ES2121637T5 - Dispositivo para unir y absorber fuerzas transversales procedentes de dos piezas constructivas separadas por una rendija. - Google Patents
Dispositivo para unir y absorber fuerzas transversales procedentes de dos piezas constructivas separadas por una rendija.Info
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Abstract
EN UN DISPOSITIVO PARA LA UNION DE PARTES (1,2) CONSTRUCTIVAS SEPARADAS A TRAVES DE UNA JUNTA (3) Y PARA LA RECEPCION DE FUERZAS TRANSVERSALES, EN PARTICULAR A BASE DE HORMIGON, SE HA PREVISTO UN MANDRIL (5) A PARTIR DEL CUAL SE INTRODUCEN AMBAS ZONAS EXTREMAS EN UN PRIMER COMPONENTE (1) CONSTRUCTIVO. EN EL SEGUNDO COMPONENTE (2) SE INTRODUCE UN CASQUILLO (6), EN DONDE PENETRA EN OTRA DE AMBAS ZONAS EXTREMA DEL MANDRIL (5). EN LA ZONA DE LA JUNTA (3) SE DISPONE EN EL MANDRIL (5) Y EN EL CASQUILLO (6) UN DISCO DE TIPO DE BRIDA (8 O 9), QUE SE DIRIGE DE FORMA ESENCIALMENTE EN ANGULO RECTO CON RESPECTO AL MANDRIL (5) Y EL CASQUILLO (6). EN CADA DISCO (8 O 9) DE TIPO DE BRIDA SE DISPONE DE UNA PLACA (12 O 13), QUE SE ELEVA HACIA EL INTERIOR EN LOS COMPONENTES (1 O 2) RESPECTIVOS. ESTAS PLACAS (12 O 13) PUEDEN ALOJARSE DE FORMA RESPECTIVA SOBRE LAS CARAS DEL MANDRIL (5) O DEL CASQUILLO (6), QUE SE COLOCAN DE FORMA OPUESTA PARA LA TRANSMISION DE LAS FUERZAS DE REACCION SOBRE LOS COMPONENTES (1 O2) CORRESPONDIENTES DE LOS LADOS (10 O 11) CARGADOS A PRESION DEL MANDRIL (5) O DEL CASQUILLO 6). CON ELLO SE CONSIGUE LA INTRODUCCION DE LA FUERZA DE REACCION EN EL HORMIGON DE LOS COMPONENTES (1 O 2) CORRESPONDIENTES DE UNA FORMA OPTIMA.
Description
Dispositivo para unir y absorber fuerzas
transversales procedentes de dos piezas constructivas separadas por
una rendija.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para unir y absorber fuerzas transversales procedentes
de dos piezas constructivas separadas por una rendija, en especial
de hormigón, conforme al preámbulo de la reivindicación 1. Un
dispositivo de este tipo es conocido por el documento EP 0 059
171.
Los dispositivos de este tipo se utilizan para
unir piezas constructivas de estructuras elevadas y subterráneas
como tejas, placas base, cubiertas, paredes, vigas, apoyos, muros de
apoyo o piezas de estos entre sí o a otras piezas constructivas.
Estas piezas constructivas se han fabricado en la mayoría de los
casos a partir de hormigón, pero también puede pensarse en otros
materiales. Para ello se dispone la parte del manguito de una de
las piezas constructivas a unir, la parte del mandril en la pieza
constructiva que se debe unir con ella, de tal forma que el mandril
sobresale de la pieza constructiva correspondiente y penetra, en su
situación terminal, en el manguito dispuesto en la otra pieza
constructiva. Por medio de esto pueden transmitirse las fuerzas
transversales que se producen entre las piezas constructivas. Aparte
de tener la posibilidad de absorber las fuerzas considerables
transversales respecto al eje longitudinal, el mandril debe poder
desplazarse libremente a lo largo del manguito y permanecer allí,
para que las piezas constructivas puedan dilatarse y contraerse de
forma no forzada bajo el efecto de diferentes temperaturas así como
por motivo de los efectos de contracción y
fluencia.
fluencia.
El problema principal de los dispositivos de
este tipo para unir piezas constructivas, por ejemplo de hormigón,
son las presiones locales muy elevadas sobre el hormigón debajo del
mandril de acero en el borde de la rendija. Aquí existe el peligro
de que el hormigón se quiebre por el borde de la rendija, con lo que
puede producirse un grave riesgo para la seguridad del soporte de
la estructura del mandril. Para mantener estas presiones sobre el
hormigón dentro de unos límites permisibles, en una disposición
sencilla de mandril y manguito para unir dos piezas constructivas
debería disponerse un gran número de mandriles y manguitos. Debido a
que los mandriles y los manguitos deben estar compuestos por un
material resistente a la corrosión o por un material protegido
contra la corrosión, una solución de este tipo se hace más costosa,
siendo también grande el gasto en trabajo para la colocación de
estos mandriles y
manguitos.
manguitos.
Una posibilidad de mantener las presiones sobre
el hormigón dentro de unos límites permisibles consiste en que,
mediante la disposición de un cuerpo de soporte macizo entre el
mandril o el manguito y el hormigón circundante, se transmita al
hormigón la fuerza que se produce a través de una superficie mayor.
Los cuerpos de soporte de este tipo se han representado por ejemplo
en el documento estadounidense
US-A-2 194 718. Debido a que los
cuerpos de soporte aquí mostrados se han reforzado especialmente, se
siguen produciendo por el lado de la presión unas presiones sobre
el hormigón localmente elevadas, ya que la aplicación de la fuerza
no es óptima.
En el documento europeo
EP-B-0 032 105 se muestran
igualmente unos cuerpos de soporte macizos adecuados, que son más
flexibles elásticamente respecto al mandril o al manguito, por medio
de lo cual se reducen los valores máximos producidos de la presión
sobre el hormigón y pueden transmitirse las fuerzas transversales de
forma más uniforme.
La misión de la invención consiste entonces en
reducir aún más las extremadamente elevadas presiones del material
de las piezas constructivas correspondientes, debajo del mandril y
del manguito en el borde de la rendija.
La solución de esta misión se realiza conforme a
la invención mediante las particularidades indicadas en la parte de
características de la reivindicación 1.
Mediante esta configuración del soporte fijador
del mandril y del manguito se obtiene una descarga directa del
mandril y del manguito antes de su entrada en la pieza constructiva.
Esta descarga se produce a través de la arandela de tipo brida
dispuesta en el borde de la rendija, transfiriéndose la fuerza
absorbida por esta arandela a la placa unida a la arandela y
transmitiéndose desde aquella al material circundante, por ejemplo
al hormigón.
Mediante esta disposición conforme a la
invención se incluye para la transmisión de la fuerza una zona muy
grande del material circundante de las piezas constructivas, por
ejemplo del hormigón, por medio de lo cual puede obtenerse una
mayor resistencia a la rotura del material de las piezas
constructivas.
Se obtiene una fabricación sencilla y económica
del dispositivo por medio de que la arandela de tipo brida y la
placa de la disposición de mandril y manguito se han conformado a
partir de una pieza, lo que se consigue por ejemplo mediante el
descanteado de un perfil plano.
La zona terminal de la placa que entra dentro de
la pieza constructiva puede mostrar de forma ventajosa una parte
doblada, por medio de lo cual se mejora el anclaje de la placa en la
pieza constructiva.
Para seguir mejorando el anclaje, la zona
terminal de la placa alejada de la arandela de tipo brida puede
estar unida a la zona del manguito o del mandril que entra dentro de
la pieza constructiva correspondiente, lo que puede obtenerse por
ejemplo a través de un alma.
Una configuración ventajosa de la invención
consiste en que, con relación al mandril o al manguito respecto a
la placa, se aplique una segunda placa dispuesta simétricamente en
la arandela en forma de brida, que muestre de forma ventajosa las
mismas dimensiones que la placa. De esta forma puede absorberse de
forma óptima cualquier dirección de la fuerza que pueda cambiar en
la misma pieza constructiva, evitándose además que en una obra
pueda montarse incorrectamente el dispositivo conforme a la
invención, por ejemplo porque se coloque la placa sobre el lado
"incorrecto" del mandril o del manguito.
De las otras reivindicaciones subordinadas se
deducen unas configuraciones ventajosas de la invención.
A continuación se ilustran con más detalle a
título de ejemplo unas formas de ejecución del dispositivo conforme
a la invención, con base en los dibujos anejos.
Aquí muestran
la fig. 1 una vista sobre el mandril y el
manguito con arandela de tipo brida y placa, en situación de
aplicación a las piezas constructivas;
la fig. 2 una vista en planta sobre el
mandril y el manguito con arandela y placa representados en la fig.
1;
la fig. 3 una representación estereoscópica
de una estructura sencilla de arandela de tipo brida y placa para
un mandril;
la fig. 4 una representación estereoscópica
de arandela de tipo brida y placa para un mandril, estando unida la
placa al mandril por la zona terminal alejada de la arandela en
forma de brida;
las figs. 5 a 7 en cada caso una representación
estereoscópica de una arandela de tipo brida y placa para un
mandril con diferentes elementos de anclaje;
la fig. 8 una vista sobre el mandril y el
manguito aplicados a las piezas constructivas con unas segundas
placas dispuestas simétricamente respecto a la placa; y
la fig. 9 una representación estereoscópica
del dispositivo conforme a la invención indicado en la fig. 8.
En las figs. 1 y 2 se ha representado en cada
caso un sector de una primera pieza constructiva 1 y de una segunda
pieza constructiva 2. Las piezas constructivas 1 y 2, que están
compuestas por ejemplo de hormigón, están separadas entre sí por
medio de una rendija 3. En la primera pieza constructiva 1 se ha
introducido una zona terminal 4 de un mandril 5. En la segunda
parte constructiva 2 se ha introducido un manguito 6 prácticamente
tubular, en el que penetra la otra zona terminal 7 del mandril 5.
Mediante esta unión de las dos piezas constructivas 1 y 2, éstas
pueden moverse en la dirección del eje longitudinal del mandril 5 o
del manguito 6 una respecto a la otra, por ejemplo para la
absorción de dilataciones térmicas, mientras que se mantienen
fijadas transversalmente respecto al mandril 5 o al manguito 6.
Se ha dispuesto una arandela 8 ó 9 de tipo brida
en cada caso por las zonas marginales de las piezas constructivas 1
y 2 que forman la rendija 3. Estas arandelas 8 y 9 de tipo brida
están situadas en cada caso formando un ángulo recto respecto al
mandril 5 o al manguito 7. La arandela 8 de tipo brida está
atravesada por el mandril 5 y está unida fijamente a éste, lo que
se produce por ejemplo mediante soldadura. La arandela 9 de tipo
brida está atravesada por su parte por el manguito y también está
unida a éste de forma fija.
Partiendo de que la segunda pieza constructiva 2
es un elemento de apoyo y la primera pieza constructiva 1 un
elemento puente, la fuerza de reacción que debe transferirse al
hormigón de la pieza constructiva 2 actúa desde el manguito 6 en la
fig. 1 en la dirección de la flecha B, mientras que la fuerza de
reacción del mandril 5 que debe transferirse al hormigón de la
pieza constructiva 1 actúa en la dirección de la flecha A. Como
consecuencia de ello, en la fig. 1 para el manguito 6 el lado 11
sometido a presión está abajo, mientras que para el mandril 5 el
lado 10 sometido a presión está arriba.
A las dos arandelas 8 y 9 de tipo brida se ha
aplicado en cada caso una placa 12 ó 13, que entra dentro de la
pieza constructiva 1 ó 2 correspondiente. Las dos placas 12 y 13
están orientadas en paralelo respecto al mandril 5 y al manguito 6.
Las placas 12 y 13 llegan a asentarse de tal forma en la pieza
constructiva 1 ó 2 correspondiente, que se encuentran enfrente del
lado 10 sometido a presión del mandril 5 o del lado 11 sometido a
presión del manguito 6. Las placas 12 y 13 se han dispuesto en cada
caso separadas del mandril 5 o del manguito 6.
Con esta disposición se absorbe mediante la
arandela 8 de tipo brida la carga máxima, que se produce en el
borde del lado de la rendija de la pieza constructiva 1, y se
transmite a través de la placa 12, de forma ventajosa, al hormigón
de la pieza constructiva 1. Por medio de esto se evitan unas
excesivas presiones locales de la pieza constructiva 1 sobre el
hormigón, en especial en la zona marginal del lado de la rendija. De
la misma forma se produce la transmisión de la carga máxima, por el
borde del lado de la rendija de la pieza constructiva 2, a través
de la arandela 9 de tipo brida a la placa 13 y desde ésta al
hormigón. Por medio de esto se evita el peligro de rotura del
hormigón por el borde de la rendija.
Según las dimensiones y la magnitud de las
fuerzas que deben transmitirse pueden dimensionarse adecuadamente
el mandril 5 y el manguito 6, las arandelas 8 y 9 de tipo brida, las
placas 12 y 13 y su distancia al mandril 5 o al manguito 6.
Para mejorar el anclaje de las placas 12 y 13 en
el hormigón de las piezas constructivas 1 y 2, la zona terminal de
las placas 12 y 13 que entra en cada caso dentro de la pieza
constructiva 1 ó 2 muestra una parte doblada 14 ó 15.
La fig. 3 muestra una forma de ejecución que
puede fabricarse de forma sencilla y económica de un mandril 5 con
una arandela 8 de tipo brida y una placa 12, lográndose la arandela
8 de tipo brida y la placa 12 de forma sencilla mediante un único
descanteado de un perfil plano.
En el ejemplo de ejecución representado en la
fig. 4 se han conformado la arandela 8 de tipo brida y la placa 12
de la misma forma que en la fig. 3, estando acodada de nuevo la zona
terminal de la placa 12, por medio de lo cual se forma un alma 16,
que es atravesada por el mandril 5 como la arandela 8 de tipo brida.
Con esta configuración se obtiene un buen anclaje, en especial de
la placa 12 en el hormigón de la pieza constructiva.
Las formas de ejecución representadas en las
figs. 5 a 7 muestran la misma estructura que la forma de
configuración según la fig. 3, compuesta por una arandela 8 de tipo
brida, una placa 12 y un mandril 5, estando previstos unos
elementos adicionales 17 de anclaje, que en la forma de
configuración según la fig. 5 se han conformado como unas barras 18
de armadura, que están unidas fijamente a la placa 12, y en la forma
de configuración conforme a la fig. 6 están formadas por unos
pernos 19 de anclaje, que están fijados verticalmente sobre la
placa 12 y que en la forma de configuración según la fig. 7 están
formados por unos estribos 20 de armadura, los cuales se han fijado
en cada caso a la placa 12 y a la arandela 8 de tipo brida. Con
estas disposiciones se obtiene un mejor anclaje en el hormigón de
la pieza constructiva correspondiente.
Como es natural, todas las formas de ejecución
representadas en las figs. 3 a 7 pueden utilizarse también de
idéntica forma para la configuración del manguito 6.
En las figs. 8 y 9 se ha representado otro
ejemplo de ejecución del dispositivo conforme a la invención.
Como en las formas de ejecución descritas
anteriormente se han introducido un mandril 5 y un manguito 6 en la
primera pieza constructiva 1 o en la segunda pieza constructiva 2,
estando separadas ambas por una rendija 3. Para ello, el mandril 5
entra dentro del manguito 6. El mandril y el manguito muestran una
arandela 8 ó 9 de tipo brida, a la que se ha aplicado en cada caso,
como ya se ha descrito, una placa 12 ó 13. La placa 12 y la placa
13 están unidas en cada caso, a través de un alma 16, a la zona
posterior del mandril 5 o del manguito 6.
Con relación al eje del mandril o al eje del
manguito se ha aplicado, simétricamente respecto a la placa 12 ó
13, en cada caso una segunda placa 21 ó 22 a la arandela 8 ó 9 de
tipo brida. La zona terminal alejada de la arandela 8 ó 9 de tipo
brida de esta segunda placa 21 ó 22 está unida igualmente, a través
de un alma 23, al mandril 5 o al manguito 6. La arandela 8 de tipo
brida, la placa 12, el alma 16, la segunda placa 21 y el alma 23
pueden fabricarse de una forma más sencilla y económica mediante
unos acodamientos adecuados a partir de un perfil plano. Lo mismo
puede aplicarse para la disposición del lado del manguito.
Mediante la disposición simétrica de una segunda
placa 21 ó 22 respecto a la placa 12 ó 13 es reducido el riesgo en
especial en trabajos de montaje, de que los dispositivos conforme a
la invención se dispongan "al revés" en la pieza constructiva
correspondiente, lo que podría suceder en especial en los ejemplos
de ejecución anteriores, por medio de lo cual se perdería
naturalmente la efectividad que se pretende con ellos.
Como puede deducirse en especial de la fig. 9,
las placas 12 y 13 y las segundas placas 21 y 22 muestran por los
bordes laterales en cada caso una escotadura 24, que muestra en cada
caso una separación igual de grande respecto a la arandela 8 ó 9 en
forma de brida correspondiente. En estas escotaduras 24 llegan a
asentarse en cada caso las almas base 25 de un estribo 26 de
anclaje, sujetándose éstas mediante un efecto de apriete y
creándose una unión fija en estado de incrustación en el
hormigón.
Para la fabricación de piezas constructivas de
hormigón se fijan los elementos del manguito a las paredes del
encofrado correspondientes. Para ello se ha aplicado un dispositivo
27 de sujeción a la arandela 9 de tipo brida, el cual se ha
conformado en forma de un perfil plano, que está dotado de unos
taladros, por ejemplo para su fijación a la pared del encofrado con
unos clavos. Las aberturas delantera y trasera del manguito 6
pueden obturarse mediante unas cubiertas, para evitar que entre
hormigón o lechada de cemento en la parte interior del manguito.
Después puede incrustarse en el hormigón la pieza constructiva 2.
Después del fraguado del hormigón se produce el desencofrado de la
pieza constructiva 2. La pieza constructiva 1 limítrofe se fabrica
en una etapa ulterior. Para ello se insertan después del encofrado
los mandriles 5 correspondientes de los elementos del mandril en
los manguitos 6 incrustados en el hormigón de los elementos del
manguito, para lo que se quitan las cubiertas correspondientes del
manguito. Al mismo tiempo se crea por lo general el aislamiento de
la rendija, tras lo cual se realiza la colocación de la armadura y
la incrustación en el hormigón de la pieza constructiva 1.
Para que durante la incrustación en el hormigón
de los elementos del mandril o de los elementos del manguito no
quede encerrado nada de aire, pueden preverse en las placas 12 y 13
y en las segundas placas 21 y 22 unas aberturas 28.
Según la aplicación pueden dimensionarse de
forma adecuada, como ya se ha descrito anteriormente, los elementos
del mandril y los elementos del manguito. Esto se refiere igualmente
a las arandelas de tipo brida y a las placas. El mandril y el
manguito pueden mostrar prácticamente la sección transversal
coincidente que se quiera, y el mandril puede mostrar una sección
transversal hueca o una sección transversal híbrida a partir de
varias materias primas. La selección del material se realiza
igualmente en dependencia de la aplicación, empleándose de forma
ventajosa aceros resistentes a la corrosión.
Con este dispositivo conforme a la invención
puede obtenerse una unión y una absorción seguras de fuerzas
transversales procedentes de dos piezas constructivas. Para ello y a
causa de la aplicación favorable de fuerzas, las piezas
constructivas pueden mostrar un espesor más reducido, y en especial
la placa 12 ó 13 puede disponerse en cada caso muy cerca de la
superficie de la pieza constructiva correspondiente. A causa de la
mayor seguridad contra roturas del hormigón, también puede
reducirse el número de los dispositivos conforme a la invención.
Claims (13)
1. Dispositivo para unir dos piezas
constructivas separadas por una rendija, en especial de hormigón,
que es adecuado para absorber fuerzas transversales que actúan en
esencia en una dirección y/o en su dirección opuesta, que
comprenden, cada una de ellas, un mandril del que una de sus dos
zonas terminales se puede introducir en la primera pieza
constructiva, y un manguito que se puede introducir en la segunda
pieza constructiva, en el cual penetra la otra de las dos zonas
terminales del mandril, estando dispuesta en cada caso en el mandril
y en el manguito, en la zona de la rendija, una arandela de tipo
brida, la cual está orientada esencialmente en ángulo recto
respecto al mandril y al manguito y la cual se puede introducir al
menos parcialmente en la pieza constructiva correspondiente, y cada
arandela (8, 9) de tipo brida está dotada de al menos una placa (12
ó 13) que entra dentro de la pieza constructiva (1 ó 2)
correspondiente y está separada del mandril (5) o del manguito (6),
caracterizado porque las arandelas (8; 9) de tipo brida están
atravesadas por el mandril (5) o el manguito (6) y pueden ser
orientadas de tal forma en la pieza constructiva (1; 2)
correspondiente, que la placa (12; 13) aplicada a ella está situada
en cada caso sobre el lado del mandril (5) o del manguito (6) que,
durante la transmisión de las fuerzas de reacción (A; B) a la pieza
constructiva (1; 2) correspondiente, está situado enfrente del lado
(10 u 11) sometido a presión del mandril (5) o del manguito (6).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la placa (12 ó 13) está dispuesta en
paralelo respecto al mandril (5) o al manguito (6).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la arandela (8; 9) de tipo brida y la
placa (12; 13) están compuestas por una pieza que forma un
ángulo.
4. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la zona terminal
de la placa (12; 13) que entra dentro de la pieza constructiva (1;
2) muestra una parte doblada (14).
5. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la zona terminal
de la placa (12; 13) alejada de la arandela (8; 9) de tipo brida
está unida, a través de un alma (16), a la zona del mandril (5) o
del manguito (6) que en cada caso entra dentro de la pieza (1; 2)
correspondiente.
6. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la placa (12;
13) está dotada de unos elementos (17) de anclaje adicionales.
7. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque con relación al
mandril (5) o al manguito (6) respecto a la placa (12 ó 13), se
aplica una segunda placa (21 ó 22) dispuesta simétricamente en la
arandela (8 ó 9) en forma de brida, que muestra prácticamente las
mismas dimensiones que la placa (12 ó 13).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque la placa (12; 13), la arandela (8; 9) de
tipo brida y la segunda placa (21; 22) se han conformado a partir
de una pieza mediante unos acodamientos.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque mediante otros acodamientos de la pieza
plana se han conformado las almas (16; 23), por medio de las cuales
se han unido la placa (12; 13) y la segunda placa (21; 22), en la
zona terminal alejada de la arandela (8; 9) en forma de brida, al
mandril (5) o al manguito (6).
10. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la placa (12;
13) y la segunda placa (21; 22) están dotadas por los bordes
laterales en cada caso de una escotadura (24), que muestra
prácticamente una separación igual de grande respecto a la arandela
(8; 9) en forma de brida, y porque en estas escotaduras (24) puede
aplicarse en cada caso una de las dos almas base (25) de un estribo
(26) de anclaje que discurren verticalmente respecto a la placa (12;
13) y a la segunda placa (21; 22).
11. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la placa (12;
13) y, dado el caso, la segunda placa (21; 22) están dotadas de al
menos una abertura (28).
12. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en la arandela
(9) en forma de brida que se ha aplicado al manguito (6), se ha
dispuesto un dispositivo (27) de fijación en forma de un perfil
plano.
13. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al menos el
extremo del manguito (6) alejado de la arandela (9) en forma de
brida está dotado de una cubierta encajable.
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