TOWER

O TOWER é um programa poderoso e de fácil uso em ambiente Windows da Microsoft para análise e projeto, com otimização, de torres treliçadas em aço para aplicações em linhas de transmissão, subestações e telecomunicações. É aplicável tanto na modelagem de torres autoportantes como estaiadas. O programa executa verificações de projeto de estruturas sujeitas aos carregamentos especificados pelo usuário. O TOWER usa uma interface gráfica 3D para visualizar a estrutura e todos os seus elementos em qualquer direção permitindo detectar qualquer erro de modelagem. Para estruturas de linhas de transmissão de energia elétrica, o programa pode também ser usado para calcular os vãos de vento e de peso máximos permitidos, bem como os diagramas de interação entre as diferentes relações de vãos de vento e de peso permitidos.

O TOWER é o resultado de mais de 35 anos de aperfeiçoamento dos primeiros programas de análise estrutural da Power Line. Os comentários e sugestões recebidas de centenas de companhias de energia, fabricantes e consultores em todo do mundo, durante todo esse período de suporte, serviram para a Power Line refinar os algoritmos, as interfaces e a configuração do programa. O resultado é uma poderosa e abrangente ferramenta de projeto com insuperável confiabilidade e facilidade de uso.

Modelagem abrangente de estruturas 

As estruturas do TOWER são coleções dos seguintes componentes:

• Membros Angulares (cantoneiras)
• Membros Sólidos Redondos
• Membros Tubulares
• Parafusos
• Estais
• Cabos
• Equipamentos (itens definidos pelo usuário como antenas, dutos de cabos, escadas, etc.)
• Isoladores (grampos, cadeias de ancoragens, isoladores rígidos, cadeias de suspensão, cadeias tipo V)

Construir uma estrutura é tão fácil quanto definir a geometria geral da silhueta da torre, selecionando juntas intermediarias e em seguida adicionando membros de interligação ou outros componentes entre tais juntas. O usuário tem liberdade para combinar, ao seu desejo, os vários membros e componentes. Isto dá ao projetista o poder para criar, arbitrariamente, estruturas complexas, incluindo estruturas treliçadas tipo box usadas em muitas subestações antigas.

As bibliotecas de componentes definem o tamanho, peso, resistência e outras propriedades dos parafusos, estais, membros e outros equipamentos. O usuário pode criar suas próprias bibliotecas ou usar bibliotecas fornecidas por seus fornecedores. Usando bibliotecas de componentes padrões, ganha-se um grande aumento na produtividade em função da significante redução da quantidade de entradas de dados e da consequente redução na possibilidade de erro.

Análise simples e poderosa por elementos finitos

O TOWER possui uma versão especial do programa SAPS de análise de elementos finitos que facilita enormemente o uso desta técnica. Uma estrutura treliçada modelada no TOWER é inserida como um conjunto de elementos e conexões e das características das ligações de cada membro. O TOWER aproveita a simetria existente em uma estrutura para gerar tanto as coligações quanto os membros, duplicando as juntas e membros simétricos em torno de um de seus eixos, ambos os eixos e mesmo em um formato triangular encontrado em muitas estruturas de comunicação. Mesmo estruturas muito grandes ou complicadas podem ser modeladas no TOWER em poucas horas.

Uma versão especial do dispositivo SAPS de análise por elementos finitos potencializa o TOWER. A POWER LINE projetou o SAPS especificamente para resolver complicados problemas de linhas de transmissão e estruturas estaiadas de comunicação que outros programas de elementos finitos não conseguiam. Com mais de 30 anos de uso, o SAPS tem provado possuir um dos melhores recursos, disponíveis no mundo, para análise de cabos em situação de não linearidade.

O TOWER é capaz de realizar análises lineares e não lineares. A análise não-linear permite visualizar efeitos P-Delta, para detectar instabilidades, modelar com precisão membros sujeitos só à tensão e executar verificações confiáveis de deformações e instabilidade. O TOWER modela estais, cabos e cadeias de isoladores em “V” como elementos de cabos 3-d. Esta análise sofisticada funciona mesmo quando os elementos têm grandes deslocamentos, como é o caso da estrutura “Cross Rope”. 

Comparação com ASCE-10 e outras normas

Uma vez que o Tower tenha calculado as forças atuantes nos diferentes membros e componentes de uma estrutura, ele as compara com as capacidades calculadas automaticamente com base na norma selecionada pelo usuário. Os resultados destas verificações ficam disponíveis em relatórios textos, planilhas ou gráficos em cores codificadas.

As normas ASCE-10, ECCS, EN50341 (CENELEC), AS 3995, BS 8100, e outras normas internacionais podem ser utilizadas para verificar a estrutura. Os membros são verificados pelas resistências máximas de acordo com a norma selecionada. Os membros sobrecarregados são facilmente identificados tanto graficamente como também nos relatórios de saída. O TOWER executa, à escolha do usuário, as opções de análise linear ou não linear exata. O manual do TOWER descreve como essas verificações são executadas e detalha as hipóteses adotadas.

Além destas verificações de normas, o TOWER pode calcular pares de vãos admissíveis de vento e de peso, ou, melhor ainda, pode determinar todos os diagramas de interações entre os vãos admissíveis de vento e de peso. A plotação ótima de torres (Optimum Spotting) realizada no PLS-CADD com estes diagramas de interação irá resultar em uma solução mais econômica do que a tradicional plotação com apenas um, ou alguns pares de vãos de vento e de peso.

Intuitiva interface gráfica do usuário

O TOWER faz amplo uso de gráficos 3-d para ajudar a visualizar uma estrutura. Todos os elementos são mostrados em 3-d e permite a visualização da estrutura de qualquer direção, permitindo que erros de modelagem fiquem imediatamente aparentes. Se for percebido algum erro basta clicar sobre ele para corrigir um problema de junta, membro ou componente.

Após uma análise, os elementos se apresentam codificados em cores com base em sua utilização e com os elementos sobrecarregados mostrados graficamente em vermelho. Evidentemente, esses elementos podem ser editados com um único clique. Elementos sobrecarregados são também mostrados em vermelho nos textos e planilhas dos relatórios.

Tão importante quanto as informações gráficas são as várias verificações de consistência que o TOWER faz sobre os dados de entrada. No decurso da análise de milhares de modelos problemáticos de estruturas, a Power Line identificou muitos erros comuns de modelagem. O TOWER automaticamente detecta estes erros e sinaliza os dados duvidosos para poupar o tempo do usuário. 

Interoperabilidade

Mesmo sendo o TOWER um programa autônomo, a sua configuração aberta permite uma fácil interação com outros programas.

O TOWER fornece um arquivo de saída XML bem definido e permite que pré e pós-processadores sejam conectados ao programa, tornando-o um dispositivo ideal para o processo de análise personalizada de torres treliçadas. Dentro do PLS-CADD é possível visualizar torres renderizadas. 

Os usuários do programa PLS-CADD, para projetos de linhas, podem usar o TOWER para obter os vãos de vento e de peso admissíveis ou os arquivos dos diagramas de interação para uma plotação otimizada. Podem também usar as torres oriundas do TOWER para plotá-las em uma linha. O PLS-CADD pode calcular as cargas atuantes em uma estrutura, para uma determinada locação, e exibir os resultados da verificação do TOWER com estas cargas.

Os resultados do TOWER são apresentados como uma combinação de vistas gráficas e relatórios em formatos de textos e planilhas. Todas essas informações podem ser facilmente exportadas para outros programas. Os resultados gráficos podem ser salvos em arquivos DXF compatíveis com a maioria dos sistemas CAD. Planilhas com resultados podem ser salvas em um arquivo XML, colado em programas de planilhas ou exportadas para bases de dados ODBC compatíveis. Os resultados em textos podem ser personalizados pelo usuário e salvos em arquivos ou colados em programas processadores de texto.

Como conclusão, fica claro que o TOWER fornece todos os recursos de que um engenheiro estrutural precisa para analisar ou projetar estruturas treliçadas para linhas de transmissão, subestações ou comunicação. Ele faz isso usando uma interface gráfica simples e fácil de usar, baseada no mecanismo de elementos finitos da POWER LINE testado ao longo do tempo. Independentemente de o projetista querer modelar uma torre treliçada simples de 69 kV, uma torre de circuito duplo de 500 kV ou uma torre de comunicação estaiada de 180m, o TOWER pode realizar o trabalho de maneira simples, confiável e eficiente.

Resumo dos recursos

• Roda em ambiente Windows 10 ou 11 (x64)
• Programa especializado na análise e projeto de torres treliçadas em aço
• Fácil entrada de dados através de menus interativos
• Opções de análises lineares e não lineares com a utilização do método de elementos finitos
• Bases de dados para perfis em aço, tipos cantoneiras e tubulares, para parafusos, estais, etc.
• Geração automática de junções e membros por simetrias e interpolações
• Geração automática de mastros (monta rapidamente modelos para torres que possuem regularmente repetições de seções) graficamente via comandos “copy/paste”
• Cria e reusa pernas e corpo de extensões tal que uma família inteira de estruturas pode ser projetada em um modelo
• Cantoneiras de aço e perfis tubulares podem ser modelados tanto como treliça, viga ou elementos apenas de tração
• Estais são facilmente tratados (são modelados exatamente como elementos de cabos com análise não linear)
• Tratamento automático de membros sujeitos apenas a trações
• Distribuição automática de cargas em cadeias de suspensão compostas de duas pencas de isoladores (cadeias V, V horizontal, etc.)
• Calculo automático de carregamentos devidos a pesos adicionais, gelo e vento, assim como coeficientes de arrasto de acordo com:
  • ASCE 74-1991, 2009
  • NESC 2002, 2007, 2012, 2017
  • IEC 60826: 2003, 2017
  • IS 802: 1995, 2015
  • ISEC-NCR-83
  • EN50341-1:2001 and 2012 (CENELEC)
  • EN50341-3-2:2001 (Belgium NNA)
  • EN50341-3-9:2001 and EN50341-2-9:2015, 2017 (UK NNA)
  • EN50341-3-17:2001 (Portugal NNA)
  • EN50341-2-22:2016 (Poland NNA)
  • AS/NZS 7000:2010, 2016
  • ESAA C(b)1-2003 (Australia)
  • TPNZ (New Zealand)
  • REE (Spain)
  • SP 16.13330.2011 (SNiP Russia)

• Minimização de problemas causados por junções e partes instáveis
• Minimização automática do processamento e habilidade para resolver grandes problemas
• Análises de projeto de acordo com:
  • ASCE 10
  • AS 3995 (Australian Standard 3995)
  • BS 8100 (British Standard 8100)
  • EN50341-1 2001 e 2012 (CENELEC, estão disponíveis tanto o método empírico quanto o analítico)
  • EN50341-2-9:2015 (UK NNA)
  • ECCS 1985
  • NGT-ECCS
  • PN-90/B-03200
  • EN50341-2-22:2016 (Poland NNA)
  • SP 16.13330.2011 (SNiP Russia)
  • EDF/RTE Resal
  • IS 802 (India Standard 802)

Obs.: A Power Line Systems pode adicionar verificações de resistências por outras normas

• Resumos de projeto impressos para cada grupo de membros
• Facilidade na interpretação de textos, planilhas e resumos gráficos de projeto
• Determinação automática dos vãos de vento e de peso permitidos
• Determinação automática dos diagramas de interação entre os vãos de vento e de peso permissíveis
• Capacidade de rodar múltiplas configuração de torres e consolidar os resultados
• Seleção automática do tamanho ótimo do elemento tipo cantoneira e determinação da quantidade de parafusos
• Ferramenta para determinação interativa das dimensões das cantoneiras e a quantidade de parafusos
• Capacidade de modelar deslocamentos de fundações
• Pode opcionalmente modelar a rigidez da fundação
• Manual do usuário detalhado com exemplos
• Manual do usuário eletrônico/on-line vinculado, para fornecer ajuda especifica (também disponível em Francês)
• Interface do usuário disponível em Inglês, Francês e Espanhol
• Usa unidades Imperiais ou SI (Sistema Métrico)
• Poderoso módulo gráfico (os esforços atuantes são mostrados em diferentes cores e ângulos renderizados)
• Seleção Gráfica de junções e membros permitindo análise e edição gráficas
• As torres podem ser apresentadas como linhas, silhuetas ou podem ser renderizadas como superfícies poligonais em 3-d
• Pode extrair informações sobre a geometria e a conectividade a partir de um desenho CAD DXF
• Desenhos de projeto em CAD, legendas, margens ou fotos podem ser anexadas ao modelo da estrutura
• Interface pós-processadora baseada em XML
• Exportação “Steel Detailing Neutral File (SDNF)” para conexão com pacotes de detalhamento
• Pode ser conectado diretamente ao programa PLS-CADD para projeto de linhas de transmissão
• Geração automática de arquivos de estruturas para o PLS-CADD