ES2245244B1 - Sistema de construccion de suelos de forjados planos unidireccionales y bidireccionales. - Google Patents
Sistema de construccion de suelos de forjados planos unidireccionales y bidireccionales. Download PDFInfo
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Abstract
Sistema de construcción de suelos de forjados planos unidireccionales y bidireccionales. El sistema permite ejecutar vigas planas "in situ" para forjados planos unidireccionales y bidireccionales, comprendiendo armaduras de redondos corrugados (1) y estribos electro-soldados (2), abiertos en la parte superior en forma de "U". Concretamente, las vigas compuestas planas utilizan en su ejecución armaduras constituidas a partir de armaduras básicas susceptibles de estar formadas por uno o dos redondos corrugados (1), complementándose la armadura básica con estribos electro-soldados (2), quedando acogidos en su interior, y con unos redondos superiores (3) colocados en la parte exterior del estribo electro-soldado (2), incluyendo además elementos de refuerzo (11) situados en el interior de los estribos (2). En ocasiones, y para aumentar la capacidad mecánica del esfuerzo cortante, la armadura básica se complementa con armaduras de conectadores electro-soldados (12) y/o armaduras prefabricadas y electro-soldadas de doble celosía (12''), o por otra forma de armadura para dicha finalidad.
Description
Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales.
La presente invención se refiere a un sistema de
construcción de suelos de forjados unidireccionales y
bidireccionales, basándose en la formación "in situ" de
vigas compuestas, planas y de cuelgue, con armaduras mixtas y
tradicionales, en colaboración estática con viguetas realizadas
"in situ", semi-resistentes, prelosas,
nervios transversales y demás componentes de armado necesarios, de
manera tal que con el hormigonado común de los senos de vigas,
viguetas, nervios transversales y la cabeza eficaz de la capa
compresora común, se consigue que el conjunto obtenido trabaje como
un conjunto compuesto monolíticamente, viéndose aumentada
notablemente su capacidad mecánica.
El objeto de la invención es conseguir un
sistema de construcción de forjados planos unidireccionales y
bidireccionales, con gran disminución del volumen de las armaduras,
así como del hormigón de las vigas, viéndose reducido el peso
propio del elemento resistente, lo que permite realizar luces de
vanos de vigas de gran longitud para la misma carga, pero con la
suficiente seguridad y solidez a los diagramas de momentos
flectores, esfuerzos tangenciales de cortantes y rasantes máximos
previsibles a lo largo del vano, incluidas las flechas de la
deformada, cumpliendo con las exigencias establecidas en la
normativa de la Instrucción de la EHE-98.
La Instrucción para el proyecto y la ejecución
de la EHE-98 y la EFHE 2002, se basa en que las
vigas de hormigón se arman con barras corrugadas atadas, o
punteadas con soldadura, en donde la anchura variable y la altura de
la propia viga se corresponde con el canto del forjado, quedando la
armadura embebida en la placa constitutiva de la viga plana.
El hecho de que las vigas y las viguetas del
forjado tengan la misma altura que la del canto del forjado, con
una configuración compleja de la propia estructura, en ocasiones da
origen a unos resultados pésimos de la estructura (no así en
aquellas en donde las vigas son colgadas), siendo una gran
preocupación para establecer los cálculos entre los técnicos de la
edificación, proyectistas, calculistas, incluidos los organismos de
control técnico, compañías de seguros y de la propia comisión de la
normativa, no existiendo Instrucción al respecto para su aplicación
específica.
Asimismo, es de destacar el hecho de que las
actuales vigas planas de hormigón armado suelen tener una anchura
de grandes dimensiones, dependiendo de la diversidad estructural de
longitudes y carga, siendo habitual que alcancen anchuras del orden
de 50, 60, 70 cm y, algunas veces hasta 1 metro o incluso más,
produciéndose excentricidades entre la viga y los correspondientes
pilares, así como entre los extremos de las testas de las viguetas
con los pilares, a través de la viga, y otro sinfín de
circunstancias complejas que van a dar lugar a deformaciones, sobre
todo si se tiene en cuenta que normalmente se realiza el cálculo
individualizado, de una parte las vigas y por otro lado las
viguetas semi-resistentes del forjado, llegando a
posibles riesgos de siniestros locales, en ciertas circunstancias de
estructuras complejas.
No obstante, en la patente de invención española
P 9600363 se describen una serie de mejoras en los sistemas de
construcción de suelos de forjados planos unidireccionales, basadas
en que las vigas compuestas planas mixtas correspondientes se
realizan "in situ" y comprenden una armadura principal
en la que intervienen un perfil metálico en "T" invertido,
unos conectadores, una percha unos redondos corrugados de refuerzo,
complementándose con una masa de hormigón que se vierte "in
situ" sobre dicha armadura para conseguir la viga compuesta
plana mixta.
En este sistema de construcción se ha previsto
que los conectadores vayan dispuestos inclinadamente y soldados por
sus extremos al perfil en "T" invertido y a un redondo
constitutivo de la percha, apoyando los extremos de la viga
compuesta plana mixta sobre los correspondientes pilares, yendo
empotrados en grado hiperestático, en tanto que los extremos a
testa de las viguetas semi-resistentes, así como
las correspondientes primeras bovedillas, vienen separadas para
determinar una cavidad que es rellenado mediante hormigón,
complementado con la armadura adecuada para constituir el alma de
la propia viga plana mixta.
En el sistema descrito en esa patente de
invención española P 9600363 el perfil metálico en "T" se
posiciona de manera invertida, según se ha dicho con anterioridad,
es decir, con el alma hacia arriba verticalmente y las alas o tramo
horizontal en la parte inferior, de manera que sobre la parte
superior del alma o borde correspondiente se sueldan los
conectadores que serán de redondo corrugado, con una inclinación de
45° con la horizontal, conectadores que a su vez por el otro
extremo se sueldan a un redondo corrugado colocado a todo lo largo
de la viga, redondo que constituye lo que se da por denominar
"percha". Además, en el caso de que ese perfil metálico en
"T" no sea capaz de absorber la totalidad del momento flector
positivo, se prevé la disposición de unos refuerzos constituidos por
uno o más redondos, preferentemente corrugados, montados sobre las
propias alas que quedan en disposición horizontal del perfil en
"T" referido, junto al alma, redondos que irán debidamente
electro-soldados al ala y al alma, siendo su sección
y longitud la que se establezca del cálculo en cada caso, todo ello
en el caso de que el perfil en "T" y el ancho del hormigón del
alma de la viga compuesta plana mixta "in situ" no sea
capaz de absorber la totalidad del momento flector negativo, en cuyo
caso se realizará un ensanchamiento del hormigón del alma de la
viga, constituyendo un ábaco macizado de hormigón cuya anchura y
longitud serán las que se establezcan del cálculo en cada caso.
La constitución de la viga compuesta plana mixta
"in situ" se realiza utilizando el encofrado necesario
para recibir las testa de los extremos de las viguetas
semi-resistentes, retirando la primera bovedilla de
ambos lados del forjado para poder conseguir el necesario macizado
de dichos extremos de las viguetas, quedando dispuesta la armadura
de la viga compuesta plana mixta en la separación que queda entre
ambas testas de viguetas, de modo que llevado a cabo el
correspondiente armado del resto de la placa se procederá a
hormigonar todo ello con la capa compresora, quedando así
constituido el elemento principal de la viga compuesta plana mixta
"in situ".
En una adición a dicha patente de invención P
9600363, adición que corresponde a la P 200000567, se describen una
serie de mejoras sobre aquella, basadas en que la armadura básica
está constituida a partir de un redondo corrugado o a partir de un
perfil en doble "T", o incluso de varios redondos corrugados,
según la armadura tradicional u otro tipo de perfil, de manera que
tanto la armadura básica formada a partir del redondo corrugado
como la armadura básica formada a partir del perfil en doble
"T", están armadas mediante conectadores soldados en redondo
corrugado, y en su caso entre el perfil en doble "T" y una
percha constituida por un redondo corrugado situado en un plano
horizontal superior, mientras que la armadura básica formada a
partir de varios redondos corrugados se completa con estribos, con
o sin armado de los conectadores, complementándose la armadura
básica en cualquiera de los casos con una o más perchas superiores y
con redondos corrugados de refuerzo inferiores.
En este caso, es decir en la adición
correspondiente a la P 200000567, la armadura básica constituida a
partir de varios redondos corrugados, con los estribos,
conectadores de refuerzo y perchas, es susceptible de complementarse
con una armadura mixta para soportar mayor capacidad mecánica a los
esfuerzos cortantes y de cizallamiento, estando dicha armadura
mixta complementaria formada a partir de un redondo corrugado
inferior, o bien a partir de un perfil simple en "T"
invertida, o bien un perfil en doble "T".
Basándose en las características de los
documentos referidos en el apartado anterior, la presente solicitud
se basa en que para mantener la estructura de vigas compuestas
planas "in situ" se utilizará una armadura básica
estándar y en su caso específico puede estar realizada a partir de
un redondo corrugado, y mejor con dos, complementándose con
estribos electro-soldados abiertos en la parte
superior en forma de "U", con dos redondos superiores
colocados en la parte exterior de los estribos,
electro-soldados.
A esa armadura o estructura se le añade
posteriormente, en su caso, refuerzos (bien en taller o en obra)
redondos longitudinales para momentos flectores del vano colocados
en la parte inferior en sus correspondientes alojamientos y
armaduras de cortantes en los extremos, consiguiendo vigas más
estrechas que las actuales vigas planas tradicionales, pero con la
suficiente capacidad resistente, seguridad y solidez, para soportar
las cargas.
Para incrementar la capacidad mecánica del
esfuerzo cortante, a partir del modelo estándar de la armadura
básica electro-soldada, se procede a reforzar
determinadas zonas, preferentemente las de los extremos, a base de
introducir directamente un combinado de armadura prefabricada
electro-soldada mixta, sobre la configuración de un
redondo en la parte inferior y otro redondo en la parte superior,
disponiéndose los correspondientes conectadores inclinados y fijados
mediante soldadura al redondo superior e inferior, pudiendo
terminar los conectadores en su parte superior en gancho de
anclaje, suprimiendo la
percha.
percha.
El incremento de la capacidad mecánica de
esfuerzo cortante, se puede conseguir mediante la introducción
directa de una o más armaduras tradicionales prefabricadas estándar
del mercado, de doble (o sencilla) celosía triangular
electro-soldada, en la zona que se necesite.
La combinación mixta entre la armadura básica y
armadura de conectadores y/o celosía, aporta mayor capacidad
mecánica a cortante, actuando con una máxima eficacia en la parte
inferior de mayor tensión, siendo descendente la tensión hacia
arriba con tendencia cero.
Por su parte, los estribos abiertos en forma de
"U", tienen mayor anchura en su parte superior que en su parte
inferior, del orden del calibre de 3 redondos del estribo, es decir
unos 30 mm aproximadamente, para poder apilar verticalmente por
introducción de unos en otros, facilitando de esta forma el poder
almacenar gran cantidad de armaduras básicas y poder transportar en
camiones hasta la carga máxima autorizada.
Por otro lado, se ha previsto que la viga
compuesta pueda ser con cuelgue "in situ", o con zapata
prefabricada de hormigón armado y pretensado con los
correspondientes refuerzos al igual que la obtenida de la manera
anteriormente descrita.
Entre las ventajas que pueden citarse en
relación con el sistema de construcción de suelos de forjados
unidireccionales y bidireccionales referido, cabe destacar la
siguiente:
- -
- Supresión del hormigón que normalmente se utiliza en la obtención de vigas de hormigón armado, repercutiendo en uno ahorro económico y en una mayor rapidez en la ejecución.
- -
- Supresión del encofrado utilizado normalmente para la propia viga de hormigón armado, repercutiendo también en un ahorro económico y en la rapidez de ejecución.
- -
- Disminución del propio peso de la viga, con el consiguiente ahorro económico.
- -
- Seguridad para el personal u operarios, ya que éstos durante la ejecución de la obra o montaje del forjado pueden caminar por el encofrado que sirve para el apoyo de las viguetas semi-resistentes, al objeto de poder distribuir y colocar las bovedillas sobre dichas viguetas, para luego colocar las armaduras en la cavidad comprendida entre testas de viguetas, permitiendo que el personal trabaje con mayor comodidad y seguridad, repercutiendo en definitiva en un ahorro económico y una mayor rapidez en la ejecución de la obra.
- -
- Cómoda y rápida fabricación de la armadura básica estándar de la viga plana compuesta, realizada con máquinas de electro-soldado automático, ya que esta armadura de fabricación estándar puede alcanzar una longitud de 13'40 metros o más, apiladas o encajadas verticalmente unas sobre otras, transportables a plena carga máxima autorizada en camiones, trailer sin permisos especiales, y de su colocación en obra, ya que esta armadura cubrirá varios vanos de vigas, haciendo continuidad en cualquier punto de la viga al colocar la siguiente armadura, lo que resulta mucho más económico por su rapidez de fabricación y colocación en obra respecto a la obtención de las vigas planas de hormigón armado empleadas actualmente.
- -
- Fácil colocación en obra de las armaduras básicas estándar y de los refuerzos de vigas en vanos y en los extremos para cortantes, ya que se ponen directamente en el fondo de la armadura.
- -
- Posibilidad de utilizar la armadura tradicional prefabricada estándar del mercado, de doble (o sencilla) celosía triangular electro-soldada, cuya fabricación en serie se realiza en longitudes de 12,80 metros. Posibilidad de obtener vigas muy estrechas, con un ancho de alma suficiente como para que pueda soportar los esfuerzos cortantes y compresión oblicua.
- -
- Facilidad en el almacenamiento de gran cantidad de armaduras de vigas, al poderse apilar unas en el interior de otras.
- -
- Posibilidad de introducir verticalmente en el interior de los estribos abiertos los correspondientes redondos corrugados de refuerzo, directamente en obra, cuando ya están colocadas las armaduras básicas sobre el encofrado de los vanos de vigas, y en taller sobre la armadura básica de cada viga individualmente, facilitando poder almacenar gran cantidad de armaduras de vigas reforzadas y poder transportar en camiones hasta la carga máxima autorizada.
- -
- Posibilidad de utilizar distintos tipos de conectadores, los cuales están posibilitados de tener una prolongación inferior u horizontal determinante de un pie a través del cual se realiza la soldadura resistente, pudiendo incluso realizarse la fijación mediante electro-fusión de resistencia y presión con control automático, pudiendo incluso los conectadores tener en su parte superior una configuración a modo de gancho de anclaje, al objeto de suprimir la percha superior.
- -
- Evitar la aparición de fisuras o grietas longitudinales en el sentido paralelo a las viguetas, como consecuencia de la capa compresora común y plana en los forjados unidireccionales presentará, a intervalos regulares, nervios transversales de hormigón con redondos de armado, debidamente estribado, y cuyos nervios quedarán dispuestos entre las bovedillas, actuando como elemento resistente de reparto entre las viguetas como consecuencia de las acciones de las cargas puntuales sobre la placa del forjado, proporcionando un aumento de la capacidad resistente para la rigidez transversal del forjado, en orden a soportar los esfuerzos alternativos de tracción y compresión, tanto en la cara inferior como en la superior, producidos por los momentos flectores alternativos de positivos y negativos, así como por los esfuerzos torsores de las viguetas.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de la armadura básica a partir de la cual se obtiene
una viga compuesta plana "in situ", objeto de la
invención.
La figura 2.- Muestra una vista en alzado o
sección transversal de dos armaduras básicas a partir de cada una
de las cuales se obtiene una viga compuesta plana "in
situ". En un caso la armadura comprende un redondo inferior
central, mientras que en el otro caso la armadura comprende dos
redondos inferiores.
La figura 3.- Muestra una representación según
una perspectiva general de los distintos componentes en posición de
montaje para obtener un forjado plano unidireccional en base a la
formación de vigas compuestas planas "in situ".
La figura 4.- Muestra una vista de la armadura
en sección transversal por el centro del vano debidamente armado,
en su caso, con sus correspondientes armaduras de refuerzo,
realizada de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 5.- Muestra una vista de la armadura
en sección transversal del vano en sus extremos debidamente armado,
en su caso, con sus correspondientes armaduras de refuerzos, con
otra forma realizada de acuerdo con el objeto de la presente
invención.
La figura 6.- Muestra una vista de la armadura
en sección transversal del vano en sus extremos debidamente armado,
en su caso, con sus correspondientes armaduras de refuerzos, con
otra forma realizada de acuerdo con el objeto de la presente
invención.
La figura 7.- Muestra una vista en sección
transversal por la zona central de la viga compuesta plana "in
situ" reforzada, en su caso, con sus correspondientes
armaduras de refuerzo para los momentos flectores positivos,
realizada de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 8.- Muestra una vista en sección
transversal del vano en sus extremos cercanos al ábaco, en su caso,
de una viga compuesta plana "in situ" reforzada con una
armadura prefabricada electro-soldada mixta de
conectores inclinados, para incrementar el esfuerzo cortante, todo
ello realizado de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 9.- Muestra una vista en sección
transversal del vano en sus extremos cercanos al ábaco, en su caso,
de una viga compuesta plana "in situ" reforzada con una
armadura tradicional prefabricada estándar de mercado, de doble
celosía triangular electro-soldada, para incrementar
el esfuerzo cortante, todo ello realizado de acuerdo con el objeto
de la invención.
La figura 10.- Muestra una vista en sección
transversal de la zona extrema del vano (ábaco, en su caso), en el
apoyo del pilar de la viga compuesta plana "in situ",
reforzada con una armadura prefabricada
electro-soldada mixta de conectores inclinados,
para incrementar el esfuerzo cortante, realizada de acuerdo con el
objeto de la invención.
La figura 11.- Muestra una vista en sección
transversal de la zona extrema del vano (ábaco, en su caso), en el
apoyo del pilar de la viga compuesta planta "in situ",
reforzada con una o varias armaduras tradicionales prefabricadas
estándar del mercado, de doble celosía triangular
electro-soldada, para incrementar el esfuerzo
cortante, realizada de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 12.- Muestra una vista en planta del
detalle correspondiente al ábaco de hormigón armado sobre el apoyo
de los pilares, formando todo ello parte de la viga compuesta plana
mixta "in situ", realizada de acuerdo con el objeto de
la invención.
La figura 13.- Muestra una vista en sección
transversal por la zona central, de la viga compuesta con cuelgue
"in situ", o con zapata prefabricada de hormigón armado
y pretensado, reforzada en su caso con sus correspondientes
armaduras de refuerzo para los momentos flectores positivos,
realizada de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 14.- Muestra una vista en planta del
detalle correspondiente al ábaco de hormigón armado sobre el apoyo
de los pilares, según la configuración extrema en forma de cola de
pescado, todo ello partiendo de la viga compuesta con cuelgue
"in situ" o con zapata prefabricada de hormigón armado y
pretensado, realizada de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 15.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de la viga, individualmente armada en taller, en su
caso, utilizando la armadura básica estándar, la que se le colocan
refuerzos de redondos corrugados para momentos flectores positivos
del vano, realizado de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 16.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de cada viga individualmente armada en taller, en su
caso, con sus correspondientes refuerzos de redondos corrugados para
momentos flectores del vano, apiladas verticalmente y metidas unas
vigas dentro de otras, para su manufacturación, almacenaje y
transporte a obra.
La figura 17.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de la armadura de conectadores
electro-soldados, donde se ven tres tipos de
conectadores inclinados y colocados de diversas formas, en su caso,
fabricándose la armadura en serie con el tipo de conectador
elegido, correspondiendo el extremo izquierdo a la parte que se
coloca sobre el apoyo del pilar, mientras que el extremo derecho va
en la dirección hacia el centro del vano de la viga, realizada de
acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 18.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de la armadura de conectadores
electro-soldados, donde se ve la percha superior,
fabricándose la armadura sin dicha percha y utilizando el conectador
inclinado terminado en su parte superior en forma de gancho de
anclaje, viéndose asimismo una distribución de la separación de los
conectadores, todo ello realizado de acuerdo con el objeto de la
invención.
La figura 19.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de la viga, totalmente armada, en su caso, habiendo
colocado a modo de orientación las armaduras de refuerzos de
cortantes, observándose en el extremo izquierdo el tipo de
conectadores inclinados y en el extremo derecho el tipo de doble (o
sencilla) celosía triangular, mientras que en el vano central están
colocados los redondos corrugados para refuerzos de momentos
flectores positivos, todo ello realizado de acuerdo con el objeto
de la invención.
La figura 20.- Muestra una vista en alzado o
sección transversal de la armadura de conectadores
electro-soldados, utilizando el tipo de conectador
elegido, todo ello realizado de acuerdo con el objeto de la
invención.
La figura 21.- Muestra una vista en alzado
frontal de las armaduras básicas de fabricación estándar, y
empaquetadas para su manufacturación, almacenaje y transporte,
apiladas verticalmente y metidas unas dentro de las otras.
La figura 22.- Muestra una vista en alzado
frontal de cada viga individualmente armada en taller, en su caso,
con sus correspondientes refuerzos de redondos corrugados para los
momentos flectores del vano, apiladas verticalmente y metidas unas
vigas en otras, para su manufacturación, almacenaje y transporte a
obra.
La figura 23.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de la armadura básica tradicional prefabricada
estándar del mercado, de doble (o sencilla) celosía triangular
electro-soldada, para la utilización optativa, de
acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 24.- Muestra una vista longitudinal en
alzado lateral de cada viga individual armada en taller, en su caso,
utilizando la armadura básica estándar a la que se colocan
refuerzos de redondos corrugados para momentos flectores positivos
del vano, realizada de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 25.- Muestra una vista en sección
transversal por la zona central de la viga compuesta plana "in
situ", utilizando la armadura básica estándar de doble
celosía triangular, reforzada en su caso con sus correspondientes
armaduras de refuerzo para los momentos flectores positivos, todo
ello realizado de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 26.- Muestra una vista en alzado o
sección transversal de la armadura básica estándar de doble celosía
triangular electro-soldada, a partir de la cual se
obtiene la viga compuesta plana mixta "in situ".
La figura 27.- Muestra una vista en alzado
frontal de las armaduras básicas estándar de doble celosía
triangular electro-soldadas, empaquetadas para su
manufacturación, almacenaje y transporte, apiladas verticalmente y
metidas unas encima de las otras.
La figura 28.- Muestra una vista de la armadura
de doble celosía en sección transversal, por el centro del vano,
armada en taller y reforzada, en su caso, con redondos corrugados
para momentos flectores positivos del vano, sujetos con soldadura,
siendo otra forma de realizar el objeto de la invención.
La figura 29.- Muestra, finalmente, una vista en
alzado frontal de cada viga individualmente armada en taller, en su
caso, con sus correspondiente refuerzos de redondos corrugados para
los momentos flectores del vano, apiladas verticalmente y metidas
unas encima de las otras para su manufacturación, almacenaje y
transporte a obra.
A la vista de las figuras reseñadas y en
relación con las figuras 1, 2 y 3, puede observarse como la
armadura básica a partir de la cual se obtiene la armadura de la
viga compuesta plana mixta "in situ", comprende uno o
dos redondos corrugados (1), sobre los que van fijados los estribos
(2), y sobre la parte superior de éstos van fijados los redondos
(3), quedando éstos situados horizontalmente, todo ello debidamente
electro-soldado. La armadura así constituida y
mostrada en las figuras 1 y 2, cubrirá varios vanos de vigas,
haciendo continuidad en los correspondientes pilares (4), en
cualquier punto de la viga al colocar la siguiente viga, apoyándose
de forma empotrada en dichos pilares (4), los cuales soportarán
además el encofrado (5) con sus zonas (5') ensanchadas sobre los
propios pilares (4), quedando el encofrado debidamente apuntalado y
soportando las viguetas semi-resistentes
unidireccionales (6), que pueden presentar cualquier configuración,
complementándose dichas viguetas (6) con armaduras de refuerzo (7)
para momentos flectores negativos, y en determinados casos con
otras armaduras diferentes (7'). Sobre dichas viguetas
semi-resistentes (6) se colocan las bovedillas (8),
las cuales son huecas y abiertas lateralmente, a excepción de las
que quedan colateralmente a la armadura principal de la viga que
son fijas y cerradas por el respectivo lateral. Tanto las viguetas
(6) como las propias bovedillas (8), quedan separadas de la
armadura principal, constituyendo el alma de la viga (9). En cuanto
a los pilares (4) anteriormente referidos, los mismos cuentan con
sus correspondientes armaduras de refuerzo (10), a base de varillas
corrugadas, mientras que determinadas viguetas (6) están dotadas
del tipo de armadura de doble celosía (7'),
electro-soldada, como ya se ha dicho con
anterioridad.
En la figura 4, puede verse la sección
transversal de la armadura de la zona central debidamente armada,
incluyendo sus correspondientes armaduras de refuerzo (11).
Por su parte, en la figura 5 se muestra una
vista en sección transversal de la armadura en correspondencia con
las zonas extremas, incluyendo la armadura de refuerzo (12),
conectadores inclinados para refuerzos cortantes, como se representa
en la figura 3, como armaduras complementarias de las armaduras que
forman los estribos (2).
En la figura 6 se muestra la sección transversal
de la armadura de las zonas extremas debidamente armada con
armaduras de refuerzo (12') de doble celosía, para esfuerzos
cortantes, como armaduras complementarias de las armaduras o
estribos (2).
La figura 7 corresponde a una sección
transversal de la zona central de la viga compuesta plana mixta
"in situ" obtenida mediante la armadura básica
representada en las figuras anteriores, pudiéndose comprobar cómo
van situados los redondos de refuerzo (11) a cada lado de los
redondos corrugados (1) de la armadura básica, complementado con
los estribos "U" (2), así como con las armaduras de redondos
superior (3), las viguetas semi-resistentes (6), las
bovedillas (8), la armadura de redondo que forma la percha superior
(16), y el alma de la viga formada por el hormigón (9),
determinando éste también la capa compresora (13) con la armadura
(7) a base de redondos corrugados colocados en la parte superior
para los momentos flectores negativos del forjado. En dicha figura 7
se deja ver igualmente la formación de nervios transversales (14)
de hormigón armado con redondos corrugados (15) situados en la
parte superior e inferior, sobre la vigueta (6).
En la figura 8 se representa la sección
transversal de la zona extrema cercana al ábaco de la misma viga
compuesta plana "in situ" representada en la figura 7,
complementándose con el refuerzo de una armadura (12) prefabricada y
electro-soldada mixta de conectadores inclinados
para incrementar el esfuerzo cortante, viéndose en esta figura una
percha superior (16) apoyada sobre las bovedillas (8) para permitir
la suspensión de la propia armadura, quedando así el suficiente
recubrimiento de hormigón por su parte inferior. En esta figura 8
puede verse igualmente las armaduras de refuerzo (7).
La capa compresora común y plana (13), con los
nervios transversales de hormigón (14), a intervalos regulares,
presenta también redondos de armado (15), debidamente estribados,
para evitar la aparición de fisuras o grietas longitudinales en el
sentido paralelo a las viguetas, tanto en la cara inferior como en
la cara superior, todo ello hormigonado en toda la altura del
forjado, con la particularidad de que sus nervios de hormigón (14)
quedan dispuestos entre las bovedillas (8), actuando como elemento
resistente de reparto entre las viguetas como consecuencia de las
acciones de las cargas puntuales sobre la placa del forjado,
proporcionando un aumento de la capacidad resistente para la
rigidez transversal del forjado, en orden a soportar los esfuerzos
alternativos de tracción y compresión, tanto en la cara inferior
como en la superior, producidos por los momentos flectores
alternativos de positivos y negativos y torsores transversales del
forjado sobre las viguetas.
En la figura 9 se representa una sección
transversal como la de la figura anterior, con el refuerzo de una
armadura tradicional (12') prefabricada y adaptada, de doble celosía
triangular electro-soldada, para incrementar el
esfuerzo cortante, incluyendo igualmente la percha (16) para la
suspensión de la armadura, el refuerzo superior (7) y los refuerzos
(11).
La figura 10 corresponde a una sección
transversal de la zona extrema del vano, dejándose ver el ábaco
(17) en el apoyo sobre el pilar (4), de la misma viga compuesta
plana "in situ", concretamente la representada en la
figura 8, reforzada con la misma armadura (12) remetida
superiormente, varillas corrugadas de negativos de viga (18) que se
dejan ver igualmente en la figura 3, pudiendo utilizar esta
armadura de conectadores, en las viguetas "in situ" del
forjado.
En la figura 11 se representa una sección
transversal como la de la figura 9 pero incluyendo, además de la
armadura (12') otras armaduras (12'') invertidas respecto de la
anterior, al objeto de incrementar el esfuerzo cortante.
En la figura 12 se muestra una vista en planta
del detalle correspondiente al ábaco (17), el alma de la viga (9),
así como el pilar (4) y los refuerzos (10) de éste.
En la figura 13 se muestra una sección
transversal de la zona central de la viga compuesta "in
situ" o con zapata prefabricada de hormigón armado y
pretensado, en la que se deja ver el colgante (9'), así como el
resto de elementos que se corresponden con los de la figura 7.
La figura 14 muestra otra vista en planta del
detalle correspondiente al ábaco (17), el alma (9) y el colgante
(9') de la viga, viéndose igualmente el pilar (4) y refuerzos (10)
de éste.
La figura 15 muestra una vista en alzado
longitudinal de la armadura básica de estribos con la incorporación
de la armadura de refuerzo (11), es decir que se corresponde con lo
mostrado en la figura 1 con el añadido de dicho refuerzo inferior
(11).
La figura 16 muestra una vista en alzado
longitudinal de varias armaduras como la representada en la figura
15, apiladas entre sí.
En la figura 17 se muestra una vista en alzado
longitudinal de la armadura de refuerzo (12), con los conectadores
de diversos tipos y diversas formas de montaje
electro-soldados, observándose conectadores (21) con
una configuración y una forma determinada de montaje y fijación,
conectadores (22) con otra configuración y distinta forma de
montaje, conectadores (23) con otra forma de montaje distinta, y
conectadores (25) con distinta configuración y forma de montaje
diferente de las anteriormente referidas. En esta figura 17, así
como en la vista en sección transversal por la zona correspondiente
al pie (24), y cuyo detalle en sección corresponde a la figura 20,
se dejan ver como el conectador (21) en cada caso va soldado a
través de una prolongación inferior o pie al corrugado (19),
fijación que se realiza mediante los cordones de soldadura (26) y
(28), mientras que superiormente ese tipo de conectador (21) se
fija a la varilla superior (20) o redondo corrugado mediante el
cordón de soldadura (27).
En la misma figura 17 se dejan ver las
fijaciones mediante los cordones de soldadura (29) de los
conectadores (22) y (25) al redondo inferior (19).
En la figura 18 se muestra una vista en alzado
longitudinal de la armadura de conectadores, en la que se ha
representado orientativamente la distribución de la separación de
los conectadores (21) que, en su caso, serían los conectadores
(22), (23) y (25) correspondientes a la figura 17. En esa figura se
ha representado igualmente el ángulo de grieta (30) que corresponde
a la biela de compresión oblicua, colocando los conectadores (21)
ortogonalmente a dicha grieta (30).
En la figura 19 se muestra una vista en alzado
longitudinal de la armadura de una viga individual, totalmente
armada con los refuerzos (11) para momentos flectores positivos del
vano, así como los esfuerzos de cortantes, orientativamente, a la
izquierda con conectadores (12) y a la derecha con conectadores de
doble (o sencilla) celosía (12').
La disposición abierta de los estribos (2), en
forma de "U" y con la ligera mayor amplitud o ancho en la
parte superior que en su parte inferior, permite apilar las
armaduras verticalmente metidas unas dentro de otras, como se
representa en la figura 21, facilitando poder almacenar gran
cantidad de armaduras de vigas y poder transportar en camiones
hasta la carga máxima autorizada.
En la figura 22 se deja ver el apilamiento de
las armaduras anteriormente referidas, es decir correspondientes a
la figura 21, pero incorporando los refuerzos (11) situados sobre
el interior de los estribos (2) realizándose el montaje de dichos
refuerzos (11) directamente en obra, cuando ya estén colocadas las
armaduras básicas sobre el encofrado de los vanos de vigas, y en
taller sobre la armadura básica de cada viga individualmente,
facilitando poder almacenar gran cantidad de armaduras de vigas
reforzadas y poder transportar en camiones hasta la carga máxima
autorizada.
En cuanto a la fijación de los conectadores
(21), (22), (23) y (25), puede realizarse sobre uno o ambos
laterales del redondo corrugado inferior (19), como se ve en la
figura 17, siempre mediante las soldaduras (26), (28), con la
particularidad de que los conectadores (22), (23) y (25) presentan
superiormente un acodamiento redondeado determinando un gancho de
anclaje que permite suprimir la percha que constituye el redondo
superior (20).
La inclinación óptima de dichos conectadores
(21), (22), (23) y (25) deben formar con la horizontal, será de
67°, con un ángulo de inclinación de la grieta de 20°, que se tiene
en cuenta para determinar la capacidad mecánica de la biela a
compresión oblicua con el ángulo de 23°.
En la figura 23 se muestra una vista en alzado
longitudinal de una armadura básica estándar de doble (o sencilla)
celosía (2'), con una pareja de redondos corrugados inferiores (1),
aunque en la vista longitudinal únicamente se deje ver uno de
ellos, y un redondo corrugado superior (3), pudiéndose apreciar la
sección transversal de esta armadura en la figura 26.
En cuanto a la figura 24, se muestra la misma
armadura de la figura 23 pero incorporando los refuerzos
constituidos por los redondos corrugados (11), fijados mediante
soldadura en taller.
En la figura 25 se muestra una vista en sección
transversal de la viga central compuesta plana mixta "in
situ" obtenida mediante la armadura básica estándar
representada en las figuras 23 y 24, pudiendo comprobar la
disposición de los redondos correspondientes a los refuerzos (11) y
demás elementos que se corresponden con los mostrados en la figura
7.
En la figura 26 se muestra una vista en sección
transversal de la armadura básica estándar de doble celosía
representada en la figura 23, en donde los redondos inferiores (1)
y el superior (3) están unidos por las celosías (2') debidamente
electro-soldadas automáticamente.
La figura 27 muestra una vista en alzado frontal
de varias armaduras básicas de doble celosía como las representadas
en las figuras 23, apiladas entre sí de forma vertical y montadas
unas sobre las otras, empaquetadas para su manufacturación,
almacenaje y transporte a obra.
La figura 28 muestra el mismo detalle en sección
que la figura 26 pero con los refuerzos inferiores (11), fijados
mediante soldadura, en tanto que la figura 29 corresponde al
apilamiento representado en la figura 27 pero con las armaduras
dotadas de los refuerzos inferiores (11), es decir que la figura 28
corresponde a la vista de la sección transversal de la figura 24,
mientras que la figura 29 corresponde a un apilamiento de vigas
como las representadas en las comentadas figuras 24 y 28.
Claims (14)
1. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, que siendo aplicables en
aquellos sistemas de construcción basados en la formación de vigas
compuestas planas y con cuelgue, realizadas "in situ",
apoyadas en pilares y viguetas "in situ",
semi-resistentes unidireccionales, apoyadas en el
correspondiente encofrado debidamente apuntalado completándose con
bovedillas, nervios transversales y demás elementos de armado
necesarios para obtener la capacidad mecánica resistente para su
utilización, se caracteriza porque la correspondiente
armadura básica permite su fabricación en serie o estandarizada y
está realizada por electro-soldado (o por cualquier
otro método de unión solidaria) con control automático de
fabricación, está constituida a partir de uno o dos redondos
corrugados (1) (u otro tipo de barras), yendo armada con estribos
abiertos por arriba, en una configuración a un formato de "U",
complementándose la parte superior de los estribos de redondo
corrugado (2) (u otro tipo de barra), con la colocación de redondos
corrugados (3) (u otro tipo de barras), debidamente
electro-soldado (o por cualquier otro método de
unión solidaria) y con o sin armado de refuerzos con redondos
corrugados (11) (u otro tipo de barras), para incrementar la
capacidad mecánica resistente de los momentos flectores del vano,
así como de armaduras de refuerzo (12) y o (12') (o como cualquier
otro tipo de armadura para dicha finalidad), para incrementar la
capacidad mecánica resistente de los esfuerzos tangenciales de
cortantes y rasantes, tanto en las vigas compuestas planas "in
situ" y con cuelgue "in situ" o con zapata
prefabricada de hormigón armado y pretensado, como para el
componente de las viguetas "in situ" del
forjado.
forjado.
2. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 1ª,
caracterizada porque optativamente, la armadura básica
electro-soldada (o cualquier otro método de unión
solidaria) con control automático de fabricación, formada por
redondos corrugados (1) (u otro tipo de barras) en la parte
inferior y los redondos corrugados (3) (u otro tipo de barras) en
la parte superior, puede ser sustituida por una armadura
electro-soldada de doble (o sencilla) celosía
continua (2') de fabricación estándar del mercado, en donde sus
redondos corrugados (1) (u otro tipo de barras) de la parte de
abajo, quedan colocados a ambos lados de la parte exterior, y el
redondo corrugado (3) (u otro tipo de barra) de la parte superior
está colocado en la parte interior entre las dos cabezas de doble
(o sencilla) celosía (21), permitiendo obtener vigas con un ancho
de alma (9) muy estrechas, con capacidad suficiente para que puedan
soportar los esfuerzos tangenciales de cortantes y rasantes, así
como los de la compresión oblicua de la biela.
3. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 1ª,
caracterizada porque la armadura básica conformada por
estribos y barras horizontales, de redondos corrugados (u otro tipo
de barras), esta abierta por su parte superior en una configuración
a un formato "U", presentando su parte superior más ancha que
la parte inferior, permitiendo fácilmente apilar dichas armaduras
verticalmente metidas una dentro de las otras, facilitando
almacenar gran cantidad de armaduras de vigas y poder transportar
con facilidad en camiones hasta su máxima carga autorizada.
4. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque los redondos corrugados (3) (u otro tipo
de barras) que conforman la armadura básica, van colocados en la
parte superior y horizontalmente a ambos lados de la parte externa
de los estribos (2), permitiendo fácilmente apilar dichas armaduras
verticalmente metidas una dentro de las otras, facilitando
almacenar gran cantidad de armaduras de vigas y poder transportar
con facilidad en camiones hasta su máxima carga autorizada.
5. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 1ª,
caracterizada porque la armadura básica estándar, abierta
por su parte superior, permite la fácil incorporación en su parte
baja interior de refuerzos constituidos por redondos corrugados (11)
(u otro tipo de barras), para incrementar la capacidad mecánica
resistente de los momentos flectores, que pueden ser montados
directamente en obra cuando se colocan las armaduras básicas sobre
el encofrado de los vanos de vigas, o en taller sobre la armadura
básica de cada una de las vigas individualizada ó continua de
varios vanos; sin que su incorporación impida el fácil apilamiento
de dichas armaduras verticalmente medidas una dentro de las otras,
facilitando almacenar gran cantidad de armaduras de vigas y poder
transportar con facilidad en camiones hasta su máxima carga
autorizada.
6. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque la armadura básica estándar, abierta
por su parte superior, permite la fácil incorporación en su parte
interior de refuerzos constituidos por otras armaduras (12) y/o
(12') (o como cualquier otro tipo de armadura para dicha
finalidad), para incrementar la capacidad mecánica resistente de
los esfuerzos tangenciales de cortantes y rasantes, que son montados
directamente en obra cuando se colocan las armaduras básicas sobre
el encofrado de los vanos de las vigas.
7. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 1ª
y 6ª, caracterizada porque la armadura de refuerzos (12)
para incrementar la capacidad mecánica resistente de los esfuerzos
tangenciales de cortantes y rasantes, está formada con conectadores
de redondo corrugado (u otro tipo de barra) en diversos tipos (21),
(22), (23) y (25) y diversas formas de montaje
electro-soldado (o por cualquier otro método de
unión solidaria) al redondo corrugado horizontal inferior (19) (u
otro tipo de barra), tanto en las vigas compuestas planas "in
situ", como para el componente de las viguetas "in
situ" del forjado.
8. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 1ª
y 6ª, caracterizada porque la armadura de refuerzos (12')
para incrementar la capacidad mecánica resistente de los esfuerzos
tangenciales de cortantes y rasantes, esta formada por una doble (o
sencilla) celosía (2') de fabricación estándar del mercado,
electro-soldado a sus redondos corrugados
horizontales inferiores (1) y superior (3) (u otro tipo de barra),
teniendo que tener la singular particularidad de que la unión
electro-soldada o solidaria de las celosías (2')
con los redondos corrugados horizontales inferiores (1) (u otro
tipo de barras), deben ser uniones resistentes para soportar la
transmisión del esfuerzo de tracción de las varillas de las celosías
(2') a los redondos corrugados horizontales inferiores (1) (u otro
tipo de barras), para que la celosía actúe como conectador,
manteniendo el equilibrio de las fuerzas vectoriales, de tal
suerte, que no se arranque la unión de la soldadura por los
esfuerzos tangenciales límites últimos, tanto en las vigas
compuestas planas "in situ", como para el componente de
las viguetas "in situ" del forjado.
9. Sistema de construcción de suelos de forjados
planos unidireccionales y bidireccionales, según reivindicación 7ª,
caracterizado porque los conectadores de redondo corrugado
(21), (22) y (23) (u otro tipo de barra) con posición inclinada, en
su parte inferior se unen con el redondo corrugado horizontal (19)
(u otro tipo de barra), formando un nudo resistente mediante
electro-soldado (o cualquier otro método de unión
solidario), los conectadores (21), (22) y (23) presentan por su
extremo inferior una terminación en prolongación horizontal (24),
determinante de un pie a través del cual se realiza la soldadura
resistente (26 y 28) de unión de raíz conexionada sobre el redondo
corrugado horizontal inferior (19) (u otro tipo de barra), bien
montado sobre el mismo o situado en ambos costados de dicha barra
(19), para el aseguramiento de la capacidad mecánica de los
conectadores actuantes como bielas de tracción oblicua, más la de
la capacidad mecánica de la barra horizontal inferior (19) por su
efecto pasador horizontal del cosido de las grietas de cortantes,
todo ello en equilibrio con la biela de compresión oblicua, grietas
que se inician abriendo en la parte inferior de la viga, cercano a
los apoyos, tanto en las vigas compuestas planas "in
situ", como para el componente de las viguetas "in
situ" del forjado.
10. Sistema de construcción de suelos de
forjados planos unidireccionales y bidireccionales, según
reivindicación 7ª, caracterizado porque los conectadores
tipo (21) quedan fijados por su parte superior al redondo corrugado
(20) (u otro tipo de barra) mediante la soldadura (27) (u otro tipo
de unión solidaria); con la particularidad de que los conectadores
(22) y (23) del mismo tipo que el (21), presentan la configuración
arqueada en forma de gancho de anclaje, con lo que se logra
suprimir la barra superior (20) y la soldadura (27), tanto en las
vigas compuestas planas "in situ", como para el
componente de las viguetas "in situ" del forjado.
11. Sistema de construcción de suelos de
forjados planos unidireccionales y bidireccionales, según
reivindicación 7ª, caracterizado porque los conectadores
tipo (25), presentan por sus extremos tanto inferior como en la
parte superior la configuración arqueada en forma de gancho de
anclaje, quedando su parte inferior fijado al redondo corrugado
horizontal (19) (u otro tipo de barra), realizado mediante
soldadura (u otro tipo de unión solidaria) resistente de unión de
raíz conexionada sobre el redondo corrugado horizontal inferior
(19) (u otro tipo de barra), bien montado sobre el mismo o situado
en ambos costados de dicha barra (19), para el aseguramiento de la
capacidad mecánica de los conectadores actuantes como bielas de
tracción oblicua, más la de la capacidad mecánica de la barra
horizontal inferior (19) por su efecto pasador horizontal del cosido
de las grietas de cortantes, todo ello en equilibrio con la biela
de compresión oblicua, grietas que se inician abriendo en la parte
inferior de la viga cercana a los apoyos, tanto en las vigas
compuestas planas "in situ", como para el componente de
las viguetas "in situ" del forjado.
12. Sistema de construcción de suelos de
forjados planos unidireccionales y bidireccionales, según
reivindicaciones 9ª, 10ª y 11ª, caracterizado porque los
conectadores (21), (22), (23) y (25) forman con la horizontal un
ángulo optimizado de 67°, actuando como biela de tracción oblicua,
siendo esta inclinación la ortogonal del ángulo de grieta (30) de
23° (resultando un ángulo de 20° en los ensayos realizados en el
Proyecto de Investigación), correspondiente a la biela de
compresión oblicua, con lo que se obtiene el límite máximo de la
capacidad mecánica resistente de los esfuerzos tangenciales de
cortantes y rasantes, con la aplicación de la regla del cosido de
grieta, equilibradas con la compresión oblicua, tanto en las vigas
compuestas planas "in situ", como para el componente de
las viguetas "in situ" del forjado.
13. Sistema de construcción de suelos de
forjados planos unidireccionales y bidireccionales, según
reivindicaciones 1ª, 10ª y 11ª, caracterizado porque unos
redondos corrugados (16) (u otro tipo de barras) apoyados sobre las
bovedillas (8), se utiliza como pasador a modo de percha, para
colgar la armadura de la viga, apoyando los redondos corrugados
superiores (3) (u otro tipo de barras), y los ganchos de anclaje
superiores de los conectadores, sobre dicho redondo corrugado (16)
(u otro tipo de barras), dejando así suficientemente levantada la
armadura de la viga sobre el fondo del encofrado, para que tenga el
suficiente espesor de recubrimiento inferior al realizar el
hormigonado estructural "in situ". Con esta
determinación se suprimen los calces separadores apoyados sobre el
encofrado, así como la supresión del laborioso trabajo de colocación
de dichos calces sobre el encofrado y dejando fijados debajo de los
redondos de la armadura de la viga, con aseguramiento del
recubrimiento necesario establecido por la Instrucción de la
Normativa del Hormigón Armado Estructural.
14. Sistema de construcción de suelos de
forjados planos unidireccionales y bidireccionales, según
reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizada porque las armaduras
básicas de fabricación estándar pueden alcanzar fácilmente unas
longitudes de 12'00, 12'80 y 13'40 metros, permitiendo fácilmente
apilar dichas armaduras verticalmente metidas una dentro de las
otras, facilitando almacenar gran cantidad de armaduras de vigas y
pudiendo transportarse a plena carga máxima autorizada en camiones
trailer, sin permisos especiales, y facilitan su colocación en
obra; ya que esta armadura básica de fabricación estándar, cubrirá
varios vanos de vigas, haciendo continuidad en cualquier punto de la
viga, al colocar la siguiente armadura, haciendo el suficiente
solapo con la armadura anterior.
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Ref document number: 2245244B1 Country of ref document: ES |
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