ES2640575T3 - Elemento seccional liviano de alta resistencia mejorado, en particular para rejillas en las que se puede caminar - Google Patents

Elemento seccional liviano de alta resistencia mejorado, en particular para rejillas en las que se puede caminar Download PDF

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ES2640575T3 ES13178080.1T ES13178080T ES2640575T3 ES 2640575 T3 ES2640575 T3 ES 2640575T3 ES 13178080 T ES13178080 T ES 13178080T ES 2640575 T3 ES2640575 T3 ES 2640575T3
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Abstract

Un elemento seccional metálico ligero de alta resistencia (P, P1, P', P1'), diseñado para ser utilizado como un elemento que soporta carga o barra para la producción de rejillas (G) por las que se puede caminar al unirlas a barras (T) transversales, constituidas por barras redondas, barras planas o barras cuadradas retorcidas, mediante la aplicación de presión y mediante electrosoldadura de todos los puntos de contacto entre los elementos (P, P1, P', P1') seccionales que soportan carga y barras (T) transversales, dicho elemento (P, P1, P', P1') seccional, se fabrican de una tira de material metálico, que tiene una sección transversal que presenta por lo menos un extremo que se dobla hacia atrás sobre sí mismo o varias veces de tal manera que dicho extremo comprende uno o más dobleces y/o contradobleces, cada uno de aproximadamente 180 grados, con el fin de presentar un momento de inercia superior a la flexión en comparación con otros elementos seccionales metálicos con secciones transversales de igual área sin dichos dobleces, que tienen una pluralidad de agujeros (3) pasantes, caracterizado porque dichos agujeros (3) pasantes se disponen en forma precisa en las áreas de máxima curvatura de dichos dobleces, de tal manera que dichos agujeros (3) pasantes en una rejilla se disponen hacia afuera, es decir hacia la superficie por la que se puede caminar para proporcionar una función antideslizamiento válida.

Description

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DESCRIPCION
Elemento seccional liviano de alta resistencia mejorado, en particular para rejillas en las que se puede caminar
La presente invencion se refiere al sector de superficies metalicas por las que se puede caminar, permeables al aire y la luz, normalmente denominadas como "rejillas".
La demanda continua en el mercado, en el sector de construccion residencial o industrial, de superficies fabricadas de acero con caracteristicas de permeabilidad a la luz y al aire denominadas normalmente como "rejillas" ha llevado a la necesidad de abordar, con el tiempo, diferentes problemas relacionados cercanamente con muchos factores.
La aireacion de locales, superficies ventiladas, y pasajes para iluminacion son todas necesidades de diseno que frecuentemente presentan problemas y dificultades para colocacion de rejillas y, en mayor medida, para insercion de vigas secundarias, con la consecuente necesidad de proporcionar soporte para sujetarlas a obras de construccion adyacentes.
Por lo tanto, el peso de las placas de rejillas para ser colocadas y las servoestructuras (tal como elementos de viga de soporte intermedias y diversos otros elementos de sistemas y soporte) son los aspectos principales que se demandan tanto desde el punto de vista comercial (para cuantificar los costes en la etapa de suministro) como desde el punto de vista tecnico (en la etapa de elaboracion del diseno detallado).
Desde el punto de vista de la implementacion, la tecnica anterior preve basicamente crear una estructura de red en el que los elementos de barra redondos y barra planos forman un nodo en cada interseccion del mismo. En cada nodo (punto de conexion entre barras que soportan y barras transversales) se deja caer un electrodo en el lugar, ejerciendo una presion de contacto. El paso posterior de la corriente electrica desarrolla calor, provocando que haya una fundicion localizada de los componentes de contacto.
El documento WO 2009/029988 divulga un elemento seccional de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
En cualquier caso, con esta morfologia, en el estado de produccion actual no es posible ir mas alla de un intervalo dado, salvo al utilizar obras de construccion secundarias, tal como vigas de soporte intermedias. De otra parte, estos intervalos son algo cortos, Lo que conlleva al empleo de una carga de materiales y mano de obra para colocar vigas y las rejillas propiamente dichas.
La etapa innovadora que se emprende, por lo tanto, proviene de la confrontacion con los requisitos, sobre todo (pero no exclusivamente) en el caso de la clase 4 de carga, es decir, una que implica las cargas mas pesadas y por lo tanto la que mas demanda, de tener en cuenta el sistema de viga de rejilla en la etapa de diseno y elaboracion.
Con respecto a la capacidad de carga anterior, entonces, la eleccion ha excedido los umbrales previstos por las tablas de carga canonicas de ASSOGRIGLIATI y, aunque siempre mantiene la configuracion de rejillas del tipo “a prueba de talon”, el metodo ha sido hacia el aspecto liviano del producto con el fin de tener un rendimiento en terminos tecnicos, asi como en terminos de funcionamiento y ventaja economica.
Para superar los anteriores problemas, de acuerdo con la presente invencion, se ha escogido alejarse de los limites de las soluciones tecnicas actualmente existentes, constituidas basicamente por el sistema clasico de rejillas formado por el complejo tradicional de elementos planos de seccion vertical conectados a barras redondas ortogonales que adoptan un proceso de electro soldadura.
Para este proposito, el elemento seccional metalico de acuerdo con la invencion tiene todas las caracteristicas de la reivindicacion 1, que los hace adecuados para ser utilizados como barra que soporta carga de un nuevo tipo de producto de rejilla que supera los limites de tramos pequenos de la rejilla tradicional y al mismo tiempo presentan caracteristicas de peso liviano (y por lo tanto menores costes) que son destacadamente deseables tanto desde el punto de vista del disenador y como el punto de vista del cliente en la elaboracion de los disenos.
La solucion propuesta por la presente invencion toma la forma de crear paneles de rejilla con un proceso de forja electrica, recordando que la union de las barras que soportan carga a las barras transversales se obtiene mediante la accion combinada de electro soldadura, sin el uso de material de soldadura, y presion, concentradas en todos los nodos.
El procedimiento anterior determina la interpenetracion de las barras transversales en las barras que soportan carga de los elementos seccionales de acuerdo con la invencion.
Ventajosamente, en esta forma la seccion de elementos seccionales no se penaliza en la medida en que no se hacen aberturas o incisiones verticales y no existe retiro de material que pueda perjudicar la calidad en terminos de caracteristicas estaticas y por lo tanto caracteristicas que soportan carga, en lugar de ello se producen determinadas implementaciones conocidas adoptadas en la tecnica anterior.
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Se obtendra una mejor comprension de la invencion a partir de la siguiente descripcion detallada con referenda a las figuras anexas. Las figuras 3, 4 y 8 a 23 ilustran, solamente por via de ejemplo no limitante, algunas de las realizaciones preferidas de la invencion. Las figuras 1, 2, y 5 a 7 ilustran elementos seccionales sin orificios pasantes. Por lo tanto, aquellas realizaciones no hacen parte de la invencion, pero se presentan para comprender mejor la invencion.
En los dibujos:
Las figuras 1 y 2 son una seccion transversal de una primera realizacion del elemento seccional;
Las figuras 3 y 4, que son similares a las anteriores, muestran un elemento seccional ranurado que constituye una variante de la que se ilustra en la figura 1 y 2 provista con agujeros pasantes antideslizamiento de acuerdo con la invencion;
Las figuras 5, 6 y 7, respectivamente, una vista axonometrica, una vista de seccion transversal y una vista de plano superior de una rejilla electrosoldada obtenida utilizando el elemento seccional de las figuras 1 y 2;
Las figuras 8 y 9 son vistas 3D parciales del nuevo elemento seccional, que corresponde a las figuras 3 y 4;
Las figuras 10 y 11 son vistas axonometricas de una rejilla electrosoldada obtenida utilizando elemento seccional ranurado de figura 8 y aquel de la figura 9, respectivamente;
Las figuras 12 y 13, que son similares a las figuras 3 y 4, con respecto a una segunda realizacion del elemento seccional, tienen una funcion “antivertigo”;
Las figuras 14 y 15 son vistas 3D parciales del nuevo elemento seccional, que corresponde a las figuras 12 y 13;
Las figuras 16 y 17 son vistas axonometricas de una rejilla electrosoldada obtenida utilizando el elemento seccional ranurado de figura 12 y aquel de la figura 13, respectivamente;
Las figuras 18 y 19, que son similares a las figuras 16 y 17, con respecto a una variante de la invencion que se puede aplicar a todos los tipos de nuevos elementos seccionales descritos aqui, que muestran la version de otorgamiento de un tipo "presionado";
La figura 20 muestra esquematicamente la visibilidad a traves de las rejillas con el elemento seccional antivertigo, asumiendo que la altura de los ojos del observador es de 175 cm;
Las figuras 21 y 22 ilustran, respectivamente, una tercera realizacion del elemento seccional y una variante de la misma que tienen una funcion antivertigo; y
La figura 23 es una vista axonometrica de una rejilla electrosoldada obtenida utilizando el elemento seccional de figura 22 proporcionado tambien con ranuras antideslizamiento.
Como ya se ha mencionado anteriormente, el elemento seccional de acuerdo con la invencion se deriva del requisito de alejarse de barras de acero planas comerciales tradicionales con secciones transversales rectangulares obtenidas de laminacion o de bobinas utilizando un proceso en caliente con el fin de proporcionar un producto que, dada la misma seccion transversal, tiene un momento de inercia mucho mayor y por lo tanto una mayor capacidad de carga de flexion.
La nueva forma de dicha seccion transversal del elemento seccional ha sido ideada en forma precisa con la intencion de proporcionar una caracteristica de maxima liviandad junto con una alta inercia estatica para superar los limites impuestos por la barra plana tradicional, sin ignorar ciertamente el aspecto economico en la produccion del elemento seccional propiamente dicho mediante doblando por presion.
De acuerdo con una caracteristica particular de la invencion, al localizar las masas lejanas del eje neutral por medio de dobleces cortos y contradobleces el nuevo elemento seccional constituido de esta manera es capaz de combinar los requisitos estaticos y los requisitos de liviandad.
Como evidencia de las ventajas de lo que se ha descrito hasta ahora, la inercia poseida por el nuevo elemento seccional, que tiene, por ejemplo, 120 mm de profundidad y 2 mm de grueso, es practicamente equivalente a aquel del elemento seccional constituido por una barra plana de 120 mm de profundidad y 6 mm de espesor, con la diferencia de que el nuevo elemento seccional presenta un area, y por lo tanto, un peso, que es aproximadamente 37% menos.
Adicionalmente, dado el mismo peso (y por lo tanto, la misma area), la inercia poseida por el nuevo elemento seccional la profundidad es de 120 mm 75% mayor que aquella del elemento seccional constituido por una barra plana de 80 mm de profundidad y 5 mm de espesor.
Como una confirmacion de lo que se ha establecido anteriormente, se considera por via de ejemplo que una reja clasica hecha de barras planas de 80 x 5 mm de tamano (que pesan 3.14 kg/m cada una) con un paso de 25 mm, sujeta a una
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carga clase 4 (9000 kg sobre un area de 250 x 600 mm) puede cubrir hasta 763 mm de tramo, mientras que la rejilla constituida por el nuevo elemento seccional (que pesa 3.56 kg/m cada uno) con un paso de 25 mm, sujeto a la misma carga garantiza una capacidad de soportar carga valida sobre un tramo de 1700 mm.
Con un peso casi equivalente, se obtiene un desempeno mucho mas ventajoso.
Por supuesto, lo anterior enfatiza el aspecto de alto desempeno del nuevo producto que se puede producir, que resulta en ahorro de elementos de viga de soporte intermedio con elementos de fijacion correspondientes dado el mismo peso de la estructura, y en la simplificacion consecuente en el uso de rejillas para trafico pesado mas alla del tramo hasta ahora realizable.
Con referencia a las figuras 1 y 2, una primera realizacion del elemento P seccional concibe una seccion transversal que presenta una parte 2 central, basicamente rectilinea y delgada, con los extremos posteriores 1 doblados sobre ellos mismos una o mas veces.
De acuerdo con una caracteristica peculiar de la invencion, entre mas grande es el numero de dobleces 1 de extremo, mayor es el momento de inercia, y por lo tanto mayor la resistencia de flexion del elemento seccional propiamente dicho. En otras palabras, al aumentar el numero de dobleces 1 de extremo de la seccion transversal del elemento P seccional, la carga de flexion que puede ser soportada por el elemento seccional propiamente dicho aumenta. Una realizacion de la invencion, ilustrada en las figuras 3 y 4, preve una pluralidad de agujeros 3 pasantes, preferiblemente agujeros ranurados, dispuestos precisamente en las areas de los extremos libres, de maxima curvatura. Ventajosamente, estos agujeros 3 se disponen orientados hacia afuera, es decir, hacia la superficie en la que se puede caminar, asegurando una funcion valida antideslizamiento.
Se debe apreciar que tambien es posible proporcionar agujeros 4 pasantes adicionales dispuestos en los dobleces que se orientan hacia adentro con el fin de aumentar la permeabilidad, entendida como el aumento de superficie ventilada que considera el espacio vacio como si estuviera lleno, drenando a favor el bano de zinc fundido durante el proceso de fabricacion, y favoreciendo el drenado en el sentido mas generico.
Con referencia a la figura 5, 6 y 7, el elemento P seccional se disena para ser utilizado como un elemento que soporta carga o barra para la produccion de rejillas G por las que se puede caminar al unirlas a barras T transversales, hechas de barras redondas o barras cuadradas torcidas, mediante la aplicacion de presion y mediante electrosoldadura de todos los puntos de contacto entre los elementos P seccionales que soportan carga y las barras T transversales.
Las figuras 8, 10 y 9, 11, respectivamente, se refieren a un elemento P seccional antideslizante ranurado con dobleces de extremo sencillos y dobles, asi como tambien rejillas G obtenidas con dichos elementos seccionales.
En una segunda realizacion de la invencion, ilustrada en las figuras 12 a 17 en diferentes variantes, con respecto a la version antivertigo del elemento seccional que soporta carga, designado mediante la referencia P1.
En este caso, la parte central de la seccion transversal del elemento P1 seccional tiene una forma de tal manera que tiene una curva 5, que tiene preferiblemente (pero no exclusivamente) forma de V y se proyecta lateralmente. Esta curva 5 que se proyecta se disena para limitar o eliminar la posibilidad de ver a traves de la rejilla G obtenida con estos elementos seccionales (figuras 16-17).
Ventajosamente, como una funcion de la distancia o del paso entre los elementos P1 seccionales que soportan cargas que reemplazan la rejilla G y de cuanto dicha curva 5 se proyecta lateralmente, es posible reducir a voluntad la posibilidad de ver a traves de la rejilla G hasta el punto de excluir totalmente dicha posibilidad (vease figura 20).
Ventajosamente, con esta configuracion, incluso personas que sufren de vertigo no tendran problemas en caminar sobre dichas rejillas ya que no podran ver a la altura que estan.
Una variante de la invencion, ilustrada en las figuras 18 y 19, con elementos P1 seccionales que soportan cargas antivertigo pero que pueden ser obtenidas evidentemente tambien con los elementos P seccionales que soportan cargas, con respecto al hecho de que la rejilla G, en lugar de ser obtenida al unir elementos P o PI seccionales que soportan carga a las barras T transversales con secciones transversales redondas o cuadradas, se obtienen al unir dichos elementos P o P1 seccionales que soportan carga a barras TP transversales constituidas por barras planas.
En esta variante de la rejilla G, la union entre las barras P o P1 que soportan carga y las barras TP transversales se obtienen por medio de la presion ejercida sobre las barras transversales por si mismas para restringirlas en ranuras proporcionadas a proposito sobre barras P o P1 que soportan carga.
La variante descrita anteriormente reemplaza la barra de hierro plana comun presente en el tipo tradicional de rejilla denominada como "rejilla prensada" con elementos seccionales de acuerdo con la invencion.
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Finalmente se debe apreciar que la segunda realizacion de la invencion descrita anteriormente, en ademas de tener la funcion antivertigo, tambien proporciona una mayor resistencia a la flexion lateral: la presencia de flexion lateral, de hecho, aumenta el momento de inercia de la seccion transversal en la direccion lateral (horizontal como se ve en las figuras).
Una tercera realizacion de la invencion, mostradas en las figuras 21-23, con respecto a un elemento (P’ o P1 ’) seccional que se derivan sustancialmente de la division junto con el eje horizontal, del perfil de acuerdo con la primera realizacion (P) o segunda realizacion (P1) de la invencion, o sus variantes.
En otras palabras, la seccion transversal del elemento P” o P1” seccional en esta tercera realizacion tiene un extremo con una o mas curvas 1, mientras que el otro extremo termina sin ninguna curva, pero solo con una posible inclinacion lateral.
Esta tercera realizacion se constituye por lo tanto mediante un elemento P” o P1” seccional que es menos profundo que los anteriores, pero presenta caracteristicas estaticas y caracteristicas de liviandad que son en cualquier caso superiores a las barras que normalmente constituyen las rejillas producidas habitualmente disenadas para condiciones de carga de las clases mas bajas (es decir, clases 1 y 2).
De lo que se ha dicho anteriormente, esta tercera realizacion del elemento seccional de acuerdo con la invencion tiene una seccion transversal que en un lado presenta un o mas dobleces 1, con o sin las ranuras 3 ya descritas que tienen las funciones de drenaje y antideslizamiento, mientras que en el otro lado 2” no existen dobleces, pero existe la posibilidad de presentar solo una inclinacion lateral del cuerpo del elemento seccional, en el que dicha inclinacion puede ser sencilla o incluso doble 5”, en dos direcciones opuestas a la otra, para alcanzar una funcion antivertigo.
Uno de los motivos por los cuales se considera conveniente utilizar este elemento P’ o P1” seccional es la necesidad de intervenir, con los mismos estandares de calidad, apariencia visual, y desempeno que para los elementos seccionales de acuerdo con las primeras dos realizaciones ya descritas, en contextos en los que la introduccion de rejillas con perfiles mas profundos prueba ser excesivo para los tramos y para las cargas que se van a soportar o tambien cuando es necesario proporcionar peldanos y descansos de escaleras.
Tambien este ultimo elemento seccional se puede proporcionar evidentemente con ranuras 3 con funciones de drenaje y antideslizamiento.
Con esta tercera realizacion de la invencion se pretende por lo tanto crear una rejilla que se entiende cubre principalmente las necesidades de ubicarse en tramos horizontales clase 1 (carga peatonal de 600 daN/m2) sin tener necesariamente que utilizar elementos seccionales de los casos anteriores caracterizado por una seccion mas profunda, que mantiene, sin embargo, las mismas caracteristicas esteticas de superficie, antideslizamiento y drenaje de las mismas.
La presente invencion se ha descrito e ilustrado en algunas de sus realizaciones y variantes, pero es evidente que cualquier experto en la materia puede hacer a las mismas modificaciones tecnicamente equivalentes y/o reemplazos, sin apartarse, por lo tanto, del ambito de proteccion del presente derecho de patente industrial, tal como se presenta en las reivindicaciones siguientes.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un elemento seccional metalico ligero de alta resistencia (P, P1, P’, P1 ’), disenado para ser utilizado como un elemento que soporta carga o barra para la produccion de rejillas (G) por las que se puede caminar al unirlas a barras (T) transversales, constituidas por barras redondas, barras planas o barras cuadradas retorcidas, mediante la aplicacion de presion y mediante electrosoldadura de todos los puntos de contacto entre los elementos (P, P1, P’, P1 ’) seccionales que soportan carga y barras (T) transversales, dicho elemento (P, P1, P’, P1’) seccional, se fabrican de una tira de material metalico, que tiene una seccion transversal que presenta por lo menos un extremo que se dobla hacia atras sobre si mismo o varias veces de tal manera que dicho extremo comprende uno o mas dobleces y/o contradobleces, cada uno de aproximadamente 180 grados, con el fin de presentar un momento de inercia superior a la flexion en comparacion con otros elementos seccionales metalicos con secciones transversales de igual area sin dichos dobleces, que tienen una pluralidad de agujeros (3) pasantes, caracterizado porque dichos agujeros (3) pasantes se disponen en forma precisa en las areas de maxima curvatura de dichos dobleces, de tal manera que dichos agujeros (3) pasantes en una rejilla se disponen hacia afuera, es decir hacia la superficie por la que se puede caminar para proporcionar una funcion antideslizamiento valida.
  2. 2. El elemento (P, P1) seccional de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque preve una seccion transversal que presenta una parte (2) central substancialmente rectilinea y delgada, con extremos (1) doblados hacia atras sobre ellos mismos una o mas veces; en el que entre mayor sea el numero de dobleces (1) de extremo mayor es el momento de inercia, y por lo tanto la resistencia de doblado de la seccion propiamente dicha.
  3. 3. El elemento (P’, P1 ’) seccional de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque preve una seccion transversal que presenta una parte (2’) inferior que es delgada y substancialmente rectilinea o inclinada lateralmente con el extremo (1) de la parte superior doblada hacia atras sobre si misma una o mas veces; en el que entre mayor sea el numero de dobleces (1) de extremo mayor es el momento de inercia, y por lo tanto la resistencia al doblado de la seccion propiamente dicha.
  4. 4. El elemento seccional de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque preve agujeros (4) pasantes adicionales dispuestos en los dobleces que se orientan hacia adentro, para aumentar la permeabilidad, entendida como el aumento de la superficie ventilada que considera espacios vacios como si estuvieran llenos, para favorecer el drenado del bano de zinc fundido durante el proceso de fabricacion, asi como tambien para favorecer el drenaje de agua.
  5. 5. El elemento seccional de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque, con el fin de tener una funcion adicional, antivertigo, la parte central de la seccion transversal del elemento (P1, P1 ’) seccional tiene una forma con el fin de presentar una curva (5, 5’) que se proyecta lateralmente; dicha curva (5, 5’) que se proyecta se disena para limitar o eliminar la posibilidad de ver a traves de la rejilla (G).
  6. 6. El elemento seccional de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque dicha curva (5) que se proyectar tiene forma de V.
  7. 7. El elemento seccional de acuerdo con la reivindicacion 5 o reivindicacion 6, caracterizado porque, como una funcion de la distancia o paso entre los elementos (P1) seccionales que soporta carga que reemplazan la rejilla (G) y que tanto dicha curva (5) se proyecta lateralmente, es posible reducir a voluntad la posibilidad de ver a traves de la rejilla (G) hasta el punto de excluir dicha posibilidad completamente; obteniendo de esta manera que incluso las personas que sufren de mareos no tendrian problemas en caminar sobre dichas rejillas, ya que no pueden ver a que altura estan.
  8. 8. El elemento seccional de acuerdo con la reivindicacion 4 o reivindicacion 5, caracterizado porque la rejilla (G), en lugar de ser obtenida al unir los elementos (P o P1) seccionales que soporta carga a barras (T) transversales con seccion transversal redonda o cuadrada, se obtiene al unir dichos elementos (P o P1) seccionales que soporta carga a barras (TP) transversales constituidas por barras planas insertadas, al ejercer presion, en ranuras proporcionadas adecuadamente en las barras (P o P1) que soportan carga.
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