C RITÉRIOS DE REGULARIDADE E STRUTURAL

A durabilidade neste tipo de estruturas é garantida quando se satisfaz a avaliação da fadiga e quando a protecção contra a corrosão é apropriada. Este último aspecto é essencial uma vez que depende de um dos elementos primordiais para a durabilidade da estrutura, o regime de manutenção.

As forças e momentos internos devem ser determinados usando uma análise global elástica. Como tal é necessário ter em conta a norma EN 1993-1-1[26], segundo a qual se os efeitos de segunda ordem forem significativos deverão ser considerados. A sua importância tem em conta a influência da comportamento da estrutura aquando da introdução de um deslocamento relativo aos efeitos de segunda ordem. No que diz respeito a torres treliçadas (Figura 2.11) é importante considerar as características de deformabilidade das fundações no projecto. Este tipo de estruturas poderá ser analisada inicialmente, apenas sujeita a efeitos de primeira ordem.

O comportamento das ligações deve ser considerado na análise local e global da estrutura, tal como é descrito na EN 1993-1-8[29]. No caso de estruturas totalmente triangulares, nas ligações entre os membros pode considerar-se que não desenvolvem momentos. Na análise global, os membros podem ser assumidos como sendo ligados através de ligações rígidas ou semi-rigidas. Em estruturas não triangulares, a análise elástica deve basear-se no pressuposto de continuidade completa, com ligações rígidas que satisfaçam os requisitos da norma EN 1993-3-8[29]. De salientar que os momentos gerados pelas estruturas em análise são bastante reduzidos, e deste modo a não consideração na análise global pode ser adoptada. Em estruturas triangulares onde a continuidade é considerada contínua ou semi-contínua, ou seja nós rígidos ou semi-rígidos, a análise elástica deve basear-se nas características de momento-rotação ou força-deslocamento das conexões a serem utilizadas.

38

A importância do serviço prestado pela torre para a comunidade (Figura 2.11), visa a necessidade de garantir um determinado serviço, sem que ocorram avarias graves susceptíveis de provocar a interrupção desse mesmo labor. Assim sendo, deve-se ter em conta a deformação ou rotação que afecta negativamente o uso eficaz da estrutura e o funcionamento de antenas, a vibração, oscilação ou balanço que poderá provocar perdas de sinal na comunidade, e as deformações, desvios ou vibração que poderão provocar danos estruturais graves. No tipo de estrutura em causa, as vibrações são induzidas pelas rajadas do vento, efeito vortex, instabilidade galopante, chuva e vento. O desenvolvimento deste modo de instabilidade poderá provocar a ocorrência de danos por fadiga. Em estruturas metálicas treliçadas/reticuladas, quando o amortecimento próprio do sistema não permite garantir as exigências requeridas de serviço, então é necessária a instalação de dispositivos de amortecimento, que visam reduzir o efeito mencionado.

Para os efeitos de cálculo da acção do vento, a estrutura deve ser dividida numa série de secções, que contemplem painéis com formas idênticas. Na contabilização da área projectada é essencial ter em consideração que membros localizados em faces paralelas à direcção do vento e em planta deverão ser omissos da contabilização da área projectada. A estrutura deve ser divida num número suficiente de secções que permitam que a acção do vento seja correctamente modelada para a análise global. A norma EN 1993-3-1[17] recomenda para a definição da resposta da estrutura, o método da estática equivalente, que poderá ser empregue se a condição apresentada na expressão (2.62) for satisfeita. Caso contrário é necessário empregar métodos mais complexos para definir a resposta das torres em análise, nomeadamente no caso de uma análise espectral. Este método inclui uma sobrevalorização da amplificação dinâmica da resposta, que é típica da maioria das torres susceptíveis de serem construídas de acordo com este padrão.

√ ( )

(2.62)

Em que,

Soma das forças do vento do painel, incluindo elementos não estruturais, com inicio a

partir do topo da torre, e de modo que seja menor do que um terço do somatório global para o conjunto da torre;

Densidade do material da estrutura (kg/m3 ); Massa total dos painéis que compõem (kg); Altura da torre (m);

Altura total dos painéis que compõem , mas não superior a , (m); Constante dada pela relação volume/resistência, dada pelo valor 0.001 m;

Profundidade na direcção do vento, e que poderá ser tomada com os seguintes valores:  Base d para torre de base quadrangular/rectangular (m);

39 A força do vento sobre a torre na direcção do mesmo pode ser determinada pela expressão do EN1991-1-4, usando um coeficiente de força dado pelo anexo da norma 1993-3-1. A carga a utilizar no cálculo as forças de membros de contraventamento está dependente da configuração da torre. Para torres em que os declives das pernas são de tal modo, que, quando projectados, eles se intersectam acima da parte superior da torre, a força máxima de corte acima de um dado nível deve ser determinado de acordo com a equação(2.63).

[ ( ( ) ) [ ( )] ( ) ] (2.63) Em que, Intensidade de turbulência; Coeficiente estrutural;

Altura acima da base em que o efeito da carga é necessário (m); Altura total da torre (m);

Coeficiente de orografia.

Para além dos casos de carga mencionados no capítulo 2.2.1, em torres em que os montantes se encontram inclinados, de modo que, quando projectados, eles se intersectam abaixo da altura da torre, será necessário realizar para os elementos contraventados, caso das diagonais, duas análises de carregamento de acordo com:

 A carga de vento média, considerada abaixo da intersecção e a carga de vento da rajada equivalente acima da intersecção;

 A carga média do vento, considerada acima da intersecção e a carga da rajada equivalente do vento abaixo da intersecção.

Este facto tem por base uma explicação, apresentada em Travanca[28], que realizando o equilíbrio de momentos dos esforços instalados nas diagonais no ponto O da Figura 2.12, obtem-se a seguinte expressão:

̅̅̅ ̅̅̅

(2.64)

Em que,

Força nos membros representados (diagonais);

̅̅̅ Carga para uma velocidade média do vento à distância do ponto O; ̅̅̅ Carga para uma velocidade média do vento à distância do ponto O; Distância do centro da média das velocidade de ao ponto O; Distância do centro da média das velocidade de ao ponto O;

40

Comprimento entre os ponto A e O da Figura 2.12.

Caso as duas parcelas apresentadas na expressão sejam da mesma ordem de grandeza, as forças nas diagonais apresentarão valores reduzidos, o que conduzirá a um dimensionamento irrealista, contra a segurança.

Figura 2.12 - Ilustração do efeito do vento em torres de montantes inclinados (adaptado de [17])

A força média do vento na direcção do mesmo sobre a torre, deve ser determinada de acordo com a expressão (2.65).

( ) _{( )} ∑ (2.65)

A força equivalente da rajada de vento na direcção do mesmo, sobre a torre, pode ser determinada com a expressão (2.66). ( ) ( ) [ ( ( ) ) [ ( )] ( ) ] (2.66) Em que, Intensidade de turbulência; Coeficiente estrutural;

Altura acima da base em que o efeito da carga é necessário (m); Altura total da torre (m);

41 Coeficiente de orografia.

No caso das torres com montantes inclinados, que quando projectados, se cruzam acima do topo da torre, os esforços são obtidos somente com recurso à acção equivalente de rajada, que é semelhante à acção proposta pelo NP EN 1991-1-4 para definir a acção do vento. Para estruturas que apresentem mais do que um ponto de intersecção, devem ser analisados mais dois casos de carga em cada painel.

Figura 2.13- Casos de carga (adaptado de [17])

As escadas, plataformas e contraventamento auxiliares de segurança devem respeitar especificações relativas às mesmas. A protecção contra raios deve ser eficazmente ligada à terra, através de um anel de fita metálica em torno da base a qual deve ser ligada a placas metálicas. O aviso para aeronaves e protecção contra vandalismo também deve ser tido em conta.