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Projeto: Calculado Transportador: Recomendado Maquinas de Manuseio de Materiais
OLHAL DE IÇAMENTO
Norma de Referência Petrobras N2683, segundo Sr. Magno Xavier, postado no LinkedIn
1 - Dados
Capacidade da carga a ser aplicada C = 9.000 kgf Números de Olhais N = 4 Ângulo da linga com a horizontal q = 60 graus Fator de consequência de falha do olhal fe =^ 1,
Fator de desvio de carga fdc =^ 1,
Fator de contingência de peso fcp =^ 1,
Fator de incerteza do CG fCG =^ 1, Amplificação dinâmica FAD = 1,
Dimensões do OLHAL tolhal ranel R R = 60 mm tanel ranel = (^40) mm danel = (^80) mm dfuro dpino = (^29) mm def = (^54) mm g g = 19 graus def tolhal = (^16) mm X tanel = 6,35 mm base = 150 mm 20,48 base Y
Material do Olhal ASTM A Limite de escoamento do material fy =^250 MPa
Limite de escoamento do eletrodo fel =^ 413,685 MPa
2 - Força no linga - Flinga
Flinga = fe x fdc x fcp x fCG x (C / N) / sen(q) = Flinga = (^) 4.876,3 kgf
3 - Força no pino considerando o amplificação dinâmica - Fpino
Fpino = FAD x Flinga = Fpino = (^) 6.339,1 kgf
62.165,8 N
4 - Diametro do furo do olhal - dfuro
dfuro = folga + dpino dfuro = (^) 29,87 mm
folga = 0,03 x dpino folga = 0,87 mm
folga => dpino ≤ 33 mm - folga máxima = 1 mm; para dpino maior - folga máxima = 6 mm
rfuro = dfuro/2 rfuro = 14,935 mm
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5 - Largura do olhal para o dimensionamento b 1 , b 2 e b 3 (critério PETROBRAS)
5.1 - Largura b 1 e b 2 para a tração na área liquida efetiva na região do furo
5.1.1 - b 1 - distância "real" da borda do furo para a borda externa do olhal
Será o menor valor entre 4 x T e 0,8 x dfuro
Espessura total (olhal + anéis) - T = tolhal + 2 x tanel T = 28,70 mm
0,8 x dfuro = 23,896 mm b 1 = (^) 23,896 mm
5.1.1 - b 2 - distância "real" da borda do furo para a borda externa do anel
Será menor valor entre (ranel - rfuro) e b 1 (ranel - rfuro) = (^) 25,065 mm
b 1 = (^) 23,896 mm b 2 = (^) 23,896 mm
5.2 - Largura b 3 para a secção bruta da região abaixo do anel de reforço
Será o menor valor entre (2 x R) e (2 x b 1 + dfuro + danel)
(2 x R) = 120 mm (2 x b 1 + dfuro + danel)= (^) 157,662 mm b3 = 120 mm
6 - Tensões no olhal
6.1 - Pressão de contato entre o pino e o furo do olhal - Fp
Fp = Fpino / (dpino x (tolhal + 2 x tanel) = Fp = (^) 74,692 MPa
6.2 - Tensão de Cisalhamento da área efetiva - Fv
Fv = Fpino /{2x[(R - rfuro) x tolhal + (ranel - rfuro) x 2 x tanel]} Fv = (^) 29,906 MPa
6.3 - Tensão de Tração na área líquida efetiva na região do furo - Faf
Faf = Fpino / [(2 x b 1 x tolhal) + (4 x b 2 x tanel)] Faf = (^) 45,323 MPa
6.4 - Tensão de Tração da seção bruta na região abaixo do anel de reforço - Fa
Fa = Fpino / (b 3 x tolhal) Fa = (^) 32,378 Mpa
6.5 - Força máxima de arrancamento do conjunto anel e chapa do olhal - Fac
Fac = (2 x R + ranel x (g x2) x tolhal x 0,6 x fy Fac = (^) 351.670 N
35.860,3 kgf Se Fpino ≤ Fac = OK (^) 6.339,1 ≤ 35.860,3 OK
7 - Solda do anel de reforço
7.1 - Força de tração em um anel de reforço - Fanel
Fanel = Fpino x tanel / (tolhal + 2 x tanel) Fanel = (^) 1.402,56 kgf
13.754,4 N
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8.2.2 - Tensão de flexão no eixo X Ffx = Fpino x cos(q) x def / Wx Ffx = 27,976 MPa OK
Fadm ≤ 0,6 x fy Fadm = (^) 150,000 MPa
8.2.3 - Tensão de flexão no eixo Y, adotando 5% de força lateral no olhal Ffx = 0,05 x Fpino x def / Wy Ffx = 26,227 MPa OK
Fadm ≤ 0,75 x fy Fadm = (^) 187,500 MPa
8.2.4 - Tensões combinadas s c ≤ 1
sc = Fa / (0,6 x fy) + Ffx / (0,6 x fy) + Ffy / (0,75 x fy) sc = (^) 0,476 OK
8.2.5 - Tensão de cisalhamento Fv = Fpino x cos(q) / (2/3 x Abase) Fv = 19,427 MPa OK
Fv,adm ≤ 0,4 x Fy Fv,adm = (^) 100,00 MPa
NOTAS do Eng. Luís MORGADO
NOTAS do Eng. Glauco R. (Eng. de Estruturas Maritimas)
1 - A pega de uma peça com mais de três olhais, corre o risco dos demais olhais não pegarem a carga, por isso a importância de calcular com precisão os comprimentos dos cabos de içamento. Dependendo do CG da peça, apenas dois cabos poderão segurar toda a carga, deixando os outros dois no balanço da carga. CUIDADO com o comprimento dos cabos.
Esta norma foi escrita baseada em cálculos executados e na experiência das maiores empresas de içamento offshore do mundo. São indicados para içamento de grandes estruturas marítimas e que os cuidados na fabricação e montagem são bem maiores que em construções de aço correntes. Sobre os comentários da N-2683:
1- O fator de desvio de carga de 1,25 é adequado com as tolerâncias de fabricação dos cabos e a na tolerância de fabricação e de montagem dos olhais de içamento. Pode inclusive adotar valores maiores ou menores que 1,25. A norma ISO 19901-6 citada na N-2683 esclarece melhor as tolerâncias e o fator de desvio de carga.
2 - Esse cálculo se baseia em fatores e critérios para determinação das larguras b 1 , b 2 e b 3 definido na Norma da Petrobras, esse critério poderá estar superdimensionado ou até sub dimensionado em casos especificos, portanto, o engenheiro ao aplicar essa norma, tem que ter consciência dessas variáveis, e o risco está por conta do Engenheiro calculista, mesmo que conste na norma AISC. 3 - Na Tabela 1, foi considerado que a solda não poderá ser maior que a menor espessura de chapas do Olhal e Reforço. 4 - Verificação da solda da base é diferente da própria base, na qual a base tem carga lateral e sofre vários tipos de tensões, incluindo a de cisalhamento. No caso da solda foi considerado somente a carga total de tração na solda. CUIDADO!, porque quem está segurando o olhal na peça é essa solda, que deveria ter cálculo preciso, já que solda apresenta concentrações de tensões preocupantes, mesmo que seja recomendado pela AISC. 5 - Conclusão, recomendo utilizar normas de cálculo para olhal de içamento, em vez de uma norma de empresa, que não tem base legal.
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2- As larguras b1, b2 e b3 são remendados pelo AISC ASD9.
A N-2683 serve de guia para engenheiros iniciantes na área e desvela os olhais de içamento que normalmente não são abordados nos cursos de estruturas na graduação de Engenharia Civil e procura alertar para os problemas mais críticos.
4- A verificação da solda na base do olhal é apresentado no exemplo da norma e segue as recomendações dos AISC.
5- A Norma é adequada ao que se propõe que é o içamento de estruturas offshore a partir de 100 toneladas e cujas içamentos já chegaram a 12.000 toneladas, para pesos menores que 100 ton o fator dinâmico pode aumentar bastante em relação ao 1,3 da ISO. Para içamento de peças mecânicas on shore existem outas normas. A ASME tem normas que tratam do içamento de peças mecânicas, mas basicamente seguem os mesmos princípios apresentados na N-2683 e também usam o AISC para dimensionamento, e os valores são compatíveis com a N-2683.
3- Os Valores Mínimos das soldas apresentadas na tabela 1 são recomendados pelo AISC e tem a função de evitar trincas e fragilização da solda por resfriamento rápido da solda por perda de calor acelerado pelo material base.
