ISO 12485:2016 Requisitos de Estabilidade para Gruas de Torre
A ISO 12485:2016 — "Requisitos de estabilidade para gruas de torre" — é a norma específica para a estabilidade contra o tombamento de gruas de torre. A norma define os requisitos de estabilidade contra o tombamento e os métodos de verificação para gruas de torre em diversas condições de operação (condição de trabalho, condição fora de serviço e estado de montagem e desmontagem).
Casos de carga para verificação de estabilidade
A ISO 12485:2016 estabelece que a verificação de estabilidade de uma grua de torre deve abranger os seguintes casos de carga — estabilidade em condição de trabalho (com combinação de carga nominal e carga de vento, verificando a estabilidade contra o tombamento de toda a máquina, com Fator de segurança ≥1,5), estabilidade em condição fora de serviço (sob carga de vento extrema — velocidade máxima de vento para um período de retorno de 50 anos, com Fator de segurança ≥1,25, sendo permitido aumentar o Contrapeso ou recorrer à ancoragem), estabilidade durante montagem/desmontagem/trepagem (sob combinação de cargas dinâmicas nestas condições, com Fator de segurança ≥1,4) e estabilidade após descarga súbita (estabilidade contra o tombamento para trás quando a carga suspensa se solta acidentalmente durante a elevação, com Fator de segurança ≥1,2).
Combinação de cargas para cada caso de carga — Peso Próprio G (peso do Mastro de torre, Lança, Braço de equilíbrio, Contrapeso e mecanismos), carga suspensa L (Capacidade Nominal × fator de carga dinâmica de 1,1 a 1,3), carga de vento W (pressão de vento de operação de 250N/m²; pressão de vento fora de serviço conforme a pressão local para um período de retorno de 50 anos), carga de inércia I (força centrífuga durante o arranque/paragem da Rotação e força de inércia de arranque/frenagem) e carga de inclinação T (inclinação da fundação considerada em 0,5°; para gruas fixadas a estruturas, considera-se a inclinação adicional resultante da Deformação dos tirantes de fixação).
Método de verificação contra o tombamento
A norma especifica o método dos momentos para a verificação contra o tombamento — a razão entre o momento estabilizante (momento resistente ao tombamento) Mst e o momento de tombamento Mov não deve ser inferior ao Fator de segurança exigido. O momento estabilizante inclui — o momento do Peso Próprio da grua em relação à aresta de tombamento (excluindo a carga suspensa), o momento do Contrapeso em relação à aresta de tombamento e o momento estabilizante adicional gerado pela ancoragem ou por lastro. O momento de tombamento inclui — o momento da carga suspensa em relação à aresta de tombamento, o momento da carga de vento (considerando a área exposta ao vento do Mastro de torre, da Lança e da carga suspensa) em relação à aresta de tombamento e o momento da força de inércia em relação à aresta de tombamento.
Determinação da aresta de tombamento (Tipping Line) — para gruas fixas, a aresta de tombamento é a linha central do Mastro de torre na borda da fundação; para gruas sobre Trilho, a aresta de tombamento é a linha de contacto entre o topo do carril e a Roda de translação; para gruas fixadas a estruturas, a aresta de tombamento é a linha central da seção transversal do Mastro de torre na base. Cada componente do momento estabilizante deve ser multiplicado pelo respetivo coeficiente de estabilidade (coeficiente de estabilidade do Peso Próprio: 0,9; coeficiente de estabilidade do Contrapeso: 1,0; coeficiente de estabilidade do lastro: 1,1), e cada componente do momento de tombamento deve ser multiplicado pelo respetivo coeficiente de sobrecarga (coeficiente da carga suspensa: 1,3; coeficiente da carga de vento: 1,0; coeficiente de inércia: 1,2).
| caso de carga de verificação | combinação de cargas | Fator de segurança | Condições de controle |
|---|---|---|---|
| condição de trabalho | G+L+W+I+T | ≥1.5 | carga nominal+Vento de trabalho |
| condição fora de serviço | G+W+T | ≥1.25 | Vento extremo+ancoragem |
| montagem e desmontagem | G+W+T+Dinâmico | ≥1.4 | Sequência de montagem Carga |
| Descarga súbita | G+Recuo de descarga | ≥1.2 | Estabilidade à retrotração |
| Estado de escalada | G+W+T+Escalada Carga | ≥1.4 | Fase de elevação |
Cálculo da Carga de Vento
A norma especifica detalhadamente o cálculo da carga de vento em gruas de torre — a fórmula de cálculo é Fw = C × q × A, onde C é o coeficiente de força do vento (1,3~1,6 para o mastro de torre, 1,2~1,4 para a lança, 1,2 para o braço de equilíbrio e 1,0 para a carga suspensa), q é a pressão do vento (250 N/m² em condição de trabalho; em condição fora de serviço, adota-se o valor extremo de 50 anos com base nos dados meteorológicos locais) e A é a área exposta ao vento (a área de incidência do mastro de torre e da lança é calculada conforme o contorno real, multiplicada pelo coeficiente de preenchimento de 0,4~0,6).
Pressão do vento correspondente a cada grau de intensidade — vento grau 6 (13,8 m/s) corresponde a 120 N/m², grau 7 (17,1 m/s) a 180 N/m², grau 8 (20,7 m/s) a 270 N/m². A pressão do vento em condição de trabalho é normalmente de 250 N/m² (equivalente a vento grau 7~8). Em condição fora de serviço, a pressão é calculada com base na velocidade máxima do vento com período de retorno de 50 anos (podendo atingir 1500 N/m² em regiões costeiras). O cálculo deve considerar a distribuição não uniforme da carga de vento ao longo da altura do mastro de torre (a pressão do vento aumenta 2% a cada 10 m de altura).
Verificação e Ensaio de Estabilidade
A norma exige a verificação de estabilidade nas seguintes situações — na homologação de uma grua de torre recém-projetada (validação da estabilidade teórica por meio de ensaio de carga), após o aumento da altura ou reforma da grua (quando as alterações nos parâmetros estruturais afetam a estabilidade), após recalque ou inclinação da fundação que exceda os valores admissíveis (reavaliação da estabilidade através de nova medição das condições da fundação) e após acidentes (verificação de estabilidade na sequência de ventos fortes ou colisões). O ensaio de estabilidade utiliza extensômetros e inclinômetros para monitorizar as tensões e deformações nos pontos críticos.
As gruas de torre da Kelude Indústrias Pesadas cumprem a verificação de estabilidade para todas as condições de operação conforme a ISO 12485:2016 — na fase de projeto, é realizado o cálculo anti-inclinação com recurso à análise de elementos finitos; o protótipo é validado através de ensaio de carga; e cada grua é fornecida com o respetivo relatório de verificação de estabilidade à saída de fábrica. Se o utilizador alterar a configuração da grua durante a utilização (prolongamento da lança, aumento da altura com ancoragens), deverá proceder a uma nova verificação de estabilidade.
| Verificação Parâmetro | condição de trabalho | condição fora de serviço | Estado de montagem |
|---|---|---|---|
| Fator de segurança | ≥1.5 | ≥1.25 | ≥1.4 |
| Pressão do vento | 250N/m² | 50Valor extremo anual | 120N/m² |
| Carga Coeficiente | G0.9+L1.3+W1.0 | G0.9+W1.0 | G0.9+Dinâmico1.2 |
| inclinaçãograus | 0.5° | 0.5° | 0.5° |
Perguntas Frequentes
P: Qual é o coeficiente de estabilidade exigido para uma grua em condição de trabalho?
R: Em condição de trabalho (carga nominal + pressão de vento de operação de 250 N/m² + inclinação da fundação de 0,5°), o coeficiente de estabilidade anti-inclinação deve ser ≥ 1,5. Em condição fora de serviço (carga de vento extrema + ancoragem), o coeficiente de estabilidade deve ser ≥ 1,25. Durante a montagem e desmontagem, o coeficiente deve ser ≥ 1,4. Após libertação súbita da carga, a estabilidade contra inclinação para trás deve ser ≥ 1,2.
P: Como é calculada a carga de vento?
R: Fw = C × q × A, onde C é o coeficiente de força do vento (1,3 a 1,6 para o mastro de torre; 1,2 a 1,4 para a lança), q é a pressão do vento (250 N/m² em operação; valor extremo de 50 anos fora de serviço) e A é a área exposta ao vento multiplicada pelo fator de preenchimento de 0,4 a 0,6. A pressão do vento aumenta 2% a cada 10 m de altura.
P: Como se determina o eixo de inclinação?
R: Para gruas fixas — a linha central do mastro de torre na borda da fundação; para gruas com deslocamento — a linha de contacto das rodas de translação no topo do trilho; para gruas ancoradas — a linha central da seção transversal do mastro de torre na fundação. No cálculo da razão entre o momento estabilizante e o torque de inclinação, cada parcela é multiplicada pelo coeficiente correspondente.
P: Em que situações é necessário recalcular a estabilidade?
R: Após elevação da lança ou alteração do contrapeso, quando o recalque ou a inclinação da fundação excedem os limites, quando o espaçamento das ancoragens é aumentado, após a instalação de braços adicionais ou reforma, ou após exposição a ventos fortes ou colisões. A Kelude oferece serviços de recálculo de verificação de estabilidade para os seus clientes.
