BR112019000466A2 - estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada, método e dispositivo para a construção da mesma. - Google Patents

estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada, método e dispositivo para a construção da mesma. Download PDF

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Abstract

estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada, incluindo método e dispositivo para a sua construção esta invenção refere-se a um estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada, bem como um método e um dispositivo para erguê-los, para serem empregados a construção de edifícios residenciais e não residenciais. a estrutura é construída de elementos flexíveis semelhantes a hastes que definem a forma vertical (1) acentuados durante a construção da estrutura, bem como em mebros flexíveis horizontais em forma de haste (2), cada um formando uma curva fechada. os componentes horizontais (2) também são sujeitos a tensão durante a construção e soldados ou fixados rigidamente por outros meios aos membros definidores de forma vertical (1). em vez de membros circulares horizontais (2), a estrutura pode ser construída completamente ou em certa medida usando um membro em espiral, também tensionado durante a construção da estrutura que é rigidamente fixada aos membros flexíveis definidores da forma vertical (1).

Description

ESTRUTURA AUTOPORTANTE TRIDIMENSIONAL PRE-TENSIONADA, MÉTODO E DISPOSITIVO PARA A CONSTRUÇÃO DA MESMA
Aplicação da invenção [001] Essa invenção refere-se à uma estrutura autoportante tridimensional pretensionada, bem como um método e um dispositivo para edificar o mesmo, para ser empregado na construção de edifícios residenciais e não-residenciais, e, especificamente, edifícios cívicos e salas de produção, templos, piscinas e outras instalações tridimensionais semelhantes.
Antecedentes e tecnologias existentes [002] Um método bem conhecido e amplamente utilizado para a construção de modelos tridimensionais, compreende a montagem de elementos pré-formados para compor a estrutura tridimensional com a forma necessária. Os materiais mais comuns para a construção de uma estrutura deste tipo e por este método são préformados de perfis de chapas dobradas.
[003] A estrutura erguida por este método não é pretendida, e requer considerável despesa de materiais.
[004] Outro método utilizado na prática para a construção de estruturas autoportantes é a pré-seleção de um local onde construir a estrutura pretendida, seguido por nivelamento e colocação de uma base. Parte de uma membrana inflávei com a forma e o tamanho necessários é então colocada simetricamente em relação a a um centro geométrico predeterminado e fixada hermeticamente à base.
[005] A membrana é insuflada para a forma necessária, injetando ar comprimido entre sua borda inferior e a base. Um Material de espuma de poliuretano é então
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2/10 pulverizado contra a superfície inferior da forma inflada. Depois que a espuma se torna rígida é reforçada pela fixação de barras de reforço. A estrutura pode então ser pulverizada sob pressão com concreto projetado (argamassa), se necessário.
[006] A estrutura autoportante tridimensional é, portanto, construída de uma estrutura inflada, membrana pulverizada contra a superfície inferior com espuma de poliuretano e reforçada por membros regularmente espaçados ligados um ao outro em sequência.
[007] Este método baseia-se no uso de uma membrana inflável ou parte dela, que é caro e na maioria dos casos não reutilizável. O método também é restrito à construção de estruturas de concreto.
Descrição da invenção [008] É um objetivo desta invenção criar uma estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada com melhor resistência a tração e estabilidade, e com baixa despesas de materiais.
[009] Outro objetivo deste invento é proporcionar um método baseado na tecnologia melhorada para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas [010] Um outro objetivo desta invenção é criar um dispositivo para implementar o método de construção de estruturas autoportantes tridimensionais pre-tensionadas.
[011] Esses objetos são alcançados por meio de um sistema tridimensional composto por membros regularmente espaçados, ligados a um outro em sequência para formar um edifício tridimensional ou parte dele.
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3/10 [012] De acordo com esta invenção, a estrutura autoportante tridimensional pretensionada compreende membros semelhantes a hastes flexíveis, definidores de forma verticais tensionados durante a construção da estrutura, assim como membros flexíveis posicionados horizontalmente e / ou espiralmente, também tensionados durante a construção, cada um formando uma curva fechada. Os membros da curva fechada horizontal estão rigidamente unidos aos membros definidores da forma vertical.
[013] Tanto os membros flexíveis verticais quanto os flexíveis feito de metal.
[014] O dispositivo para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pre-tensionadas compreende um número de braços telescópicos posicionados simetricamente e radialmente, cada um articulado a um círculo posicionado no centro do dispositivo. Na ponta de cada braço telescópico há um bloco de guia segurando um correspondente membro de haste vertical.
[015] De acordo com uma forma de realização possível, o bloco guia compreende duas placas paralelas fixadas nos braços telescópicos, enquanto entre as referidas placas são instaladas em rolos ranhurados por sequência. A abertura entre os rolos é pelo menos igual ao diâmetro da secção transversal do elemento vertical em forma de haste a ser mantido entre eles.
[016] O método para construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas requer a seleção de um centro geométrico para a estrutura pretendida. De acordo com a invenção, o método também compreende as seguintes operações na sequência abaixo indicada:
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4/10 o posicionamento e afixação do círculo central do dispositivo ao plano geométrico, centro da estrutura;
o configuração dos braços telescópicos do dispositivo para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pre-tensionadas em conformidade com a sua finalidade, forma e tamanho;
o inserção de uma extremidade de cada membro vertical em forma de haste através de um bloco guia no respectivo braço telescópico e em uma tomada preparada na base;
o a próxima etapa é o movimento incrementai ascendente de cada braço telescópico ao longo do respetivo membro vertical flexível em forma de haste, em sequência ou simultaneamente, reforçando assim o membro vertical flexível;
o após cada passo incrementai ascendente de todos os braços telescópicos, a elevação é posta por fixação de membros horizontais flexíveis em forma de haste à circunferência da estrutura para formar um contorno;
o o dispositivo é retirado após a conclusão da estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada.
[017] De acordo com o método, as aberturas de uma dada forma são feitas na estrutura por primeiro fazer quadras com as dimensões e a forma necessárias e, em seguida, afixar-los nas posições necessárias. As seções limítrofes da estrutura são afixadas permanentemente aos quadros e, em seguida, as partes excedentes da estrutura contida nos quadros são cortadas.
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5/10 [018] A estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada assim erguida é então revestida em malha de aço, rebocada e acabada em um material de construção apropriado, como cimento, argila, mistura adesiva.
[019] As vantagens da invenção encontram-se na velocidade melhorada da construção da estrutura, na diminuição do dispêndlo de materiais e no menor custo, bem como na capacidade de erguer estruturas de várias formas.
[020] Outra grande vantagem da estrutura autoportante tridimensional pretensionada é a resistência à tração melhorada.
Descrição dos desenhos [021] Uma possível forma de realização da invenção é ilustrada pelos desenhos, a seguir:
[022] FIG. 1 é uma vista axonométrica de uma estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada em forma de hemisfério;
[023] FIG. 2 mostra um dispositivo para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pre-tensionadas;
[024] FIG. 3 é uma vista axonométrica de um acessório de bloco guia do dispositivo para erguer a estrutura;
[025] FIG. 4 mostra o início da construção de uma estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada;
[026] FIG. 5 mostra um membro vertebral vertical curvo preso a um braço telescópico do dispositivo;
[027] FIG. 6 mostra um membro de haste vertical dobrado mantido em um encaixe de bloco guia;
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6/10 [028] As FIGS. 7 e 8 mostram estágios consecutivos de construção de uma estrutura autoportante tridimensional pre-tensíonada;
[029] FIG. 8 mostra um plano tridimensional autoportante acabado e coberto;
Uma forma de realização exemplificativa da invenção [030] Um exemplo da construção de uma estrutura autoportante tridimensional pretensionada, mostrada na FIG. 1. O exemplo mostra uma estrutura autoportante tridimensional pre-tensíonada em forma de hemisfério. A estrutura é construída de membros flexíveis, semelhantes a hastes, que definem a forma vertical (1) durante a construção da estrutura, bem como membros (semelhantes a hastes) flexíveis posicionados horizontalmente (2), cada um formando um contorno circular.
[031] Os membros horizontais que também estão sob tensão são soldados ou rigidamente unidos por outros meios aos membros verticais que definem a forma. (1) [032] Os contornos circulares horizontais são paralelos entre si.
[033] O dispositivo para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pre-tenslonadas é mostrado como (3) na FIG. 1 [034] Em vez de membros circulares horizontais (2), a estrutura pode ser construída completamente ou até certo ponto usando um membro em espiral, também tensionado durante a construção da estrutura que é fixada rigidamente aos membros flexíveis definidores da forma vertical (1).
[035] O dispositivo (3) para a construção da estrutura autoportante tridimensional pre-tensíonada e a implementação ou o método compreende um número de braços telescópicos simetricamente e radialmente posicionados (4), cada um articulado à um círculo (5) posicionado no centro do dispositivo FIG. 2. Na ponta de cada braço
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7/10 telescópico (4) existe uma fixação do bloco guia (6). 3. Nesta forma de realização, o bloco guia (6) compreende duas placas paralelas (7) fixadas ao braço telescópico (4), enquanto que entre as referidas placas (7) na sequência são instalados rolos curvos (8). A abertura entre os rolos (8) é pelo menos igual ao diâmetro de secção transversal do membro vertical em forma de haste (1) a ser mantido entre eles.
[036] Variando os comprimentos dos braços telescópicos (4) é possível configurar estrutura tridimensional pre-tensionada com diferentes formas.
[037] O método para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas, que também explica o princípio de funcionamento do dispositivo, compreende as seguintes operações na sequência abaixo:
1. Um local e um centro geométrico para a estrutura são selecionados. Se a estrutura for moldada como parte de uma esfera, como um hemisfério (FIG. 4), o raio da estrutura também é determinado;
2. o local é nivelado sob o centro geométrico selecionado e uma base é colocada;
3. o material para a organização do sistema é selecionado e preparado. Materiais comumente usados são membros flexíveis (1), feitos por exemplo de madeira, plástico ou compósito com perfil de haste ou tubo;
4. a varredura para a estrutura é determinada, ou seja, o número de membros verticais e horizontais para a estrutura pretendida com forma hemisférica (ou mais complexa). A espessura do material e a varredura são determinadas com base na finalidade da estrutura e no tipo de material;
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5. o dispositivo para construção de estruturas autoportantes tridimensionais pre-tensíonadas (3) é então colocado na base e fixado na mesma;
[038] O número dos braços telescópicos (4) do dispositivo corresponde ao número de membros verticais em forma de haste da estrutura pretendida. Ao construir um hemisfério, o comprimento dos braços telescópicos (4) é um número constante igual ao raio da estrutura. Ao construir formas mais complexas, o comprimento de cada braço telescópico (4) pode variar em cada estágio do processo de construção, a fim de alcançar a forma tridimensional complexa pre-tensionada.
6. Os membros verticais em forma de haste (1) são colocados em intervalos regulares ao longo da circunferência da estrutura pretendida, e então eles são alimentados através dos blocos orientadores (6) dos braços telescópicos (4). Para melhor estabilidade, os membros (1) em forma de haste podem ser ancorados em cavidades preparadas por baixo dos blocos guia (6). As tomadas podem ser preparadas a partir de secções de tubos de metal com diâmetro Interno maior que o diâmetro do material selecionado que são direcionados para a base. Se uma base de concreto é colocada sob o perímetro exterior da estrutura, os membros flexíveis verticais podem ser afixados diretamente ao concreto.
7. O próximo estágio é o movimento ascendente dos blocos-gula, (6) dos braços telescópicos (4) ao longo dos membros verticais semelhantes as hastes correspondentes (1) As FIGS. 5 e 6, O movimento de cada bloco de guiamento (6) ao longo do membro de haste semelhante (1) o acentua e as forças formam um arco circular.
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9/10 [039] O movimento ascendente de todos os blocos guia (6) ao longo dos membros verticais em forma de haste (1) pode ser sequencial ou simultâneo.
8. Um membro circular horizontal (2) é colocado e afixado (soldado) ao redor dos membros verticais dobrados em forma de haste (1).
9. O movimento ascendente de cada braço telescópico (4) (em incrementos determinados pela varredura selecionada) é sequencialmente alternado com a conexão de um membro horizontal flexível em forma de haste (2) (circular no caso de um hemisfério ou com formato de contorno fechado mais complexo para uma estrutura com uma forma) ··· FIGS. 7 e 8. Os membros horizontais flexíveis da haste (2) são afixados rigidamente a cada membro vertical semelhante (1) por meio de um acessório ou por soldadura.
10. Quando toda a estrutura está completa, o dispositivo (3) está na configuração todos os braços em um feixe vertical FIG. 1. Neste ponto, a estrutura tridimensional construída é totalmente autoportante, e todas as forças / vetores que atuam na estrutura estão em equilíbrio. Nesta fase, o dispositivo (3) pode ser removido da estrutura e estar pronto para ser reutilizado.
11. Se o projeto exigir a realização de aberturas na estrutura (portas, janelas, etc.), os quadros com as dimensões necessárias e força são feitos primeiro, e depois afixados nas posições necessárias. As seções limítrofes da estrutura são afixadas (soldadas) regularmente aos quadros, e somente então o excesso de partes da estrutura contida nos quadros são cortadas. Qualquer corte de seções sem moldura da estrutura tensionada causariam a liberação abrupta da tensão com resultados catastróficos.
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12. A estrutura completa pode ser coberta com impermeabilização, ou com concreto, e pode ser usado para salas cívicas e de produção, residencial edifícios, estufas, templos, piscinas e outras estruturas FIG. 9

Claims (7)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Uma estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada, caracterizada por membros regularmente espaçados ligados um ao outro em sequência para formar um edifício dimensional ou parte dele. A referida estrutura autoportante tridimensional pretensionada, compreendendo membros do tipo hastes (I) que definem a forma vertical acentuados durante a construção da estrutura, assim como membros flexíveis em posição horizontal e / ou espiral (2) também tensionados durante a construção, cada um formando uma curva fechada e fixada rigidamente aos membros definidores da forma vertical (1).
  2. 2. A estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada da reivindicação 1 caracterizada por em cujos membros flexíveis (1 e 2) serem feitos de metal.
  3. 3. Um dispositivo para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas caracterizado por conter um número de braços telescópicos simetricamente e radíalmente posicionados (4) cada um articulado a um círculo (5) posicionado no centro do dispositivo, enquanto na ponta de cada braço telescópico (4) existe um bloco de guia que segura um elemento vertical semelhante a haste correspondente (1).
  4. 4. O dispositivo para construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas da reivindicação 3, em que o bloco gula é caracterizado por conter duas placas paralelas (7) fixadas nos braços telescópicos (4), enquanto que entre as placas (7) são instaladas rolos curvos de sequência (8), com a abertura entre os dois rolos (8) sendo pelo menos igual ao diâmetro da seção transversal ao membro vertebral vertical a ser mantido entre eles (1).
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  5. 5. Um método para construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas caracterizado por incluir as seguintes operações sequenciais na infraestrutura:
    - seleção de um centro geométrico para a estrutura pretendida;
    - posicionamento e afixação do círculo central (5) do dispositivo ao plano geométrico centro da estrutura;
    - configuração dos braços telescópicos (4) do dispositivo para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pre-tensionadas em conformidade com a sua finalidade tamanho e forma;
    - inserção de uma extremidade de cada membro vertical em forma de haste (1) através de um guia bloco (6) no respectivo braço telescópico (4) e na base;
    - em seguida, o movimento incrementai ascendente de cada braço telescópico (4) ao longo respectivo membro vertical flexível em forma de haste (1), em sequência ou simultaneamente, salientando assim o membro vertical flexível (1);
    - seguindo cada passo incrementai ascendente de todos os braços telescópicos (4), a elevação é fixada por meio de fixação de membros flexíveis horizontais (2) em torno dos membros flexíveis em forma de bastão (1) para formar um contorno;
    - o dispositivo (3) para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas são removidas após a conclusão da estrutura.
  6. 6. O método para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas da reivindicação 5, caracterizado pelas aberturas de qualquer estrutura serem feitas primeiro fazendo quadros com as dimensões necessárias e forma e, em seguida, afixá-los nas posições necessárias. As seções limítrofes da a estrutura são
    Petição 870190002844, de 10/01/2019, pág. 16/97
    3/4 então afixadas regularmente aos quadros e, em seguida, as partes excedentes a estrutura contidas nos quadros é cortada.
  7. 7. O método para a construção de estruturas autoportantes tridimensionais pretensionadas de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela estrutura autoportante tridimensional pre-tensionada assim erigida ser então revestida em malha de aço, gessada e acabada em um material de construção apropriado, como cimento, argila, mistura adesiva.
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