mais de um turno
Classe de utilizao Freqncia de utilizao do movimento de levantamento
A 6,3 x 104
D 2,0 x 106
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Figura 1-a) - Classe de utilizao A 6,3 . 104 ciclos Figura 1-b) - Classe de utilizao B 2 . 105 ciclos
Figura 1-d) - Classe de utilizao D 2 . 106 ciclosFigura 1-c) - Classe de utilizao C 6,3 . 105 ciclos
Nota: O eixo das ordenadas (p) representa F/Fmx. no caso apresentado em 5.1.2 e /mx. no caso apresentado em 5.2.2.
Figura 1 - Diagrama de estados de cargas (ou estados de tenses)
5.3 Classificao em grupos da estrutura dos
equipamentos e seus elementos
A partir das classes de utilizao e dos estados de cargaslevantadas (ou dos estados de tenses para os elemen-tos), classificam-se as estruturas ou seus elementos em
seis grupos, conforme a Tabela 4. No Anexo A exempli-ficada a classificao de um equipamento.
5.4 Classificao das estruturas em grupos
Os diversos grupos indicados na Tabela 4 classificam a
estrutura para os equipamentos como um conjunto e de-
terminam o valor do coeficiente da majorao Mx, que por
sua vez caracteriza o dimensionamento da estrutura.
Entretanto, para os clculos de fadiga, no sempre pos-svel utilizar o grupo do equipamento como critrio nicopara a verificao de todos os elementos da estrutura, poiso nmero de ciclos de solicitao e os estados de tensespodem, para certos elementos, ser sensivelmentediferentes da classe de utilizao e dos estados de carga
do equipamento; nestes casos deve-se determinar para
tais elementos o grupo a ser utilizado na verificao fadiga.
5.5 Solicitaes que interferem no clculo da estruturado equipamento
O clculo da estrutura do equipamento efetuado determi-nando-se as tenses atuantes na mesma durante o seufuncionamento. Estas tenses so calculadas com basenas seguintes solicitaes:
a) principais exercidas sobre a estrutura do equi-
pamento suposto imvel, no estado de carga maisdesfavorvel (ver 5.5.1);
b) devidas aos movimentos verticais;
c) devidas aos movimentos horizontais;
d) devidas aos efeitos climticos;
e) diversas.
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Tabela 3 - Estados de tenses de um elemento
Estado de tenses Definio Frao mnima de tenso mxima
0 (muito leve) Elemento submetido excepcionalmente sua P = 0tenso mxima e comumente a tenses muitoreduzidas
1 (leve) Elemento submetido raramente sua tenso P = 1/3mxima, mas comumente a tenses da ordemde 1/3 da tenso mxima
2 (mdio) Elemento freqentemente submetido sua tenso P = 2/3mxima e comumente a tenses compreendidasentre 1/3 a 2/3 da tenso mxima
3 (pesado) Elemento regularmente submetido sua tenso P = 1mxima
Tabela 4 - Classificao da estrutura dos equipamentos (ou elementos da estrutura) em grupos
Estado de cargas (ou estado Classe de utilizao e nmero convencional de ciclos dede tenses para um elemento) levantamento (ou de tenses para um elemento)
A B C D
6,3 x 104 2,0 x 105 6,3 x 105 2,0 x 106
0 (muito leve) 1 2 3 4
P = 0
1 (leve) 2 3 4 5
P = 1/3
2 (mdio) 3 4 5 6P = 2/3
3 (pesado) 4 5 6 6
P = 1
5.5.1 Solicitaes principais
As solicitaes principais so:
a) as devidas aos pesos prprios dos elementos, SG;
b) as devidas carga de servio, SL.
Os elementos mveis so supostos na posio maisdesfavorvel. Cada elemento de estrutura calculadopara uma determinada posio do equipamento, cujovalor da carga levantada (compreendida entre 0 e a carga
de servio) origina, no elemento considerado, as tensesmximas. Em certos casos a tenso mxima pode corres-ponder ausncia de carga de servio.
5.5.2 Solicitaes devidas aos movimentos verticais
As solicitaes devidas aos movimentos verticais so pro-venientes do iamento relativamente brusco da carga deservio, durante o levantamento, e de choques verticaisdevidos ao movimento sobre o caminho de rolamento.
Nas solicitaes devidas ao levantamento da carga deservio, levam-se em conta as oscilaes provocadas
pelo levantamento brusco da carga, multiplicando-se as
solicitaes devidas carga de servio por um fator cha-mado coeficiente dinmico (). O valor do coeficiente din-mico a ser aplicado solicitao devida carga de servio dado na Tabela 5.
5.5.2.1 Para certos equipamentos, as solicitaes devidasao peso prprio e as devidas carga de servio so desinais contrrios e convm, nestes casos, comparar asolicitao do equipamento em carga, aplicando ocoeficiente dinmico carga de servio, com a solicitaodo equipamento em vazio, levando em conta as oscilaesprovocadas pelo assentamento de carga, ou seja:
a) determinar a solicitao total no assentamento dacarga pela expresso:
2
1)-(S-S LG
b) comparar com a solicitao do equipamento emcarga determinada pela expresso:
SG
+ SL
c) utilizar para os clculos o valor mais desfavorvel.
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de utilizao do equipamento e as velocidades a serematingidas. Deduz-se o valor da acelerao, a qual servepara o clculo do esforo horizontal conforme as massasa movimentar. Se os valores das velocidades e das ace-
leraes no so estabelecidos pelo usurio, poderoser escolhidos, a ttulo indicativo, os tempos de aceleraoem funo das velocidades a atingir conforme as seguin-tes condies de utilizao:
a) equipamentos de velocidade lenta mdia, pormdevendo percorrer um longo curso;
b) equipamentos de velocidade mdia e alta emaplicaes comuns;
c) equipamentos de alta velocidade com fortes
aceleraes.
Nota: No caso c), deve-se quase sempre motorizar todas as
rodas.
A Tabela 6 fornece os valores de tempos de acelerao eaceleraes recomendadas para estas trs condies. Oesforo horizontal a considerar deve ser no mnimo de1/30 da carga sobre as rodas motoras e no mximo 1/4desta carga. No caso de movimentos de orientao e delevantamento da lana, o clculo efetuado considerandoo momento acelerador ou desacelerador que se exerce
no eixo do motor dos mecanismos. O valor das acelera-
es depende do equipamento; na prtica escolhe-seuma acelerao na ponta de lana, podendo variar entre0,1 m/s2 e 0,6 m/s2 conforme a rotao e o raio da lana,de maneira a obter tempos de acelerao da ordem de5 s a 10 s nos casos comuns. No Anexo B apresentadoum mtodo para o clculo dos efeitos de acelerao dosmovimentos horizontais.
5.5.3.2 Efeitos da fora centrfuga
Os efeitos da fora centrfuga so levados em considera-o nos guindastes, devido ao movimento de orientao.Na prtica, basta determinar o esforo horizontal na pontada lana, resultante da inclinao do cabo que recebe acarga. Em geral desprezam-se os efeitos da fora centrfu-ga nos demais elementos do equipamento.
5.5.3.3 Coeficiente que determina as reaes transversais
devidas ao rolamento
O caso de reaes horizontais transversais ocorre quandoduas rodas (ou dois truques) giram sobre um trilho, origi-
nando um movimento formado pelas foras horizontaisperpendiculares ao trilho. As foras componentes destemomento so obtidas multiplicando-se a carga verticalexercida nas rodas por um coeficiente (), que depende
da relao entre o vo e a distncia entre eixosa
v(2). Os
valores deste coeficiente , que determina as reaestransversais devidas ao rolamento, so dados na Figura 3.
Esta frmula baseia-se no fato de que o coeficiente din-mico determina o valor da amplitude mxima das osci-laes que se estabelecem na estrutura no momento delevantamento da carga. A amplitude mxima destas osci-laes tem para valor:
SL
(- 1)
Quando se baixa a carga, admite-se que a amplitude da
oscilao que se forma na estrutura a metade da provo-cada no momento do levantamento. A Figura 2 mostra as
curvas de levantamento e de descida quando SL
e SG
sode sinais contrrios.
5.5.2.2 Pode-se estender a aplicao do coeficiente din-mico a outros equipamentos, como por exemplo os prti-cos com balano, nos quais para a parte da viga principalem balano usa-se o coeficiente dinmico dos guindastescom lana; para a parte entre pernas, o coeficiente din-mico de pontes rolantes. O coeficiente dinmico leva em
conta o levantamento relativamente brusco de carga deservio, que constitui o choque mais significativo. As soli-citaes devidas s aceleraes ou desaceleraes nomovimento de levantamento, assim como as reaes ver-ticais devidas translao sobre caminhos de rolamentocorretamente executados(1), so desprezadas.
5.5.3 Solicitaes devidas aos movimentos horizontais
As solicitaes devidas aos movimentos horizontais so:
a) os efeitos da inrcia devidos s aceleraes oudesaceleraes dos movimentos de direo, detranslao, de orientao e de levantamento delana, calculveis em funo dos valores destasaceleraes ou desaceleraes;
b) os efeitos de foras centrfugas;
c) as reaes horizontais transversais provocadaspela translao direta;
d) os efeitos de choque.
5.5.3.1 Efeitos horizontais devidos s aceleraes oudesaceleraes
Os efeitos horizontais devidos s aceleraes ou desa-celeraes so levados em considerao a partir dasaceleraes ou desaceleraes imprimidas nos elemen-tos mveis, quando das partidas ou frenagens, calculan-do-se as solicitaes resultantes nos diferentes elementosda estrutura. No caso de movimento de direo e transla-o, este clculo efetua-se considerando um esforo hori-zontal aplicado banda de rodagem das rodas motoras,paralelamente ao caminho de rolamento. Os esforos de-vem ser calculados em funo do tempo de aceleraoou desacelerao, obtido conforme sejam as condies
(1) Supe-se que as juntas dos trilhos estejam em bom estado. Os inconvenientes apresentados por um mau estado do caminho derolamento so muito elevados nos equipamentos de levantamento tanto para a estrutura quanto para os mecanismos e se faznecessrio estabelecer, a princpio, que as juntas dos trilhos devem ser mantidas em bom estado. Nenhum coeficiente de choquedeve ser levado em considerao devido s deterioraes provocadas por juntas defeituosas. A melhor soluo para os equipamentosrpidos a de soldar topo a topo os trilhos, a fim de suprimir completamente os choques devidos s passagens nas juntas.
(2) Chama-se distncia entre eixos a distncia entre os eixos das rodas extremas ou, quando se trata de truques, a distncia entre oseixos das articulaes na estrutura dos dois truques ou conjuntos de truques. Caso existam rodas de guias horizontais, a distnciaentre eixos a distncia que separa os pontos de contato com o trilho entre duas rodas horizontais.
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Tabela 5 - Valores do coeficiente dinmico
Equipamento Coeficiente dinmico Faixa de velocidade de elevao da carga (m/s)
1,15 0 < vL 0,25
Pontes ou prticos rolantes 1 + 0,6 vL 0,25 < vL < 1
1,60 vL 1
1,15 0 < vL 0,5
Guindaste com lanas 1 + 0,3 vL
0,5 < vL< 1
1,3 vL 1
Nota: O coeficiente dinmico menor quando o esforo de levantamento se faz sobre um elemento de estrutura mais flexvel, como nocaso de guindaste com lanas.
Figura 2 - Curva de levantamento e de descida quando SL e SG so de sinais contrrios
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Tabela 6 - Tempos de acelerao e aceleraes
Equipamentos de Equipamentos de alta
velocidade mdia e alta velocidade com fortes(aplicaes comuns) aceleraes
Tempos Aceleraes Tempos Aceleraes Tempos Aceleraesde de de
acelerao acelerao acelerao(m/s) (m/min) (s) (m/s2) (s) (m/s2) (s) (m/s2)
4,00 240 - - 8,0 0,50 6,0 0,67
3,15 189 - - 7,1 0,44 5,4 0,58
2,50 150 - - 6,3 0,39 4,8 0,52
2,00 120 9,1 0,22 5,6 0,35 4,2 0,47
1,60 96 8,3 0,19 5,0 0,32 3,7 0,43
1,00 60 6,6 0,15 4,0 0,25 3,0 0,33
0,63 37,8 5,2 0,12 3,2 0,19 - -
0,40 24 4,1 0,098 2,5 0,16 - -
0,25 15 3,2 0,078 - - - -0,16 9,6 2,5 0,064 - - - -
Velocidade a Equipamentos de
atingir velocidade lenta e mdia
Figura 3 - Coeficiente que determina as reaes transversais devidas ao rolamento
5.5.3.4 Efeitos de choques contra batentes ou pra-choques
Os choques podem ocorrer:
a) na carga suspensa;
b) na estrutura.
Para choques ocorrendo na estrutura distinguem-se dois
casos:
a) quando a carga suspensa pode oscilar;
b) quando guias fixas impedem a oscilao (exemplo:ponte empilhadeira).
No caso em que a carga suspensa pode oscilar no selevam em considerao os efeitos de choque para veloci-dades de deslocamento horizontal menores que 0,7 m/s.
Para as velocidades de deslocamento horizontais supe-riores a 0,7 m/s, levam-se em conta reaes provocadasna estrutura pelos choques contra os pra-choques. Ad-mite-se que o pra-choque capaz de absorver a energia
cintica do equipamento (sem carga de servio) a umafrao da velocidade nominal de translao fixada em0,7 v
t. Os esforos resultantes na estrutura so calculados
em funo da desacelerao imposta pelo batente aoequipamento. Para velocidades elevadas (superiores a
1 m/s), a utilizao de dispositivos de frenagem (entrandoem ao com a aproximao das extremidades doscaminhos de rolamento) permitida, com a condio deque a ao dos mesmos seja automtica e imponha aoequipamento desacelerao efetiva, reduzindo a veloci-dade de translao para que se atinjam os batentes coma velocidade reduzida prevista. Neste caso considera-se
como valor vtpara o clculo do pra-choque a velocidade
reduzida obtida aps frenagem (3). No caso em que a car-ga suspensa no pode oscilar, verifica-se o efeito do amor-tecimento da mesma maneira, entretanto levando-se em
conta o valor da carga de servio. Quando o choque ocor-re na carga suspensa, levam-se em considerao as soli-citaes provocadas por tal choque somente nos equipa-
mentos em que a carga guiada rigidamente. O clculodestas solicitaes pode ser feito considerando o esforohorizontal, aplicado perpendicularmente carga, capazde provocar basculamento sobre duas rodas do carro.
(3) Utilizar sempre um dispositivo seguro e eficaz para prever o amortecimento antes do choque contra o batente.
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Tabela 7 - Valores da presso aerodinmica
Altura em relao Vento mximoao solo (equipamento fora de servio)
Velocidade Presso Velocidade Pressoaerodinmica aerodinmica
(m) (m/s) (km/h) (N/m2) (m/s) (km/h) (N/m2)
0 a 20 20 72 250 36 130 800
20 a 100 42 150 1100
Mais de 100 46 165 1300
5.5.4 Solicitaes devidas aos efeitos climticos
As solicitaes devidas aos efeitos climticos so as resul-tantes das seguintes causas:
a) ao do vento;
b) variao de temperatura.
5.5.4.1 A ao do vento depende essencialmente da formado equipamento. Admite-se que o vento possa atuar hori-
zontalmente em todas as direes. Esta ao traduzidapelos esforos de sobrepresso e de depresso cujosvalores so proporcionais presso aerodinmica. Apresso aerodinmica determinada pela frmula:
1,6
vP
2w
a =
Onde:
vw = velocidade do vento, em m/s
Para determinar os valores das presses aerodinmicas,determina-se a velocidade do vento limite de servio almdo qual qualquer utilizao do equipamento deve cessar,e a mxima velocidade do vento admitida para o clculodo equipamento fora de servio. A velocidade do ventolimite deve ser prevista na direo mais desfavorvel. ATabela 7 fornece os valores de presso aerodinmicaem funo da altura, em relao ao solo, e das velocida-des do vento. Em casos particulares em que ventos exce-
pcionais devem ser previstos, podero ser impostas con-dies mais desfavorveis para a velocidade do ventofora de servio(4). O esforo devido ao do vento em
uma viga uma fora cujo componente na direo dovento dado pela relao:
Fw
= CAPa
Onde:
A deve ser interpretada como sendo a superfcie ex-posta ao vento pela viga, isto , a superfcie da proje-o dos elementos constituintes da viga em um planoperpendicular direo do vento
C o coeficiente aerodinmico que depende da con-figurao da viga e considera sobrepresso nas dife-
rentes superfcies
(4) No seria vantajoso aumentar o limite superior pela simples observao de uma acelerao, medida por um anemmetro, quecorresponde geralmente a uma rajada localizada que no pode colocar o equipamento em perigo. Os valores indicados na Tabela 7decorrem da experincia e fornecem toda a segurana.
Pa a presso aerodinmica, em N/m2
Os valores do coeficiente aerodinmico so dados naTabela 8.
Quando uma viga (ou parte de uma viga) protegidacontra o vento pela presena de uma outra viga, deter-
mina-se o esforo do vento na viga (ou parte da viga) pro-tegida, aplicando-se ao esforo calculado, conforme asprescries anteriores, um coeficiente de reduo , cujosvalores so dados na Tabela 9 e na Figura 5.
Nota: Admite-se que a parte protegida da segunda viga delimitada pela projeo na direo do vento do contornoda primeira viga sobre a segunda. O esforo do vento naspartes externas a estas projees calculado sem aaplicao do coeficiente de reduo.
O coeficiente de reduo depende das relaes Ar/A
te
B/h, sendo B a distncia entre faces e h a altura da viga,conforme indicado na Figura 4.
Quando, para as vigas em trelia, a relao Ar/At superiora 0,6, o coeficiente da reduo o mesmo que para umaviga cheia. No caso particular das torres de seo quadra-da, em trelias de perfilados, os clculos so feitos apli-cando-se superfcie dos componentes de uma das facesum coeficiente aerodinmico global, C, dado pela ex-presso:
a) C = 1,6 (1 + ), no caso de vento soprando perpen-dicularmente face considerada, ou
b) C = 1,76 (1 + ), no caso de vento soprando diago-nalmente face considerada.
Nota: Nas frmulas de C o coeficiente de reduo, , determinado em funo de Ar/At para h
B= 1.
A ao do vento sobre a carga suspensa calculadaconsiderando-se a maior superfcie que esta pode expor.O esforo resultante determinado tomando-se C = 1 pa-ra valor do coeficiente aerodinmico. Para cargas diver-sas, inferiores a 250 kN, para as quais as superf cies ex-postas ao vento no podem ser determinadas de modopreciso, pode-se tomar, a ttulo indicativo, os seguintesvalores de superfcie:
a) 1m2 por 10 kN para a faixa at 50 kN;
b) 0,5 m2 por 10 kN para a faixa de 50 kN a 250 kN.
Vento limite de servio
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5.5.4.2 As solicitaes devidas s variaes de tempera-tura somente devem ser consideradas em casos particula-
res, entre os quais aquele em que os elementos no po-dem se dilatar livremente. Neste caso toma-se como limite
de variao de temperatura:
- 10C a + 50C
5.5.5 Solicitaes diversas
Para o dimensionamento de acessos e passadios, cabi-nas, plataformas, prev-se como cargas concentradas:
a) 3000 N para acessos e passadios de manuten-o, onde podem ser depositados materiais;
b) 1500 N para acessos e passadios destinadossomente passagem de pessoas;
c) 300 N de esforo horizontal nos guarda-corpos ecorrimos.
5.6 Casos de solicitao
So previstos nos clculos trs casos de solicitaes:
a) caso I - servio normal sem vento;
b) caso II - servio normal com vento limite de servio;
c) caso III - solicitaes excepcionais.
As diversas solicitaes determinadas como indicado em5.5 podem, em certos casos, ser ultrapassadas devido simperfeies de clculo ou a imprevistos. Por esse motivoleva-se ainda em conta um coeficiente de majorao (M
x)
que depende do grupo no qual est classificado o equipa-mento, que deve ser aplicado no clculo das estruturas.Os valores deste coeficiente de majorao, M
x, so apre-
sentados em 5.7.
Tabela 8 - Valores de coeficiente aerodinmico
Tipo de viga Croqui Relao Coeficiente aerodinmico(C)
Trelia composta - 1,6por perfis
20h
=
l1,6
10h
=
l1,4
5h
=
l1,3
2h
=l
1,2
Viga de alma cheia ou
caixa fechada
110/Pd a 1,2
110/Pd a > 0,7
Elementos tubulares e
trelia composta portubos (d em m)
Nota: Os valores do coeficiente aerodinmico podem ser diminudos se ensaios em tneis de vento mostrarem que os valores databela so demasiado elevados.
Figura 4 - Distncia entre faces
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0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1
0,5 0,75 0,4 0,32 0,21 0,15 0,05 0,05 0,05
1 0,92 0,75 0,59 0,43 0,25 0,1 0,1 0,1
2 0,95 0,8 0,63 0,5 0,33 0,2 0,2 0,2
4 1 0,88 0,76 0,66 0,55 0,45 0,45 0,45
5 1 0,95 0,88 0,81 0,75 0,68 0,68 0,68
5.6.1 Caso I - Equipamento em servio normal sem vento
Consideram-se as solicitaes estticas devidas ao pesoprprio S
G, as solicitaes devidas carga de servio S
L
multiplicadas pelo coeficiente dinmico , e os dois efeitoshorizontais mais desfavorveis S
Hentre os definidos em
5.5.3 com excluso dos efeitos do choque. O conjuntodestas solicitaes deve ser multiplicado pelo coeficientede majorao M
x(ver 5.7). Quando a translao um
movimento de posicionamento do equipamento usado
para deslocamentos de cargas, no se combina o efeitodeste movimento com outro movimento horizontal; ocaso, por exemplo, de um guindaste porturio, onde, posi-cionando o equipamento, uma srie de operaes seefetua com o guindaste estacionado.
5.6.2 Caso II - Equipamento em servio normal com ventolimite de servio
s solicitaes de 5.6.1 adicionam-se os efeitos do ventolimite de servio S
W, definido em 5.5.4.1 (Tabela 7) e,
Figura 5 - Valores do coeficiente de reduo
Tabela 9 - Valores do coeficiente de reduo
A
A
t
r
h
B
eventualmente, a solicitao devido variao detemperatura, ou seja:
Mx(S
G+ S
L+ S
H) + S
W
Nota: Os efeitos dinmicos de acelerao e de desaceleraono tm os mesmos valores de 5.6.1 e 5.6.2, pois os tem-pos de partida e de frenagem so diferentes com e semvento.
5.6.3 Caso III - Equipamento submetido a solicitaesexcepcionais
As solicitaes excepcionais referem-se aos seguintescasos:
a) equipamento fora de servio com vento mximo;
b) equipamento em servio sob efeito de um amorte-cimento;
c) equipamento submetido aos ensaios previstos em
5.1.5.
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5.8 Mtodo de clculo
Para os trs casos de solicitao definidos em 5.6, deter-minam-se tenses nos diferentes elementos da estruturae nas junes e verifica-se a existncia de um coeficientede segurana suficiente em relao s tenses crticas,
considerando as trs seguintes causas de falha possveis:
a) ultrapassagem do limite de escoamento;
b) ultrapassagem das cargas crticas de flambagem;
c) ultrapassagem do limite de resistncia fadiga.
A qualidade dos aos utilizados deve ser indicada e aspropriedades mecnicas e as composies qumicas de-vem ser garantidas pela usina produtora do material. Astenses admissveis do material so determinadas nascondies de 5.8.1, 5.8.7, 5.8.8 e 5.9, referentes s tensescrticas do material. Aquelas tenses crticas so as corres-pondentes ou ao limite elstico (que traduzido pela fixa-o de uma tenso correspondente ao limite de alonga-mento crtico) ou tenso crtica de flambagem ou fadigaou tenso correspondente aos ensaios com umaprobabilidade de sobrevivncia de 90%. O clculo dastenses atuantes nos elementos de estrutura efetuadoa partir dos diferentes casos de solicitaes previstos em5.6, aplicando os processos convencionais da resistnciados materiais.
5.8.1 Verificao em relao ao limite de escoamento doselementos de estrutura sem junes
5.8.1.1 Nos elementos solicitados trao (ou compresso)simples, a tenso de trao (ou compresso) calculadano deve ultrapassar os valores da tenso admissvel,
a,
dados pela Tabela 12, para os aos com e/
r< 0,7.
Para os aos com e/
r> 0,7, deve-se utilizar a seguinte
frmula para o clculo da tenso admissvel:
a52r52e52
rea +
+=
Onde a52
obtido a partir da Tabela 12.
Nota: Nos casos em que o ao no possuir patamar de escoa-mento definido, toma-se para
ea tenso que corresponde
a 0,2% de alongamento percentual, ou seja, e0,2
.
5.8.1.2 Nos elementos solicitados ao cisalhamento puro,a tenso admissvel ao cisalhamento dada pela frmula:
3
aa
=
5.6.3.1 Nos clculos leva-se em considerao a maiselevada das seguintes combinaes:
a) solicitao devida ao peso prprio, acrescida dasolicitao S
wmx. devida ao vento mximo, citadaem 5.5.4.1 (incluindo-se as reaes das ancora-
gens), ou seja, SG + Swmx.;
b) solicitaes SG
devidas ao peso prprio, acresci-das de solicitao S
Ldevida carga de servio,
s quais acrescenta-se o mais elevado dos efei-tos de choques S
Tprevistos em 5.5.3.4, ou seja,
SG
+ SL+ S
T(5);
Nota: No caso de uso de dispositivos de frenagem prvia,antes do contato com o pra-choque, toma-separa ST a mais elevada das solicitaes resultan-tes, seja de desacelerao provocada pelo dispo-sitivo, seja a imposta pelo choque contra o batente.
c) solicitao SG
devida ao peso prprio, acrescidada mais elevada das duas solicitaes
1S
Le
2S
L, onde
1e
2so os coeficientes de sobrecar-
ga previstos nos ensaios dinmico e esttico defini-dos em 5.15.1 e 5.15.2, ou seja, S
G+
1S
Lou
SG
+ 2S
L.
Nota: A verificao da alnea c) stil no caso em quea carga de servio, suposta exercendo-se indivi-dualmente, provoque tenses de sentido opostos resultantes dos pesos prprios, desde que acarga de ensaio esttico imposta no ultrapasse1,5 vez a carga nominal.
5.7 Escolha do coeficiente de majorao Mx
5.7.1 Equipamentos industriais
O valor do coeficiente de majorao Mxdepende do grupo
no qual est classificado o equipamento e dado na Ta-bela 10.
Tabela 10 - Valores do coeficiente de majorao paraequipamentos industriais
Grupos 1 2 3 4 5 6
Mx
1 1 1 1,06 1,12 1,20
5.7.2 Equipamentos siderrgicos
Devido s condies ambientais de servio excepcional-mente severas, os equipamentos de levantamento utili-
zados na siderurgia recebem um coeficiente de majoraoespecial. Para os classificados nos grupos de 1 a 5, soos mesmos da Tabela 10; para os equipamentos classifi-
cados no grupo 6 os coeficientes de majorao so osconstantes na Tabela 11.
(5) Levar em conta as solicitaes criadas pela carga de servio, mas desprezar o efeito de oscilao resultante do choque; esta osci-lao somente solicita a estrutura quando os demais efeitos j esto praticamente absorvidos. Esta observao no se aplica scargas guiadas rigidamente, nas quais no podem oscilar.
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Tabela 11 - Valores do coeficiente de majorao para equipamentos utilizados na siderurgia e classificados nogrupo 6
Equipamento Mx
Pontes, semiprticos e prticos para ptio de sucata com ou sem eletrom
Pontes, semiprticos e prticos sem guia para manuseio de chapas, tarugos, trefilados,bobinas, barras e perfis
Pontes para recozimento e decapagem
Pontes com gancho para transporte de lingoteiras 1,20
Pontes para carregamento de metal lquido, mistura de metal e vazamento (ponte panela)
Pontes com caamba para sucata do forno eltrico
Prticos para quebra de casca e carepa
Prticos para bacia de decantao (limpeza de gua)
Pontes de quebra de gusa e crosta 1,25
Pontes, semiprticos e prticos com guia de carga para manuseio de chapas, tarugos,trefilados, bobinas, barras e perfis
Pontes de viga giratria
Pontes para recuperao de carepa
Pontes, semiprticos e prticos sem guia de carga para basculamento de chapas (escarfagem) 1,35
Pontes para carregamento de sucata na aciaria
Semiprticos para carregamento da caamba do BOF
Pontes e prticos para transporte da panela de escria
Prticos para coqueria
Prticos para coleta e mistura de minrios
Pontes, semiprticos e prticos com guia de carga para basculamento de chapas (escarfagem)
Pontes para manuseio de lingotes e lingoteiras
Pontes estripadoras 1,45
Pontes para forno poo
Pontes para carregamento de forno
Pontes com virador de forja
Tabela 12 - Tenses admissveis trao (ou compresso) simples
Casos de solicitao Caso I Caso II Caso III
Tenso admissvel
a
1,5
e1,33
e1,1
e
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5.8.1.3 Nos elementos solicitados a esforos combinados,deve-se verificar no ponto considerado que:
a) cada uma das duas tenses normais, x
e y, seja
igual ou inferior a a;
b) o esforo de cisalhamento xy
seja igual ou inferior
a a;
c) a tenso de comparao, cp
, seja igual ou inferior
a a, isto :
a2xyyx
2y
2xcp 3- ++=
Notas: a)Para a aplicao da frmula da tenso de comparaopor simplicidade, devem ser tomados os valores mxi-mos de x, y e xy. Tal clculo conduz a uma tensode comparao muito elevada para os casos em que impossvel que cada uma das trs tenses ocorra, si-multaneamente, com o seu valor mximo; no entanto,
aceitvel por ser este mtodo de clculo favorvel segurana.
b) Caso se deseje efetuar os clculos de forma mais pre-cisa, convm procurar a combinao mais desfavo-rvel que possa efetivamente ocorrer. Na prtica utiliza-se a maior tenso de comparao resultante das seguin-tes combinaes:
- x mximo e as tenses y e xy correspondentes;
- y mximo e as tenses x e xy correspondentes;
- xy mximo e as tenses x e y correspondentes.
c)No caso em que duas das trs tenses sejam sensivel-mente de mesmo valor e superiores metade da tensoadmissvel, a combinao mais desfavorvel dos trsvalores pode ocorrer para casos de cargas diferentes
das correspondentes ao mximo de cada uma dastrs tenses.
d)Caso particular:
- trao (ou compresso) combinada com cisalhamen-to.
Verifica-se a relao:a
22 3 +
5.8.2 Verificao das junes rebitadas
5.8.2.1 No caso de rebites trabalhando ao cisalhamento,tendo em vista a influncia do esforo de aperto, a tensode cisalhamento calculada no deve ultrapassar o se-guinte valor:
a) = 0,6
a, para o cisalhamento simples;
b) = 0,8
a, para o cisalhamento duplo ou mltiplo.
5.8.2.2 No caso de rebites trabalhando trao, a tensode trao calculada no deve ultrapassar o valor:
= 0,2 a
5.8.2.3 No caso de rebites trabalhando simultaneamente trao e ao cisalhamento, devem-se verificar as seguin-tes condies:
a) 0,2 a
e 0,6 a, para o cisalhamento simples;
b) 0,2 a
e 0,8 a, para o cisalhamento duplo.
5.8.2.4 A presso diametral sobre as paredes dos furos,P
d, deve obedecer seguinte relao:
a) Pd 1,5
a, para o cisalhamento simples;
b) Pd 2 a, para o cisalhamento duplo.Nota: Rebites trabalhando trao no devero ser utilizados
nos elementos principais e devero ser evitados nos de-mais elementos. Qualquer juno deve se realizar no mni-mo por meio de dois rebites, alinhados na direo da fora.
5.8.3 Verificao das junes aparafusadas
As verificaes a efetuar supem um aparafusamento rea-lizado em boas condies, isto , utilizando-se parafusoscalibrados (torneados ou estampados), cujo comprimento
do corpo liso seja igual soma das espessuras das peasa montar, sendo obrigatrio o uso de arruelas. Os furosdevem ser abertos e mandrilhados com tolerncia ade-
quada. Os parafusos no calibrados so somente aceitospara junes secundrias, no transmitindo grandes es-foros, e so proibidos nas junes submetidas fadiga.
5.8.3.1 Nos parafusos trabalhando trao, a tenso cal-culada para a trao no fundo de filete no deve ultrapas-sar:
= 0,65 a
5.8.3.2 Nos parafusos trabalhando ao cisalhamento, a ten-so calculada na seo da parte no rosqueada no deveultrapassar os valores determinados para os rebites em
5.8.2.1. A parte rosqueada no dever ser submetida a
tenses de cisalhamento.
5.8.3.3 Nos parafusos trabalhando trao e cisalhamentocombinados, devem-se verificar as seguintes condies:
a) 0,65 a
e 0,6 a, no caso de cisalhamento
simples;
b) 0,65 a
e 0,8 a, no caso de cisalhamento
duplo;
c)a
22 3 + .
5.8.3.4 Para presso diametral, os valores indicados em5.8.2.4 so aplicveis aos parafusos.
5.8.4 Junes com parafusos de alta resistncia com apertocontrolado
Neste tipo de juno as peas montadas por parafusosde alta resistncia so solicitadas pelos seguintes es-foros:
a) foras paralelas ao plano de juno;
b) foras perpendiculares ao plano de juno;
c) combinaes das foras indicadas em a) e b).
Nota: Convm salientar que os clculos para verificao do com-
portamento das montagens com parafusos de alta resis-tncia so vlidos para as montagens realizadas em con-formidade com as prescries usuais, ou seja, dando umaperto controlado nos parafusos e preparando as superf-cies em contato, a fim de obter os coeficientes de atrito
convenientes. O anexo C fornece mais indicaes sobreeste tipo de montagem.
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b) a
= 0,8e0,2
, tomando-se precauo contra arran-camento dos filetes do parafuso.
5.8.5 Determinao das tenses nos demais elementos dasjunes aparafusadas
Para os elementos solicitados em trao, distinguem-sedois casos:
a) parafusos dispostos em uma nica linha perpen-dicular ao sentido do esforo;
b) parafusos dispostos em vrias linhas perpen-diculares ao sentido do esforo.
5.8.5.1 Nos parafusos dispostos em uma nica linha per-pendicular ao sentido do esforo, deve-se verificar:
a) o esforo total na seo bruta;
b) 60% do esforo total na seo lquida (seo brutamenos a seo dos parafusos dos furos).
5.8.5.2 Nos parafusos dispostos em vrias linhas perpendi-culares ao sentido do esforo, calcula-se a seo maiscarregada (correspondente linha 1 para a pea A da fi-gura 6), verificando-se duas condies:
a) esforo total na seo bruta;
b) o esforo total na seo lquida das linhas 2 e 3(2/3 do esforo total da junta no caso da figura 6),aumentando de 60% do esforo recebido pela li-nha 1.
Supe-se para isso que o esforo repartido igualmenteentre todos os parafusos e que o nmero de linhas de pa-rafusos pequeno, pois se for grande demais os ltimosparafusos trabalham pouco. recomendado no ultrapas-sar duas linhas de parafusos ou, excepcionalmente, trs.
5.8.6 Junes soldadas
Nas junes soldadas supe-se que o metal da soldapossui caractersticas pelo menos to boas quanto as dometal-base. A tenso de ruptura dos eletrodos utilizadosdever ser no mnimo igual do metal-base.
5.8.4.1 As foras paralelas ao plano de juno, Fp, tendem
a fazer deslizar as peas em contato e a transmisso doesforo realiza-se por atrito. Para determinar o esforolimite admissvel, F
pa, que pode ser transmitido por atrito
por cada parafuso, considera-se o esforo de trao Tp
que se exerce no parafuso aps aperto, multiplicado pelocoeficiente de atrito, , das superfcies em contato e aplica-se a este esforo limite o coeficiente de segurana FSpindicado na Tabela 13, multiplicando-se o resultado pelo
nmero de planos de atrito m, ou seja(6):
mFS
TF
p
ppa
=
Tabela 13 - Fator de segurana FSp
Caso de solicitao Caso I Caso II Caso III
FSp
1,5 1,33 1,1
Nota: O valor Tp depende do torque de aperto aplicado ao para-
fuso e o valor de depende do material das peas emcontato e do estado das superfcies.
5.8.4.2 As foras de trao perpendiculares ao plano dejuno, N, tendem a provocar uma descompresso daspeas em contato, que deve ser limitada a um valor quepermita ainda um contato suficiente aos fins que se destina
a juno. O valor admissvel, Na, deste tipo de esforo ex-
terno, suposto exercendo-se no eixo do parafuso, deter-minado dividindo-se o esforo de trao no parafuso apso aperto, T
p, pelo coeficiente de segurana FS
Ndado pela
Tabela 14, ou seja:
=
N
pa
FS
TN
Tabela 14 - Fator de segurana FSN
Caso de solicitao Caso I Caso II Caso III
FSN
1,65 1,45 1,1
5.8.4.3 Para os efeitos das solicitaes combinadas de-vem-se fazer as seguintes verificaes:
a) para o parafuso mais tensionado, a soma dos es-
foros de trao devida solicitao N deve per-manecer inferior ao esforo de trao admissveldefinido em 5.8.4.2;
b) o esforo mdio transmitido por atrito deve perma-necer inferior ao seguinte valor:
)m.
FS
N-TF
p
pp
=
5.8.4.4 A tenso admissvel trao nos parafusos de altaresistncia est limitada a:
a) a
= 0,7e0,2
, para execuo normal;
(6) O Anexo C complementa as informaes contidas nesta.
Figura 6 - Fixao por trs linhas de parafusos
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5.8.6.1 As tenses desenvolvidas nas junes soldadas,quando sujeitas trao e compresso longitudinal, nodevem ultrapassar as tenses admissveis,
a, determina-
das em 5.8.1.1.
5.8.6.2 Para o cisalhamento nos cordes de solda e tensoadmissvel,
a
, tem para valor:
2
aa
=
5.8.6.3 Para certos tipos de solicitaes, em particular astenses transversais nos cordes de solda, as tensesde comparao mximas devem ser diminudas. A Tabe-la 15 fornece, em funo do tipo de solicitao, os valoresda tenso de comparao que no deve ser ultrapassadapara aos de 37 daN/mm2, 42 daN/mm2 e 52 daN/mm2 detenso de ruptura. O anexo D fornece alguns dados com-plementares sobre junes soldadas.
5.8.7 Verificao dos elementos submetidos flambagem
Em princpio admite-se calcular as peas submetidas aflambagem com a mesma segurana que a adotada emrelao ao limite de escoamento, isto , caso se determinea tenso crtica de flambagem, a tenso limite admitidaser a tenso crtica dividida pelos seguintes coeficientes:
Caso de solicitao Coeficiente
I 1,5
II 1,33
III 1,1
O mtodo de clculo adotado deixado a critrio do fabri-cante, que deve justificar sua origem. Se o mtodo usadomajora as tenses calculadas por um coeficiente de flam-bagem que depende da esbeltez da pea, deve-se verifi-
Tabela 15 - Tenses de comparao mximas admissveis em cordes de solda
Tenso de ruptura do ao daN/mm2 37 42 52
Casos de solicitao
Tipos de solicitao
Tenses de comparaolongitudinais para qualquer 16,0 18,0 21,5 17,5 19,5 24,0 24,0 27,0 32,5
tipo de cordo de solda
Tenses transversais em trao:
a) solda topo a topo e solda em K, 16,0 18,0 21,5 17,5 19,5 24,0 24,0 27,0 32,5
qualidade especial
b) solda em K, qualidade comum 14,0 15,8 18,5 15,3 17,0 21,0 21,0 23,6 28,5
c) solda em ngulo 11,3 12,7 15,2 12,4 13,8 17,0 17,0 19,1 24,0
Tenses transversais emcompresso:
a) solda topo a topo e solda em K 16,0 18,0 21,5 17,5 19,5 24,0 24,0 27,0 32,5
b) solda em ngulo 13,0 14,6 17,5 14,2 15,8 19,5 19,5 22,0 26,5
Cisalhamento em todos os tipos 11,3 12,7 15,2 12,4 13,8 17,0 17,0 19,1 24,0
de solda
car se esta tenso majorada permanece abaixo da tensolimite determinada em 5.8.1.1. O Anexo E indica como
fazer a aplicao de diferentes processos clssicos, le-vando-se em considerao as diretrizes estabelecidasnesta Norma.
5.8.8 Verificao dos elementos submetidos flambagem
localizada
Verifica-se que a tenso calculada no excede a tensocrtica de flambagem localizada, dividida pelo coeficientede segurana da Tabela 16.
5.8.9 Construes submetidas a altas deflexes
5.8.9.1 Nos casos de altas deflexes, as tenses nos ele-mentos, aps a deformao, no so iguais s tensesantes da deformao. o caso, por exemplo, das tensesque surgem na base de um guindaste, no qual o momento
no proporcional s foras aplicadas em conseqnciado aumento do brao (Figura 7).
Nestes casos os clculos so feitos da seguinte maneira:
a) efetuar as verificaes previstas em 5.8.1 a 5.8.8,calculando as tenses resultantes dos diferentescasos de solicitao, verificando se existe uma se-gurana suficiente em relao s tenses crticas(limite de escoamento e flambagem). Para clculodas tenses deve-se ter em conta o efeito das de-formaes pela aplicao das cargas;
b) a seguir fazer uma verificao suplementar, cal-culando as tenses resultantes da aplicao dassolicitaes multiplicadas pelo coeficiente de segu-
rana correspondente, levando em conta as defor-maes resultantes desta aplicao majorada, veri-ficando se as tenses assim calculadas permane-cem inferiores s tenses de limite de escoamentoe flambagem.
Caso I Caso II Caso III Caso I Caso II Caso III Caso I Caso II Caso III
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5.8.9.2 Tendo em vista que as solicitaes variveis Sv
(solicitaes devidas carga multiplicada por , devidoao vento e aos movimentos horizontais) so mais crticasdo que a solicitao constante no peso prprio S
G, pode-
se praticamente considerar os dois seguintes casos:
a) quando o peso prprio SG e a carga varivel SVocasionam deformaes de sentidos opostos,determinam-se a tenso
G, resultante da aplica-
o do peso prprio SG
(sem majorao), e a ten-so
V, resultante das cargas variveis S
Vmulti-
plicadas pelo coeficiente de segurana correspon-dente (em 5.8.1 a 5.8.8); verifica-se se esta tenso inferior tenso crtica, ou seja, a tenso resul-tante de (S
G+ F
SS
V) <
cr;
b) quando o peso prprio e a carga varivel oca-sionam deformaes de mesmo sentido, deter-mina-se a tenso resultante da aplicao da car-ga varivel multiplicada pelo coeficiente FS e dopeso prprio multiplicado pelo coeficienteFS = 1 + (FS - 1) r, onde r =
G/(
G+
V) calcula-
do no estado inicial das deformaes. Verifi-ca-se ento a tenso resultante de(FS . S
G+ FS.S
V) <
cr.
5.9 Elementos submetidos fadiga
H risco de fadiga quando um elemento submetido asolicitaes variveis. Na verificao fadiga levam-seem conta os seguintes parmetros:
a)o nmero convencional de ciclos e o diagrama detenses a que est submetido o elemento;
b) o material empregado e o efeito de entalhe no
ponto considerado;
c) a tenso mxima a que est submetido o elemento;
d) a relao entre a tenso mnima e a tenso mxima.
O Anexo G fornece dados para a verificao dos elemen-tos de estrutura submetidos fadiga.
5.9.1 Nmero convencional de ciclos e diagrama de tenses
O nmero de ciclos de variaes de solicitaes e o dia-grama de tenses a levar em considerao so os previs-tos em 5.1.1 e 5.2.2. Estes dois parmetros so definidosunicamente pelo grupo em que est classificado o elemen-to da estrutura conforme 5.3 e 5.4.
Tabela 16 - coeficiente de segurana na flambagem localizada
Caso de solicitao
Tipos de solicitao
Painel inteirio (A) 1,71 + 0,180 ( - 1) 1,50 + 0,125 ( - 1) 1,35 + 0,075 ( - 1)
Painel parcial (B) 1,50 + 0,075 ( - 1) 1,35 + 0,050 ( - 1) 1,25 + 0,025 ( - 1)
Flambagem localizada de elementos curvos 1,70 1,50 1,35
(A) Considera-se painel inteirio a superfcie total da chapa que est sendo verificada, sem levar em conta os enrijecedores.
(B) Considera-se painel parcial a rea de chapa delimitada por enrijecedores.
Nota: A relao das tenses de borda, , varia de -1 a +1, conforme a Tabela 46 do Anexo F, e que indica um m todo para determinaodessas tenses.
Flambagem localizadade elementos planos
Caso I Caso II Caso III
Figura 7 - Aumento do brao na base de um guindaste devido deflexo
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5.9.2 Material utilizado e efeito de entalhe
A resistncia fadiga de um elemento depende, entreoutros fatores, da qualidade do material usado, da forma
da pea e de como ficar montada. A maneira como a pe-a fica montada e seu mtodo de fabricao provocamconcentraes de tenses, diminuindo consideravelmen-te a resistncia fadiga do elemento.
5.9.3 Determinao da tenso mxima
A tenso mxima a que est submetido o elemento deestrutura a tenso mais elevada em valor absoluto (sejaem trao, seja em compresso) que pode ser impostaao elemento no caso I de solicitao exposta em 5.6.1,sem a aplicao do coeficiente de majorao M
x. Para as
peas comprimidas no se leva em conta na verificao fadiga a aplicao do coeficiente de flambagem citadoem 5.8.7 e no Anexo E.
5.9.4 Relao entre as tenses mnima e mxima
A relao entre as tenses mnima e mxima determina-da calculando-se os valores extremos das tenses a queest submetido o elemento no caso I de solicitao. Estarelao pode ser diferente conforme os ciclos de mano-bras, porm favorvel segurana determin-la preven-do os dois valores mais extremos que se pode encontrar
durante as manobras possveis do caso I de solicitao.A relao R =
mn./mx. (ou mn./mx., no caso de cisalha-mento) varia de +1 a -1; positiva se as tenses extremaspermanecem no mesmo sentido e negativa se as tensesforem de sentido oposto.
5.10 Verificao dos elementos obtidos fadiga
Em funo dos parmetros definidos em 5.9.1, 5.9.2 e5.9.4, assegura-se que a resistncia adequada dos ele-mentos de estrutura e junes submetidos fadiga veri-ficando-se o
mx., definida em 5.9.3, no superior tenso admissvel de resistncia fadiga do elementoconsiderado. Esta tenso admissvel fadiga determina-da a partir de uma tenso crtica, definida como sendo aque corresponde nos ensaios em corpos-de-prova a uma
vida provvel de 90%, na qual se aplica um coeficientede segurana 4/3, ou seja:
af
= 0,75 90%
A determinao das tenses admissveis fadiga com-plexa e convm, nos casos gerais, consultar obras espe-cializadas abordando este problema. O Anexo G fornece
algumas indicaes prticas, baseadas em resultadosde pesquisas neste campo, para determinar estas tensesadmissveis para os aos de (37, 42 e 52) daN/mm2, emfuno dos diferentes grupos em que esto classificadosos elementos e dos efeitos de entalhe das principais jun-
es usadas na construo dos equipamentos de levan-tamento.
5.11 Estabilidade ao tombamento
A estabilidade ao tombamento verificada pelo clculo,supondo-se o limite de tombamento atingido para majora-
es de carga de servio e efeitos dinmicos e climticosdeterminados na Tabela 17. O caminho de rolamento sempre suposto horizontal e rgido. Para os guindastesflutuantes, leva-se em conta a inclinao assumida peloequipamento.
Desde que haja acordo entre comprador e fabricante, po-
de-se:
a) usar meios de ancoragem ou de estaiamento para
assegurar a estabilidade do equipamento quando
fora de servio;
b) determinar posies para o equipamento, ou seuselementos, quando em repouso;
c) estabelecer livre deslocamento de alguns elemen-
tos do equipamento (lana de guindaste, porexemplo).
Nota: Para os clculos de estabilidade, as solicitaes no de-vem ser acrescidas dos coeficientes (em 5.5.2), (em5.5.3.3) e Mx (em 5.7).
Os dispositivos de ancoragem, de estaiamento, de trava-
mento e outros semelhantes devem ser considerados nos
clculos como momento de antitombamento.
5.12 Segurana contra o arrastamento pelo vento
Independentemente da estabilidade ao tombamento,
convm verificar se o equipamento no ser arrastadopelo vento mximo majorado de 10%. Esta verificaoefetua-se admitindo um coeficiente de atrito nas rodas
freadas igual a 0,14 e uma resistncia ao rolamento dasrodas no freadas igual a 10 N/kN para as rodas montadassobre rolamentos e 15 N/kN para as rodas sobre buchas.
Caso haja perigo de arraste, um dispositivo de bloqueio
deve ser previsto (corrente, garra manual ou automtica,etc.). Para o clculo das garras trabalhando por atrito sobreo trilho, admite-se um coeficiente de atrito igual a 0,25.
5.13 Contraflecha
As vigas principais dos equipamentos devero ser projeta-das com uma contraflecha cujo valor ser igual deflexoocasionada pelo peso prprio das vigas mais 50% da so-ma do peso prprio do carro e da carga mxima. Ficar acritrio do fabricante a aplicao da contraflecha nos se-guintes casos:
a) quando o valor calculado for inferior a 5 mm ou
1/2000 do vo (o que for maior);
b) para vigas fabricadas de perfis simples.
5.14 Critrio para escolha dos aos
5.14.1 As verificaes efetuadas nas regras de clculo re-lativas segurana das estruturas dos equipamentos con-tra escoamento, instabilidade e ruptura fadiga no pro-porcionam segurana contra a ruptura frgil. Para se obteruma segurana suficiente contra a ruptura frgil, deve-seescolher um certo tipo de ao em funo da influnciadesta ruptura. As principais influncias que afetam a sensi-bilidade ruptura frgil so:
a) influncias combinadas das tenses de trao devi-das ao peso prprio e das tenses devidas carga;
b) espessura da pea;
c) influncias de baixas temperaturas.
As influncias so avaliadas por um nmero de pontoscuja soma determina o tipo de ao a utilizar.
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b) espessura e da pea.
- para 5 mm e < 20 mm2
b e5002
9Z =
- para 20 mm e 100 mm
0,05-14,81-e0,65Zb =
Para os perfis laminados deve-se incluir uma espes-
sura ideal e*, cujo valor o seguinte:
- para barras redondas:1,8
d*e =
- para barras quadradas:1,8
e*e =
- para sees retangulares:1,8
b*e =
onde b o lado maior do retngulo e a razo entre
lados e
b 1,8 para
e
b> 1,8 tem-se e* = e.
c) influncia de baixas temperaturas: esta influnciasomente existe em temperaturas negativas. Para
este caso:
Zc= 0,4
5.14.3 Determinao do tipo de ao
A qualidade mnima do ao estrutural a ser utilizado determinada pela soma dos valores de Z
a, Z
be Z
c. A Ta-
bela 18 apresenta os grupos de ao em funo da somadaqueles ndices.
5.14.2 Avaliao das influncias de ruptura frgil:
a) combinao de tenses de trao devidas ao pesoprprio com tenses devidas carga:
Caso I - no h cordo de solda ou somente umcordo transversal (linha I da Figura 8).
.0,5parasomente1-0,5
Z aG
a
Ga
=
Caso II - Cordo de solda longitudinal (linha ll daFigura 8)
0,5
Z
a
Ga
=
Caso III - Cruzamento de cordes de solda (li-nha III da figura 8)
10,5
Z
a
Ga +
=
Nota: a = tenso admissvel de trao em relao aolimite elstico para o caso I de carregamento.
G = tenso de trao devido ao peso prprio.
Za = ndice de avaliao para a influncia a.
O perigo de ruptura frgil aumenta quando h forteconcentrao de tenses, especialmente tensesde trao triaxiais como o caso no cruzamentode cordes de solda. Se os elementos forem reco-zidos aps a soldagem (aproximadamente600 - 650C) e as tenses forem baixas, pode-seutilizar para todos os tipos de cordo de solda a li-nha I da Figura 8.
Tabela 17 - Condies de estabilidade
Verificao a efetuar Solicitaes a considerar Coeficientes de majorao
- Carga nominal 1,6
Verificao esttica - Efeitos horizontais 0- Vento 0
- Carga nominal 1,35
- Efeitos dos movimentos 1
horizontais (A)
- Vento de servio (B) 1
- Carga nominal - 0,1
- Efeitos de dois movimentos 1
horizontais (A)
- Vento de servio (B) 1
- Carga nominal 0
- Efeitos horizontais 0
- Vento mximo 1,1
- Carga nominal - 0,3(C)
- Efeitos de dois movimentos
horizontais sem carga (A) 1
- Vento de servio (B) 1
(A) considerado separadamente movimento de translao para posicionamento. Um clculo para a estabilidade deste movimentodeve ser previsto separadamente. Em caso de choque o clculo de estabilidade feito fazendo-se consideraes dinmicas.
(B) Vento limite de servio na direo mais desfavorvel.(C) A menos que o clculo possa justificar um valor inferior.
Verificaodinmica
Equipamento
em carga
Equipamento
em vazio
Verificao para o vento mximo(tempestade)
Verificao em caso de rupturade eslinga
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5.14.4 Qualidade dos aos
Neste critrio, entende-se por qualidade dos aos a pro-priedade deste em apresentar um comportamento de ri-
gidez sob certas temperaturas. Os aos esto divididosem quatro grupos de qualidade. O grupo no qual o aoutilizado deve ser classificado funo de sua resilinciaverificada no teste de impacto sob determinada tempera-tura. A Tabela 19 fornece as resilincias e as temperaturasde teste para os quatro grupos.
5.14.5 Diretrizes especiais
Na escolha das qualidades de ao, alm das diretrizesdescritas, devem-se levar em conta os seguintes fatores:
a) os aos efervescentes do grupo I somente podemser utilizados em peas de estruturas principais
Za - Funo das tenses e cordes de solda
Figura 8
no caso de perfilados laminados e de tubulaoat uma espessura de 6 mm;
b) elementos de construo de espessura maior que50 mm somente podem ser utilizados em estruturas
principais soldadas se o fabricante tiver uma gran-
de experincia em soldagem de chapas grossas.Neste caso a qualidade do ao e sua verificaodevem ser determinados por tcnicos especializa-dos;
c) se uma pea for obtida por dobramento a frio comuma razo entre o raio e a espessura da chapa< 10, deve-se utilizar ao na qualidade adequadapara tal dobramento.
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Tabela 18 - Classificao dos grupos de qualidade em funo dasoma dos ndices de avaliao
Soma dos ndices de avaliao Grupo de qualidade Z = Z
a+ Z
b+ Z
c
1 1 4 2 8 3 10 4
Figura 9 - Curva de correlao entre e e Zb
Tabela 19 - Grupos de qualidade dos aos
Designao do ao
Tipo Norma
CG-26 NBR 6648
1 - - A-36 ASTM
RSt 37-1 DIN
RSt 42-1 DIN
CG-24 NBR 6648
CG-26 NBR 6648
Tipo II NBR 5008
A-283 C/D ASTM
2 3,5 + 20 A-36 ASTM
A-440 ASTM
RSt 37-2 DIN
RSt 42-2 DIN
/continua
Grupo de Resilincia(A) Temperaturas de teste
qualidade (daNm/cm2
) (C)
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/continuao
Designao do ao
Tipo Norma
- - CG-26 NBR 6648
Tipo II NBR 5008
A-284 D ASTM
A-36 ASTM
3 3,5 0 A-441 ASTM
St 37-3u DIN
St 42-3u DIN
St 52-3u DIN
BM-19 NBR 5006
BT-21 NBR 5001
Tipo II NBR 5008
A-285-B ASTM
4 3,5 - 20 A-516-55 ASTMA-441 ASTM
St 37-3N DIN
St 42-3N DIN
St 52-3N DIN
(A) Teste de entalhe da Norma ISO R 148.
Notas: a)As resilincias indicadas so valores mnimos tomados como sendo a mdia de trs testes nos quais nenhum valor pode serinferior a 2,0 daN.m/cm2.
b) Aos de grupos diferentes podem ser soldados entre si.
5.15 Ensaios
Antes da colocao em servio os equipamentos devemsofrer os seguintes ensaios:
a)dinmico;
b) esttico.
5.15.1 Ensaio dinmico
Efetua-se o ensaio dinmico com um coeficiente de so-brecarga 1 = 1,2, ou seja, com uma carga igual a 120%da carga nominal. Todos os movimentos so executadossucessiva e cuidadosamente, sem verificao das velo-cidades nem do aquecimento dos motores.
5.15.2 Ensaio esttico
Efetua-se o ensaio esttico com um coeficiente de so-brecarga
2= 1,4, ou seja, com uma carga igual a 140%
da carga nominal. Este ensaio deve ser executado sem
vento e consiste em levantar a carga nominal a uma pe-
quena distncia do cho e acrescentar sem choque oadicional necessrio.
Nota: comum efetuar-se simultaneamente com os ensaiosuma medio da deformao sofrida pela estrutura doequipamento. O valor da flecha dever ser limitado unica-mente por consideraes do uso do equipamento. Caso ousurio queira impor uma flecha limite, esta deve ser indi-cada na sua especificao.
6 Mecanismos
6.1 Classificao dos mecanismos em funo doservio
Os mecanismos so classificados em diferentes gruposconforme o servio que efetuam; os fatores tomados emconta para a escolha do grupo a que pertence um determi-
nado mecanismo so:
a) classe de funcionamento;
b) estado de solicitao.
6.1.1 Classe de funcionamento
A classe de funcionamento caracteriza o tempo mdio, es-timado em nmero de horas de funcionamento dirio domecanismo. Um mecanismo somente considerado emfuncionamento quando est em movimento. A noo detempo mdio define-se para os mecanismos regularmenteutilizados durante o ano, considerando somente os dias de
trabalho normal (excluso dos dias de descanso). Duranteeste tempo mdio assim definido, o mecanismo supostosubmetido a uma solicitao varivel resultante do estadode solicitao estabelecido em 6.1.2. Para os mecanismosno utilizados regularmente durante o ano, o tempo de fun-cionamento dirio determinado dividindo-se por 250 diaso tempo de funcionamento anual. A Tabela 20 fornece as
correspondncias entre classe de funcionamento e o tempomdio de funcionamento dirio estimado. O captulo 7 mos-tra como harmonizar a classe de utilizao das estruturascom a classe de funcionamento dos mecanismos.
Grupo de Resilincia(A) Temperaturas de testequalidade (daNm/cm2) (C)
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26 NBR 8400:1984
Tabela 20 - Classe de funcionamento
Classe de Tempo mdio de funcionamento Durao total tericafuncionamento dirio estimado da utilizao
(h) (h)
V0,25 tm 0,5 800V0,5 0,5 < tm 1 1600V1 1 < tm 2 3200V2 2 < tm 4 6300V3 4 < tm 8 12500V4 8 < tm 16 25000V5 tm >16 50000
Notas: a)Os tempos dirios de funcionamento so considerados para uma utilizao na velocidade nominal do mecanismo.
b) As classes V1 a V5 referem-se a mecanismos utilizados de modo regular.
c) A classe V0,5 refere-se principalmente a movimentos para trazer o equipamento a uma posio determinada e a partir da qualuma srie de operaes se efetua sem utilizao deste movimento (por exemplo: translaes de grua porturia).
d) A classe V0,25 se refere a movimentos de utilizao casual.
e) As duraes de uso da terceira coluna devem ser consideradas como valores convencionais, servindo de base ao clculo deelementos de mecanismos, para os quais o tempo de utilizao serve de critrio para a escolha do elemento (rolamentos,engrenagens em certos mtodos).
f) A durao total de utilizao no pode em caso algum ser considerada como garantia de vida til.
6.1.2 Estado de solicitao
O estado de solicitao (analogamente s estruturas) ca-racteriza em que proporo um mecanismo, ou um ele-mento de mecanismo, submetido sua solicitaomxima ou somente a solicitaes reduzidas. Distinguem-se trs estados de solicitao caracterizados pela fraoda solicitao mxima, p, correspondente menor solici-tao do mecanismo durante o servio, analogamentes estruturas. Os trs estados de solicitao so caracteri-zados por p = 0, p = 1/3 e p = 2/3, sendo os diagramas cor-
respondentes os da Figura 10.
Nota: O valor p = 1, correspondente a um servio contnuo aplena carga, no praticamente utilizado nos mecanismosdos equipamentos de levantamento, caracterizados por
solicitaes variveis.
Os estados de solicitao dos mecanismos so definidosna Tabela 21.
6.1.3 Mdia cbica
Quando se pode estabelecer um diagrama de funciona-
mento de um mecanismo, importante situ-lo em relaoaos trs diagramas citados em 6.1.2. Esta comparaopode ser feita considerando o valor da mdia cbica dodiagrama estabelecido, determinada pela frmula:
3
i
i3i t
tSK
=
Nota: Solicitaes parciais constantes Si so aplicadas duranteos tempos correspondentes ti.
Na Tabela 22 so dados os valores convencionais de K,
calculados partindo-se dos diagramas de base.
6.1.3.1 No caso do movimento de levantamento, os esta-dos de solicitao definidos na Tabela 21 podem ser re-presentados pelos diagramas da Figura 10 e as mdiascbicas pelas curvas da Figura 11.
6.1.3.2 No caso dos movimentos horizontais, para calculara mdia cbica determinam-se primeiramente os doisseguintes parmetros:
a) relao () entre tempo de funcionamento do pe-rodo de acelerao (positivas e negativas) e otempo total de funcionamento do mecanismo;
b) relao () entre a solicitao a que submetido omecanismo para movimentar-se sem vento e a so-
licitao total SMmx. II, conforme 6.5.2.
As curvas da figura 12 fornecem, em funo de e , osvalores das mdias cbicas K para os movimentos hori-zontais.
6.1.3.3 Os valores de K determinados nas curvas das Fi-guras 11 e 12 permitem escolher o estado de solicitaodo mecanismo, considerando:
a) K 0,53, estado de solicitao 1;
b) 0,53 < K
0,67, estado de solicita
o 2;
c) 0,67 < K 0,85, estado de solicitao 3.
Nota: Os valores de K superiores a 0,85, correspondente ao
diagrama p = 1, no so, em princpio, levados em conside-rao (ver nota de 6.1.2).
6.2 Classificao dos mecanismos em grupos
A partir das classes de funcionamento e dos estados desolicitao, classificam-se os mecanismos em seis gruposconforme a Tabela 23.
Os mecanismos executando tarefas consideradas perigo-
sas (transporte de material em fuso, de produtos qumi-cos, de corrosivos, etc.) devero ser classificados em umgrupo imediatamente superior do que seria, combinando-
se estado de solicitao e classe de funcionamento. OAnexo A fornece exemplos de classificao de mecanis-mos em funo das classes de funcionamento e estadosde solicitao para os equipamentos mais comuns.
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Tabela 21 - Estado de solicitao dos mecanismos
Estados de solicitao Definio Frao da solicitao mxima
1 Mecanismos ou elementos de mecanismos sujeitos a P = 0
solicitaes reduzidas e raras vezes a solicitaes mximas
2 Mecanismos ou elementos de mecanismos submetidos,durante tempos sensivelmente iguais, a solicitaes P = 1/3reduzidas, mdias e mximas
3 Mecanismos ou elementos de mecanismos submetidos namaioria das vezes a solicitaes prximas solicitao P = 2/3mxima
Abscissas - frao de tempo total
Ordenadas - frao de carga total
Figura 10 - Diagrama das cargas levantadas
Tabela 22 - Mdias cbicas convencionais
Estados de solicitao K
1 0,53
2 0,67
3 0,85
Nota: A relao de um valor de K para outro de ~ 1,25.
Figura 11 - Mdias cbicas no movimento de levantamento
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b) as SML
correspondentes ao deslocamento vertical
da carga de servio;
c) as SMF correspondentes aos atritos que no foramlevados em conta no clculo do rendimento domecanismo;
d) as SMA
correspondentes acelerao ou frena-gem do movimento;
e) as SMW
correspondentes ao efeito do vento limite
de servio SW
(ver 5.5.4.1).
6.3.2 Solicitaes do tipo SR
As solicitaes do tipo SR
a considerar so:
a) as SRG devidas ao peso prprio dos elementosatuando sobre a pea considerada;
b) as SRL
devidas carga de servio;
6.3 Solicitaes a considerar nos clculos dosmecanismos
Os mecanismos so submetidos a duas espcies de solici-taes:
a) as originadas por torques dos motores e freios,representadas por S
M;
b) as que no dependem de ao dos motores oudos freios, mas que so determinadas pelas rea-es que se exercem sobre