ES2395656B1 - Elemento estructural de bambú pretensado y método de manufacturación. - Google Patents

Elemento estructural de bambú pretensado y método de manufacturación.

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ES2395656B1 ES201131135A ES201131135A ES2395656B1 ES 2395656 B1 ES2395656 B1 ES 2395656B1 ES 201131135 A ES201131135 A ES 201131135A ES 201131135 A ES201131135 A ES 201131135A ES 2395656 B1 ES2395656 B1 ES 2395656B1
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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 prctensado y método de manufacturación.
Sector de la técnica
La invención pertenece al sector de los sistemas constructivos estructurales, S 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 infravaJoración 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 ingenietía 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 utuCO 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 annado, 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 longirudinalmente 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 prctensado mediante armado pasante longitudinalmente por su interior y anclado contra dos placas, colocadas cada una en un ex tremo del mencionado bambú. Puede aumentarse todo lo gue sea necesario tanto el número de bambúes en paralelo, S originando secciones compuestas del elemento que repercuten en la fonna perimetral por ser planas de las placas y en las dimensiones de las mismas, como el número de bambúes consecutivos longitudinalmenre, diferenciándose en tal caso entre tramo y barra, y sus respectivos aonados de tramo y aonados de barra. Los bambúes a pretensar deberán ser preferiblemente tratados según las recomendaciones señaladas
10 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-compreslón, empk:álldose un sistema normalizado
15 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 20 ejercer sobre él una compresión previa al empleo del elemento estructural, ejerciendo tracción en los annados y fijándolos con anclajes a las placas, resultando en una reserva de carga; 2) aportar un sistema consttUcrivo alternativo basado en elementos estructurales de bambú pretensado altamente industrializable, económico, respe tuoso con el medio ambiente, flexible en cuanto a diseño y compatible con otros sistemas 25 consttUcnvos; y 3) confonnar 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,
30 valiéndose únicamente de la compresión ejercida sobre ellos a través de las placas, debida a la tracción que el annado.
Descripción de los dibujos
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 5 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 prctcnsado;.y es el número de tramos del elemento estructural de bambú pretensado, es decir, el número de bambúes colocados consccutivamen te a lo largo de un mismo eje en paralelo al eje de la propia pieza completa; .a, .b,. son
10 indicadores para diferentes secciones transversales con igual número de bambúes en paralelo.
FIGURA.l: Elemento estructural de bambú pretensado, denominado B.l.2.a, conformada por 2 bambúes consecutivos, es decir, un elemento compuesto por 2 tramos de un solo bambú cada uno.
15 Fig.1.l: Planos de B.l.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 aonado, y sección transversal completa.
Fig.l.1a: DetaUe del encuen tro entre el anclaje del annado y la placa de barra, a su vez apoyada en el bambú; (.a) anclaje, (.b) placa, (.c) bambú rollizo, (d.) armado.
20 Fig.1.l b: 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: AxonometLÍa desarrollada a lo largo del eje de armado del elemento B.1.2.a, con las piezas que componen el sistema.
Fig.1.3: Axonometria del el emento B.1.2.a.
25 FJGURA.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: axonomettÍa, alzado, sección longitudinal, planta y sección transversal.
FIGURA.3: Elemento estructural de bambú prctcnsado denominado B.3.2.b, foOllado por 3 bambúes en paraJclo, siendo ensartados 2 tramos consecutivos. De arriba abajo y de izquierda a derecha: alzado, sección longitudinal, planta, sección transversal y axonomema.
FJGURA.4: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.2.1.a, formado por 2 bambúes. De arriba a abajo: a.'wt1ornctria, planta y sección.
FIGURA.S: Elemento estructural de bambú pretensado denominado BA.l.a, foOllado por 4 bambúes. De arriba abajo: a."wnometria, planta y sección.
FIGURA.6: Elemento estructural de bambú prctcnsado denominado B.4.1.b, formado por 4 bambúes en paralelo. De arriba abajo y de izquierda a derecha: planta, sección y axonomema.
FIGURA.7: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.6.1.a, fOlmada por 6 bambúes. De arriba abajo y de izquierda a derecha: planta, sección y axon01netría.
FIGURA 8: Elemento estructural de bambú pretensado denominado B.6.1.b, foOllado por 6 bambúes, generando un contorno triangular. De arriba abajo y de izquierda a derecha: planta, sección transversal yaxonomettía.
FIGURA9: 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.
FJGURA.l0: Axonomema del elemento estructural de bambú pretensado denominado B.9.1.a, foOllado por 9 bambúes, agrupados en 3 tríos distanciados entre sí para dotar de inercia a la pieza ygenerando un contorno triangular.
FIGURA 11: Axonometría del elemento estructural de bambú pretensado denominado
B.12.1.a, formado por 12 bambúes, agrupados en 4 trios.
FJGURA.12: Diagrama del proceso de manufacturación y ensamblaje para la fabricación de elementos estructurales de bambú pretensado.
Modo de realización de la invención
La invención aporta el método de manufacturación y ensamblaje del clemento estructural de bambú prerensado, descrito de forma desglosada a continuación (a. -d.):
a.) Preparación del bambú: Será preferiblemente respetado un periodo de curado,
S penniriclldo que los azúcares de la planta se transformen en alcoholes; constituyéndose así la 1:l protección del material. Dicho período de curado puede oscilar de 1 día completo a varios meses, dependiendo del proceso de preservación seguido postcrionnente. 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 2:1 protección del material. A continuación se realiza el secado del bambú, 3:1 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 secciones 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 annados de barra y cuáles no albergarán annado a1guno. El diseño de la sección define la fonna
20 y la superfiCie de las placas donde se fijan los annados. Siempre que el proyecto y las condiciones de ejecución lo pennitan, podrán suprimirse los annados de tramo montándose directamente el elemento-barra sin haber conformado con anterioridad los tramos de fonna independiente, y contando únicamente con armados de barra anclados en las placas de barra, pudiéndose utilizar placas de tramo intennedias aunque
25 éstas no reciball anclajes.
c.) Pn.-paración de las placas: Se define la fonna y la superficie de las placas en función del diseiio 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.) !vlontaje de los elementos estructurales: Los bambúes son ordenados según el discílo de la sección transversal del elemento estructural. Se ensartan longitudinalmente por los annados de tramo aquellos bambúes señalados al efecto en el disei'ío. Se fijan los anclajes de los annados 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 ban-as de varios tramos continúa ensartando longitudinalmente por los armados de barra aquellos bambúes señalados al efecto en el disei10 y se fijan los anclajes de los annados de barra contra las placas de barra.
Las variables consideradas por el sistema de elementos estructurales de bambú pretensado, clasificadas según el momento dd 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. El lOes la especie, siendo susceptibles de emplear todos aquellos bambúes que puedan alojar los armados. El 2U es la edad del tallo, eligiéndose preferiblemente aquellos entre los 4 y los 6 años de edad. El 30 es la altitud sobre el nivel del mar a la que crece.
CaZ.) 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 tram os más O menos rectos de la longttud 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 eJementos 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 frcnte al empuje que soportará al comprimirse.
(a3.) Proceso de preservación. La preservación mínima recomendada consiste en un petíodo 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 debetía durar al menos l mes; pero si ésta es la única etapa en el proceso de preservación, debetÍa prolongarse durante varios meses. Se recomienda el tratamiento con algún producto que proteja al material frcnte el ataque de insectos y microorganismos, y mejore su rendimiento frente al fuego, siendo recomendable el tratamiento con solución de bóra."{ y ácido bórico. Se continuará el secado hasta alcanzar el contenido de humedad deseado, siendo recomendable entre el 10 y e120%.
(b 1.) 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 b rotura de los bambúes durante el proceso de montaje.
(b2.) Distribución de los annados. El diámetro y la distribución de los annados de tramo y de barra se definirán por la tracción necesaria para asegurar su integridad.
(el.) Fonna 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 fonna 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 pennite pasar a través de ella únicamente los annados. En las barras compuestas por varios tramos, podrán disponerse adicionalmente 2 placas, situadas cada una en uno de sus extremos.
(d1.) 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 aqueUos bambúes señalados al efecto en el diseño. Se fijan los anclajes de los annados de [ramo contra las placas, colocadas en los extremos de cada tramo.
(d2.) Armado de barra. En el caso de las barras de varios tramos, se ensartan longitudinalmente por los armados de barra aquellos bambúes señalados al efecto en el disetlo. 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 (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Elemento estructural de bambú pretcnsado caracterizado por utilizar cañas de bambú en estado rollizo.
  2. 2.
    Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 1 caracterizado por ensartar longitudinalmente una o varias cañas de bambú con armados de refuerzo.
  3. 3.
    Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 1 caracterizado por emplear placas en el plano nonna! a su eje, apoyadas en sus extremos.
  4. 4.
    Elemento estructural de bambú prctcnsado según rClvmdlcaciones 1, 2 Y 3 caracterizado por fijar los armados de refuerzo a las placas que se apoyan en los extremos de las caÍlas de bambú empleadas.
  5. 5.
    Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 4 caracterizado por someter a tracción los annados de refuerzo fijados a las placas que se apoyan en los extremos de las cailas de bambú empleadas.
  6. 6.
    Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicación 5 caracterizado 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. 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 vanas y siendo ensartada por el armado al menos una de ellas.
  8. 8.
    Elemento estrucrural de bambú pretensado según reivindicación 6 caracterizado por emplear una o varias caúas de bambú a lo largo de su eje, pudiendo estar ensartadas por el mismo annado pasante o por diferentes armados.
  9. 9.
    Elemento estructural de bambú pretensado según reivindicaciones 6, 7, Y 8 caracterizado por resultar en una unidad constituida por una o varias caÍ'ías de bambú en paralelo comprimidas entre dos placas por la tracción del armado sobre las placas.
  10. 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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