ES2224819A1 - Sistema de proteccion contra el fuego de uniones metalicas en estructuras de madera laminada encolada. - Google Patents
Sistema de proteccion contra el fuego de uniones metalicas en estructuras de madera laminada encolada.Info
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Abstract
Sistema de protección contra el fuego, de uniones metálicas en estructuras de madera laminada encolada. Ideado para evitar que se produzca el fallo prematuro de una estructura construida a base de madera laminada encolada, o similar, por causa de los conectores metálicos utilizados en el montaje de los distintos componentes de la estructura, a causa de un incendio. Consiste en recubrir con madera toda la superficie vista del conector metálico (1) de apoyo para las correas (2) de la estructura, estando dicho conector metálico (1) asegurado a la viga (3). La protección se consigue mediante placas de madera (11, 12, 13, 15, 16, 17) en una o varias capas para alcanzar un espesor predeterminado en función del tiempo estipulado para que el elemento metálico protegido (1) alcance la temperatura crítica de 300ºC cuando recibe calor a través de una capa de madera. Las distintas placas de tablero contrachapado se unen mediante cola intumescente y con tornillos o clavos cuya cabeza se empotra y protege con masilla intumescente, sellándose todas las juntas con está misma masilla y teniendo finalmente un acabado con barniz intumescente.
Description
Sistema de protección contra el fuego, de uniones
metálicas en estructuras de madera laminada encolada.
La presente invención, tal y como se expresa en
el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema
de protección contra el fuego, de uniones metálicas en estructuras
de madera laminada encolada, gracias al cual se evita que este tipo
de estructuras de madera cuyas piezas están unidas por conectores
metálicos que tienen una conductividad térmica muy alta (58 W/mºC),
sometidas a la acción del fuego, se derrumben prematuramente por
fallo del conector metálico y sus clavos o tornillos de sujeción,
y no por la sección resistente de la propia pieza de madera cuando
por causas de un incendio se haya ido debilitando y carbonizando de
forma controlada.
La normativa de protección contra incendios en
estructuras de madera, corresponde a la norma europea EN
1995-parte 1-2, al Eurocódigo 5,
parte 1-2, y a la Norma Básica de la
Edificación-Condiciones de Protección contra
Incendios (NBE-CPI 96).
Este sistema que la invención propone, trata de
conseguir que el fallo de una estructura de madera laminada
encolada, sometida a la acción de un incendio, sea porque al cabo
del tiempo de proyecto, que se obtuvo de conocer la velocidad
\beta_{0} de carbonización de la madera, se alcance la sección
resistente y no porque los elementos metálicos de unión entre
piezas de madera fallen por pérdida de sus propiedades metálicas en
un 50% de su magnitud al alcanzar del orden de 5000C de temperatura
en un tiempo desde el inicio del incendio de 5 minutos.
Por ello este sistema protege a todas las partes
metálicas de la estructura e impide que el calor llegue de
inmediato a las mismas y alcance las temperaturas que suponen la
pérdida de sus propiedades mecánicas. Este impedimento se realiza
debido a que los materiales constituyentes del sistema de
protección son la madera (coeficiente de conductividad térmica
\lambda =0,14 W/mºC) y a que la velocidad de carbonización
\beta_{0}=0,7 mm/min, lo que supone que la protección durará todo
el tiempo que determine el espesor de la madera de protección.
Las uniones metálicas utilizadas para el apoyo
de cerchas de madera laminada y similares, se consideran, de
acuerdo a la Norma Europea EN
1995-1-2, estables al fuego 60
minutos. Las uniones se consideran protegidas si los elementos de
protección están cubiertos con tacos o tableros derivados de la
madera, con un espesor mínimo de acuerdo a la ecuación
a_{1}=\beta_{0} (t_{1} -15)
En líneas generales y partiendo de la teoría
anterior, el sistema de protección contra el fuego, de uniones
metálicas en estructuras de madera laminada encolada, objeto de la
invención, consiste en ocultar ante la acción del fuego cualquier
elemento metálico que se utilice en la construcción de la
estructura de madera laminada encolada.
La madera laminada encolada se utiliza en la
fabricación de elementos estructurales de grandes dimensiones, tanto
en longitud como en sección, para componer estructuras
arquitectónicas de gran tamaño en construcciones, en las cuales es
técnicamente difícil utilizar otros materiales como acero u
hormigón, siendo además la utilización de la madera un medio para
dotar de nobleza arquitectónica al edificio en cuestión.
Si además este edificio se diseña para prevenir
un comportamiento estable durante un tiempo determinado en una
situación accidental de incendio, el hacerlo con madera laminada
encolada es la mejor solución que se puede utilizar, ya que los
elementos estructurales de madera en un incendio no sufren
dilataciones como el acero o el hormigón armado y por lo tanto la
estructura no se mueve y estructuralmente permanece estable y
soportando la carga para la que se proyectó en función de la
sección de los elementos que la componen (vigas, correas, tirantes,
etc.) y del grado de protección frente al fuego de los conectores
metálicos que unen las diferentes piezas de la estructura.
La protección se consigue al colocar sobre toda
la superficie del conector metálico, trozos de tablero
contrachapado, o similar, de acuerdo a la dimensión del conectador
metálico. El espesor de los tableros en una o varias capas viene
determinado por la fórmula anteriormente citada. Entre la
superficie de la pieza estructural de madera y la superficie
inferior del tablero de protección se colocan previamente unos
calzos continuados de madera para adsorber el grueso del conectador
metálico y conseguir así que los tableros de recubrición asienten
perfectamente y cierren totalmente el espacio. Estos calzos están
unidos al tablero protector y a la madera estructural soporte por
cola no combustible. La unión en todas las direcciones de los
tableros protectores igualmente están realizadas con cola de
resorcinol o cualquier otro tipo no combustible.
La unión del conjunto protector con la madera
estructural sobre el conectador metálico, se realiza con cola de
resorcina o similar, pudiendo realizarse también con clavos o
tornillos cuya cabeza esté protegida por empotramiento con un
espesor dado por la fórmula contemplada en la Norma EN
1995-1-2. Superficialmente el
conjunto estructural estará protegido por un barniz intumescente
"wood stofire" que a su vez realza la veta de la madera. Todas
las juntas están selladas con cordón de masilla "euromastic" o
similar. El espesor de la capa de barniz es preferentemente de
100\eta. Las dimensiones y número de los tornillos y clavos que
se utilicen, serán los adecuados al tamaño del conjunto
protector.
Para facilitar la comprensión de las
características de la invención y formando parte integrante de
esta memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en
cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
Figura 1.- Es una vista esquemática en
perspectiva, de la unión de una correa a la viga de soporte,
mediante un conector metálico que define el elemento de apoyo y
sujeción para la correa, en un forjado de vigas de madera laminada
encolada, sin haber realizado aún el sistema de protección contra
el fuego, acorde con la invención.
Figura 2.- Es una vista similar a la figura 1,
según la primera fase de protección contra el fuego, consistente en
situar calzos de madera para absorber los grosores de las paredes
del conector metálico de la figura 1.
Figura 3.- Es una vista similar a las figuras
anteriores, con el conector recubierto con una capa de tablero de
madera de un determinado espesor.
Figura 4.- Es una vista similar a la figura 3
incluyendo una segunda capa del mismo tablero de cubrición,
obteniendo así una pared protectora de la sección requerida acorde
con el tiempo de protección.
Haciendo referencia a la numeración adoptada en
las figuras, podemos ver cómo el sistema de protección contra el
fuego, de uniones metálicas en estructuras de madera laminada
encolada, que la invención propone, está aplicado en este ejemplo
de realización, a la protección de un conector metálico
referenciado en general con el número 1 utilizado para soporte y
elemento de unión de la correa 2 a la viga 3. El conector 1 de forma
general de "U" posee en prolongación acodada de sus ramas 4,
sendas extensiones 5 con orificios 6 y 7 de sujeción mediante
tornillos a la viga 3.
Las ramas 4 de la forma general de "U" y el
tramo de unión 8 de las mismas están dotados también de orificios 6
y 7 de ubicación de tornillos de sujeción de la correa 2 que
descansa sobre el tramo 8 y sobre cuyas caras laterales contactan
dichas ramas 4 de la forma en "U" del conector 1.
En el caso en que esta unión materializada por
el conector metálico 1, se dejara al descubierto, el fuego
incidiría directamente y en poco tiempo tendrían lugar
desprendimientos de los herrajes y posterior hundimiento del
forjado, por la falta de protección de los elementos metálicos de
unión de las piezas estructurales de madera laminada encolada. Los
clavos, tornillos y conectores se dilatan altamente debido a su
gran conductividad térmica, trasmitiendo asimismo a su entorno
inmediato de madera esta alta temperatura, con lo que la zona se
carboniza más rápidamente y pierde sus características resistentes,
de tal forma que los clavos se deslizan fácilmente de su prisión
de madera y el armado de la estructura cede y sucede el
derrumbamiento. Los elementos de madera laminada encolada, apenas
tienen, en el mismo tiempo, una carbonización superficial,
manteniendo prácticamente toda la sección resistente intacta, así
como el tablero que forma el techo del forjado, estado éste muchas
veces comprobado tanto en incendios reales como en ensayos.
Pues bien, acorde con la presente invención se
consigue el tratamiento ignífugo de las uniones acero- madera en
este tipo de estructuras, recubriendo el conector 1 con madera, en
la forma mostrada en las figuras 2 a 4. En primer lugar se procede
a situar los calzos 9 y 10 para absorber el grosor de las paredes
del conector 1, ajustando lo más posible con su periferia externa
para así no dejar cámara de aire alguna cuando se procede a colocar
la primera capa de protección mediante los tableros 11, 12 y 13,
según se muestra en la figura 3. El tablero 13 que cubre el tramo
horizontal 8 del conector metálico 1, tiene su zona más alejada de
la viga 3, descansando sobre otro calzo de madera 14 de forma
rectangular y sin recortes porque el borde del tramo horizontal 8
del conector metálico 1, es recto.
En la figura 4 se observa cómo se logra la
recubrición total del conector metálico 1, con el espesor deseado,
al disponer la segunda capa de tableros de madera, adosada a la
anterior. Esto se consigue con los tableros 15 y 16 que cubren las
superficies verticales, y el tablero 17 que se sitúa
horizontalmente en la parte inferior, cubriendo el tablero 13 y los
cantos de los tableros verticales 16, en este ejemplo de
realización mostrado en las figuras.
Con esta disposición, todos los paneles de
protección, así como los calzos, materializan una especie de caja
de madera íntimamente adosada al conector 1, de tal forma que la
distancia mínima de cualquier punto del conector metálico 1 a la
cara expuesta al fuego, es al menos igual a la dimensión mínima
calculada en función del tiempo de protección.
Los tornillos o clavos de armado de la cubrición
de madera (placas de tablero contrachapado en una o varias capas en
función de la distancia de protección), no representados en las
figuras, quedan embutidos y su cabeza protegida con masilla
intumescente. Como hemos dicho anteriormente, también todas las
juntas se sellan con esta masilla intumescente y finalmente se
procede a un acabado con barniz de esta misma característica
ignífuga que además resalta la veta de la madera, consiguiendo un
alto grado de acabado estético.
Claims (5)
1. Sistema de protección contra el fuego, de
uniones metálicas en estructuras de madera laminada encolada, con
el que se consigue evitar que se produzca el fallo prematuro de la
estructura por causa de los conectores metálicos utilizados en las
uniones, caracterizado porque consiste en recubrir toda la
superficie vista del conector metálico (1), con placas de madera
(11, 12, 13, 15, 16, 17) en una o varias capas para alcanzar un
espesor predeterminado dependiendo del tiempo estipulado para que
el elemento metálico o conector (1) protegido, alcance la
temperatura crítica de 300QC cuando recibe calor a través de una
capa de madera cuya velocidad de carbonización y coeficiente de
conductividad térmica son conocidos, lo que supone que la
protección será proporcional al espesor dado a la madera de
protección.
2. Sistema de protección contra el fuego, de
uniones metálicas en estructuras de madera laminada encolada, según
reivindicación 1, caracterizado porque los tornillos o
clavos de armado de la cubrición de madera quedan embutidos y su
cabeza protegida con masilla intumescente, así como todas las
juntas selladas con dicha masilla y teniendo finalmente un acabado
con barniz intumescente.
3. Sistema de protección contra el fuego, de
uniones metálicas en estructuras de madera laminada encolada, según
reivindicación 1, caracterizado porque las placas de madera
de protección (11, 12, 13) se prolongan más allá del borde del
conector metálico (1), rellenándose el espacio correspondiente al
grosor de la pared de dicho conector metálico (1), con láminas o
calzos de madera (9, 10, 14).
4. Sistema de protección contra el fuego, de
uniones metálicas en estructuras de madera laminada encolada, según
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unión
en todas direcciones de las placas de madera de protección (11, 12,
13, 15, 16, 17), así como los calzos de madera (9, 10, 14), se
efectúa con colas no combustibles.
5. Sistema de protección contra el fuego, de
uniones metálicas en estructuras de madera laminada encolada, según
reivindicación 1, caracterizado porque la unión del conjunto
protector que materializa una caja de madera, a la estructura de
madera, recubriendo el conector metálico (1), se realiza con cola
de resorcina o similar y/o con clavos o tornillos con cabeza
embutida y tapada con masilla intumescente.
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Cited By (3)
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- 2002-10-24 ES ES200202460A patent/ES2224819B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2224819B1 (es) | 2007-07-16 |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
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