ES2314117T3 - Construccion de cielorraso y techo doblemente pretensada con sofito reticulado plano para envergaduras extremadamente grandes. - Google Patents
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Abstract
Construcción de cielorraso y techo para grandes envergaduras superiores a los 50 m, que comprende un sofito plano (1), una viga superior (2) y barras de tubo (3) que interconectan la viga (2) con el sofito reticulado (1), caracterizada en que el sofito reticulado (1) consta de una pluralidad de elementos huecos y planos prefabricados de interconexión (1.1) constituyendo un sofito reticulado, en donde el sofito reticulado (1) y la viga soporte (2) están adaptados para ser pretensados.
Description
Construcción de cielorraso y techo doblemente
pretensada con sofito reticulado plano para envergaduras
extremadamente grandes.
La presente invención se refiere a la
construcción de los techos de edificios industriales u otros
edificios similares de hormigón reforzado y pretensado y, en
particular, de algunas partes de acero que llegan a ser partes
integrales de la estructura. En particular la presente invención se
refiere a una construcción de cielorraso y techo para grandes
envergaduras superiores a los 50 m, comprendiendo un sofito plano,
una viga superior y barras de tubo que interconectan la viga con el
sofito. Una construcción de este tipo está descrita en la DE 1 156
960.
La presente invención se refiere a una
construcción específica de cielorraso y techo de idea y forma
originales. El problema técnico que se resuelve con esta solicitud
reside en un método de montaje de techos que se construyen con
sofito plano sobre envergaduras extremadamente grandes (más de 50 m)
por lo que la construcción de cielorraso y techo soluciona
simultáneamente el techo y el sofito plano terminado. En la
práctica, las construcciones de techos sobre envergaduras
extremadamente grandes son, en su mayor parte, construcciones
únicas realizadas en proyectos especiales y se construyen
normalmente en su totalidad en el sitio concreto.
El problema técnico de esta invención, si se
definiese como un objetivo, es encontrar un método de montaje de
construcciones de cielorraso y techo que se construyen sobre
envergaduras extremadamente grandes, adecuado para la
prefabricación en serie, como alternativa a la práctica habitual de
construcción de construcciones únicas.
El problema técnico que se soluciona es
dividiendo la enorme construcción, inapropiada para el transporte y
manejo, en una pluralidad de pequeños ensamblajes que se pueden
prefabricar, transportar y montar en el lugar concreto en la unidad
de construcción de envergadura extremadamente grande con sofito
plano. Como una parte de la presente invención se resuelven algunos
problemas parciales técnicos tales como: la formación de sofito
ligero ajustable, la estabilización lateral de la viga superior
longitudinal sobre una gran envergadura sin incrementar su masa
gracias al aumento de sus dimensiones laterales, la interconexión
longitudinal y transversal de los elementos de montaje en la
totalidad. Todas las demás soluciones que son parte de esta
invención se refieren al uso práctico de la construcción en si,
incluyendo las ventajas, descritas en la WO 02/53852 (publicadas
después de la prioridad de la presente solicitud), que ofrecen
estas construcciones cuando se compara con las otras de cielorraso y
techo habituales.
La presente invención incluye el concepto básico
de los principios de construcción y pretensado revelados en la WO
02/53852 con el nombre "construcciones de cielorraso y techo de
compuesto doblemente pretensado". En esta solicitud se describen
construcciones con placa de sofito plano sobre las generalmente
utilizadas grandes envergaduras de hasta 30 m. Tales construcciones
con largas placas de cielorraso no son apropiadas para envergaduras
mayores a los 30 m porque en envergaduras más grandes la extensa
placa de sofito resulta demasiado pesada lo que modifica muchos de
los supuestos que son la base del trabajo de la construcción en
envergaduras menores haciendo, por tanto, esta construcción
inaplicable. Por ejemplo, la placa visiblemente larga y delgada, en
envergaduras de hasta 30 m, tiene un fondo total de 5 cm lo que
proporciona la suficiente profundidad como para fijar las barras de
interconexión en el hormigón de la placa de sofito previniendo su
desunión. Toda la delgada y larga placa de sofito, si se emplea en
grandes envergaduras, requiere un incremento de profundidad ya que
su conexión con la construcción superior longitudinal cercana a los
soportes es demasiado débil como para aguantar una cantidad
significativa de rotura. Sin embargo, en envergaduras muy grandes
la placa de sofito debería tener un aumento en profundidad lo que
incrementaría su peso propio y cambiaría el concepto de su
mecanismo de trabajo basado en el sofito ligero el cual se flexiona
hacia arriba debido al giro de los extremos de la construcción.
Además, las construcciones con una extensa placa de sofito y una
envergadura por encima de los 50 m serian demasiado largas como
para ser transportadas y surgiría un problema a la hora de
interconectar los ensamblajes más pequeños en la totalidad de la
placa de sofito. Aun cuando fuese posible, la ejecución de dichas
construcciones requeriría el pre-tensado y el
hormigonado en el sitio específico, lo que puede ser poco
rentable.
La presente invención se refiere a una
construcción que es similar a la descrita en la WO 02/53852 y
resuelve su aplicabilidad en envergaduras extremadamente grandes,
permite la prefabricación de ensamblajes más pequeños que se montan
en el lugar concreto en la totalidad y facilita el ensamblaje del
sofito mediante la inserción de placas ligeras en las aberturas del
sofito reticulado reduciéndose el peso de toda la construcción
antes de que sea izada.
Se puede considerar una construcción de acuerdo
al tipo mencionado anteriormente a partir de la DE 11 56 960 en la
que se revela un soporte de techo que consta de un sofito inferior,
una viga superior y barras de interconexión.
Asimismo, de la US 3.858.374 se puede tener en
consideración miembros poligonales de hormigón pretensado que
comprenden una cubierta hueca alargada con una sección transversal
que se corresponde con la forma deseada del miembro.
La construcción pretensada de cielorraso y techo
para envergaduras extremadamente grandes consiste en una única
construcción de soporte prefabricada que consta de sofito
reticulado plano (1), la viga superior (2) y una pluralidad de
barras estabilizadoras distribuidas en el espacio (3), utilizada
para construir edificios con envergaduras extremadamente grandes
solucionándose simultáneamente el techo y el cielorraso con sofito
plano.
El objeto de la invención es establecer un
sistema de montaje más sencillo y más económico con envergaduras
adaptables, opuesto al de las habituales construcciones únicas de
grandes envergaduras, para construir edificios con envergaduras
extremadamente grandes de elementos prefabricados que se montan en
grandes segmentos de las unidades de construcción que se pueden izar
e interconectar en el gran cielorraso-techo con
sofito plano continuo. La construcción ensamblada de sofito plano
reticulado y ligero sustituye a una extensa placa de sofito por lo
que el sofito plano se obtiene mediante la inserción de una
pluralidad de placas ligeras en las aberturas que hay dentro de los
elementos que forman la red una vez que la construcción ha sido
montada.
Para resolver estos aspectos se ha propuesto una
construcción de cielorraso y techo del tipo mencionado previamente
y tal y como se especifica en la reivindicación 1.
En las reivindicaciones secundarias dependientes
se exponen las realizaciones preferidas de la invención.
En cierto modo existe una mejora de las posibles
construcciones con sofito plano reveladas en la WO 02/53852 lo que
aporta una aplicación razonable del mismo principio para
envergaduras extremadamente grandes (superiores a los 50 m).
Las soluciones técnicas auxiliares que forman
parte de la presente construcción son soluciones que: reducen el
peso propio de toda la construcción para que sea aplicable a
envergaduras extremadamente grandes; estabilizan la viga superior
contra la flexión lateral sin aumentar la masa de la construcción
mediante el incremento del momento lateral de inercia de su sección
transversal; interconectan de forma sencilla y práctica los
elementos prefabricados sin aumentar la masa de la construcción
mediante el incremento del momento lateral de inercia de su sección
transversal; interconectan de forma sencilla y práctica los
ensamblajes prefabricados de la construcción reticulada (en una de
las realizaciones la construcción reticulada está formada por tubos
de acero con un relleno de espuma ligera y conductores que
mantienen las distancias internas del gablete) y forman el plano de
sofito plano mediante la inserción de una pluralidad de placas
ligeras en las aberturas que hay dentro de los elementos de la
construcción reticulada.
Generalmente, una solución del sistema estático
para dichas construcciones en envergaduras extraordinariamente
grandes se logra con finas barras de tubo que no transmiten ni los
momentos flectores entre la viga superior y el sofito reticulado ni
fuerzas axiales considerables y, en consecuencia, la retícula
longitudinalmente fina no se puede doblar por lo que las barras de
tubo se utilizan simultáneamente para estabilizar la viga superior
contra la flexión lateral y para asegurar la estabilidad del plano
reticulado en sí mismo durante el pretensado.
La figura 1 es una vista isométrica de la
construcción con una sección transversal en forma de "V"
invertida de la viga superior.
La figura 2 es la sección transversal de la
construcción con una sección transversal en forma de "V"
invertida.
La figura 3 es la sección transversal de la
construcción de una realización alternativa con una sección
transversal en forma de "T".
La figura 4 es una vista isométrica de la
construcción desmontada que muestra sus partes de montaje.
La figura 5 ilustra la construcción desmontada y
el método de montaje.
La figura 6 es el detalle de conexión de los
elementos que forman la red si se utiliza la retícula de acero.
La figura 7 es una vista detallada de la unión
del elemento de la retícula de acero.
La figura 8 es el detalle del cable conductor
para la conexión longitudinal post-tensado de los
elementos que forman la red cuando se utiliza la retícula de
acero.
A continuación, se describe la realización
preferida con la viga superior (2) de una sección transversal en
forma de "V" invertida, mostrada por la vista isométrica de la
figura 1 (mostrada también en la figura 2). En otra realización la
construcción puede comprender la viga superior (2) de sección
transversal en forma de "T" (tal y como se muestra en la
figura 3). Ambas secciones transversales son claras y están
adaptadas para la función antes mencionada de estabilizar la viga
superior (2) la cual está apuntalada por barras de tubo (3) fijadas
en la retícula (1), sustancialmente rígida en el plano horizontal.
En las dos variantes el sofito reticulado (1) puede estar
constituido por tubos de acero o de hormigón pretensado
independientemente de la sección transversal de la viga superior
elegida.
En la figura 1 se muestra la unidad de soporte
global de la construcción que se monta después en el lugar concreto
y consta de la visiblemente amplia construcción montada formando
una red (1) y la viga superior (2) de sección transversal en forma
de "V" invertida interconectadas por finas barras de tubo (3).
La construcción reticulada en horizontal y verticalmente fina (1) se
prefiere que sea de unas dimensiones tales que sus partes
constitutivas, ilustradas en la figura 4, puedan ser fácilmente
transportables al lugar específico y puedan cubrir de una vez gran
parte del sitio visto del edificio cuando se monten para formar la
unidad global de soporte.
La figura 1 es una vista isométrica de la
construcción de una variante con la viga superior (2) de sección
transversal en forma de "V" invertida y empleando la retícula
de acero (1) y la figura 4 muestra la misma construcción pero
desmontada. La viga superior (2) está formada por dos partes de
hormigón reforzado, elementos (2.1), que se prefabrican en una
fábrica de elementos de construcción y se transportan al edificio
en obras. Los elementos que forman la red (1) constituidos por tubos
soldados de acero se fabrican también en la fábrica en partes de
tamaño más pequeño (1.1) de tal modo que pueden ser transportados
fácilmente al edificio en obras. Las cortas y duras barras de tubo
(4) utilizadas cerca de los soportes para interconectar la retícula
(1) y la viga superior (2) se incorporan en los extremos de la
misma (2) como partes integrantes de los mismos. Las barras de tubo
de acero de interconexión (3) son elementos independientes.
En el edificio en obras se prepara el plano
horizontal con una pluralidad de soportes en los que se apoyan las
partes más pequeñas (1.1) de la retícula antes de que se monten en
la totalidad reticulada (1), siendo la unidad que con su ancho y su
largo pertenece al área de soporte de una viga superior montada (2)
tal y como se ilustra en las figuras 4 y 5. En ambas direcciones,
los elementos laterales y longitudinales de la viga están
interconectados en la totalidad reticulada (1) mediante los
detalles ilustrados en la figura 6. La figura 7 muestra la sección
de corte longitudinal del mismo detalle de conexión en el que se
puede apreciar que un extremo del tubo de acero (10) comprende el
otro tubo más pequeño soldado por dentro (11) que se utiliza para
ser introducido en un tubo adyacente (12) por lo que ambos tubos
(10) y (11) se sueldan después alrededor de sus perímetros de
contacto mediante soldadura (13). De esta forma se monta el sofito
reticulado completo por lo que a continuación se forma toda la
construcción.
En la zona central se coloca un marco de soporte
temporal (9). Las dos mitades (2.1) de la viga superior se colocan
entonces en la retícula y se disponen entre sí con aquellos
extremos que se van a conectar apoyados en la zona central del
marco de soporte (9) por lo que sus extremos opuestos, los cuales
tienen incorporados duras patas de tubo de acero (4), se apoyan en
los elementos que forman la red tal y como se muestra en las
figuras 5 y 6. De este modo, ambas mitades (2.1) de la viga
superior, apoyadas y fijas, se conectan después a la retícula (1) a
través de las barras soldadas (3) y las barras (4) a los elementos
que forman la red. Las cortas y duras patas (4) que se incorporaron
al hormigón de la viga superior (2) durante la prefabricación tras
ser soldadas son ahora los soportes consola tipo modillón del
extremo fijo de la viga superior (2) conectado a la retícula. La
construcción está todavía desconectada en la zona central de la viga
superior (2) pero se puede eliminar el marco de soporte
temporal.
En la dirección longitudinal de soporte de la
construcción existe una elevada tensión en la retícula (1) formada
por sus elementos constitutivos por lo que se pretensa
céntricamente con cables (7) conducidos a través de los elementos
longitudinales que forman la red tal y como se muestra en la figura
8. Estos elementos longitudinales formados por tubos de acero están
dotados de conductores incorporados (8) que se utilizan para
proporcionar la posición central de los cables en el centro de
gravedad de la sección transversal en el interior de los tubos.
Tras pretensar los elementos huecos longitudinales que forman la red
con los cables colocados en el interior, se rellenan después con
espuma expansiva o con hormigón extremadamente ligero, dependiendo
del grado de pretensado y de la estabilidad de la retícula durante
el pretensado por lo que el material de relleno se emplea para
proteger a los cables de la corrosión y se asegura la continuidad
del puente formado entre los cables y los tubos. La estabilidad de
la construcción reticulada en sí durante el pretensado central debe
controlarse con cálculos apropiados por lo que es necesario
considerar el peso propio y las actividades de sujeción de la
construcción contra la flexión hacia arriba de la retícula.
Durante el pretensado de los elementos que
forman la red (1), la viga superior (2) está desconectada a nivel
de la zona central por lo que ambas mitades separadas (2.1) se
mantienen sobre sus propias patas (3) y (4) que están soldadas a la
retícula (1). Tras pretensar la retícula (1), la viga superior (2)
está sujeta a otro pretensado, mediante la colocación de una cuña
en un detalle especial existente entre las dos mitades separadas
(2.1), utilizando el método revelado en la solicitud WO 02/53852
con el nombre "Construcción de cielorraso y techo doblemente
pretensada con sofito plano para grandes envergaduras". El
pretensado de la retícula (1) garantiza la presencia de compresión
permanente en el interior de sus elementos longitudinales bajo
todas las cargas aplicadas así como en todas las partes que forman
la red interconectadas y unidas (1.1) en la totalidad reticulada
(1).
En otra realización, se puede usar la viga
superior (2) de sección transversal en forma de "T" con la
misma retícula de tubos de acero. En este caso, todo el
procedimiento de ejecución es igual al descrito. Si ahora la
retícula de tubos de acero se sustituye por la de hormigón en estas
dos variantes, éstas se indicarían.
Como segunda realización se toma la variante con
la viga superior (2) de sección transversal en forma de "T" o
de "V" invertida con la retícula (1) de elementos de hormigón
pretensado. Los elementos (1.1), como en el caso de los ensamblajes
del sofito reticulado (1), se montan y conectan a la totalidad de la
misma manera que en la variante anterior del edificio en obras por
medio de la misma conexión temporal.
Los elementos que forman la red en la variante
de hormigón son sólidos, con conductores incorporados céntricamente
(7), dotados de los mismos conectores de tubo en sus extremos para
el montaje temporal de la retícula. La diferencia entre las uniones
de las variantes de acero y de hormigón de la retícula radica sólo
en detalles que se adaptan al hormigón con tubos incorporados en los
extremos de los elementos que se van a unir. La variante de
hormigón no se enfatiza o describe ya que no contiene en sí nada
nuevo.
En todas las variantes, después de terminar y
pretensar la unidad de gran tamaño de la construcción de cielorraso
y techo en el sitio específico, se iza y se une a la construcción
adyacente formándose un sofito reticulado continuo. Las retículas de
las unidades de gran tamaño de las construcciones se interconectan
por tanto a otras unidades similares de la misma forma que como se
interconectaron las partes más pequeñas (2.1) en la gran unidad
reticulada (1).
Finalmente, el plano del sofito se cierra
mediante la inserción de placas ligeras (6) en las aberturas que
hay dentro de los elementos que forman la red de tal modo que se
obtiene un gran sofito plano continuo.
Claims (6)
1. Construcción de cielorraso y techo para
grandes envergaduras superiores a los 50 m, que comprende un sofito
plano (1), una viga superior (2) y barras de tubo (3) que
interconectan la viga (2) con el sofito reticulado (1),
caracterizada en que el sofito reticulado (1) consta de una
pluralidad de elementos huecos y planos prefabricados de
interconexión (1.1) constituyendo un sofito reticulado, en donde el
sofito reticulado (1) y la viga soporte (2) están adaptados para
ser pretensados.
2. Construcción como se reivindica en la
reivindicación 1, caracterizada en que los elementos huecos
prefabricados que forman la red (1.1) del sofito reticulado (1)
están formados por tubos de acero o de hormigón pretensado y el
sofito está constituido por placas ligeras que se insertan en las
aberturas que hay entre los elementos que forman la red.
3. Construcción como se reivindica en la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada en que se proporcionan
las conexiones transversales y horizontales provisionales de los
elementos huecos que forman la red (1.1) del sofito (1) mediante la
fijación entre sí de los extremos adyacentes (10) antes de su
soldadura, por lo que las conexiones longitudinales se endurecen
mediante pretensado.
4. Construcción como se reivindica en la
reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada en que se
proporcionan cables (7) para la interconexión longitudinal de los
elementos del sofito reticulado mediante el pretensado del sofito
reticulado (1), sobresaliendo estos cables (7) por unos conductores
(8) colocados en tubos rellenos de resistente espuma expansiva o de
hormigón ligero para garantizar la protección
anti-corrosiva y el aislamiento térmico del
cielorraso.
5. Construcción según la reivindicación 1,
caracterizada en que el sofito reticulado y las barras de
tubo son de acero y en que la viga superior (2) y el sofito
reticulado están interconectados mediante la soldadura de las barras
de tubo (3) a lo largo de toda la longitud de la construcción por
lo que los extremos opuestos de la viga superior (2) están
soportados por el sofito reticulado (1) a través de los elementos
(4) incorporados en la viga superior (2).
6. Construcción según la reivindicación 1,
caracterizada en que las barras de tubo (3) están
lateralmente soportadas por el sofito reticulado horizontal (1)
para estabilizar la viga superior (2) contra la flexión lateral.
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