ES2369612B1

ES2369612B1 - Sistema de unión para estructuras de hormigón.

Info

Publication number: ES2369612B1
Application number: ES200930238A
Authority: ES
Inventors: María Dolores Ferrer López
Original assignee: Preindustrializados Pretensados De Levante S A U; Preindustrializados Pretensados De Levante Sau
Current assignee: Pacadar SA
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2029-06-01
Also published as: ES2369612A1

Abstract

Sistema de unión para estructuras de hormigón.#Está previsto para unir una columna de hormigón (2) con un extremo (1a) de una viga de hormigón (1) apoyado sobre una cara superior (3a) de una ménsula de apoyo (3) que se extiende desde una lateral (2a) de la columna (2), y comprende:#- unas espigas (4), cada una de ellas con un primer tramo (4a) embebido en la ménsula de apoyo (3), y un segundo tramo (4b) que sobresale por dicha cara superior (3a),#- unos orificios pasantes (O) definidos en dicho extremo (1a) de dicha viga (1), y previstos para recibir a su través a dichos segundos tramos (4b) de dichas espigas (4), y#- un medio de consolidación (M) de la unión, para rellenar dichos orificios pasantes (O) con los segundos tramos (4b) de las espigas (4) en su interior y para fijarlos entre sí una vez solidificado.

Description

Sistema de unión para estructuras de hormigón

Sector de la técnica

La presente invención concierne en general a un sistema de unión para estructuras de hormigón, previsto para unir una columna de hormigón con un extremo de una viga de hormigón apoyado sobre una cara superior de una ménsula de apoyo, y en particular a un sistema que comprende, parcialmente embebidos en dicha columna, uno o más elementos de posicionamiento y fijación de la viga a la columna.

El sistema de unión de la invención también está previsto para realizar la unión de la base de una columna de hormigón armado a una cimentación.

Estado de la técnica anterior

Se conocen sistemas de unión de una columna o pilar a una cimentación que realizan la unión de los mismos a través de cajeados metálicos comerciales que llevan armadura soldada y solapada con la armadura principal de los pilares. Dichos cajeados crean una reserva o hueco en la sección de hormigón del pilar que permite el paso de un sistema roscado que se atornillará a esta caja y posteriormente se rellenará de hormigón.

Asimismo, también son conocidos sistemas de unión que permiten realizar uniones rígidas entre unas columnas o pilares y unas vigas mediante el mismo sistema de cajeado anterior, solapando la armadura soldada en la caja a la armadura de positivos de la viga. La armadura de negativos de la viga se conecta o atraviesa al pilar, dando continuidad a las vigas que llegan a ambas caras del pilar, gracias al cajeado longitudinal superior en la viga que ha de realizarse in situ, en la propia obra, tras la colocación de estas barras de negativos.

Por el documento ES 1 063 332 U se conoce un sistema de unión para estructuras que permite unir dos partes de una estructura, un pilar y una viga, dos vigas, u otras partes por medio de tornillos o pasadores. El sistema propuesto en dicho modelo de utilidad comprende dos perfiles enfrentados, cada uno de ellos fijado a una parte de la estructura a unir, que se acoplan y fijan entre sí mediante unos tornillos o pasadores.

En la patente ES 2 244 379 T3, validación en España de la patente EP 1092814, se propone un dispositivo para conectar vigas prefabricadas a pilares o elementos de soporte de cargas similares. El dispositivo propuesto en dicha patente comprende unos primeros medios para conectar las dos zonas de los extremos de una viga a dos respectivos pilares, y unos segundos medios para conectar dos zonas intermedias de la extensión longitudinal de la viga a los pilares. Por lo que se refiere a los primeros medios, éstos son unos medios de acoplamiento que, para un ejemplo de realización comprenden, para cada zona de los extremos de la viga, una cavidad formada en un lateral del pilar, abierta hacia dicha viga, en la que se inserta una escuadra que está

5 fijada a la viga.

La solicitud WO 2007/074212 A 1 concierne a una zapata para fijar una columna de hormigón reforzado a una base, que está formada por una serie de placas base con unos agujeros pasantes para el paso de unos tornillos para su fijación a dicha base, y unas placas laterales o cartelas, cada una de ellas fijada a la cara superior de una placa

10 base. En dicha solicitud WO 2007/074212 A 1, la columna se dispone en general entre la cara interna de cuatro placas laterales, y la zapata comprende una serie de barras fijadas a la cara externa de las placas laterales y a la columna de hormigón. La zapata también comprende unos cables flexibles formando unos bucles, para transmitir al hormigón unas fuerzas horizontales producidas por las posiciones excéntricas de las

15 citadas barras en relación a los mencionados tornillos y agujeros pasantes de las placas base.

Explicación de la invención Los presentes inventores consideran necesario ofrecer una alternativa al estado

20 de la técnica en la forma de un sistema de unión que permite realizar nudos rígidos o hiperestáticos de mayor calidad y rapidez de ejecución, en especial por lo que se refiere a la unión viga-columna, pero también, para unos ejemplos de realización, para la unión columna-cimentación. La presente invención concierne a un sistema de unión rígida para estructuras

25 de hormigón previsto para unir una columna de hormigón con un extremo de una viga de hormigón apoyado sobre una cara superior de una ménsula de apoyo que se extiende desde una lateral de dicha columna de hormigón. A diferencia de los sistemas de unión convencionales, el propuesto por la presente invención comprende:

30 -una o más espigas o pasadores, en general metálicos, cada uno de ellos con un primer tramo embebido en como mínimo parte de dicha ménsula de apoyo de dicha columna de hormigón, y un segundo tramo que sobresale por dicha cara superior de dicha ménsula de apoyo, -uno o más orificios pasantes, cada uno de ellos definido en dicho extremo de

35 dicha viga, y previsto para recibir a su través a dicho segundo tramo de dicho pasador,

y

-: un medio de consolidación de la unión a base de mortero, previsto para rellenar dicho orificio pasante una vez introducido en el mismo dicho segundo tramo de la espiga o pasador, y para fijarlos entre sí una vez solidificado.

En general dicha viga es de hormigón armado, con unas barras metálicas

5 embebidas longitudinalmente que constituyen unas respectivas armaduras de negativos, las dispuestas, en uso, en su cara superior, y de positivos, las dispuestas, en uso, en su cara inferior.

Mediante el sistema de unión propuesto por la presente invención se consigue pasar los momentos positivos que aparecen en el extremo de la viga a través del pilar, 10 mediante la introducción de las espigas en los orificios pasantes, así como fijarlas entre

sí una vez solidificado el motero vertido.

Para complementar el nudo rígido entre la viga y la columna o pilar, el sistema de unión de acuerdo con la invención comprende, para un ejemplo de realización, una segunda unión entre dicho extremo de la viga y la columna, situada a la altura de la

15 armadura de negativos de la viga, que en general comprende: -unos casquillos roscados posicionados en dicho lateral de dicha columna, y anclados en el hormigón de la misma, -una chapa metálica en cada extremo de la viga soldada a la armadura de negativos de la viga, y con unos orificios pasantes definidos, para un ejemplo de 20 realización, en sus esquinas superiores, y -unos tornillos previstos para ser atornillados a dichos casquillos atravesando dichos orificios de dicha chapa. Esta unión se realiza en general a través de dichos casquillos roscados, los cuales están posicionados en el lateral de la columna o pilar, y la chapa situada en el

25 extremo o cabeza de la viga, introduciendo dichos tornillos a través de los orificios practicados en las chapas para roscarlos en los casquillos del pilar; todo ello permitido por una reserva realizada, por ejemplo, en "porex" y practicada en el hormigón de la viga tras la chapa metálica, que impide la entrada de hormigón en esta zona para posibilitar así la entrada del tornillo citado. Tras el atornillado de estos tornillos, se

30 hormigonan estas reservas o "cajeados" en las cuatro esquinas superiores de las vigas, dos por columna.

El sistema de unión propuesto por la presente invención también está previsto para unir una columna de hormigón armado, por su base, con una cimentación, para lo cual comprende:

35 -una chapa metálica de dimensiones en planta mayores que la sección de dicha columna, con unos primeros orificios pasantes avellanados por al menos una de sus caras, cada uno de los cuales previsto para ser atravesado por un extremo de una barra metálica de la armadura principal de dicha columna, y unos segundos orificios pasantes distribuidos a lo largo del contorno de dicha chapa, más allá de la sección de dicha columna;

5 -al menos dos líneas de soldadura entre cada una de dichas barras metálicas y dicha chapa metálica, una por cada una de sus caras, realizadas alrededor del orificio pasante atravesado por dicha barra, cubriendo una de dichas líneas de soldadura el rebaje definido por dicho avellanado;

-: unos elementos de fijación parcialmente embebidos en dicha cimentación, y 10 con un extremo libre roscado a ser introducido en uno respectivo de dichos segundos orificios pasantes, y

-: unas tuercas, cada una de las cuales prevista para fijar dicha chapa metálica a dicha cimentación al atornillarse a dicho extremo libre roscado de uno respectivo de dichos elementos de fijación.

15 Breve descripción de los dibujos Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y

20 no limitativo, en los que: la Fig. 1 a es una sección en alzado parcial que ilustra parte de una viga y de una columna unidas entre sí mediante el sistema de unión propuesto por la presente invención, para un ejemplo de realización; la Fig. 1 b es una vista en planta de los mismos elementos ilustrados en la Fig.

25 1a; la Fig. 2a es una vista en alzado de la chapa metálica incluida en el sistema de unión propuesto por la presente invención, para un ejemplo de realización, para unir una columna de hormigón armado, por su base, con una cimentación;

la Fig. 2b es una vista en planta de la chapa ilustrada en la Fig. 2a; y 30 la Fig. 3 es un detalle en sección que ilustra el extremo de una barra soldado a la chapa metálica de las Figs. 2a y 2b.

Descripción detallada de unos ejemplos de realización

Haciendo referencia a las Figs. 1 a y 1 b en ellas se ilustra la unión de un extremo 35 1 a de una viga de hormigón 1 a una columna o pilar de hormigón 2 mediante el sistema de unión propuesto por la invención, en particular una unión para la cual dicho extremo

1 a de la viga 1 se encuentra apoyado sobre una cara superior 3a de una ménsula de apoyo 3 que se extiende desde una lateral 2a de la columna 2. A diferencia de las propuestas convencionales, el sistema de unión de la invención comprende, para el ejemplo de realización ilustrado por dichas Figs. 1 a y 1 b:

5 -dos espigas 4, cada una de ellas con un primer tramo 4a embebido en dicha ménsula de apoyo 3 y un segundo tramo 4b que sobresale por la cara superior 3a de la ménsula de apoyo 3, y

-: dos orificios pasantes O definidos en el extremo 1 a de dicha viga 1, de manera transversal, y previstos para ser atravesados, al menos en parte, por dichos segundos 10 tramos 4b de dichas espigas 4, y

-: un medio de consolidación M de la unión a base de mortero, previsto para rellenar dichos orificios pasantes O una vez introducidos en los mismos dichos segundos tramos 4b de las espigas 4, y para fijarlos entre sí una vez solidificado.

En la Fig. 1 a se puede apreciar cómo el primer tramo 4a de la espiga 4 discurre

15 en paralelo con la dirección longitudinal de la columna de hormigón 2, y cómo el segundo tramo 4b se dobla formando dos porciones anguladas 4a1, 4a2, una de las cuales 4a1 discurre en paralelo con la dirección longitudinal de la columna 2 y se encuentra embebida en la ménsula de apoyo 3, y la otra 4a2 discurre transversalmente por una zona del interior de la columna 2 adyacente a la ménsula de apoyo 3.

20 Para un ejemplo de realización, los orificios pasantes O se encuentran delimitados perimetralmente por unas respectivas vainas V embebidas en el extremo 1 a de la viga 1, hechas por ejemplo de metal y de tipo corrugado. De hecho una manera de definir dichos orificios O es mediante la introducción de dichas vainas V en el hormigón que constituirá la viga 1 antes de que éste se solidifique. También es posible

25 realizar los orificios O perforando la viga 1 ya solidificada. En las Figs. 1 a y 1 b se ilustra una viga 1 de hormigón armado, con unas barras metálicas 6 embebidas longitudinalmente que constituyen unas respectivas armaduras de negativos y de positivos (estas últimas no ilustradas). Tal y como se ha indicado en un apartado anterior, el sistema de unión

30 propuesto por la invención comprende una segunda unión entre el extremo de la viga 1 a y la columna 2, que, para el ejemplo de realización ilustrado por las Figs. 1 a y 1 b comprende dos casquillos roscados 7 embebidos en la columna de hormigón 2 y accesibles desde el lateral 2a, una chapa 8 fijada a parte de la cara menor, o cabeza, del extremo 1 a de la viga 1, adyacente a unos rebajes o cajeados 9 definidos en parte

35 del extremo 1 a, definiendo dicha chapa 8 unos orificios pasantes 8a, y unos tornillos 10

a ser atornillados a dichos casquillos 7 atravesando dichos orificios 8a de dicha chapa 8, mediante su introducción y acceso a través de dichos cajeados 9. Tal y como se aprecia en las Figs. 1 a y 1 b, el sistema de unión comprende unas barras 11 embebidas en la columna de hormigón 2 con unos extremos 11 a fijados a

5 dichos casquillos 7, y parte o la totalidad de las barras metálicas 6 (las que no finalizan en los cajeados 9) de la armadura de negativos de la viga 1 se encuentran fijadas a dicha chapa 8, en general soldadas, aunque otras clases de fijación también se contemplan en el sistema de unión propuesto por la presente invención.

Tanto los cajeados 9 como cualquier otro espacio intersticial existente entre el

10 extremo 1 a de la viga 1 y la columna 2 son también rellenados con el medio de consolidación solidificable M, en particular mortero, incluido en el sistema de unión propuesto, tal y como se aprecia en las Figs. 1 a y 1 b.

Preferentemente se aplica el citado medio de consolidación, en particular mortero "gro ut", desde un único punto, para cubrir todas las pequeñas zonas 15 intersticiales, u holguras, descritas, tanto las de los orificios 0, como las indicadas en el

párrafo justo anterior.

Obviamente, aunque solamente se ha descrito la unión de un extremo 1 a de la viga 1 a una columna 2, el sistema de unión propuesto por la invención también comprende unos elementos análogos a los descritos para unir el otro extremo (no

20 ilustrado) a otra columna (no ilustrada). Mediante el sistema de unión propuesto por la invención, en lo que se refiere a la unión de la viga 1 a la columna 2, se consigue, en comparación con los sistemas del estado de la técnica, que el hormigonado in situ en la propia obra se reduzca al máximo, dotando por lo tanto de mayor calidad en los materiales y en el hormigonado

25 del sistema, una mayor simplicidad en los encofrados, ya que no es necesaria una manipulación de acero, tan solo de los dos tornillos indicados en cada extremo de la viga, además de una menor complejidad de ejecución tanto de la viga como de la unión en sí. Por otro lado, la propia unión reduce enormemente los tiempos de ejecución y los moldes necesarios para la fabricación de las vigas.

30 El sistema de unión propuesto por la presente invención también está previsto para unir una columna de hormigón armado 2, por su base, con una cimentación 12, para lo cual comprende, tal y como se ilustra en las Figs. 2a, 2b y 3:

-: una chapa metálica 13 de dimensiones en planta mayores que la sección de la columna 2, con unos primeros orificios pasantes 15 avellanados por una cara inferior 35 13b, cada uno de los cuales previsto para ser atravesado por un extremo de una barra metálica 14 de la armadura principal de la columna 2, y unos segundos orificios

pasantes 16 distribuidos a lo largo del contorno de la chapa 13, más allá de la sección de la columna 2; -dos líneas de soldadura L 1, L2 entre cada una de las barras metálicas 14 y la chapa metálica 13, una por cada una de sus caras 13a, 13b, tal y como se ilustra en la

5 Fig. 3, realizadas alrededor del respectivo primer orificio pasante 15 atravesado por una respectiva barra 14, cubriendo una de dichas líneas de soldadura L2 el rebaje 15r definido por dicho avellanado;

-: unos elementos de fijación 17 parcialmente embebidos en dicha cimentación 12 (ver Fig. 2a), y con un extremo libre roscado a ser introducido en uno respectivo de 10 dichos segundos orificios pasantes 16, y

-: unas tuercas 18, cada una de las cuales prevista para fijar la chapa metálica 13 a la cimentación 12 al atornillarse a dicho extremo libre roscado de uno respectivo de dichos elementos de fijación 17.

En la Fig. 2a se ha ilustrado solamente una de dichas tuercas 18 y uno de

15 dichos elementos de fijación 17, en particular un tornillo, aunque el resto de orificios 16 (indicados con línea fina en dicha Fig. 2a) también serán atravesados, en uso, por unos respectivos tornillos 17 atornillados a unas respectivas tuercas 18.

Tal y como se aprecia en la Fig. 2b, en el sistema de unión propuesto la chapa metálica 13 comprende unas primeras cartelas 19 que se extienden 20 perpendicularmente desde una cara superior 13a de la chapa 13, y se distribuyen a lo largo del contorno de la chapa 13 delimitando el área A a ocupar por la base de la columna, y unas segundas cartelas 20 que también se extienden perpendicularmente desde la cara superior 13a de la chapa 13, y se distribuyen a lo largo del contorno de dicha área A, en este caso proyectándose horizontalmente hacia dentro de dicha área

25 A, quedando estas segundas cartelas 20 embebidas en la base de la columna 2.

Un experto en la materia podría introducir cambios y modificaciones en los ejemplos de realización descritos sin salirse del alcance de la invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

Reivindicaciones

1.-Sistema de unión para estructuras de hormigón, del tipo que está previsto para unir una columna de hormigón (2) con al menos un extremo (1a) de una viga de

5 hormigón (1) apoyado sobre una cara superior (3a) de una ménsula de apoyo (3) que se extiende desde un lateral (2a) de dicha columna de hormigón (2), donde al menos dicha viga (1) es de hormigón armado, con unas barras metálicas (6) embebidas longitudinalmente que constituyen unas respectivas armaduras de negativos y de positivos, y dicho sistema de unión comprende:

10 -al menos una espiga (4) con un primer tramo (4a) embebido en al menos parte de dicha ménsula de apoyo (3) de dicha columna de hormigón (2), y un segundo tramo (4b) que sobresale por dicha cara superior (3a) de dicha ménsula de apoyo (3), -al menos un orificio pasante (O) definido en dicho extremo (1a) de dicha viga (1), y previsto para recibir a su través a dicho segundo tramo (4b) de dicha espiga (4), y

15 -un medio de consolidación (M) de la unión a base de mortero, previsto para rellenar dicho orificio pasante (O) una introducido en el mismo dicho segundo tramo (4b) de la espiga (4), y para fijarlos entre sí una vez solidificado; estando el sistema de unión caracterizado porque: -comprende al menos un casquillo roscado (7) embebido en dicha columna de

20 hormigón y accesible desde dicho lateral (2a) de la columna (2), una chapa (8) fijada a al menos parte de la cara menor de dicho extremo (1a) de la viga (1), adyacente a un rebaje o cajeado (9) definido en parte de dicho extremo (1a), definiendo dicha chapa (8) al menos un orificio pasante (8a), y al menos un tornillo (10) a ser atornillado a dicho casquillo (7) atravesando dicho orificio (8a) de dicha chapa (8), mediante su

25 introducción y acceso a través de dicho cajeado (9); -al menos parte de las barras metálicas (6) de la armadura de negativos de la viga (1) se encuentran fijadas a dicha chapa (8),

-

y porque el sistema de unión comprende una barra (11) embebida en dicha columna de hormigón (2) con un extremo (11a) fijado a dicho casquillo (7), donde dicha 30 barra (11) se extiende hacia la base de la columna de hormigón (2) hasta más allá de la

zona adyacente a la ménsula de apoyo (3). 2.-Sistema de unión según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha barra

(11) comprende dos tramos unidos por un acodamiento de la misma: un primer tramo

que discurre en paralelo con la dirección longitudinal de la viga de hormigón (1), y que 35 incluye a dicho extremo (11a) fijado al casquillo (7), y un segundo tramo que discurre en

paralelo con la dirección longitudinal de la columna de hormigón (2) hacia su base hasta más allá de la zona adyacente a la ménsula de apoyo (3). 3.-Sistema de unión según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos dicho segundo tramo (4b) de dicha espiga (4) discurre en paralelo con la dirección 5 longitudinal de la columna de hormigón (2).
4.-Sistema de unión según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho primer tramo (4a) de la espiga (4) también se encuentra embebido en al menos una zona del interior de la columna de hormigón (2) que es adyacente a dicha ménsula de apoyo (3).

10 5.-Sistema de unión según la reivindicación 4, caracterizado porque el primer tramo (4a) de la espiga (4) se dobla formando dos porciones anguladas (4a1, 4a2), una de las cuales (4a1) discurre en paralelo con la dirección longitudinal de la columna (2) y se encuentra embebida en la ménsula de apoyo (3), y la otra (4a2) discurre transversalmente por una zona del interior de la columna (2) adyacente a la

15 ménsula de apoyo (3). 6.-Sistema de unión según la reivindicación 1, 3 ó 4, caracterizado porque comprende dos de dichas espigas (4), dos de dichos orificios pasantes (O), y porque dichos medios de consolidación (M) están previstos para rellenar ambos orificios pasantes (O) una vez introducidos en los mismos los segundos tramos (4b) de las

20 espigas (4). 7.-Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho o dichos orificios pasantes (O) se encuentran delimitados perimetralmente por unas respectivas vainas (V) embebidas en dicho extremo (1a) de dicha viga (1). 8.-Sistema de unión según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende

25 un medio de consolidación solidificable (M) previsto para rellenar dicho rebaje o cajeado

(9) del extremo (1a) de la viga (1).
9.-Sistema de unión según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto para unir una columna de hormigón armado (2), por su base, con una cimentación (12), para lo cual comprende:

30 -una chapa metálica (13) de dimensiones en planta mayores que la sección de dicha columna (2), con unos primeros orificios pasantes (15) avellanados por al menos una de sus caras (13b), cada uno de los cuales previsto para ser atravesado por un extremo de una barra metálica (14) de la armadura principal de dicha columna (2), y unos segundos orificios pasantes (16) distribuidos a lo largo del contorno de dicha

35 chapa (13), más allá de la sección de dicha columna (2); -al menos dos líneas de soldadura (L1, L2) entre cada una de dichas barras metálicas (14) y dicha chapa metálica (13), una por cada una de sus caras (13a, 13b), realizadas alrededor del respectivo primer orificio pasante (15) atravesado por dicha barra (14), cubriendo una de dichas líneas de soldadura (L2) el rebaje (15r) definido por dicho avellanado;

5 -unos elementos de fijación (17) parcialmente embebidos en dicha cimentación (12), y con un extremo libre roscado a ser introducido en uno respectivo de dichos segundos orificios pasantes (16), y

-

unas tuercas (18), cada una de las cuales prevista para fijar dicha chapa metálica (13) a dicha cimentación (12) al atornillarse a dicho extremo libre roscado de 10 uno respectivo de dichos elementos de fijación (17).
10.-Sistema de unión según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha chapa metálica (13) comprende unas primeras cartelas (19) que se extienden perpendicularmente desde una cara superior (13a) de la chapa (13), y se distribuyen a lo largo del contorno de la chapa (13) delimitando el área (A) a ocupar por la base de la

15 columna. 11.-Sistema de unión según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende unas segundas cartelas (20) que se extienden perpendicularmente desde dicha cara superior (13a) de la chapa (13), y se distribuyen a lo largo del contorno de dicha área (A) a ocupar por la base de la columna, proyectándose horizontalmente

20 hacia dentro de dicha área (A).