ES2236898T3

ES2236898T3 - Elemento estructural y metodo para formar una cercha.

Info

Publication number: ES2236898T3
Application number: ES98918971T
Authority: ES
Inventors: Kevin William Weeks
Original assignee: Weeks Peacock Quality Homes Pty Ltd
Current assignee: Weeks Peacock Quality Homes Pty Ltd
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2005-07-16
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: EP1213402A1; ATE289649T1; CA2288127C; JP3936746B2; EP0979331A1; AU724264B2; CN1109796C; DE69829109D1; JP2002266461A; BR9809431A; AUPO650097A0; HUP0002898A2; IL132420A0; KR20010006296A; TR199902691T2; JP2001523312A; WO1998049409A1; NZ500629A; ID23154A; AU7198798A

Abstract

La presente invención se refiere a un órgano estructural (10) para ser usado como cuerda (41, 42) para formar una armadura de tejado para un edificio. La invención reside ampliamente en un aspecto en un órgano alargado estructural abierto (10) que tiene una sección recta que incluye un gran reborde (14), y un alma (14) que interconexiona los mencionados rebordes y que tiene un eje de la sección (11a) formando ángulos rectos con el eje longitudinal (11b) del órgano estructural (10) y que pasa a través de los rebordes (12, 13) y en cuyo interior la mencionada alma (14) incluye una parte lineal (17) que esencialmente coincide con el eje de la sección (11a) y una parte divergente (18) que se extiende a un lado del eje de la sección (11a); el mencionado gran reborde (13) se extiende desde la mencionada parte divergente (18) hasta el lado opuesto del mencionado eje de la sección (11a), estando la configuración de la sección de tal modo que un órgano abierto correspondiente invertido y revertido es inestable dentro del mencionado órgano estructural abierto (10) con sus respectivas partes de secciones lineales (17) a lo largo unos de otros y con cada reborde menor (12) situado en una relación de contacto contra el lado inferior del gran reborde adyacente (13).

Description

Elemento estructural y método para formar una cercha.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un elemento estructural para la construcción de edificios, por ejemplo, viviendas. La invención tiene una aplicación específica pero no exclusiva en el uso como un cordón para conformar una cercha de cubierta para un edificio.

Estado anterior de la técnica

Una cercha metálica de cubierta se suele construir con cordones de sección en caja y elementos alma de sección en "C". Los cordones con sección en caja son conformados por dos secciones en "C" individualmente laminadas y elaboradas a continuación por conformación abollonada para su colocación y/o anclaje mediante la soldadura, ribeteado, punzonado o atornillado a fin de cerrar las dos secciones "C". La fabricación de la sección constituye una operación especializada que aumenta el coste y tiempo de la fabricación de un cordón.

Las secciones abiertas suelen ser más rápidas y más económicas de fabricar que las secciones en caja compuestas por dos secciones en "C", pero les falta la resistencia y la rigidez necesaria para los cordones. De este modo, cuando se utilizan secciones abiertas, como las secciones en canal y las secciones en "Z" en la fabricación de los armazones de construcción y las cerchas de cubiertas, se han de tomar precauciones adicionales como la disposición de secciones sobredimensionadas o apoyos estructurales adicionales para compensar sus deficiencias inherentes de resistencia. Este proceso aumenta naturalmente el coste de muchas estructuras conformadas de este modo.

Además, para efectuar las uniones entre los cordones superiores e inferiores y entre los elementos alma se suele necesitar unos elementos de unión especiales o la conformación para la soldadura, otro aspecto que aumenta el coste y la complejidad de dichas estructuras.

La EP-A-0637656 se relaciona con una cercha fabricada de elementos estructurales con elementos de cordón, elementos alma y conectores para las uniones de los mismos, que permiten la fabricación de la cercha con los elementos de cordón tumbados en posición horizontal y el amontonamiento plano de las cerchas, una encima de otra.

Resumen de la invención

Constituye un objeto de la presente invención proporcionar un elemento estructural alternativo adecuado para conformar el cordón de una cercha u otro elemento estructural.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un elemento estructural abierto y alargado con una sección transversal que incluye una brida menor, una brida mayor, y un alma que interconecta dichas bridas y que tiene un eje de sección perpendicular con respecto al eje longitudinal del elemento estructural y en el cual:

Dicha alma incluye una porción lineal que se extiende de forma sustancialmente coincidente con el eje de la sección y una porción divergente que se extiende hacia un lateral de dicho eje de sección;

dicha brida menor se extiende lateralmente desde dicho eje de sección hacia dicho lateral;

dicha brida mayor se extiende desde dicha porción divergente hacia el lado opuesto de dicho eje de sección e incluye un retorno de la brida mayor, caracterizado en que el retorno de la brida mayor queda alejado del lado opuesto del eje de sección por una cantidad idéntica o ligeramente superior a la distancia por la que se extiende la brida menor desde un lado del eje de sección y la configuración de la sección es de tal modo que un elemento estructural de sección similar se puede invertir, inclinar y encajar con dicho elemento estructural con las respectivas porciones lineales colindantes y con cada una de las bridas menores en una relación colindante con la brida mayor adyacente donde queda parcialmente limitado por el retorno de la brida mayor, de modo que se impida la separación de las porciones lineales colindantes.

La porción lineal puede tener cualquier longitud adecuada pero preferentemente la porción lineal se extiende a lo largo de una porción mayor del eje de sección entre las bridas. El término "adecuado" se cualifica según el uso específico del elemento estructural abierto y si se utiliza un elemento correspondiente la longitud de la porción lineal permitirá convenientemente el solapamiento de las porciones de sección lineal o de porciones de las mismas.

La porción divergente puede tener cualquier forma adecuada y puede ser curva, recta, o constar de una serie de segmentos rectos. En una realización preferente la porción divergente es una porción única recta y la brida mayor se extiende a un ángulo agudo desde la porción divergente.

La porción lineal se conecta con la brida menor en su extremo opuesto a la porción divergente. La brida menor se extiende preferentemente desde la porción lineal a un ángulo de aproximadamente 90 grados. De forma alternativa, la porción lineal puede incluir una segunda porción divergente que se extiende hacia la brida menor. La segunda porción divergente puede ser curva, recta o constar de una serie de segmentos rectos.

La brida menor es preferentemente más corta que la brida mayor y, más preferentemente, más corta que la sección de la brida mayor que se extiende entre el eje de sección y el extremo de la brida mayor distante de la porción divergente, denominada en lo sucesivo su "reborde libre". Preferentemente la intersección con el eje de sección se produce aproximadamente a medio camino a través de la brida mayor.

Preferentemente las bridas serán sustancialmente planas o al menos serán sustancialmente planas las porciones de las mismas que sean sustancialmente opuestas diagonalmente con respecto al eje de sección. Preferentemente las bridas o al menos las porciones planas de las mismas serán sustancialmente paralelas.

El elemento estructural abierto incluye preferentemente un medio de limitación para limitar el movimiento lateral con respecto al eje de sección de los elementos conectados a lo largo del eje de sección. El medio limitador será preferentemente una brida de retorno que se extiende a lo largo del reborde libre de la brida mayor.

La brida mayor y/o la menor terminan preferentemente en una brida de retorno. La brida de retorno retorna de forma sustancialmente paralela al eje de sección. Preferentemente la brida de retorno de la brida mayor se separa del eje de sección en un punto más alejado que el reborde libre de la brida menor, de modo que un correspondiente elemento estructural abierto invertido y al revés pueda encajarse dentro del elemento estructural.

El elemento estructural abierto tiene preferentemente una forma asimétrica y permite el alojamiento de un elemento estructural abierto invertido y al revés en el interior de la brida menor de un elemento estructural abierto localizable dentro de la brida mayor del otro elemento estructural abierto así como el solapamiento de las porciones lineales de sección.

En un aspecto adicional la invención constituye de forma amplia un elemento estructural abierto y alargado con una brida menor, una brida mayor y un alma que interconecta dichas bridas y una porción de alma plana que se extiende perpendicularmente con respecto a las bridas menor y mayor y en la cual:

dicha alma incluye una porción divergente que se extiende hacia un lado de dicha porción plana;

dicha brida menor se extiende hacia un lado de dicha porción planar;

dicha brida mayor se extiende desde dicha porción divergente hacia el lado opuesto de dicha porción plana;

dicha brida menor y dicha brida mayor tienen sendos retornos a lo largo de su respectivos extremos libres y en que

la configuración es de tal modo que un correspondiente elemento estructural abierto, invertido y al revés se pueda ubicar con su porción plana junto a la parte plana de dicho elemento estructural y cada brida menor, incluyendo su retorno, se pueda situar dentro de la zona definida por la brida de retorno adyacente de la brida mayor.

Otro aspecto de la invención constituye un elemento de cordón de una cercha, siendo cada elemento de cordón de la cercha un elemento estructural abierto del modo anteriormente descrito, en el que el elemento de cordón puede colocarse con su brida mayor más hacia el exterior y con interconexiones entre elementos de cordón que se intersecan construidas mediante la extensión del alma y la brida menor de un elemento de cordón intersecante a través del alma y una brida menor del otro elemento de cordón con las almas superpuestas una sobre otra, lo que permite afianzarse mutuamente. En dicha disposición las almas se solapan en las uniones para su mutua conexión mediante el atornillado o la soldadura, por ejemplo, y si fuera necesario, se disponen con sus bridas menores encajadas dentro de las bridas mayores del elemento de cordón opuesto.

También se prefiere que los cordones de dicha cercha sean interconectados mediante elementos de cercha que pueden ser elementos de sección abiertos terminados de forma adecuada para la conexión entre alma y alma con las almas de los elementos de cordón superior e inferior.

La cercha montada con el elemento estructural abierto que conforma los elementos de cordón superior e inferior con elementos de cercha de sección en "C" tiene preferentemente los elementos de cordón sobresalientes desde los elementos de cercha, permitiendo de este modo amontonar las cerchas montadas y el transporte de los montones sin el riesgo de que los elementos de cordón superpuestos provoquen daños en los elementos de cercha. En contraste, los cordones de sección en caja convencionales tienen elementos de cercha con sección en "C" unidos en sus superficies planas, lo que significa que los elementos de cercha sobresalgan desde los elementos de cordón y exponen los elementos de cercha a posibles desperfectos durante el proceso de amontonamiento y transporte.

En otro aspecto, la invención trata de forma amplia de una viga compuesta conformada por el encajamiento de dos elementos estructurales abiertos tal y como se han descrito anteriormente en una orientación invertida y al revés el uno con respecto al otro con la brida menor de un elemento ubicado dentro de la brida mayor del otro elemento, las porciones planas superpuestas y un medio de anclaje que conecta los elementos abiertos estructurales.

Es posible impedir el desplazamiento lateral de los elementos estructurales abiertos uno respecto a otro por el medio de anclaje, pero preferentemente incluyen retornos a lo largo de los rebordes libres de las bridas mayores que impiden el desplazamiento lateral de los elementos estructurales abiertos uno con respecto a otro.

Preferentemente el encajamiento de los elementos estructurales abiertos del modo anteriormente indicado conforma dos secciones cerradas, aportando resistencia a la viga de este modo.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método de conformar una cercha, caracterizada en que el método incluye:

la disposición de un par de cordones de sección parecida, cada uno de los cuales tiene en sección un alma, una brida menor y una brida mayor con un retorno de la brida mayor;

la inversión de un cordón relativo al otro y la inclinación de los ejes longitudinales de los cordones uno con respecto a otro y la intersección y encajamiento de los cordones en la líneas del alero de la cercha de modo que las respectivas almas se queden adyacentes y que las respectivas bridas menores estén adyacentes con las respectivas bridas mayores con las bridas menores parcialmente encerradas por los retornos de brida mayor de modo que se impida la separación de las almas adyacentes.

Breve descripción de las figuras

A continuación se describirán varias realizaciones típicas de la invención a título de ejemplo, en relación con las Figuras que se acompañan, en las cuales:

La Figura 1 es un alzado del extremo de un elemento estructural abierto y alargado;

Las Figuras 2, 3 y 4 son vistas en perspectiva del elemento;

La Figura 5 es un alzado del extremo de dos elementos encajados en una orientación al revés e invertida uno con respecto al otro:

La Figura 6a es un alzado frontal de una cercha montada, con elementos estructurales abiertos como elementos de cordón superior e inferior;

Las Figuras 6b-g muestran distintas conexiones en la cercha mostrada en la Figura 6a;

Las Figuras 7a-c son vistas de la interconexión de dos elementos estructurales abiertos;

Las Figuras 8a-c son vistas de distintos acoplamientos de elementos de cercha de sección en "C" con un cordón;

Las Figuras 9a-c muestran conexiones alternativas entre cordones y elementos de cercha; y

La Figura 10 muestra un elemento estructural alternativo.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

En relación con las Figuras 1, 2, 3 y 4 se muestra un elemento estructural abierto alargado 10 con una brida menor 12 y una brida mayor 13 separadas por un alma 14. En la Figura 2 se muestra un eje longitudinal 11b del elemento 10. El alma 14 incluye una porción plana 17 y una porción divergente 18. Un eje de sección 11a es coincidente con la porción lineal 17.

La brida menor 12 se extiende desde la porción plana 17 a 90 grados. La brida menor 12 incluye una brida de retorno 15. La brida de retorno 15 queda paralela con el eje de sección 11a.

La porción divergente 18 se separa del eje de sección 11a a un ángulo incluido agudo indicado con alfa. La porción divergente 18 está conectada con la brida mayor 13. La brida mayor 13 incluye una porción de brida plana y ancha 19 conectada con la porción divergente 18 que conforma un ángulo incluido agudo. La brida mayor 13 incluye además una brida de retorno 20 dispuesta en paralelo con el eje de sección.

Tal y como se muestra en la Figura 5, dos elementos estructurales abiertos y alargados 30, 31 de la forma anteriormente descrita pueden ser encajados con un elemento en orientación invertida y al revés con respecto al otro. Para efectuar el encajamiento, las bridas menores 32a y 32 b se ubican dentro de las bridas mayores 33b y 33a respectivamente en una relación adyacente. En esta posición las respectivas porciones del alma 34a, 34b se solapan parcialmente, permitiendo de esta forma que los acoplamientos unan ambos elementos 30, 31 para impedir el desplazamiento lateral. La relación adyacente de las respectivas bridas 32a, 32b, 33a, 33b impide el movimiento a lo largo del eje de sección. El encajamiento de los dos elementos alargados conforma dos secciones cerradas 35, 36, que proporcionan fuerza y rigidez al elemento compuesto.

Las cerchas de cubierta 40 tal y como se muestran en la Figura 6a-g se construyen con elementos estructurales abiertos alargados que conforman los cordones superior e inferior 42, 42 y elementos de cercha de sección en "C". En la Figura 6b se muestra la conexión del cordón superior 41 con el cordón inferior 42. Las bridas mayores 44, 45 de los cordones superior e inferior 41 y 42 respectivamente quedan hacia el exterior. La brida menor 46 del cordón superior 41 se ubica parcialmente y se retiene en la brida mayor 45. La cara lateral más hacia atrás 47 del cordón superior 41 se solapa parcialmente con la cara plana delantera 48 del cordón inferior 42. Se muestra una plancha de conexión intermedia 49 entre las caras 47 y 48. La plancha de conexión 49 está conectada con el cordón inferior 42 mediante pernos 50, 51 y con el cordón superior 41 mediante los pernos 50, 52. En la Figura 9c se muestra una conexión alternativa, en el que el cordón superior 60 se atornilla al cordón inferior 61 y 62.

Las conexiones de los elementos de cercha 43 con los elementos de cordón 41, 42 se muestran en la Figura 6c, 6d, 6f. En la Figura 6d los elementos de cercha 43 están doblados y unidos con el cordón superior 41 mediante el tornillo 70. En la Figura 6e los elementos de cercha 43 están unidos al cordón inferior 42 mediante el perno 72. Los elementos de cercha subyacentes están unidos con el cordón inferior 42 mediante el tornillo 72. Los elementos de cercha subyacentes están doblados al menos, para facilitar su conexión. La conexión mostrada en la Figura 6c tiene el elemento de cercha 43 conectado por el tornillo 7 con el cordón inferior 42. Los cordones 41, 42 sobresalen de los elementos de cercha 43 en la cercha 40.

El ápice 80 de la cercha 40 se muestra en la Figura 6f, 6g. Una plancha de ápice 81 sirve para conectar los cordones superiores 41 por los pernos 82. La chapa de ápice 81 tiene nervios embutidos 83 para proporcionar una mayor rigidez. La chapa de ápice 81 tiene también una muesca 84 para la ubicación de un elemento de cercha de sección en "C" 43. El elemento de cercha de sección en "C" 43 está conectado con la chapa de ápice 81 por el perno 85. En las Figuras 9a y 9b se muestran las conexiones alternativas en un ápice. En la Figura 9a los cordones superiores 63 y los elementos de cercha de sección en "C" 64 están conectados por el perno 65. Del mismo modo, en la Figura 9b los cordones superiores 66 y el elemento de cercha con sección en "C" 67 están conectados por el perno 68.

En la Figura 7a-c se muestran los cordones 90, 91 con las bridas mayores 92, 93 hacia el exterior y la brida menor 94 ubicada parcialmente dentro de la brida mayor 92.

En la Figura 8a-c se muestra la unión de los elementos de cercha de sección en "C" 95 con los cordones del elemento estructural abierto alargado 96 mediante los pernos 97. El elemento de cercha de sección en "C" 95 tiene un extremo 98 doblado, presentando una superficie plana 99 para conectar con el cordón 96. La superficie plana 99 está unida con un lateral de la porción del alma 100 opuesta a la brida estrecha 101.

La realización anteriormente descrita proporciona una serie de ventajas que incluyen la eficacia de la conformación por laminación para la fabricación de cordones; la disposición de un cordón del elemento de sección abierta más rígida con la debida orientación de la brida mayor hacia fuera; la capacidad de tratar o revestir antes de su uso el cordón entero o la viga o cercha compuesta con secciones abiertas; el amontonamiento compacto de cerchas con cordones sobresalientes de los elementos de alma cercha, minimizando de este modo los desperfectos sufridos por los elementos de cercha durante el transporte y reduciendo los costes del transporte y almacenamiento; la capacidad de los cordones de solaparse para la interconexión mientras se mantienen los cordones solapados en línea uno sobre otro para conseguir la simetría de la cercha así como la posibilidad de ser unidos fácilmente en las terminaciones.

Por supuesto se apreciará que mientras se ha facilitado la información anterior a título de ejemplo ilustrativo de la presente invención, todas las modificaciones y variaciones de la misma que fuesen evidentes a las personas expertas en la técnica se consideran incluidas dentro del alcance de esta invención tal y como se define por las reivindicaciones que se acompañan.

Claims

1. Elemento estructural abierto y alargado (10) dotado de una sección transversal que incluye una brida menor (12), una brida mayor (13) y un alma (14) que interconecta dichas bridas y un eje de sección (11a) perpendicular con el eje longitudinal del elemento estructural y en el cual:

dicha alma (14) incluye una porción lineal (17) que se extiende de forma sustancialmente coincidente con el eje de sección (11a) y una porción divergente (18) que se extiende hacia un lateral de dicho eje de sección (11a);

dicha brida menor (12) se extiende lateralmente desde dicho eje de sección (11a) hacia dicho lateral;

dicha brida mayor (13) se extiende desde dicha porción divergente (18) hacia el lateral opuesto de dicho eje de sección (11a) e incluye un retorno de la brida mayor (11a), caracterizada en que el retorno de la brida mayor (20) queda separado del lado opuesto del eje de sección por una distancia idéntica o ligeramente superior a la distancia por la que se extiende la brida menor (12) desde un lado del eje de sección (11a) y siendo la configuración de la sección de tal modo que un elemento estructural de sección similar se pueda invertir, inclinar y encajar con dicho elemento estructural (10) con las respectivas porciones lineales (17) colindantes y con cada una de las bridas menores (12) en una relación colindante con la brida mayor (13) adyacente donde queda parcialmente limitado por el retorno de la brida mayor (20), de modo que se impida la separación de las porciones lineales (17) colindantes.

2. Elemento estructural abierto y alargado de acuerdo con la reivindicación 1 en que dicha porción lineal se extiende desde la brida menor (12) a lo largo de una porción mayor del eje de sección entre las bridas y dicha porción divergente (18) se extiende a un ángulo agudo desde el eje de sección (11a).

3. Elemento estructural abierto y alargado de acuerdo con la reivindicación 1 en que dicha brida menor (12) incluye un retorno de la brida menor (15), y dicho retorno de brida menor (15) queda adyacente al retorno de la brida mayor (20) de un elemento invertido, inclinado y encajado de sección similar.

4. Cercha que incluye cordones superiores e inferiores conformados por elementos estructurales abiertos alargados (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, en que los ejes longitudinales de los cordones superiores e inferiores quedan inclinados a un ángulo agudo uno con respecto a otro y en que las porciones lineales (17) hacen tope adyacente a la línea de alero de la cercha para su mutua conexión y la brida menor (12) de cada uno de los cordones hace tope con la brida mayor (13) del otro cordón en la línea del alero y queda parcialmente limitado por el retorno de la brida mayor (20) del otro cordón de modo que se impida la separación de las porciones lineales adyacentes (17).

5. Cercha de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el cordón superior tiene la brida mayor (13) hacia arriba, y el cordón inferior tiene la brida mayor (13) hacia abajo, en que los ejes longitudinales de los cordones superiores e inferiores quedan inclinados uno con respecto a otro y en el que los cordones superiores e inferiores se intersecan y encajan en la línea del alero.

6. Método de formar una cercha caracterizada en que el método incluye: la disposición de un par de cordones de sección similar (10), cada uno de los cuales tiene en sección un alma (14), una brida menor (12) y una brida mayor (13) con un retorno de la brida mayor (20); la inversión de un cordón (10) relativo al otro y la inclinación de los ejes longitudinales de los cordones uno con respecto a otro y la intersección y el encajamiento de los cordones en la líneas del alero de la cercha de modo que las respectivas almas (14) queden adyacentes y que las respectivas bridas menores (12) queden adyacentes a las respectivas bridas mayores (13), con las bridas menores (12) parcialmente encerradas por los retornos de brida mayor (20) de modo que se impida la separación de las almas adyacentes (14).