ES2330175A1

ES2330175A1 - Sistema para conexion de tramos de pilares prefabricados de hormigon.

Info

Publication number: ES2330175A1
Application number: ES200601378A
Authority: ES
Inventors: Juan Gregorio Lombardo Maldonado
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2009-12-04
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: ES2330175B1

Abstract

Sistema para conexión de tramos de pilares prefabricados de hormigón mediante la provisión de unas piezas metálicas, en sus respectivos extremos superior e inferior de los tramos a enlazar, preparadas para tal fin. La del tramo inferior, situada en su extremo superior, es una pieza formada por un bulón central de cabeza esferoidal roscada en una base, enlazada a la armadura principal del pilar; un bastidor formado por cuatro parejas de chapas diagonales, soldadas a la base del bulón y enlazadas a la armadura principal del pilar mediante sus respectivas parejas de horquillas soldadas a ella, y cuatro chapas, paralelas a las caras del pilar, soldadas a las chapas diagonales. La del tramo superior, situada en su extremo inferior, la constituyen una serie de manguitos roscados colocados en los extremos de las barras de armaduras, principales y secundarias, y una chapa central con una cavidad cóncava prevista para encajar en ella la cabeza del bulón inferior. La cadencia de montaje esla siguiente: perfectamente empotrada la pieza inferior, se sitúa la superior, provista de sus correspondientes barras roscadas atornilladas en los manguitos, pivotando sobre la cabeza del bulón; se aploma y atornilla al bastidor mediante unos elementos específicos; se coloca un encofrado perdido de metal estirado (rugoso), se coloca la armadura horizontal de enlace con la viga o losa de forjado y se cuela, en la parte exenta situada entre las caras de los tramos, un hormigón o mortero de alta resistencia.

Description

Sistema para conexión de tramos de pilares prefabricados de hormigón.

Sector de la técnica

Se encuadra dentro del sector de la construcción, mas concretamente dentro del de elementos estructurales prefabricados, de hormigón armado, para edificios.

Estado de la técnica

La prefabricación de pilares de hormigón armado tiene un límite en la longitud de transporte: esta no debe rebasar los 14 m., salvo pasar a transportes especiales. Paralelamente, la longitud se puede ver limitada por los esfuerzos que pueden aparecer durante la manipulación y montaje, especialmente en los de menor sección. Con esta longitud, contando con las alturas de pisos y espesores de forjados usuales, se pueden alcanzar cinco plantas como máximo, por tanto, para poder utilizar pilares prefabricados en edificios que rebasen esta altura, es necesario poder realizar in situ la conexión de uno o varios tramos que los prolonguen y puedan alcanzar alturas superiores. Esta conexión tiene que dar continuidad al pilar a través de la armadura y el hormigón, para ello es necesario realizar un enlace entre ellos capaces de resistir los esfuerzos que las soliciten, durante la manipulación para el montaje y en servicio. El enlace o empalme de las barras de acero se tiene que realizar por solapo, soldadura u otro sistema que garantice una resistencia a la rotura igual o superior a los anteriores (EHE Atº. 66.4 y 66.6). La continuidad del hormigón requiere rellenar, la franja ocupada por el empalme de las barras, con un hormigón o mortero sin retracción de resistencia similar a la del hormigón de la parte prefabricada.

En la actualidad existen diversos métodos para el enlace de barras según las diversas formas de transmisión de esfuerzos, enunciadas anteriormente: Por solape de las barras, para lo cual dejan, en la base del segmento de pilar superior, unos taladros o endiduras superficiales dentro de las cuales se introducen las barras dejadas en prolongación, en la parte inferior; posteriormente se rellenan con un mortero sin retracción. El enlace de las barras por soldadura se realiza soldando estas a tope o bien por solapo; como variante de lo anterior se sustituye la soldadura por manguitos roscados, atornillados a las barras, provistas de sus extremos roscados. Otros sistemas se basan, con ligeras variantes, en intercalar una placa de acero a la cual se fijan los extremos de las barras principales de los tramos a unir, bien sea por soldadura o atornilladas, transmitiéndose los esfuerzos a través de ella. Todos ellos tienen en común el hormigonado de la franja ocupada por la unión de las barras, mediante el vertido de un mortero u hormigón especial sin retracción.

Los sistemas de unión, entre tramos de pilares prefabricados de hormigón armado, al uso, carecen de la posibilidad de un premontaje rápido que permita el emplazamiento preciso, en posición y nivel, con garantías de estabilidad sin grandes elementos auxiliares, mientras se realiza el vertido del hormigón de la unión y este toma resistencia. La ausencia de las anteriores premisas, fundamentales en las piezas prefabricadas, es quizás el motivo de que no esté muy extendido el uso de la prefabricación para los pilares de edificios. Tampoco está resuelto de forma satisfactoria, que sepamos, el entronque monolítico de los posibles vigas o losas intermedias con el pilar prefabricado. Para su resolución hemos diseñado unas piezas específicas, presentadas en esa Oficina (U200501340).

Descripción de la invención

La posibilidad de prefabricar pilares de hormigón armado en segmentos que se puedan prolongar, de forma rápida y segura, es lo que pretende el elemento que presentamos. Consta de dos partes bien diferenciadas, la correspondiente a la coronación del segmento inferior, y la de la base del superior.

La de la parte de la cabeza del segmento inferior es una pieza metálica prefabricada, que se integra a la pieza, mediante soldadura a la armadura longitudinal del pilar, y sale de fabrica con ella incorporada. Esta tiene que hacer posible las siguientes operaciones: situar el pilar, aplomarlo y anclarlo con rigidez suficiente para que no tenga deformaciones mientras se realizan las operaciones de enlace. Está formada por un tubo cuadrado, centrado con el eje del pilar, con sus caras perpendiculares a las diagonales de la sección de hormigón, provisto de cuatro redondos similares a los de la armadura del pilar, soldados según los ejes de cada una de las caras, que se abren según la dirección de las diagonales, doblan y prolongan en una longitud suficiente, para lograr la que especifican las normas para el empalme por solape con la armadura principal del pilar, y dejan la base del tubo con una separación, de la cara superior del pilar, suficiente para el paso de armaduras horizontales transversales y del mortero de unión. En su parte superior se disponen cuatro parejas de chapas rectangulares, con los lados mayores achaflanados, paralelas a las diagonales, separadas entre si no menos de 1,5 veces el diámetro de la armadura principal del segmento de pilar superior, soldadas a las caras del tubo cuadrado por un extremo y por el otro provistas de una pareja de redondos con forma de horquilla, por tanto cuatro ramas, que convergen en su base soldadas al extremo de la barra de la armadura principal del segmento de pilar inferior. Coincidiendo con el eje del tubo cuadrado se dispone un redondo roscado, de cabeza esferoidal, que se solidariza al tubo mediante una tuerca de perímetro cuadrado, igual al del interior del tubo e inscrita en él, soldada por el interior a su pared. Entre las chapas diagonales pareadas, se disponen cuatro chapas simples rectangulares, paralelas a las caras del pilar, con los bordes horizontales achaflanados, soldadas a ellas centradas, por los lados menores, de canto inferior para que no interfieran el anclaje de las barras principales y con espesor mayor para compensar la reducción del canto.

La parte del enlace correspondiente al fondo del segmento superior, esta constituido por una chapa, provista de una cavidad cóncava en su centro, que recibirá la cabeza esferoidal de la barra roscada de la pieza anterior, centrada en la cara del pilar y fijada a su armadura principal mediante unos redondos cruzados soldados a ella. La armadura principal, situada en las cuatro esquinas, y las restantes situadas entre las anteriores, terminan en unos manguitos roscados cuyos extremos terminan a haces con el fondo del pilar. Hasta el momento del montaje se protegen con tapones de plástico.

A pie de obra e inmediatamente antes de proceder al enlace se atornillan, en los manguitos de la armadura principal, cuatro trozos de barra roscada con sus respectivas tuercas situadas casi rozando con el hormigón del fondo del pilar. Se procede al montaje colocando el segmento superior pivotando sobre el apéndice esferoidal inferior, al tiempo que se enfilan las cuatro barras de las esquinas entre la separación de las chapas diagonales, previa colocación de sus correspondientes arandelas superiores. Se colocan las arandelas inferiores, se apuntan las cuatro tuercas y actuando sobre ellas se aploma y se finaliza la fijación realizando su apriete. Estas arandelas especiales, rectangulares, tienen el taladro de paso de la barra ovalado transversalmente, para compensar pequeños errores, y sus extremos plegados de forma que el apriete de las tuercas la acuñe contra la parte achaflanada de las chapas. Se termina el montaje atornillando en los manguitos de las barras intermedias sus correspondientes trozos de barras roscadas, cada una de ellas con doble tuerca para efectuar el anclaje, a las chapas paralelas a las caras del pilar, mediante sendas piezas especiales. Estas son un elemento de forma paralepipédica, con un taladro transversal de diámetro ligeramente superior al de la barra y una chapa soldada a una de sus bases con una pestaña en uno de sus lados, similar a las anteriores, para lograr el acuñamiento contra la chapa.

Con este enlace mecánico el tramo superior del pilar es estable ante la acción del viento o un impacto fortuito.

La actividad posterior es colocar las armaduras transversales para entronque de la losa de forjado o vigas planas. Seguidamente se coloca un encofrado perdido perimetral, unos centímetros por fuera del contorno del pilar, a base de metal estirado que da una superficie rugosa, en el cual se cuela un mortero sin retracción y alta resistencia que da continuidad al pilar sin reducción de resistencia en la franja de unión.

Descripción de las figuras

Fig. 1.- Pieza de unión completa: Alzado sección por diagonal.

1 - tubo cuadrado. 2 - patas soporte del tubo cuadrado. 3 - tuerca cuadrada. 4 - bulón de alineación y pivote.
5 - pares de chapas diagonales. 6 - horquillas de anclaje de chapas diagonales. 7 - armaduras principales inferiores.
8 - chapa superior con cavidad para alojamiento de la cabeza del bulón inferior. 9 - armaduras principales superiores. 10 - manguito roscado. 11 - barra roscada. 12 - encofrado perdido.

Fig. 2.- Pieza de unión completa: Alzado sección por eje del pilar y paralelo a sus caras.

1.- Tubo cuadrado. 3.- tuerca cuadrada. 4.- bulón de alineación y pivote. 5.- pares inferiores de chapas diagonales. 8.- chapa superior con cavidad para alojamiento del bulón inferior. 12 - encofrado perdido. 13 - armadura secundaria inferior. 14 - chapas inferiores paralelas a las caras del pilar. 15 - armadura secundaria superior. 16 - manguito roscado en armadura secundaria. 17 - barras roscadas secundarias.

Fig. 3.- Parte inferior de pieza de unión: Planta.

1 - tubo cuadrado. 2 - patas soporte del tubo cuadrado. 3 - tuerca cuadrada. 4 - bulón de alineación y pivote.
5 - pares de chapas diagonales. 6 - horquillas de anclaje de chapas diagonales. 11 - barras roscadas principales.
13 - armadura secundaria inferior. 14 - chapas sencillas paralelas a las caras del pilar. 17 - barras roscadas secundarias.

Fig. 4.- Perspectiva simplificada de la parte inferior de la pieza de unión.

1 - tubo cuadrado. 2 - pata soporte del tubo cuadrado (solo se ha dibujado una de las cuatro de que consta).
4 - bulón de alineación y pivote. 5 - pares de chapas diagonales. 6 - horquillas de anclaje de chapas diagonales (solo se ha dibujado un par de los cuatro de que consta). 7 - armaduras principales inferiores. 10 - manguito roscado en armadura principal superior. 11 - barra roscada principal. 13 - armadura secundaria inferior. 14 - chapas inferiores paralelas a las caras del pilar.

Fig. 5.- Anclaje de barras principales: Detalle.

9.- barra principal de segmento superior. 10.- manguito roscado. 11.- barra roscada principal 5.- pares de chapas diagonales. 18.- Arandelas especiales rectangulares, con sus extremos plegados y el taladro de paso ovalado transversalmente

Fig. 6.- Anclaje de barras secundarias: Detalle.

16.- manguito roscado de barras secundarias. 17.- barra roscada secundaria. 19.- piezas especiales para anclaje de barras roscadas secundarias. 13.- armadura secundaria inferior,

Descripción de una forma de realización

El primer paso es la fabricación en taller de la parte de la pieza de unión inferior, a situar en el extremo superior del tramo de pilar a prolongar. Esta pieza presenta una serie de armaduras de espera que hay que conectar a las armaduras longitudinales del pilar. Las cuatro de esquina se sueldan, o se enlazan por solape, con las (7) de la pieza. Las secundarias, situadas en los laterales, se cortan a haces con la cara superior del pilar, la continuidad en la pieza se logra mediante dos redondos, de sección equivalente (13), que se solapan con ella. De la exposición precedente y según se aprecia en las figuras 1 y 2, estas barras se enlazan al bastidor proyectado a través de las piezas (2) y (6), la armadura principal de esquina, y a través de las (13) las secundarias. El tramo de pilar se hormigona en taller con esta pieza ensamblada con su armadura, por tanto perfectamente unida a su fuste. El segmento de pilar a prolongar presenta en su parte superior el bulón central (4) con su cabeza esferoidal, las cuatro parejas de chapas diagonales (5) y las cuatro chapas paralelas a los lados (14).

La parte superior de la unión, extremo inferior del segmento de pilar prolongación, presenta cuatro manguitos roscados (10) insertados en la armadura principal (9) situada en las esquinas y otros (16), generalmente de menor diámetro, similares a los anteriores correspondientes a las armaduras secundarias (15), colocadas en las caras laterales (ambos se presentan protegidos con tapones de plástico) y una chapa centrada (8) con una cavidad cóncava autocentradora en la que se aloja la cabeza del bulón (4) forzando la alineación de las dos piezas.

Con el tramo inferior perfectamente empotrado en una zapata de cimentación, muro u otro medio, procedemos a su prolongación según los pasos siguientes:

1 - Se liberan de sus protecciones los manguitos roscados de las esquinas y se atornillan en ellos las barras roscadas (11), con sus tuercas superiores atornilladas por encima de su posición definitiva (prácticamente pegadas a la cara inferior del pilar) y sus arandelas (18) adheridas a ellas mediante una atadura provisional.

2 - Se iza el segmento prolongación, mediante un útil que lo mantenga vertical mientras está en vilo. Se enhebran las cuatro barras roscadas a través de los pares de chapas diagonales (5), y se posa sobre la cabeza esferoidal del bulón (4) a través de la cavidad, dispuesta al efecto, en la chapa (8). La pieza queda pivotando y se procede a comprobar su altimetria, que se puede corregir ligeramente actuando sobre el bulón (4), roscado en la tuerca (3). Seguidamente se aploma actuando con las tuercas superiores e inferiores, provistas de sus arandelas especiales (18), hasta que queden completamente anclada, tras apretarlas con llave dinamométrica con un par especificado. Durante estas operaciones el segmento de pilar está suspendido de la grúa.

3 - Aunque el anclaje anterior se dimensiona para que sea estable a las acciones que se puedan presentar (viento o un impacto fortuito), se continua con el elemento sujeto por la grúa y se procede a dar continuidad a las armaduras secundarias. Se atornillan las barras roscadas (17) en los manguitos de conexión (16), mediante las respectivas parejas de tuercas, superiores e inferiores, apretadas con llave dinamométrica a un par especificado, se logra a través del acuñamiento de las piezas (19), sobre las que inciden, el anclaje a las chapas (14).

4 - Se arriostra el tramo prolongado, como medida de protección, antes de liberarlo de la grúa de izado. Después se procede a hormigonar la unión con un mortero sin retracción y de alta resistencia, para ello de coloca un encofrado perimetral perdido (12), a base de metal estirado, que presenta una superficie rugosa y permite fácilmente efectuar las perforaciones que requieran las armaduras horizontales que sea necesario disponer para el entronque de vigas o losas.

Una vez fraguado el mortero se da por finalizada la operación de prolongación del pilar. El arriostramiento de seguridad se irá liberando en la medida en que la estructura contigua lo integre y haga este innecesario.

Claims

1. Sistema para conexión de tramos de pilares prefabricados de hormigón, que permite la unión de dos tramos de pilares prefabricados de hormigón armado, constituido por dos conjuntos de elementos, situados en la cara superior del tramo inferior y en la cara inferior del tramo superior, que permiten el ensamble de las armaduras y dar continuidad al hormigón, caracterizado por el conjunto de elementos, situado en la cara superior del tramo inferior, formado por un tubo cuadrado (1), centrado con el eje del pilar, con sus caras perpendiculares a las diagonales de su sección recta, en cuyo interior se suelda una tuerca (3) donde enrosca un bulón (4) de cabeza esferoidal; cuatro redondos (2), soldados según los ejes de cada una de sus caras, se abren hasta conectarlo con la armadura principal del pilar (7); cuatro parejas de chapas diagonales (5), soldadas a las caras del tubo cuadrado (1), base del bulón, enlazadas a la armadura principal con sus respectivas parejas de horquillas (6) soldadas a ellas. El conjunto de elementos, situado en la cara inferior del tramo superior, tiene la armadura principal (9) terminada en unos manguitos roscados (10) soldados, con su extremo en el plano de la base, que permiten su prolongación con unos segmentos de barras roscadas (11) de sección equivalente y una chapa central con una cavidad cóncava centrada (8), rígidamente unida con la armadura principal (9)

2. Sistema para conexión de tramos de pilares prefabricados de hormigón, que permite la unión de dos tramos de pilares prefabricados de hormigón armado, constituido por dos conjuntos de elementos, situados en la cara superior del tramo inferior y en la cara inferior del tramo superior, que permiten el ensamble de las armaduras y dar continuidad al hormigón, según reivindicación 1, caracterizado por añadir unos elementos que posibilitan la conexión de armaduras secundarias situadas entre las principales de esquinas, para ello. la armadura del tramo superior (15) se conecta de forma similar a la principal: manguitos roscados (16) y segmentos de barra roscada (17). En el elemento del tramo inferior, se disponen cuatro chapas (14), paralelas a las caras del pilar, soldadas a las chapas diagonales (5), en ellas se fijan las barras roscadas (17), mediante apriete de sus respectivos pares de tuercas sobre las piezas de acuñamiento (19), y se sueldan las armaduras secundarias del tramo inferior, previamente desdobladas en dos equivalentes (13), desplazadas de la trayectoria de la del tramo superior (15) y (17).

3. Sistema para conexión de tramos de pilares prefabricados de hormigón, prefabricados de hormigón, que permite la unión de dos tramos de pilares prefabricados de hormigón armado, constituido por dos conjuntos de elementos, situados en la cara superior del tramo inferior y en la cara inferior del tramo superior, que permiten el ensamble de las armaduras y dar continuidad al hormigón, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque se dispone un encofrado de metal estirado (12) y se rellena el espacio entre los tramos con un hormigón colado.

4. Sistema para conexión de tramos de pilares prefabricados de hormigón, que permite la unión de dos tramos de pilares prefabricados de hormigón armado, constituido por dos conjuntos de elementos, situados en la cara superior del tramo inferior y en la cara inferior del tramo superior, que permiten el ensamble de las armaduras y dar continuidad al hormigón, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los elementos superiores e inferiores se conectan, situando los primeros sobre los segundos a través del apoyo pivotante que se da situando la cavidad cóncava de la chapa central (8) sobre la parte esferoidal (4). Se aploma el tramo superior y se realiza la conexión de las barras roscadas (11) a las parejas de chapas diagonales (5), mediante apriete de sus respectivos pares de tuercas sobre las arandelas especiales para anclaje por acuñamiento (18).