ES2327047T3 - Elemento conector para la conexion de piezas prefabricadas de hormigon. - Google Patents
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Abstract
Elemento conector (20) para la conexión con arrastre de fuerza transversal de piezas prefabricadas de hormigón (5) a una junta (10) con fuerzas transversales paralelas a la dirección longitudinal de la junta, que comprende una caja de protección (1) preferiblemente alargada y elementos de bucle de refuerzo (3), que pueden alojarse en la caja de protección (1) y doblarse desde la misma hacia fuera, penetrando los elementos de bucle de refuerzo (3) la caja de protección (1) en la zona de una abertura de penetración (1'', 1'''') de la caja de protección (1) en cada caso, presentando el elemento conector exactamente dos elementos de bucle de refuerzo (3), caracterizado porque las aberturas de penetración (1'', 1'''') de los dos elementos de bucle de refuerzo (3) están previstas próximas a extremos (1a, 1b) opuestos de la caja de protección (1).
Description
Elemento conector para la conexión de piezas
prefabricadas de hormigón.
Para erigir las estructuras de soporte de un
edificio construido a partir de piezas prefabricadas de hormigón
las piezas prefabricadas de hormigón deben conectarse entre sí con
arrastre de fuerza. Elementos de pared en forma de disco se
conectan entre sí o con montantes en vertical en juntas verticales.
En los lados frontales de los elementos están dispuestas ranuras de
relleno correspondientes, sobre cuyo fondo se disponen elementos
conectores con cajas de protección, que contienen elementos de
refuerzo que pueden plegarse hacia fuera. Estos elementos de
refuerzo pueden estar constituidos tanto de hierro para armado como
de elementos de cable flexibles. Tales elementos conectores se dan a
conocer por ejemplo en el documento WO 03/008737.
Mediante el plegado de estos elementos de
refuerzo hacia fuera se ponen a disposición perpendiculares al lado
frontal elementos de tipo bucle, que al juntar los elementos de
pieza prefabricada se solapan en la junta. Los bucles que se
solapan en la junta se recubren la mayor parte de las veces por toda
la altura de los elementos de pieza prefabricada en la junta de
relleno con mortero para juntas. Tras su endurecimiento la junta de
relleno, gracias a los elementos conectores que se solapan puede
transmitir fuerzas en diferentes direcciones, es decir, por un lado
fuerzas de tracción en el solapamiento perpendiculares al lado
frontal de los elementos de pieza prefabricada, por otro lado
fuerzas transversales perpendiculares al plano de disco y, de manera
especialmente importante, una fuerza transversal paralela a la
dirección longitudinal de la junta. Esta última representa un caso
de carga en la práctica de la construcción que aparece con mucha
frecuencia.
Para la transmisión de fuerzas transversales
paralelas a la junta se conocen diferentes elementos conectores
fabricados de manera industrial, tal como se representan
esquemáticamente en la figura 5. Hay elementos de perfil continuos
(figura 5c)), como por ejemplo el raíl VS® Pfeifer, el listón VS®
Pfeifer, Betomax-Schlaufmax, el raíl Philipp y
también elementos individuales (figuras 5a), b)) que mediante la
disposición múltiple repetida de elementos de bucle de refuerzo en
la junta de piezas prefabricadas unas sobre otras garantizarán la
transmisión de fuerzas transversales. Las longitudes de estos raíles
y listones se encuentra por motivos logísticos a aproximadamente
1,20 m. Para alcanzar la altura de techo, se unen entre sí sin
espacio intermedio varios elementos de raíl. Cuando se requieren
menos bucles en una junta, entonces se utilizan cajas de protección
individuales con en cada caso sólo un bucle con separación
individual. Por ejemplo en la edificación en pisos pueden requerirse
arriba dos y abajo dos bucles indivi-
duales.
duales.
Como elementos individuales se dispone por
ejemplo de la caja VS® de Pfeifer (figura 5a)) y el bucle de
conexión Philipp (figura 5b)). Ambas tienen en común que se trata de
una caja de protección alargada, en cuyo un extremo está dispuesto
un bucle de cable que puede alojarse en el interior de la caja de
protección. La longitud total está ajustada fundamentalmente al
bucle y es fundamentalmente más corta que los raíles y listones. En
el estado final las cajas individuales están dispuestas en el fondo
de la ranura de relleno, y los bucles opuestos entre sí se pliegan
hacia fuera y se conectan con solapamiento mediante el mortero
introducido y que se endurece.
Sin embargo, en el caso de los elementos
conectores conocidos se ha demostrado que especialmente en la zona
de elementos individuales y/o bordes libres aparece una formación
temprana de fisuras en el hormigón o mortero de la conexión, por lo
que se perjudica la capacidad de soporte, rigidez y durabilidad de
la conexión.
El documento US 6.308.478 B1 da a conocer además
un elemento conector según el preámbulo de la reivindicación 1.
Por tanto, es el objetivo de la presente
invención proporcionar un elemento conector para la conexión con
arrastre de fuerza transversal de piezas prefabricadas de hormigón,
que posibilite un comportamiento de soporte mejorado de una conexión
en caso de solicitación de fuerza transversal.
Este objetivo se soluciona según la invención
mediante un elemento conector con las características de la
reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de la invención se
indican en las reivindicaciones dependientes.
La invención se basa en el conocimiento de que
en caso de elementos conectores compactos con sólo un elemento de
bucle de refuerzo o en extremos libres de elementos conectores a
modo de raíl en el caso de una solicitación de fuerza transversal
no aparece ningún equilibrio de fuerzas, en el que las fuerzas de
tracción fundamentales en la conexión se absorben mediante
elementos de refuerzo.
La invención se refiere por tanto a configurar
el elemento conector especialmente también en el caso de dimensiones
compactas de tal manera que las fuerzas de tracción, que se
producen en la conexión a consecuencia de una tornapunta de
hormigón oblicua por solicitación de fuerza transversal, se absorban
y sigan transmitiéndose mediante elementos de refuerzo. Para este
fin está previsto según la invención que en caso de un elemento
conector de tipo genérico las aberturas de penetración de los dos
elementos de bucle de refuerzo estén previstas próximas a extremos
opuestos de la caja de protección. En otras palabras, en el caso del
elemento conector según la invención los dos bucles de refuerzo
opuestos están en el estado doblado hacia fuera (estado final)
próximos a los extremos respectivos de la caja de protección.
De este modo se obtiene en caso de cada elemento
conector según la invención un comportamiento de soporte en sí
cerrado, en el que a consecuencia de la solicitación de fuerza
transversal puede formarse una tornapunta inclinada en el hormigón,
que en sus extremos (imaginarios) puede apoyarse sobre los bucles de
refuerzo del elemento conector para evitar la introducción de
fuerzas de tracción excesivas en el hormigón o mortero. De este
modo puede prevenirse de manera eficaz una formación de fisuras
perjudicial en la zona de conexión, lo que además de la capacidad
de soporte también aumenta claramente la durabilidad y rigidez de la
conexión. El elemento conector según la invención tiene al mismo
tiempo una construcción sencilla y puede utilizarse sin problemas
sin modificar el desarrollo de la construcción hasta ese
momento.
El elemento conector según la invención con
exactamente dos elementos de bucle de refuerzo puede utilizarse de
una manera muy variable y tiene a diferencia de los elementos
individuales conocidos un comportamiento de soporte claramente
mejorado, en sí cerrado.
Según un perfeccionamiento de la presente
invención está previsto que la separación máxima de las aberturas
de penetración próximas a los extremos con respecto a un extremo en
la dirección longitudinal de la caja de protección sea inferior a
0,5 veces una longitud de bucle, con la que los elementos de bucle
de refuerzo sobresalen de la caja de protección en el estado
doblado hacia fuera. De este modo se proporciona un elemento
conector especialmente compacto. Además una tornapunta de hormigón
que se forma a consecuencia de la solicitación de fuerza
transversal en caso de una disposición próxima al borde de las
aberturas de penetración y por tanto de los elementos de bucle de
refuerzo incorporados puede apoyarse de manera eficaz en los
extremos situados de manera próxima de la caja de protección, por
lo que se mejora adicionalmente el comportamiento de soporte del
elemento conector. A este respecto se prefiere que la separación
máxima de las aberturas de penetración próximas a los extremos con
respecto a un extremo en la dirección longitudinal de la caja de
protección sea inferior a 0,25 veces, de manera especialmente
preferida 0,1 veces la longitud de bucle.
Con respecto a las dimensiones de incorporación
y entrega compactas del elemento conector según la invención está
previsto según un perfeccionamiento que la longitud de la caja de
protección sea inferior a 2,5 veces una longitud de bucle, con la
que los elementos de bucle de refuerzo sobresalen de la caja de
protección en el estado doblado hacia fuera. Sin embargo, al mismo
tiempo, esta configuración también garantiza que los elementos de
bucle de refuerzo en el estado incorporado estén lo suficientemente
próximos entre sí, de modo que la inclinación de una tornapunta que
se coloca entre los elementos de bucle de refuerzo no se vuelve
demasiado pequeña y por tanto las fuerzas de presión que se
producen no se vuelven excesivamente grandes. Un elemento conector
aún más compacto se obtiene según la invención cuando la longitud de
la caja de protección es inferior a 1,5 veces la longitud de
bucle.
Según un perfeccionamiento de la invención está
previsto además que al menos dos elementos de bucle de refuerzo, en
el estado alojado en la caja de protección, estén dirigidos uno
hacia otro y preferiblemente se solapen entre sí al menos
parcialmente, de modo que el elemento conector según la invención
prácticamente no tenga dimensiones mayores que un elemento de bucle
individual conocido, aunque presente un comportamiento de soporte
mejorado drásticamente.
Para garantizar una absorción y transmisión
adicional eficaces de las fuerzas que aparecen a consecuencia de
una solicitación de fuerza transversal en el hormigón está previsto
según un perfeccionamiento de la presente invención que la base de
la caja de protección esté perfilada al menos por secciones mediante
elevaciones y/o depresiones. De este modo se garantiza que los
elementos de bucle de refuerzo del elemento conector también se
activen en caso de una solicitación de fuerza transversal, antes de
que se produzca una formación de fisuras y deformación excesiva en
la zona de la conexión. A este respecto se prefiere especialmente,
que las elevaciones y/o depresiones estén previstas adyacentes a
las aberturas de penetración, de modo que se produzca el sistema de
soporte cerrado deseado incluyendo los elementos de bucle de
refuerzo.
El elemento conector según la invención puede
utilizarse individualmente o en combinación con elementos conectores
del mismo tipo o de otro tipo. De este modo con una medida limitada
localmente se influye ventajosamente en el comportamiento de soporte
de toda la conexión.
La figura 1a muestra esquemáticamente una vista
en perspectiva de una primera forma de realización del elemento
conector según la invención;
la figura 1b muestra esquemáticamente una vista
en perspectiva de una segunda forma de realización del elemento
conector según la invención;
la figura 2 muestra esquemáticamente una vista
en perspectiva de una tercera forma de realización del elemento
conector según la invención;
la figura 3 muestra esquemáticamente la
presentación de un modelo del comportamiento de soporte de dos
piezas prefabricadas de hormigón conectadas entre sí mediante
elementos conectores;
la figura 4 muestra esquemáticamente una
conexión con arrastre de fuerza transversal de piezas prefabricadas
de hormigón utilizando el elemento conector según la invención;
la figura 5 muestra esquemáticamente elementos
conectores según el estado de la técnica.
A continuación se describirán con detalle formas
de realización preferidas de la invención haciendo referencia a los
dibujos adjuntos.
La figura 1a muestra esquemáticamente un
elemento conector 20 según una primera forma de realización de la
presente invención. El elemento conector 20 sirve para la conexión
con arrastre de fuerza transversal de piezas prefabricadas de
hormigón a una junta con fuerzas transversales paralelas a la
dirección longitudinal de la junta y comprende una caja de
protección 1 así como dos elementos de bucle de refuerzo 3 que
pueden doblarse hacia fuera. La caja de protección 1 tiene una
forma alargada, a modo de caja hueca con una longitud L y dos
extremos 1a, 1b en el lado frontal longitudinal. En una base de la
caja de protección 1c están previstas dos aberturas 1', 1'', en las
que los elementos de bucle de refuerzo 3 penetran la caja de
protección 1.
En el caso de los elementos de bucle de refuerzo
3 puede tratarse por ejemplo de una barra de acero para hormigón o
de elementos flexibles de cable, que en sus extremos libres están
conectados a través de un elemento de sujeción 2, manguito o
similar.
Las aberturas de penetración 1', 1'' están
previstas según la invención próximas a los extremos 1a, 1b opuestos
de la caja de protección 1, tal como muestra la figura 1a. A este
respecto se prefiere que la separación máxima a mostrada en la
figura 1a de las aberturas de penetración 1', 1'' con respecto a los
extremos 1a, 1b de la caja de protección 1 sea inferior a 0,5 veces
la longitud de bucle 1 definida con más detalle más abajo. Además la
separación máxima a de las aberturas de penetración 1', 1'' con
respecto a los extremos 1a, 1b de la caja de protección 1 es al
menos en el caso de elementos conectores compactos preferiblemente
inferior a 0,1 veces la longitud L de la caja de protección.
Además la longitud L de la caja de protección
está diseñada de tal modo que los bucles de refuerzo 3 pueden
alojarse sin problemas en el interior de la caja de protección 1,
tal como muestra la figura 1a. A este respecto, los bucles 3 están
dirigidos uno hacia otro a diferencia del estado de la técnica.
Partiendo de este estado los bucles 3 pueden doblarse desde la caja
de protección 1 hacia fuera, para alcanzar el estado final mostrado
en la figura 2, en el que los bucles 3 sobresalen con una longitud
de bucle 1 de la caja de protección 1. En la forma de realización
mostrada en la figura 1a la longitud L de la caja de protección 1 es
algo inferior a 2,5 veces la longitud de bucle 1.
La figura 1b muestra un elemento conector 20
según una segunda forma de realización preferida de la invención.
El elemento conector 20 mostrado en la figura 1b se diferencia del
elemento conector según la primera forma de realización, mostrada
en la figura 1a, en la longitud L de la caja de protección 1. Ésta
es, en la segunda forma de realización mostrada en la figura 1b
considerablemente inferior y asciende a algo menos que 1,5 veces la
longitud de bucle 1. De este modo se obtiene un elemento conector
aún más compacto en el que los bucles 3 en el estado plegado hacia
dentro están dispuestos con solapamiento. Simultáneamente la
separación máxima a de las aberturas de penetración 1', 1'' en la
segunda forma de realización visto de manera absoluta es
aproximadamente igual de grande que en la primera forma de
realización, por lo que sin embargo se obtiene una relación algo
mayor entre la separación máxima a y la longitud L de la caja de
protección.
Una tercera forma de realización preferida del
elemento conector 20 según la invención se representa
esquemáticamente en la figura 2 en una vista en perspectiva. Ésta
se distingue de la primera forma de realización mostrada en la
figura 1a mediante perfilados que están previstos en forma de
depresiones 12 en la base de la caja de protección 1c. A este
respecto las depresiones 12 están previstas en la presente forma de
realización adyacentes a las aberturas de penetración 1', 1''.
La figura 2 muestra además el elemento conector
20 con elementos de bucle de refuerzo 3 doblados hacia fuera una
longitud l, es decir, en el estado final, que adopta el elemento
conector en una conexión de piezas prefabricadas de hormigón. Como
punto de referencia para la longitud de bucle l sirve a este
respecto, como muestra la figura 2, la base de la caja de protección
1c.
Una conexión de piezas prefabricadas de hormigón
utilizando el elemento conector 20 según la invención se representa
esquemáticamente en la figura 4 que muestra tanto una vista en corte
vertical como horizontal. Como puede observarse especialmente en la
vista en corte horizontal, representada abajo, los elementos
conectores 20 según la invención están previstos en ranuras de
relleno 11 en el lado frontal de piezas prefabricadas de hormigón 5
que van a conectarse entre sí. Las piezas prefabricadas de hormigón
5 están colocadas una al lado de otra con sus lados frontales de
tal modo que en la zona de las ranuras de relleno 11 se forma una
junta 10, que posteriormente se rellena con mortero de relleno. Tras
la colocación una al lado de otra de las piezas prefabricadas de
hormigón 5 se doblan los elementos de bucle de refuerzo 3 desde las
cajas de protección 1 hacia fuera, de modo que se solapan los
elementos de bucle de refuerzo 3 de elementos conectores 20 opuestos
entre sí. A continuación se guía una varilla de montaje 8 de hierro
para armado a través de los solapamientos. Finalmente se lleva a
cabo el relleno de la junta, para conectar las piezas prefabricadas
5 entre sí con arrastre de fuerza. A este respecto los elementos
conectores 20, como puede observarse en la parte superior de la
figura 4 en el corte vertical, están dispuestos preferiblemente de
manera uniforme por las piezas prefabricadas de hormigón 5.
En la figura 3 se representa esquemáticamente un
modelo para el comportamiento de soporte que se produce en la zona
de dos piezas prefabricadas de hormigón 5 conectadas entre sí
mediante elementos conectores 20. En caso de existir una
solicitación de fuerza transversal Q, cuya dirección de acción se
indica esquemáticamente con flechas 6 en la figura 3, se forma
entre las piezas prefabricadas de hormigón 5 en el mortero de
relleno u hormigón un campo de presión que puede modelizarse
mediante una tornapunta de hormigón 7 inclinada. La tornapunta de
hormigón 7 inclinada a modo de modelo se apoya en sus extremos sobre
las cajas de protección 1 de los elementos conectores 20,
contribuyendo tanto los extremos de la caja de protección 1a, 1b
como las depresiones 12 de la base de la caja de protección 1c a
una transferencia de la carga y un apoyo mejorados de la tornapunta
7. Para conseguir un equilibrio de fuerzas, las fuerzas 5 creadas
por la tornapunta 7 deben absorberse por arriba y por abajo. Esto
se produce en el modelo mediante los elementos de bucle de refuerzo
3 dispuestos en los extremos de la caja de protección, en los que
se forman tirantes 4 horizontales. Un equilibrio de este tipo sin
una solicitación considerable por tracción del hormigón puede
producirse al utilizar el elemento conector 20 según la invención
mediante la disposición ventajosa de los elementos de bucle de
refuerzo 3, lo que no ha sido posible hasta ahora en caso de los
elementos de bucle individuales conocidos. Por tanto mediante la
utilización del elemento conector 20 según la invención se evita la
generación de daños y fisuras en el mortero o el hormigón y así se
aumenta considerablemente la capacidad de soporte, rigidez y
durabilidad de la conexión.
Las formas de realización preferidas, descritas
anteriormente presentan en cada caso exactamente dos elementos de
bucle de refuerzo, ya que de este modo se obtienen elementos
conectores especialmente compactos y versátiles con un
comportamiento de soporte en sí cerrado. Sin embargo, en el marco de
la presente invención es igualmente posible los elementos
conectores con un mayor número de elementos de bucle de refuerzo,
siempre que al menos los dos elementos de bucle de refuerzo más
externos estén dispuestos próximos a los extremos de la caja de
protección.
- 1
- caja de protección para los bucles de refuerzo
- 1a, b
- extremos de la caja de protección
- 1c
- base de la caja de protección
- 1', 1''
- aberturas de penetración
- 2
- anclaje de extremo del bucle de refuerzo
- 3
- bucle de refuerzo de cable metálico o hierro para armado
- 4
- fuerza de tracción horizontal
- 5
- pieza prefabricada de hormigón a modo de pared o montante
- 6
- fuerza transversal paralela a la junta de pared
- 7
- tornapunta oblicua en la zona de relleno
- 8
- varilla de montaje de hierro para armado
- 9
- zona con mortero de relleno
- 10
- junta entre dos piezas prefabricadas de hormigón
- 11
- ranura de relleno
- 12
- depresiones o elevaciones para mejorar la acción de la tornapunta
- 20
- elemento conector
- L
- longitud de la caja de protección
- l
- longitud de bucle.
Claims (11)
1. Elemento conector (20) para la conexión con
arrastre de fuerza transversal de piezas prefabricadas de hormigón
(5) a una junta (10) con fuerzas transversales paralelas a la
dirección longitudinal de la junta, que comprende una caja de
protección (1) preferiblemente alargada y elementos de bucle de
refuerzo (3), que pueden alojarse en la caja de protección (1) y
doblarse desde la misma hacia fuera, penetrando los elementos de
bucle de refuerzo (3) la caja de protección (1) en la zona de una
abertura de penetración (1', 1'') de la caja de protección (1) en
cada caso, presentando el elemento conector exactamente dos
elementos de bucle de refuerzo (3), caracterizado porque las
aberturas de penetración (1', 1'') de los dos elementos de bucle de
refuerzo (3) están previstas próximas a extremos (1a, 1b) opuestos
de la caja de protección (1).
2. Elemento conector según la reivindicación 1,
caracterizado porque la separación máxima de las aberturas de
penetración (1', 1'') próximas a los extremos con respecto a un
extremo (1a, 1b) en la dirección longitudinal de la caja de
protección (1) es inferior a 0,5 veces, preferiblemente 0,25 veces,
de manera especialmente preferida 0,1 veces una longitud de bucle
(1), con la que los elementos de bucle de refuerzo (3) sobresalen de
la caja de protección (1) en el estado doblado hacia fuera.
3. Elemento conector según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la longitud
(L) de la caja de protección (1) es inferior a 2,5 veces una
longitud de bucle (1), con la que los elementos de bucle de refuerzo
(3) sobresalen de la caja de protección (1) en el estado doblado
hacia fuera.
4. Elemento conector según la reivindicación 3,
caracterizado porque la longitud (L) de la caja de protección
(1) es inferior a 1,5 veces la longitud de bucle (1).
5. Elemento conector según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los dos
elementos de bucle de refuerzo (3), en el estado alojado en la caja
de protección (1), están dirigidos uno hacia otro y preferiblemente
se solapan entre sí al menos parcialmente.
6. Elemento conector según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la base de
la caja de protección (1c) está perfilada al menos por secciones
mediante elevaciones y/o depresiones (12).
7. Elemento conector según la reivindicación 6,
caracterizado porque las elevaciones y/o depresiones (12)
están previstas adyacentes a las aberturas de penetración (1',
1'').
8. Pieza prefabricada de hormigón (5), en la
que en al menos un lado frontal están dispuestos elementos
conectores según una de las reivindicaciones anteriores.
9. Conexión con arrastre de fuerza transversal
de piezas prefabricadas de hormigón (5) a una junta (10) con
fuerzas transversales paralelas a la dirección longitudinal de la
junta, presentando las piezas prefabricadas de hormigón (5) en cada
caso al menos un elemento conector (20) según una de las
reivindicaciones anteriores.
10. Conexión con arrastre de fuerza transversal
de piezas prefabricadas de hormigón según la reivindicación 9,
caracterizada porque varios elementos conectores (20) están
dispuestos uniformemente por la pieza prefabricada de hormigón
(5).
11. Conexión con arrastre de fuerza transversal
de piezas prefabricadas de hormigón según la reivindicación 9 ó 10,
caracterizada porque los elementos conectores (20) están
dispuestos sobre el fondo de una ranura de relleno (11) en un lado
frontal de la pieza prefabricada de hormigón (5).
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