ES2395656A1 - Elemento estructural de bambú pretensado y método de manufacturación. - Google Patents
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Abstract
Elemento estructural de bambú pretensado y método de manufacturación.La presente invención aporta un nuevo sistema constructivo estructural resultante de pretensar bambú rollizo mediante un armado pasante. El armado atraviesa longitudinalmente las oquedades y los diafragmas del bambú, fijándose a placas que a su vez se apoyan en los extremos del bambú o de los bambúes, ejerciéndose así compresión en éste o estos, previamente a la utilización del elemento estructural de bambú pretensado resultante. La unidad más sencilla ejecutable mediante la invención consiste en un segmento de bambú rollizo pretensado mediante armado pasante longitudinalmente por su interior y anclado contra dos placas, colocadas cada una en un extremo del mencionado bambú. Pueden aumentarse tanto el número de bambúes en paralelo, como la longitud total del elemento final, reiterando consecutivamente varios tramos.
Description
Elemento estructural de bambú pretensado y método de manufacturación.
Sector de la técnica
La invención pertenece al sector de los sistemas constructivos estructurales, 5 concretamente a los sistemas estructurales pretensados.
Estado de la técnica
El bambú ha sido empleado como material de construcción estructural desde los albores de la humanidad. La utilización de otros materiales le han relegado a una situación de infravaloración general con respecto a las capacidades mecánicas que
10 puede llegar a tener y a su anatomía natural, adecuadas para su empleo en la elaboración de estructuras en el campo de la arquitectura y de la ingeniería civil. La aplicación directa del concepto de pretensado al bambú, no ha sido concebida en su esencia, bien por desconfianza en el propio bambú o por desconocimiento del principio práctico del pretensado.
15 La presente invención aporta un elemento estructural obtenido por el pretensado de uno o varios bambúes a los que se les somete a compresión paralela a su eje longitudinal para a su posterior utilización en la construcción de estructuras. El elemento estructural propuesto pone de manifiesto la confianza tanto en el bambú como en el pretensado, pudiéndose utilizar para la elaboración de un elemento un
20 único bambú o varios, sin tener que estar éstos unidos entre sí, simplemente experimentando la compresión ejercida por el pretensado.
Descripción detallada de la invención
La presente invención aporta un nuevo elemento estructural resultante de pretensar bambú rollizo mediante un elemento de refuerzo adicional, o armado, que lo recorre
25 longitudinalmente, e incluye su método de manufacturación y ensamblaje. El elemento de refuerzo para pretensar consiste en un armado de cables o barras que atraviesan longitudinalmente las oquedades y los diafragmas del bambú y es pretensado mediante anclajes contra placas a su vez apoyadas en los extremos de los bambúes a pretensar, ejerciéndose así compresión sobre los bambúes.
La unidad más sencilla ejecutable mediante la invención es un segmento de bambú rollizo pretensado mediante armado pasante longitudinalmente por su interior y anclado contra dos placas, colocadas cada una en un extremo del mencionado bambú. Puede aumentarse todo lo que sea necesario tanto el número de bambúes en paralelo, originando secciones compuestas del elemento que repercuten en la forma perimetral por ser planas de las placas y en las dimensiones de las mismas, como el número de bambúes consecutivos longitudinalmente, diferenciándose en tal caso entre tramo y barra, y sus respectivos armados de tramo y armados de barra. Los bambúes a pretensar deberán ser preferiblemente tratados según las recomendaciones señaladas más adelante en la presente memoria y siendo preferiblemente de las especies indicadas.
El armado, al igual que los anclajes, podrá ser de cualquier material, preferiblemente cables de acero, que asegure los valores mecánicos adecuados para llevar a los bambúes a la deseada situación de pre-compresión, empleándose un sistema normalizado siempre que sea posible. Las placas serán piezas predominantemente planas de un material suficientemente resistente cuyo contorno es definido por la sección transversal del elemento estructural.
Las ventajas de la invención con respecto a la tecnología existente son: 1) aprovechar al máximo las propiedades mecánicas que ofrece el bambú en su estado rollizo natural al ejercer sobre él una compresión previa al empleo del elemento estructural, ejerciendo tracción en los armados y fijándolos con anclajes a las placas, resultando en una reserva de carga; 2) aportar un sistema constructivo alternativo basado en elementos estructurales de bambú pretensado altamente industrializable, económico, respetuoso con el medio ambiente, flexible en cuanto a diseño y compatible con otros sistemas constructivos; y 3) conformar elementos estructurales de secciones compuestas por varios bambúes rollizos en paralelo, haciéndoles trabajar solidariamente como parte de la unidad tensional que es cada elemento estructural de bambú pretensado, sin necesidad de utilizar adhesivos ni sistemas de amarre entre los bambúes colocados paralelamente, ni siquiera siendo necesario el contacto longitudinal entre ellos, valiéndose únicamente de la compresión ejercida sobre ellos a través de las placas, debida a la tracción que el armado.
Las figuras sólo muestran un reducido número de las infinitas posibilidades que ofrece la invención. La nomenclatura adoptada para los dibujos de los elementos estructurales de bambú pretensado, extensible al sistema en general, es la siguiente: B.x.y.a, siendo B constante, indicando que se trata de elementos estructurales de bambú; .x es el número de bambúes en paralelo que conforman una sección transversal del elemento estructural de bambú pretensado; .y es el número de tramos del elemento estructural de bambú pretensado, es decir, el número de bambúes colocados consecutivamente a lo largo de un mismo eje en paralelo al eje de la propia pieza completa; .a, .b, ... son indicadores para diferentes secciones transversales con igual número de bambúes en paralelo.
FIGURA.1: Elemento estructural de bambú pretensado, denominado B.1.2.a, conformada por 2 bambúes consecutivos, es decir, un elemento compuesto por 2 tramos de un solo bambú cada uno.
Fig.l.1: Planos de B.1.2.a; de izquierda a derecha y de arriba abajo: alzado, el armado y las placas de anclaje, sección longitudinal, vista cenital, sección transversal del armado, y sección transversal completa.
Fig.1. la: Detalle del encuentro entre el anclaje del armado y la placa de barra, a su vez apoyada en el bambú; (.a) anclaje, (.b) placa, (.c) bambú rollizo, (d.) armado.
Fig.1.1b: Detalle de la placa de tramo, con el cable pasante y el bambú de cada tramo apoyándose en cada lado de dicha placa; (.c) bambú rollizo, (d.) armado, (e.) placa.
Fig.1.2: Axonometna desarrollada a lo largo del eje de armado del elemento B.1.2.a, con las piezas que componen el sistema.
Fig.1.3: Axonometna del elemento B.1.2.a.
FIGURA.2: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.3.l.a, formado por 3 bambúes en paralelo. De arriba abajo y de izquierda a derecha: axonometna, alzado, sección longitudinal, planta y sección transversal.
FIGURA.3: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.3.2.b, formado por 3 bambúes en paralelo, siendo ensartados 2 tramos consecutivos. De arriba abajo y de izquierda a derecha: alzado, sección longitudinal, planta, sección transversal y axonometría.
FIGURAA: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.2.1.a, formado por 2 bambúes. De arriba a abajo: axonometría, planta y sección.
FIGURA.5: Elemento estructural de bambú pretensado denominado BA.1.a, formado por 4 bambúes. De arriba abajo: axonometría, planta y sección.
FIGURA.6: Elemento estructural de bambú pretensado denominado BA.1.b, formado por 4 bambúes en paralelo. De arriba abajo y de izquierda a derecha: planta, sección y axonometría.
FIGURA.7: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.6.1.a, formada por 6 bambúes. De arriba abajo y de izquierda a derecha: planta, sección y axonometría.
FIGURA.8: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.6.1.b, formado por 6 bambúes, generando un contorno triangular. De arriba abajo y de izquierda a derecha: planta, sección transversal y axonometría.
FIGURA.9: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.8.1.a, conformado por 8 bambúes en paralelo en disposición radial. De arriba abajo y de izquierda a derecha: planta, sección transversal y axonometría.
FIGURA.l0: Axonometría del elemento estructural de bambú pretensado denominado B.9.1.a, formado por 9 bambúes, agrupados en 3 tríos distanciados entre sí para dotar de inercia a la pieza y generando un contorno triangular.
FIGURA.l1: Axonometría del elemento estructural de bambú pretensado denominado B.12.1.a, formado por 12 bambúes, agrupados en 4 tríos.
FIGURA.12: Diagrama del proceso de manufacturación y ensamblaje para la fabricación de elementos estructurales de bambú pretensado.
La invención aporta el método de manufacturación y ensamblaje del elemento estructural de bambú pretensado, descrito de forma desglosada a continuación (a. -d.):
a.) Preparación del bambú: Será preferiblemente respetado un período de curado,
5 permitiendo que los azúcares de la planta se transformen en alcoholes; constituyéndose así la 1a protección del material. Dicho período de curado puede oscilar de 1 día completo a varios meses, dependiendo del proceso de preservación seguido posteriormente. Dicho proceso de preservación se recomienda que consista en: tratamiento (preferiblemente en tanque, presurizado o no) con solución de ácido
10 bórico y bórax según indicaciones del inventor, obteniéndose así protección frente a insectos y microorganismos, y mejorando su rendimiento frente al fuego; constituyendo la 2a protección del material. A continuación se realiza el secado del bambú, 3a protección, para reducir su contenido de humedad hasta alcanzar el 10-20% deseado, previo a su empleo en construcción.
15 b.) Dimensionado y armado de los elementos estructurales: Se definen las seCC10nes transversales de los elementos estructurales en función de los requerimientos de la estructura proyectada, señalándose así el número de bambúes y la posición relativa de éstos, además de indicar cuáles de ellos albergarán armados de tramo, cuáles armados de barra y cuáles no albergarán armado alguno. El diseño de la sección define la forma
20 y la superficie de las placas donde se fijan los armados. Siempre que el proyecto y las condiciones de ejecución lo permitan, podrán suprimirse los armados de tramo montándose directamente el elemento-barra sin haber conformado con anterioridad los tramos de forma independiente, y contando únicamente con armados de barra anclados en las placas de barra, pudiéndose utilizar placas de tramo intermedias aunque
25 éstas no reciban anclajes.
c.) Preparación de las placas: Se define la forma y la superficie de las placas en función del diseño de la sección de la barra. El modelo más sencillo consiste en una tabla o similar, taladrada previamente donde convenga para permitir el paso del armado y que sirva de plano de fijación para el armado.
d.) Montaje de los elementos estructurales: Los bambúes son ordenados según el diseño de la sección transversal del elemento estructural. Se ensartan longitudinalmente por los armados de tramo aquellos bambúes señalados al efecto en el diseño. Se fijan los anclajes de los armados de tramo contra las placas, colocadas en los extremos de cada tramo. Los anclajes consistirán en una solución que asegure la integridad del elemento estructural como una unidad tensional. El montaje de barras de varios tramos continúa ensartando longitudinalmente por los armados de barra aquellos bambúes señalados al efecto en el diseño y se fijan los anclajes de los armados de barra contra las placas de barra.
Las variables consideradas por el sistema de elementos estructurales de bambú pretensado, clasificadas según el momento del proceso de manufacturación (a. -d.) en el que se valoran, son las siguientes:
(al.) Tipo de bambú. Deben considerarse 3 aspectos al elegir el bambú óptimo para emplear en la invención. EllO es la especie, siendo susceptibles de emplear todos aquellos bambúes que puedan alojar los armados. El 2° es la edad del tallo, eligiéndose preferiblemente aquellos entre los 4 y los 6 años de edad. El 3° es la altitud sobre el nivel del mar a la que crece.
(a2.) Dimensiones de los bambúes. Es recomendable el uso de tallos homogéneos, con diámetro exterior y espesor de las paredes similares entre los diferentes tallos, que presenten tramos más o menos rectos de la longitud de tramo elegida para un elemento estructural de bambú pretensado en particular. El corte para ajustar a la longitud requerida de cada bambú empleado en el montaje de elementos estructurales de bambú pretensado se hará, en ambos extremos de cada bambú, lo más cerca posible a un nudo del tallo, dejándole siempre dentro de la pieza como refuerzo frente al empuje que soportará al comprimirse.
(a3.) Proceso de preservación. La preservación mínima recomendada consiste en un período de curado que se lleva a cabo nada más cortar el tallo, dejándolo en su posición vertical original y sin estar en contacto el suelo. Este proceso debería durar al menos 1 mes; pero si ésta es la única etapa en el proceso de preservación, debería prolongarse durante varios meses. Se recomienda el tratamiento con algún producto que proteja al material frente el ataque de insectos y microorganismos, y mejore su rendimiento frente al fuego, siendo recomendable el tratamiento con solución de bórax y ácido bórico. Se continuará el secado hasta alcanzar el contenido de humedad deseado, siendo recomendable entre ellO yel20%.
(b1.) Sección transversal de los bambúes. Según proyecto, se considerarán las solicitaciones de servicio de los elementos estructurales de bambú pretensado. Las variables con respecto a los bambúes empleados serán: diámetro exterior, diámetro interior, longitud del segmento y resistencia a compresión, la cual definirá la tracción máxima a la que se podrá hacer trabajar los armados para no provocar la rotura de los bambúes durante el proceso de montaje.
(b2.) Distribución de los armados. El diámetro y la distribución de los armados de tramo y de barra se definirán por la tracción necesaria para asegurar su integridad.
(cl.) Forma de las placas. Según proyecto, se define el número de bambúes, su longitud (definida por la longitud de tramo) y la distribución relativa de éstos para cada elemento estructural de bambú pretensado. La forma y dimensiones de las placas se designan por el diseño de la sección transversal al eje.
(c2.) Composición de las placas. Tanto las placas de tramo como las posibles placas de barra se componen al menos de una pieza plana que permite pasar a través de ella únicamente los armados. En las barras compuestas por varios tramos, podrán disponerse adicionalmente 2 placas, situadas cada una en uno de sus extremos.
(di.) Armado de tramo. Los segmentos de bambú pertenecientes a un mismo tramo son ordenados según el diseño de la sección transversal del elemento estructural. Primero son ensartados longitudinalmente por los armados de tramo aquellos bambúes señalados al efecto en el diseño. Se fijan los anclajes de los armados de tramo contra las placas, colocadas en los extremos de cada tramo.
(d2.) Armado de barra. En el caso de las barras de vanos tramos, se ensartan longitudinalmente por los armados de barra aquellos bambúes señalados al efecto en el diseño. Se fijan los anclajes de los armados de barra contra las previamente preparadas placas de barra. Los mencionados anclajes asegurarán la integridad del elemento.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1. Elemento estructural de bambú pretensado caracterizado por utilizar cañas de bambú en estado rollizo.
- 2. Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 1 caracterizado 5 por ensartar longitudinalmente una o varias cañas de bambú con armados de refuerzo.
-
- 3.
- Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 1 caracterizado por emplear placas en el plano normal a su eje, apoyadas en sus extremos.
-
- 4.
- Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicaciones 1, 2 Y 3
caracterizado por fijar los armados de refuerzo a las placas que se apoyan en los 10 extremos de las cañas de bambú empleadas. -
- 5.
- Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 4 caracterizado por someter a tracción los armados de refuerzo fijados a las placas que se apoyan en los extremos de las cañas de bambú empleadas.
-
- 6.
- Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 5 caracterizado
15 por ejercerse compresión en el bambú a través de las placas apoyadas en sus extremos que a su vez están presionadas por los armados sometidos a tracción. - 7. Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 6 caracterizado por emplear una o varias cañas de bambú en paralelo pudiendo estar reunidas o separadas en caso de ser varias y siendo ensartada por el armado al menos una de ellas.20 8. Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 6 caracterizado por emplear una o varias cañas de bambú a lo largo de su eje, pudiendo estar ensartadas por el mismo armado pasante o por diferentes armados.
- 9. Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicaciones 6, 7, Y 8caracterizado por resultar en una unidad constituida por una o varias cañas de bambú 25 en paralelo comprimidas entre dos placas por la tracción del armado sobre las placas.
- 10. Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 9, caracterizado por ser posible su reiteración consecutiva a lo largo de su eje longitudinal, fijando los armados pasantes de todo el elemento a las placas situadas en los extremos del mismo.
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Effective date: 20140423 |