BR112015004151B1

BR112015004151B1 - Hybrid foundation for towers

Info

Publication number: BR112015004151B1
Application number: BR112015004151-5A
Authority: BR
Inventors: Emmanuel De Abreu Paulo; Emmanuel De Abreu Junior Paulo
Original assignee: Emmanuel De Abreu Paulo
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2017-07-04
Also published as: WO2015061862A1; BR112015004151A2

Abstract

resumo fundação híbrida para torres. a presente invenção visa proporcionar uma estrutura híbrida de fundação sobre o solo, semi-enterrada ou totalmente enterrada ao solo, de rápida montagem para torres ou postes, que apresente a praticidade da instalação de uma fundação metálica, associada com placas de concreto verticais que são posicionadas de modo completamente externo à estrutura vertical (torre ou poste) e são totalmente interligadas por treliças metálicas para evitar tombamento da estrutura vertical servindo também para proteção e impedimento de acesso à estrutura vertical. as extremidades externas superiores e inferiores das treliças metálicas são fixadas a placas de concreto por meio de elementos de fixação, e as extremidades internas superiores e inferiores das treliças da fundação metálica são fixadas a torre por meio de elementos de fixação.

Description

“FUNDAÇÃO HÍBRIDA PARA TORRES” [001] CAMPO TÉCNICO

[002] A presente invenção se refere a fundações como superestruturas, mais particularmente fundações para fins especiais de suporte de torres / estruturas verticais.

[003] ESTADO DA TÉCNICA

[004] A grande maioria das fundações de estruturas verticais são os tradicionais volumes de concreto enterrados ao solo. Dentre os principais tipos destacam-se tubulões, radiers, estacas, etc, onde o projeto de fundação é desenvolvido após análise de um laudo de sondagem prévio.

[005] Algumas configurações de suporte de torres utilizam o conceito geral de fundação configurada por uma estrutura total mente metálica visando dispensar a utilização de concreto, apresentando uma estrutura de menor peso que propicie maior capacidade logística de transporte, montagem mais rápida, e menores gastos, uma vez que dispensa materiais e tempo para concretagem. Tais estruturas são conhecidas, por exemplo, pelos documentos BRPI0203213 e CN102400471, que apresentam fundações metálicas de torre que dispensam o uso de concreto.

[005] Sistemas típicos de suporte e ancoragem para tais estruturas metálicas são conhecidos, por exemplo, pelos documentos de patente WO2013063024, US20130160380, US20050074298 ou US7510350.

[007] A utilização de estruturas metálicas tipo treliçadas de suporte de torres tipicamente possuem diversas formas de treliças inclinadas, tal como vistas em CN101798815 e CN202108054.

[008] Outra configuração de suporte de torre pode ser vista no documento de patente CN202689024, que apresenta uma fundação metálica para torre associando a utilização da estrutura metálica com materiais de suporte estabilizadores, representados por materiais desprendidos (soltos) tais como concretos pré-moldados, blocos, pedras, etc. Tal documento apresenta a possibilidade de aplicação da fundação sobre o solo ou enterrado neste.

[0091 Estruturas metálicas treliçadas leves, utilizadas como fundação e suporte de torres, necessariamente precisam de dispositivos de ancoragem para suportar os momentos de tom ba mento, e para tanto, precisam de ensaios do solo e procedimentos de escavação para implantação do sistema de ancoragem.

[010] Ademais, caso seja necessário impedir o acesso a tais estruturas metálicas, é necessária a colocação de cercas ou muros de proteção externa para minimizar os problemas de vandalismo e roubo dos equipamentos que compõe uma estação rádio base, por exemplo.

[0111 No caso de estruturas mais pesadas que utilizem concreto na fundação e suporte de torres, há a necessidade de uma série de etapas de procedimento de concretagem, tais como a colocação de formas e ferragens no local de instalação, e o tempo necessário de cura, procedimento que leva semanas para conclusão.

[012] O modelo híbrido apresentado por CN202689024, que associa uma estrutura metálica com estruturas pesadas de apoio, apesar de utilizar materiais para suporte e estabilidade da estrutura metálica, tais como placas de concreto moldado, não propiciam um melhor aproveitamento das características de rápida montagem associada a maior robustez de uma fundação de estrutura metálica, uma vez que tais estruturas pesadas apenas fixam as extremidades inferiores da estrutura metálica entre os vãos (expondo-as) e são sobrepostas (atuando como um peso de estabilização) sobre uma estrutura metálica adicional necessária, a qual é posicionada entre a dita placa de concreto e o solo. Ainda, o fato dos materiais pesados de suporte serem desprendidos (não serem interligados entre si), e não serem posicionados de modo total mente externo a estrutura metálica, também contribuem com uma menor proteção da estrutura metálica de fundação da torre, pois possibilita o acesso externo às extremidades da dita estrutura metálica.

[013] SUMÁRIO

[0141 A presente invenção visa a proporcionar uma estrutura híbrida de fundação sobre o solo de rápida montagem para torres, que apresente a praticidade da instalação de uma fundação metálica leve, associada com placas de concreto verticais que são posicionadas de modo completa mente externo à estrutura vertical para proteção, sendo totalmente interligadas por treliças metálicas para evitar o tom ba mento da torre e adicionalmente impedindo o acesso à torre.

[015] A utilização de uma estrutura interligada de placas de concreto distantes do centro da torre, possibilitam maior eficiência do peso das placas na função de suporte da estrutura vertical, possibilitando a melhoria de suporte do momento de tombamento da torre.

[016] As treliças metálicas fixadas à estrutura interligadas às placas de concreto verticais totalmente externas são instaladas acima do solo dispensando a utilização de sistemas de ancoragem no solo, e consequentemente não necessita de escavação do solo.

[017] A utilização da estrutura interligada de placas de concreto verticais pré-fabricadas da presente invenção dispensa uma série de etapas de procedimento de concretagem, tais como a sondagem, escavação, colocação de formas e ferragens no local de instalação, e o tempo necessário de cura.

[018] A utilização das placas de concreto na posição vertical funcionando como muro funcionam de maneira mais eficaz, oferecendo maior resistência ao vandalismo que as tradicionais cercas metálicas, ou mesmo muros de alvenaria, reduzindo tempo de instalação e custos da solução.

[019] DETALHAMENTO DOS DESENHOS: [020] A Fig. 1 apresenta uma vista em perspectiva da fundação híbrida da presente invenção aplicada a uma torre monotubular (podendo ser também aplicada a uma torre treliçada).

[021] A Fig. 2 apresenta uma vista em seção transversal da fundação híbrida da presente invenção aplicada a uma torre monotubular (podendo ser também aplicada a uma torre treliçada).

[022] A Fig. 3 apresenta uma vista superior da fundação híbrida da presente invenção aplicada a uma torre monotubular (podendo ser também aplicada a uma torre treliçada).

[023] As Figs. 4a e 4b apresentam detalhes dos elementos de fixação entre a treliça metálica e a torre monotubular (podendo ser também aplicada a uma torre treliçada).

[024] As Figs. 5a e 5b apresentam detalhes dos elementos de fixação entre a treliça metálica e as placas de concreto.

[025] A Fig. 6 apresenta uma vista da face interna das placas de concreto interligadas.

[026] DESCRIÇÃO DETALHADA

[027] A presente invenção apresenta em suas figuras, a título exemplificativo e não limitativo, uma fundação híbrida de rápida montagem aplicada em torres monotubulares, porém a fundação híbrida é aplicável a torres de diversos outros formatos, incluindo torres treliçadas.

[028] As Figs. 1 a 3 apresentam vistas da fundação híbrida (1) da presente invenção aplicada à uma torre monotubular (2), em que pode ser visto que a fundação híbrida (1), compreende uma pluralidade de placas de concreto verticais (3) e uma treliça metálica (4) compreendendo diagonais inclinadas (6), banzos horizontais superiores (7) e banzos horizontais inferiores (8).

[029] Em um modo de execução a fundação híbrida (1) pode ser posicionada acima do solo (5).

[030] A maior robustez da fundação híbrida (1) da presente invenção é garantida por uma treliça metálica (4) a ser fixada em conjunto com a torre e com as placas de concreto verticais (3) interligadas.

[031] A treliça metálica (4) é fixada a torre, e as placas de concreto verticais (3) são posicionadas externamente às treliças metálicas (4).

[032] As placas de concreto verticais (3) e as treliças metálicas (4) sendo interligadas entre si por elementos de fixação que também garantem a maior robustez da fundação híbrida (1) da presente invenção.

[0331 As treliças compreendem extremidades superiores internas (9) e extremidades inferiores internas (10) que são fixadas à torre por meio de elementos de fixação. As treliças também compreendem extremidades superiores externas (11) e extremidades inferiores externas (12), as quais são fixadas às placas de concreto verticais (3) por meio de elementos de fixação. [034J Tal como visto em detalhes nas Fígs. 4a e 4b, os elementos de fixação das extremidades superiores internas (9) e extremidades inferiores internas (10) fixadas à torre, compreendem um flange superior (13) e um flange inferior (14) de junção à torre.

[0351 O flange superior (13) de junção à parte externa da seção intermediária da torre é fixado às extremidades superiores internas (9) das banzos horizontais superiores (7) e das diagonais inclinadas (6), enquanto o flange inferior (14) de junção à parte externa da seção de base da torre é fixado às extremidades inferiores internas (10) das banzos horizontais inferiores (8) e das diagonais inclinadas (6).

[036] Tal como visto em detalhes nas Fígs. 5a e 5b, os elementos de fixação das extremidades superiores externas (11) e extremidades inferiores externas (12) das treliças fixadas às placas de concreto verticais compreendem um elemento cilíndrico superior (15) e um elemento cilíndrico inferior (16).

[0371 O elemento cilíndrico superior (15) é posicionado em cada parte central superior de cada placa de concreto vertical (3) para conexão da extremidade exterior de uma treliça horizontal superior (7), e o dito elemento cilíndrico superior (15) possui um segmento de extensão (17) de conexão com a extremidade superior externa de uma treliça inclinada (6).

[036] O elemento cilíndrico ínferíor (16) é posicionado em cada parte central inferior de cada placa de concreto vertical (3) para conexão da extremidade exterior de uma treliça horizontal inferior (8), e o dito elemento cilíndrico inferior (16) possui um segmento de extensão (18) de conexão com a extremidade inferior externa de uma treliça inclinada (6).

[0391 De modo surpreendente, tal como visto, por exemplo, na Fig. 3 e 6, as placas de concreto verticais (3) são posicionadas de modo total mente externo às treliças metálicas (4), sendo todas as placas de concreto verticais (3) interligadas entre si por elementos de fixação que também garantem a maior robustez da solução proposta pela presente invenção.

[040] Particularmente, os elementos de fixação para interligação das placas de concreto verticais (3) compreendem ao menos uma placa angular interna de fixação (19) situada entre as placas de concreto verticais (3), e ao menos uma placa angular externa de fixação (20) situada entre as placas de concreto verticais (3), [041] Vários tipos de meios de fixação são aplicáveis entre os ditos elementos de fixação, tais como quaisquer tipos de parafusos ou peças de fixação conhecidas.

[042] Na presente invenção, a título exemplificativo são apresentadas placas angulares de fixação (externas e internas) como elementos de fixação para interligação das placas de concreto verticais. Contudo a presente invenção não se limita a esta forma, e as placas de fixação podem ser de outros formatos que se adaptem ao formato das placas verticais, por exemplo, placas externas e internas de fixação curvas adaptadas para fixação de placas de concreto verticais curvas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

01. Fundação híbrida para torres caracterizada por compreender: uma pluralidade de placas de concreto verticais (3); treliças metálicas (4) compreendendo diagonais inclinadas (6), banzos horizontais superiores (7) e banzos horizontais inferiores (8); em que as treliças (4) são fixada a torre, as placas de concreto verticais (3) são posicionadas extern a mente às treliças metálicas (4), as placas de concreto verticais (3) e as treliças metálicas (4) sendo interligadas entre si por elementos de fixação; e em que uma pluralidade de extremidades superiores externas (11) e extremidades inferiores externas (12) das treliças estão fixadas as placas de concreto verticais (3) por meio de elementos de fixação, e uma pluralidade de extremidades superiores internas (9) e extremidades inferiores internas (10) das treliças estão fixadas à torre por meio de elementos de fixação.
02. Fundação híbrida para torres de acordo com a reivindicação 01, caracterizada por a pluralidade de placas de concreto verticais (3) e a treliças metálicas (4) serem posicionadas acima do solo, semi-enterrada ou total mente enterrada ao solo.
03. Fundação híbrida para torres de acordo com a reivindicação 01, cujos elementos de fixação das extremidades superiores externas (11) e extremidades inferiores externas (12) das treliças fixadas às placas de concreto verticais (3} são caracterizados por compreenderem um elemento cilíndrico superior (15) em cada parte central superior de cada placa de concreto vertical (3) para conexão da extremidade exterior de um banzo horizontal superior (7), cujo elemento cilíndrico superior (15) possuí um segmento de extensão (17) de conexão com a extremidade superior externa de uma diagonal inclinada (6); e um elemento cilíndrico inferior (16) em cada parte central inferior de cada placa de concreto vertical (3) para conexão da extremidade exterior de um banzo horizontal inferior (8), cujo elemento cilíndrico inferior (16) possui um segmento de extensão (18) de conexão com a extremidade inferior externa de uma diagonal (6).
04. Fundação híbrida para torres de acordo com a reivindicação 01, na qual o elemento de fixação das extremidades superiores internas (9) das treliças inclinadas (6) e das treliças horizontais superiores (7) compreende uma flange superior (13) de junção à parte externa da seção intermediária da torre.
05. Fundação híbrida para torres de acordo com a reivindicação 01, na qual o elemento de fixação das extremidades inferiores internas (10) das diagonais inclinadas (6) e dos banzos horizontais inferiores (8) compreende uma flange inferior (14) de junção à parte externa da seção de base da torre.
06. Fundação híbrida para torres de acordo com a reivindicação 01, cujos elementos de fixação para interligação das placas de concreto verticais (3) são caracterizados por compreenderem ao menos uma placa angular interna (19) de fixação situada entre as placas de concreto verticais (3); e ao menos uma placa angular externa de fixação (2) situada entre as placas de concreto verticais.