BR0209851B1 - métodos para a instalação de uma viga em i e uma viga em cruz alongadas, e, conexão de uma viga em cruz. - Google Patents

Description

"MÉTODOS PARA A INSTALAÇÃO DE UMA VIGA EMIE UMA VIGA EM CRUZ ALONGADAS, E, CONEXÃO DE UMA VIGA EM CRUZ" Fundamentos e Sumário da Invenção

Esta invenção trata de estrutura de armação de construção e, mais particularmente, a coluna única, viga, contra-ventamento transversal, e estruturas de interconexão empregáveis em tal estrutura.

FR2471461 revela uma estrutura de armação com a interconexão entre as extremidades de colunas verticais dotadas de um elemento cruciforme 9.

Uma realização preferencial da invenção, e um modo de praticá- la, bem como diversas modificações ilustradas, são ilustrados e descritos aqui.

E proposta, entre outras coisas de acordo com a invenção, uma nova estrutura de coluna alongada que é formada por um conjunto de diversos componentes alongados tipo cantoneira de ferro que são unidos aparafusando- os através de espaçadores interpostos, que ajudam a definir a configuração final da coluna. Em uma realização da coluna preferida da invenção, quatro de tais componentes tipo cantoneira de ferro são empregados, com cada um destes tomando a forma, em geral, de uma seção de cantoneira de ferro alongada, em ângulo reto, de construção diferente da convencional, e com espaçadores tipo em cruz (um ou mais) interpostos e mantendo esses componentes afastados. Esses quatro componentes alongados são arranjados de um modo tal que suas pernas essencialmente irradiam de uma maneira tipo estrela a partir do eixo longo da coluna montada. Cada perna em cada componente tipo cantoneira de ferro faceia de modo confrontante com outra perna num componente adjacente.

Os componentes tipo cantoneira de ferro bem como o espaçador, ou espaçadores, são conectados por porca e parafuso para criar uma interface de atrito entre estes elementos. Dependendo do aperto empregado nas referidas conexões, o nível de encaixe/engate de atrito pode ser ajustado. A combinação montada dos componentes tipo cantoneira de ferro e espaçadores forma uma montagem de coluna geralmente em forma de uma cruz (seção transversal em cruz). Cada montagem de coluna é também referida aqui como uma estrutura e como uma coluna.

Dado este tipo de montagem de coluna, será aparente que há espaços ou recessos providos nas regiões entre pernas que se confrontam em uma coluna montada. Em uma estrutura de armação de construção, e ainda referindo-se a uma forma preferida da invenção, estes recessos são empregados para receber regiões de extremidade modificadas e inseridas (ou extensões) das almas centrais em vigas I alongadas. Estes mesmos recessos também recebem as extremidades de contra-ventamentos transversais que, em uma realização preferida tomam cada um a forma de material em barra de aço plana. As vigas I modificadas resultam da remoção de porções curtas de seus flanges superior e inferior para criar extensões da alma central. Os orifícios de parafuso, ou aberturas, que são providos apropriadamente nos flanges nos componentes tipo cantoneira de ferro em uma coluna, bem como nas extensões da extremidade da alma central em uma viga, são empregados com conjuntos de porca e parafuso para completar uma montagem ancorada entre uma coluna e uma viga. Em tal montagem coluna/viga, a coluna e a viga se encaixam diretamente uma na outra através de uma interface de atrito, onde o nível de encaixe de atrito é ajustável por porca e parafuso.

Com respeito a tal interconexão coluna/viga, a abertura mais inferior provida em uma projeção de extremidade de alma de viga I toma a forma de um gancho aberto no fundo, que durante a rápida montagem preliminar de uma estrutura de armação, se estende na região aberta, ou de recesso entre flanges em uma coluna. Sob a influência da gravidade, o ganho exposto para baixo e faceando captura e assenta sobre uma montagem preliminar de porca e parafuso, onde a haste do parafuso se estende através do espaço entre um par de flanges, para atuar como um prendedor no qual este gancho pode assentar e se ajustar por gravidade. Tal assentamento introduz rapidamente estabilização preliminar em uma armação sendo montada, e atua também para indexar as posições relativas adequadas de colunas e vigas.

Modificações a esta forma preferida da invenção são reconhecidas e são possíveis em certas aplicações. Por exemplo, colunas podem ser formadas com três ao invés de quatro componentes alongados.

Com respeito a uma coluna possuindo apenas três de tais componentes, os ângulos incluídos entre pernas nestes elementos, progredindo circularmente em relação ao eixo longo da coluna podem ser 120o-120°-120°, 135°-135°- 90°, ou 180°-90°-90°. Ilustrações destes arranjos, que não são exaustivos são ilustradas aqui.

Uma outra área de modificação envolve a configuração e estrutura de um estai cruzado. Tal configuração poderia, por exemplo, tomar a forma de uma cantoneira de ferro em ângulo reto, de um elemento tubular ou de um conjunto soldado de uma placa plana e uma cantoneira de ferro. Ilustrações destas configurações, embora não exaustivas, são também providas aqui.

Embora diferentes comprimentos de colunas de componentes montados possam ser feitas de acordo com a invenção, tais comprimentos sendo principalmente assunto de uma escolha do projetista, dois comprimentos diferentes de colunas são especificamente mostrados e discutidos aqui. O principal destes comprimentos caracteriza uma coluna possuindo um comprimento que é basicamente a dimensão de altura de dois pavimentos em uma construção multi pavimentos. O outro comprimento caracteriza uma coluna possuindo um comprimento de aproximadamente uma tais alturas de pavimento. As colunas individuais são empilhadas extremidade a extremidade, para criar pilhas de colunas verticais que definem a altura total da armação da construção.

De acordo com uma característica interessante da invenção, onde duas colunas empilhadas se escoram de extremidade a extremidade, este escoramento existe essencialmente na localização de uma das alturas de piso pretendidas para a construção final. Nesta localização, e de acordo com uma característica especial da presente invenção, uma emenda estrutural direta é criada entre duas extremidades de contato, colunas empilhadas, tal como uma emenda sendo estabelecida através de extensão de extremidade da alma central conectada por porca e parafuso em uma viga. Então, conexões estruturais entre vigas e colunas atuam, de acordo com a invenção, como emendas conectoras ou juntas entre colunas empilhadas adjacentes. A quantidade de aperto introduzida nas montagens de porca e parafuso relacionadas à emenda controla o nível de encaixe por atrito presente entre a viga e a coluna.

Uma outra característica interessante da invenção envolve um modo único para introduzir contra-ventamento transversal em plano vertical em vários retângulos verticais de espaço que são estendidos por um par de vigas verticalmente espaçadas, e por um par de colunas horizontalmente espaçadas. Embora componentes específicos diferentes possam ser usados para atuar como uma estrutura de contra-ventamento transversal, uma forma que é particularmente útil, e que é ilustrada aqui, é aquela de um material em barra plana de aço que cruza e então efetua o contra-ventamento de tal espaço. Extremidades opostas de tal material em barra são aparafusadas no lugar, nos recessos entre flanges que se confrontam, dos componentes tipo cantoneira de ferro nas colunas.

Como se tornará aparente da descrição em detalhe que segue abaixo, considerada juntamente com os desenhos que a acompanham, forças que são exercidas e transmitidas entre colunas e vigas em uma estrutura de construção, formadas de acordo com a presente invenção, permanecem em planos verticais que passam através dos eixos longitudinais centrais das colunas e vigas. Conseqüentemente, o gerenciamento de carga é, como mais desejado, direcionado essencialmente centralmente entre componentes adjacentes conectados. Forças transmitidas através de elementos de contra- ventamento transversal também permanecem nestes mesmos planos.

As conexões de interface de atrito, de porca e parafuso, propostas pela invenção para regiões de interconexão entre componentes de colunas alongadas e espaçadores, e entre vigas e colunas, permitem movimentos deslizantes relativos limitados entre estes elementos, sob certas circunstâncias de processamento de carga. Tais movimentos reforçam as capacidades de gerenciamento de carga de uma estrutura de armação de construção e fornecem uma certa quantidade útil de dissipação de energia sob a forma de calor que não cauda danos.

A descrição detalhada da invenção agora dada abaixo apresentará claramente estas ofertas e vantagens especiais das diversas facetas da presente invenção.

Um arranjo adicional proposto pela presente invenção, envolve uma conexão de viga cruzada entre regiões intermediárias de vigas horizontais lateralmente adjacentes próximas. Os suportes de furos vazados aparafusados às almas centrais de vigas adjacentes e através delas, e possuindo algumas das mesmas características das regiões de extremidades de flange em colunas onde podem ser feitas emendas, permitem a instalação de vigas transversais alongadas que se estendem de viga a viga em localizações que são intermediárias de um par de colunas.

Descrição dos Desenhos

Fig. 1 é um desenho de figura de sustentação esquemático, ilustrando porções de uma armação de construção que foi construída de acordo com a presente invenção.

Fig. 2 é uma vista de extremidade superior, fragmentada, de uma coluna que é construída de acordo com a presente invenção, e que é empregada na estrutura de armação de construção da Fig. 1.

Fig. 3 é uma vista superior axial da mesma coluna representada fragmentada na Fig. 2. Figs. 4, 5Α e 5Β, inclusive, ilustram, de maneiras isoladas, a estrutura montada de um espaçador de coluna que é empregado na coluna das Figs. 2 e 3, e dos componentes individuais que constituem este espaçador.

Fig. 6 é uma vista fragmentada, isométrica, de uma viga I especialmente configurada que é empregada de acordo com a invenção.

Fig. 7 é uma vista fragmentada, isométrica, de uma viga em canal especialmente configurada que também pode ser empregada de acordo com a invenção.

Fig. 8 é um desenho fragmentado ilustrando interconexões que existem entre colunas empilhadas e vigas na estrutura de armação da Fig. 1, e entre colunas e contra-ventamento transversal diagonal.

Fig. 9 é um detalhe fragmentado ilustrando uma etapa preliminar na montagem e união de emenda de uma viga e um par de colunas empilhadas.

Fig. 10 é uma vista em escala maior ilustrando, isometricamente, aproximadamente a mesma coisa que é exibida na Fig. 9.

Fig. 11 é uma vista ilustrando uma conexão de emenda completa entre duas vigas e um par de colunas empilhadas.

Fig. 12 é uma vista tomada em geral ao longo da linha 12-12 na Fig. 11.

Fig. 13 é uma vista que é muito similar àquela apresentada na Fig. 9, exceto que aqui, o que é mostrado é a interconexão entre uma viga e uma coluna em uma localização verticalmente intermediária das extremidades da coluna.

Fig. 14 é uma vista mostrando uma estrutura de placa base que é empregada nas extremidades inferiores de pilhas de colunas presentes na estrutura de armação de construção da Fig. 1.

Fig. 15 é uma vista esquemática fragmentada, algo similar à vista apresentada na Fig. 2, ilustrando uma característica da invenção que envolve a capacidade de componentes tipo cantoneira de ferro em uma coluna para se deslocarem independentemente e longitudinalmente um em relação ao outro, e também em relação a um espaçador (não mostrado) nesta coluna.

Figs. 16 e 17 são vistas que comparam como uma coluna convencional retangular em forma de tubo e uma coluna em forma de cruz construída de acordo com a presente invenção, acomodam diferentemente as fixações a elas, de uma estrutura de parede interna em uma construção.

Figs. 18 e 19 são algo similares à Fig. 3, exceto que aqui o que são mostradas são duas formas diferentes modificadas de uma coluna de seção transversal tipo estrela, montada, construída de acordo com a presente invenção.

Fig. 20 ilustra fragmentadamente uma extremidade de uma conexão de viga em cruz.

Figs. 21 e 22 ilustram duas versões de seção transversal diferente de formas modificadas de colunas construídas de acordo com a invenção.

Figs. 23-25, inclusive, ilustram formas modificadas de contra- ventamentos transversais.

Descrição Detalhada e Maneira de Praticar a Invenção

Voltando a atenção agora para os desenhos, e referindo-se primeiramente às Figs. 1-5B, inclusive, indicadas em geral como 21 na Fig. 1, é uma porção fragmentada de uma estrutura de armação de construção de multi pavimentos que foi construída de acordo com a presente invenção. Na estrutura de armação 21, quatro pilhas de colunas 22, 24, 26, 28 são mostradas, cada uma das quais é constituída de diversas colunas alongadas unidas por emenda, de extremidade a extremidade, que são construídas de acordo com a presente invenção. A frase "pilha de coluna" é empregada aqui para se referir a tais diversas colunas conectadas pela extremidade, e a palavra "coluna" é empregada aqui para designar uma única montagem de coluna que tenha sido construída de acordo com a invenção. No sentido de ilustrar uma versatilidade característica que é provida pela invenção, dois tipos diferentes de colunas - - pavimento duplo e pavimento simples - - são mostrados nestas pilhas de colunas.

Três colunas na pilha 22 são mostradas em 30, 32, 34. Como será brevemente explicado mais plenamente, a extremidade superior 32a da coluna 32 é unida à extremidade inferior da coluna 30, e a extremidade inferior 32b da coluna 32 é unida à extremidade superior da coluna 34. As colunas 30 (mostradas somente fragmentadas) e 32 são colunas de dois pavimentos (ver comprimento L) e a coluna 34 é uma coluna de pavimento simples (ver comprimento I). Mais uma coluna é especificamente rotulada em 35 na Fig. 1. Esta coluna é essencialmente a mesma em construção do que a coluna 32.

Estendendo-se entre e unidas às colunas nas diversas pilhas de colunas representadas na Fig. 1, estão diversas vigas horizontais, tais como as três vigas mostradas em 36, 38, 40. As distâncias entre três destas vigas adjacentes próximas são as mesmas, e tem o espaçamento de uma altura de pavimento na estrutura de armação 21. A viga 36 tem sua extremidade próxima na Fig. 1 conectada por emenda (ainda a ser explicada) à pilha de coluna 22 na região de junção de extremidade a extremidade entre colunas 30, 32. A viga 38 tem sua extremidade próxima na Fig. 1 conectada verticalmente centralizada entre as extremidades opostas (superior e inferior) da coluna 32. A viga 40 tem sua extremidade próxima na Fig. 1 conectada à região de junção de extremidade a extremidade entre as colunas 32, 34. Como será logo explicado, as maneiras pelas quais as extremidades das vigas 36, 40 recém mencionadas, são conectadas a colunas na pilha de coluna 22, são algo diferentes das maneiras pelas quais a extremidade próxima da viga 38 na Fig. 1 é conectada centralizadamente entre as extremidades superior e inferior da coluna 32. Estão apresentadas na Fig. 1, como pode ser visto, vários pontos pretos grandes. Estes pontos representam as localizações dos espaçadores, ou estruturas de espaçadores, que fazem parte das várias colunas que são empregadas na estrutura de armação 21. Por exemplo, são mostrados em 42, 44 na Fig. 1, dois pontos pretos (espaçadores) que fazem parte da coluna 32. Estes dois pontos indicam a presença de espaçadores dentro da coluna 32 em localizações na estrutura 21, que são aproximadamente a meia distância entre os pisos. Então, o ponto 42 representa um espaçador que está presente na coluna 32, geralmente verticalmente centralizado entre as vigas 36, 38. O ponto 44, e o espaçador que este representa na coluna 32, reside geralmente verticalmente centralizado entre as vigas 38, 40. Um ponto preto 45 representa um espaçador que está presente em uma coluna de pavimento único 34, geralmente verticalmente centralizado entre as extremidades superior e inferior da coluna 34. Os pontos claros ou abertos na Fig. 1 representam as conexões de extremidade a extremidade entre colunas verticalmente adjacentes nas respectivas pilhas de colunas.

Figs. 2 e 3 ilustram algo mais especificamente a estrutura da coluna 32, e então também as estruturas de muitas outras das várias colunas empregadas nas pilhas de colunas retratadas na Fig. 1. A coluna 32 aqui é formada de quatro componentes alongados, tipo cantoneira de ferro, 46, 48, 50, 52. Estes componentes tipo cantoneira de ferro são substancialmente paralelos uns aos outros e também paralelos ao eixo longo central 32ç da coluna 32. Cada um dos componentes 46, 48, 50, 52 possui uma seção transversal em ângulo reto formada por pernas de interseção angular, tais como as pernas 46a, 46b no componente 46. Estas pernas se encontram em um canto alongado, linear, tal como o canto 46ç. O canto 46ç permanece proximamente adjacente e substancialmente paralelo ao eixo 32ç.

Como pode ser visto, a coluna 32 possui uma configuração geralmente de seção transversal em forma de cruz, formada de tal modo que as pernas nos componentes em forma de cantoneira de ferro essencialmente irradiam lateralmente para fora (em forma de estrela) a partir do eixo 32ç. Cada perna em cada componente em forma de cantoneira de ferro é espaçada e se confronta com, e é geralmente paralela a uma perna em um próximo componente em forma de cantoneira de ferro adjacente.

Conforme visto na Fig. 2, a região de extremidade superior 32a na coluna 32 é fornecida com furos vazados alinhados, tais como os furos vazados 54 que são providos no flange 46b. Como será logo explicado, estes furos vazados são empregados para a fixação de vigas, tais como a viga 36 e para emendar a junção ao lado inferior de uma coluna superior, tal como a coluna 30.

Providos nas localizações dos pontos pretos previamente mencionados 42, 44 na Fig. 1, estão espaçadores de dois componentes, em forma de cruz, tais como o espaçador 42 que é variadamente mostrado nas Figs. 3-5, inclusive. O espaçador 42 é formado de dois componentes de configuração similar, um dos quais é mostrado isolado em 42a, na Fig. 5A, e outro dos quais é mostrado isolado em 42b, na Fig. 5B. Estes componentes espaçadores são centralizadamente chanfrados, de tal modo que se ajustam conforme mostrado na Fig. 4, e as extensões para fora dos componentes 42a, 42b são providas com furos vazados, tais como os furos 56 mostrados no componente 42b.

O espaçador 42 é colocado geralmente longitudinalmente centralizado entre as vigas 36, 38 e entre as pernas confrontadas dos componentes de colunas 46, 48, 50, 52. Este é aparafusado no lugar, através de conjuntos de porca e parafuso apropriados, tais como o conjunto mostrado em 58 na Fig. 3, e através de furos vazados adequadamente acomodados (não mostrados) providos nas pernas nos componentes 46, 48, 50, 52. O espaçador 44 é similarmente posicionado na coluna 32, verticalmente centralizado entre as vigas 38, 40. Quando no lugar, os espaçadores afastam os componentes em forma de cantoneira de ferro na coluna com o que pode ser considerado como as linhas centrais destes espaçadores alinhadas com o eixo da coluna 32ç previamente mencionado. Preferivelmente, a espessura de cada um dos componentes 42a, 42b é quase igual à espessura das porções das almas centrais das vigas que são empregadas na estrutura de armação de construção daFig. 1.

Em cada coluna, os componentes em forma de cantoneira de ferro, o espaçador, ou espaçadores que os mantém afastados, e os conjuntos de porca e parafuso (e furos vazados relacionados) que prendem todos juntos, possuem tolerância de tal maneira que está presente na região associada a cada espaçador uma interface de atrito. Esta interface pode permitir uma certa pequena quantidade de movimento relativo longitudinal (ao longo dos eixos longos das colunas) entre estes elementos. A quantidade de aperto introduzido nos conjuntos de porca e parafuso dita o nível de encaixe de atrito, que é então selecionável e ajustável. O significado desta característica da invenção será mais amplamente discutido em breve.

Uma coluna montada, como a coluna 32, toma então a forma de um conjunto de quatro componentes em forma de cantoneira de ferro em ângulo reto, dispostos conforme descrito e ilustrado, um em relação ao outro, e mantidos juntos através de conjuntos de porca e parafuso que apertam os componentes em forma de cantoneira de ferro nos espaçadores, tais como espaçadores 42, 44. Uma conseqüência desta construção é que as aberturas ou recessos faceando lateralmente para fora ao longo do comprimento da coluna 32, definidas, em parte, pelos espaçadores que existem entre as pernas que se confrontam nos componentes em forma de cantoneira de ferro.

Estes recessos são empregados aqui para receber, como será descrito abaixo, as porções de extremidade que se estendem das almas centrais nas vigas, tais como as vigas 36, 38, 40.

Desviando-se apenas por um momento para a Fig. 15, aqui, os componentes em forma de cantoneira de ferro 46, 48, 50, 52 são representados fragmentadamente como elementos espaçados. Na Fig. 15, as linhas tracejadas 60, e uma seta tracejada 62 mostram o componente em forma de cantoneira de ferro 48 deslocado ligeiramente para cima a partir de sua posição de linha externo sólida em relação aos outros três componentes em forma de cantoneira de ferro 46, 50, 52. Similarmente, as linhas tracejadas de ponto duplo 64, e seta tracejada de ponto duplo 66 ilustram o deslocamento para cima do componente em forma de cantoneira de ferro 50 relativo aos componentes 46, 48, 52. Estas posições movimentadas para os componentes 48, 50 são altamente exageradas na Fig. 15. Isto foi feito para indicar claramente uma característica da invenção (mencionada anteriormente) que é a de que as tolerâncias que são construídas nas regiões de afastamento entre estes componentes em forma de cantoneira de ferro e os espaçadores são tais que, sob condições de carga severas, que produzem a curvatura da coluna 32, os componentes em forma de cantoneira de ferro podem realmente se deslocar ali ligeiramente, um em relação ao outro de modo a atuar algo como elementos independentes. Tal deslocamento cria também ação de frenagem por atrito, dissipadora de energia, nas regiões onde estes elementos se contatam uns aos outros. Esta capacidade de uma coluna construída de acordo com a presente invenção oferece uma coluna que pode atuar como um dissipador de energia de calor para absorver cargas de choque em uma armação de construção.

Retornando a atenção agora às Figs. 6, 7, 18 e 19, e começando com a Fig. 6, é mostrada aqui fragmentadamente em 36 uma região de extremidade da viga previamente mencionada 36. A viga 36 inclui uma alma central 36a, e flanges superior e inferior 36b, 36ç, respectivamente. Como pode ser visto, posições curtas das regiões de extremidade dos flanges 36b, 36ç, foram removidas para criar e expor o que é aqui referido como uma extensão 36d dentro e a partir da alma central 36a. Providos na extensão 36d, estão três furos vazados verticalmente espaçados 36e, e um gancho tipo furo vazado faceando para baixo 36f. Como esta forma modificada de uma viga I diferente da convencional funciona no conjunto da presente invenção, será descrito brevemente.

Fig. 7 ilustra em 68 uma construção de viga alternativa considerada para uso com respeito à presente invenção. A viga 68 foi formada a partir de um elemento de canal diferente do convencional possuindo uma alma central 68a, e flanges superior e inferior 68b, 68ç, respectivamente. Porções de extremidade dos flanges superior e inferior foram removidas conforme mostrado, para criar e expor uma extensão 68d da alma central 68a. A extensão 68d, como a extensão de viga previamente mencionada 36d na Fig. 6, inclui três furos vazados 68e, e um gancho tipo furo vazado 68f. Tornar-se-á muito aparente brevemente, sem discussão direta adicional, como a viga em canal 68 pode ser usada alternativamente com a estrutura de viga I 36.

Figs. 18 e 19 ilustram formas modificadas de construção de coluna de seção transversal tipo estrela contemplada pela presente invenção. Na Fig. 18, é mostrada uma coluna 70 que tem uma espécie de configuração de três lados formada por componentes em forma de cantoneira de ferro 72, 74, 76. Os componentes em forma de cantoneira de ferro 72, 74, 76 incluem pernas alongadas, em pares, de interseção angular, tais como as pernas 72a, 72b, que se encontram em um canto linear alongado, tal como o canto 72ç que é paralelo e ligeiramente espaçado do eixo longo 70a da coluna 70. Na configuração particular mostrada na Fig. 18, o ângulo incluído em cada um dos três componentes em forma de cantoneira de ferro entre as pernas em pares, é aqui cerca de 120 graus.

Estruturas de espaçador adequadas, como aquelas mostradas em 78, atuam entre os componentes 72, 74, 76 na coluna 70, muito da mesma maneira que um espaçador como o espaçador 42 atua entre os componentes de coluna, tais como componentes 46, 48, 50, 52 previamente discutidos. A junção entre estruturas de espaçador e componentes em forma de cantoneira de ferro é também similar àquela previamente descrita com respeito à coluna 32.

Na Fig. 19, é mostrada em geral em 80 ainda uma outra estrutura de coluna que possui uma espécie de configuração de três vias algo similar àquela representada para a coluna 70 na Fig. 18. No sentido de simplificar os assuntos aqui, o mesmo conjunto de numerais de referência empregado para os diversos componentes representados na Fig. 18 para a coluna 70, são também empregados em localizações similares e para componentes similares na coluna 80 na Fig. 19. A principal diferença entre a coluna 80 e a coluna 70 é que, na coluna 80 as pernas de interseção angular em dois dos componentes em forma de cantoneira de ferro, possui uma ângulo incluído de cerca de 135 graus, e o terceiro componente em forma de cantoneira de ferro tem pernas possuindo um ângulo incluído de cerca de 90 graus.

Deslocando agora a atenção para as Figs. 8-12, inclusive a Fig. 8 ilustra, em muito maior detalhe, aquela região dentro da estrutura de construção 21 que inclui as colunas 30, 32 e vigas 36, 38. Nesta figura, as colunas e vigas mostradas são plenamente montadas uma com respeito à outra, com a região de extremidade 36d na viga 36 gerando uma emenda de extremidade a extremidade entre as extremidades adjacentes das colunas 30, 32, e com a região de extremidade na viga 38 unida através de montagens de porca e parafuso a uma região na coluna 32 que é em geral longitudinalmente centralizada entre suas extremidades opostas. Deve-se lembrar que a coluna 32 possui um comprimento que essencialmente se estende até a dimensão de dois pavimentos na estrutura de construção 21. Como pode ser visto em geral na Fig. 8, uma configuração de porca e parafuso que envolve quatro montagens de porca e parafuso, é empregada na região de junção entre as colunas 30, 32 e a viga 36. Na região de junção entre a coluna 32 e a viga 36, onde não ocorre emenda entre coluna, a extremidade da coluna 36 é fixada a pernas em componentes de coluna 46, 48, utilizando também uma configuração de quatro conjuntos de porca e parafuso. Então, a região de extremidade fixada na viga 36 inclui três furos vazados e um gancho faceando para baixo. Similarmente, a região de extremidade na viga 38 inclui três furos vazados e também um gancho faceando para baixo.

Na Fig. 8, é também representada uma estrutura de contra- ventamento transversal incluindo um par de contra-ventamentos transversais configurados com material em barra 82, 84. Estes dois contra-ventamentos transversais se estendem pela área retangular que é limitada pelas vigas 36, 38 e pelas colunas 32, 35. As extremidades dos contra-ventamentos transversais se estendem através e entre os espaços/recessos providos entre as pernas nos componentes em forma de cantoneira de ferro, e são adequadamente ali ancorados por conjuntos de porca e parafuso geralmente localizados nas regiões na Fig. 8 mostradas em 86, 88. Os contra-ventamentos transversais 82, 84 permanecem essencialmente em um plano comum compartilhado com os eixos longos da viga 36, 38, bem como com o eixo longo da coluna 32.

A Fig. 9 ilustra as condições de vários componentes exatamente antes da interconexão da viga 36 com as colunas 30, 32. Em linhas sólidas na Fig. 9, a extremidade superior da coluna 32 é preparada preliminarmente com a presença de um conjunto de porca e parafuso 90, onde a haste do parafuso se estende através dos furos vazados mais inferiores, providos nos componentes em forma de cantoneira de ferro 46, 48. A coluna 30 ainda não ocupa sua posição de contorno sólido na Fig. 9, porém ao invés disso pode ser estabilizada e espaçada para cima na posição de contorno de traço-ponto exibido na Fig. 9.

A extremidade da viga 36 que inclui extensão da alma central 36d é avançada na direção do recesso entre os componentes em forma de cantoneira de ferro 46, 48 e é introduzida na posição adequada, conforme ilustrado pela seta curva 92. Isto envolve a inserção da extensão 36d entre os componentes 46, 48 e os ganchos, empregando gravidade, gancho 36f na haste do parafuso no conjunto de porca e parafuso 90.

A viga 36 é então orientada de tal modo que seu eixo longo é substancialmente ortogonal com respeito ao eixo longo da coluna 32, e a coluna 30 é abaixada na direção e em sua posição de contorno sólido na Fig. 9. Quando isto tem lugar, o alinhamento apropriado ocorre entre os furos vazados providos na extensão da viga 36d, na extremidade superior da coluna 32 e na extremidade inferior da coluna 30, de modo a permitir a inserção e aperto dos conjuntos de porca e parafuso com respeito aos outros furos vazados ilustrados.

Isto resulta em uma montagem completa entre as colunas 30, 32 e a viga 36 em uma condição em que a extensão da alma 36d na viga 36 cria uma emenda entre as extremidades adjacentes das colunas 30, 32. Esta condição é claramente mostrada nas Figs. 11 e 12. Fig. 10 é também útil para ilustrar esta condição, com esta figura retratando as condições dos componentes exatamente antes de abaixar a coluna superior 30 para baixo na extremidade superior da coluna 32. Os vários conjuntos de porca e parafuso assim empregados para criar uma interconexão de emenda entre a viga 36 e as colunas 30, 32 são apropriadamente apertados para estabelecer o nível desejado de inter encaixe de atrito que existe diretamente entre as superfícies que se confrontam da viga 36 e colunas 30, 32.

Fig. 13, que é similar à figura 9, ilustra aproximadamente os mesmos processos de interconexão que podem ter lugar entre a viga 38 e a região intermediária vertical da coluna 32. A interconexão com movimento curvado é mostrada por uma seta arqueada 95 (que é similar à seta 92 na figura 9). O assentamento vertical direta para baixo é mostrado por uma seta 93.

Completando agora uma descrição de coisas mostradas nas várias figuras de desenhos, a Fig. 14 retrata em 94 uma estrutura de placa base que é empregada na estrutura de armação 21 adjacente às bases das diferentes pilhas de colunas, tal como a pilha de coluna 22. Estas estruturas de placa base efetivamente apertam as pilhas na fundação (não especificamente mostrada). A estrutura de placa base 94 inclui uma placa geralmente horizontal 96, sobre a superfície da qual é soldada uma estrutura em cruz 98. Esta estrutura em cruz é essencialmente uma réplica de uma estrutura de espaçador como aquela descrita para o espaçador 42. A estrutura em cruz recebe a extremidade inferior da coluna mais inferior na pilha 22. Com as pernas espaçadas que se confrontam, daquela coluna, em sua extremidade inferior, recebendo a estrutura em cruz. Conjuntos apropriados de porca e parafuso (não mostrados) ancoram as coisas no lugar na estrutura de placa base.

Figs. 16 e 17 ilustram muito esquematicamente ainda uma outra faceta da presente invenção. Especificamente, o que é mostrado de uma maneira comparativa nestas duas figuras é a diferença que existe com respeito às paredes (possuindo uma espessura W) juntadas em um canto dentro de uma construção sob circunstâncias com uma coluna tipo tubo retangular convencional (Fig. 16), e com uma coluna em forma de cruz (Fig. 17) provida de acordo com a presente invenção.

Na Fig. 16, uma coluna de seção reta quadrada, retangular, oca, convencional 100 é exibida juntamente com quatro estruturas de paredes interiores 102, 104, 106, 108. O que se notará aqui é que, se as estruturas de parede possuindo em geral as espessuras de parede retratadas na Fig. 17 são empregadas, os cantos da coluna 100 se projetam e são expostos. No sentido de não haver esta protuberância de cantos, a espessura da parede teria que ser maior, e espessuras de paredes maiores se traduzem em menos espaço de piso utilizável em uma construção acabada.

Como pode ser visto na Fig. 17, onde o contorno do perímetro transversal da seção reta da coluna 32 é ilustrado, estas mesmas estruturas de parede 102, 104, 106, 108 vem juntas de uma maneira em que os cantos não são quebrados pela protuberância de qualquer parte da coluna 32. Na Fig. 20, uma conexão de viga em cruz (uma extremidade somente) é ilustrada fragmentada entre um par de vigas relacionadas ortogonalmente 110, 112 que podem fazer parte da estrutura de armação retratada em 21 na Fig. 1. Muito especificamente, uma região central longitudinal da viga 110 tem fixada (por aparafusamento) a lados opostos de sua alma central 110a, dois pares de suportes em ângulo reto, tal como o par contendo suportes 114, 116. Os suportes 114, 116 incluem pernas que se confrontam, paralelas, espaçadas 114a, 116a, respectivamente que são espaçadas afastadas (na ilustração sendo agora descrita) essencialmente com o mesmo espaçamento provido para as pernas nos componentes em forma de cantoneira de ferro previamente discutidos 46, 48, 50, 52.

Uma configuração de quatro furos vazados, incluindo furos tais como os dois mostrados em 118, é provida nas pernas 114a, 116a. Um conjunto de porca e parafuso 120 é ajustado nos furos vazados opostos mais inferiores, com a haste do parafuso estendendo-se no espaço entre as pernas 114a, 116a.

A extremidade da viga 112 visível fragmentada porém ainda não fixada, é preparada com uma extensão de alma central de furo vazado coincidente 112a, onde o furo vazado mais inferior é realmente um gancho 112b que é como o gancho previamente mencionado 36f. A fixação plena das vigas 110, 112 é obtida praticamente da mesma maneira descrita acima para a fixação coluna-viga.

Fig. 21 ilustra a seção transversal de uma coluna modificada 130 que, para componentes alongados, inclui uma placa plana 132 e dois elementos tipo cantoneira de ferro em ângulo reto 134, 136. Uma estrutura de espaçador associada a estes elementos é mostrada em 138.

Fig. 22 ilustra em 140 uma outra coluna de seção transversal modificada incluindo um elemento de canal 142, e dois componentes em forma de cantoneira de ferro em ângulo reto 144, 146. Um espaçador para estes componentes é mostrado em 148.

Fig. 23 mostra uma construção de estai transversal modificada 150, que é feita pela combinação soldada de uma placa plana 152 e de uma cantoneira de ferro 154.

Fig. 24 mostra em 156 uma outra forma modificada de um estai cruzado, que aqui toma a forma de uma cantoneira de ferro de ângulo reto convencional.

Fig. 25 mostra em 158 ainda uma outra forma de estai transversal modificado que possui uma configuração tubular, retilínea.

As características especiais da presente invenção são então plenamente ilustradas e descritas. Os componentes de coluna e viga da presente invenção, que podem ser facilmente criados usando seções transversais estruturais padrão, permitem com extrema facilidade a montagem e construção no local precisa, intuitiva e infalível. Os interconectores de porca e parafuso, que são essencialmente tudo que é requerido para montar plenamente uma estrutura de construção a partir destes componentes, estabelecem todas as conexões e junções necessárias, sem solda. Regiões de junção entre colunas e vigas são promovidas onde porções de extremidade devidas criam emendas de gerenciamento de carga entre colunas adjacentes, verticalmente empilhadas. Conexões similares existem de viga a viga. Colunas montadas de diversos elementos, em várias configurações diferentes produtíveis, apresentam distintamente pegadas gravitacionais menores do que coluna tubulares de capacidade de carga gravitacional comparável. Colunas, vigas e contra-ventamentos transversais interconectados transferem e processam cargas essencialmente em planos verticais comuns contendo seus respectivos eixos longitudinais. Existem interconexões de atrito, de movimento relativo, dissipadoras de energia (a) entre colunas, (b) entre colunas, vigas e contra-ventamentos transversais, e (c) de viga a viga, para oferecer respostas apropriadas e magnânimas a cargas severas transferidas a uma construção.

Claims (3)

1. Método para a instalação de uma viga em I alongada como uma conexão em cruz (36, 38, 112) entre um par de elementos de armação de construção (32, 46, 110) nominalmente colocados, previamente instalados, que faceiam um com o outro, e tais elementos podem ser ou um de uma coluna (30, 32, 34, 70, 80, 130, 140) ou uma viga (36, 38, 40), e que, adicionalmente, antes da instalação da dita viga, encontram-se espaçados por uma distância lateral substancialmente correta, e, além disso, em que a viga inclui uma alma central (30a, 32a, 34a) ereta, geralmente plana, dito método caracterizado pelo fato de que compreende: estabelecer, para cada um dos dois elementos mencionados em relação confrontante entre si, (a) um par de componentes de placa planos e espaçados, substancialmente paralelos (46, 48, 50, 52, 70, 80, 130, 140), que funcionam como pontos de ancoragem, e que estão espaçados de uma maneira tal a criar uma zona de recepção de alma de viga de topo aberto, accessível verticalmente para baixo, geralmente plana, ereta, tendo uma largura lateral que é apropriada para receber livremente a espessura de uma alma central (36a, 38a, 40a) da viga, e (b) um dispositivo de cobertura (58, 90, 120) estendendo- se entre os ditos componentes de placa em um local que está abaixo do topo aberto da zona de recepção, preparar cada uma das extremidades opostas da alma central da viga (a) para ser verticalmente liberada de flanges (36b, 36c, 38b, 38c, 40b, 40c) para que seja permitida uma inserção para baixo de cada extremidade da alma para dentro de uma zona de recepção do caráter mencionado e através do topo aberto daquela zona, e (b) para possuir um gancho apontando para baixo (36f, 38f, 40f, 112b) projetado para agarrar e assentar para baixo por gravidade contra um dispositivo de cobertura (58, 90, 120) do tipo mencionado, baixar verticalmente uma viga com suas extremidades de alma preparadas para fazer com que as suas extremidades de alma preparadas sejam inseridas para dentro das zonas de recepção confrontantes e associadas com os pontos de ancoragem estabelecidos e associados com os dois elementos de armação de construção espaçados, com os ganchos (36f, 38f, 40f, 112b) nas extremidades de alma preparadas agarrando e assentando-se nos dispositivos de cobertura (58, 90, 120) associados com os referidos pontos de ancoragem, e sem necessitar de qualquer aumento apreciável do espaçamento lateral pré- baixamento entre os dois elementos de armação de construção, e pelo dito baixamento vertical, (a) fazer com que a viga baixada se torne fixada e interconectada, por gravidade, aos elementos de armação de construção espaçados, e (b) criar uma condição de intertravamento estabilizado por gravidade, corretamente organizado espacialmente, através de conexões em cruz de viga em I da viga baixada e dos elementos de armação de construção espaçados e interconectados.

2. Método para a instalação de uma viga em cruz alongada (112) numa conexão de viga a viga em cruz (112) entre um par de vigas de armação de construção (110) nominalmente colocadas, previamente instaladas, as quais, antes da instalação, estão espaçadas por uma distância lateral substancialmente correta na armação de construção, e onde a viga em cruz a ser instalada inclui uma alma central ereta, geralmente plana, dito método caracterizado pelo fato de que compreende: estabelecer, para cada uma das ditas duas vigas espaçadas que devem estar conectadas em cruz, (a) um par de suportes (114, 116) possuindo elementos ou pernas planas substancialmente paralelas (114a, 116a) que estão espaçadas de uma maneira tal a criar uma região, ou recesso, de topo aberto, accessível verticalmente para baixo, geralmente plana, ereta, entre tais pernas (114a, 116a), tendo uma largura lateral que é apropriada para receber livremente a espessura da alma central de uma viga em cruz, e (b) uma garra ou conjunto de porca e parafuso (120) cobrindo o espaço entre tais pernas (114a, 116a) ou entre tais elementos em um local que está abaixo do topo aberto da região, preparar cada uma das extremidades opostas da alma central da viga em cruz para ser verticalmente liberada, para que seja permitida uma inserção para baixo daquela extremidade através do topo aberto da região e no interior da mesma, e para possuir um gancho apontando para baixo (112b) projetado para tornar-se agarrado pela mencionada garra, e para assentar para baixo por gravidade sobre e contra a mesma, baixar verticalmente uma viga em cruz tendo suas extremidades de alma preparadas para fazer com que essas extremidades sejam inseridas no interior das regiões de topo aberto mencionadas, e sejam recebidas dentro das mesmas, entre os elementos planos espaçados em paralelo que estão associados com as duas vigas de armação de construção espaçadas, as quais devem estar conectadas em cruz, fazendo assim com que os ganchos nas extremidades de alma preparadas se tornem agarrados, enganchados e assentados por gravidade sobre e contra as garras associadas com tais regiões, e realizar dito baixamento sem necessitar de qualquer aumento apreciável do espaçamento lateral pré- baixamento entre as duas vigas de armação de construção espaçadas, e pelo dito baixamento, (a) fazer com que a viga em cruz baixada se torne enganchada e interconectada, por gravidade, às vigas de armação de construção espaçadas e entre as mesmas, e (b) criar, desse modo, uma conexão de viga a viga em cruz estabilizada por gravidade, corretamente organizada espacialmente, entre a viga em cruz baixada e as duas vigas de armação de construção espaçadas.

3. Conexão de uma viga em cruz (36, 38, 112) entre um par de elementos de armação de construção (32, 46, 110) nominalmente colocados, previamente instalados, possuindo lados confrontantes face-a-face, cada um de tais elementos pode ser ou um de uma coluna (30, 32, 34, 70, 80) ou uma viga (36, 38, 40), dita conexão em cruz caracterizada pelo fato de que compreende: para cada um daqueles elementos de armação de construção, um par de componentes de placa planos, paralelamente espaçados e eretos (46, 48, - 50, 52, 70, 80, 130, 140) operativamente associados com os respectivos lados confrontantes face-a-face dos elementos, conexão de uma viga em I (36) em cruz, alongada, geralmente horizontal, incluindo uma alma central (36a) plana, geralmente ereta, com as extremidades opostas verticalmente liberadas de flanges (36b, 36c), as ditas extremidades sendo configuradas, com relação aos pares de ditos componentes de placa, para estender-se com folga vertical deslizante para dentro do espaço que existe entre os ditos componentes em seus respectivos pares, e uma relação estrutural estabelecida na armação de construção associada com a conexão de viga em cruz, o par de elementos de armação de construção, e os componentes de placa pareados em cada par de componentes, cuja relação é definida mediante (a) a pré-ocorrência da colocação de folga no movimento vertical das ditas extremidades de alma (36a, 38a, 40a) entre os ditos componentes pareados (46, 48, 50, 52, 70, 80, 130, 140), e com (b) o estabelecimento de interconexão automático por tal colocação de uma relação tridimensional correta, relativa, espacial, e disposição de tal viga conectada em cruz e de elementos de armação de construção na armação.