ES2779062A1 - STRUCTURAL ELEMENT WITH ACCESS TO FACILITIES COMPONENTS BY ALMA AND MANUFACTURING METHOD (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
ELEMENTO ESTRUCTURAL CON ACCESO PARA COMPONENTES DE STRUCTURAL ELEMENT WITH ACCESS FOR COMPONENTS OF
INSTALACIONES POR EL ALMA Y MÉTODO DE FABRICACIONALMA INSTALLATIONS AND MANUFACTURING METHOD
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un elemento estructural, conformado por un perfil con un alma y dos alas, que incorpora perforaciones en el alma con el objeto de permitir el acceso de componentes de instalaciones de todo tipo tales como eléctricas, de fontanería, de climatización, de protección contra incendios, entre otras. De esta forma, los diferentes componentes que emplean estas instalaciones como tubos, tuberías, bandejas, cables y conducciones de las instalaciones, se localizan atravesando el alma del elemento estructural. La invención divulga también el método de fabricación del elemento estructural.The present invention, as expressed in the wording of this specification, refers to a structural element, made up of a profile with a core and two wings, which incorporates perforations in the core in order to allow access to components installations of all kinds such as electrical, plumbing, air conditioning, fire protection, among others. In this way, the different components used by these facilities such as tubes, pipes, trays, cables and conduits of the facilities, are located through the soul of the structural element. The invention also discloses the method of manufacturing the structural element.
Encuentra especial aplicación en el ámbito de la industria relacionada con elementos de construcción de forma alargada concebidos para soportar cargas, como vigas y pilares.It finds special application in the field of industry related to elongated construction elements designed to support loads, such as beams and columns.
El objeto de la presente invención se basa en alcanzar siete objetivos principales:The object of the present invention is based on achieving seven main objectives:
1. Si se consigue que los componentes de las instalaciones (conductos, bandejas de cableado eléctrico, tubos y tuberías) atraviesen las vigas en lugar de pasar por debajo de ellas, se podrá aumentar la altura libre de los techos o, lo que es lo mismo, disminuir la distancia entre forjados manteniendo la misma altura libre de techos.1. If the components of the installations (ducts, trays of electrical wiring, tubes and pipes) can pass through the beams instead of going under them, it will be possible to increase the free height of the ceilings or, what is the In the same way, reduce the distance between floors while maintaining the same free height of ceilings.
2. Si se utiliza un tipo de perforación con una configuración determinada que permita optimizar el encaje de conductos, bandejas de cableado eléctrico y de señales débiles, tubos y tuberías, se aumentarán las posibilidades de éxito de evitar disponer ese tipo de conducciones por debajo de las vigas.2. If a type of perforation is used with a certain configuration that allows optimizing the fitting of conduits, trays of electrical wiring and weak signals, tubes and pipes, the chances of success will be increased by avoiding having these types of conduits below the the rafters.
3. Si se utiliza un elemento estructural tipo con un diseño tipo de perforación del alma se consigue evitar la fabricación a medida de cada una de las vigas que van a ser atravesadas por componentes de instalaciones, evitándose de este modo la fabricación de vigas con diferentes tamaños, formas y posiciones de perforaciones, y se consigue poder fabricar de un modo masivo cada tipo de viga, mejorando de un modo considerable los tiempos de fabricación, suministro y montaje en obra de las vigas.3. If a typical structural element with a core perforation design is used, it is possible to avoid custom-made manufacturing of each of the beams that are going to be traversed by components of facilities, thus avoiding the manufacture of beams with different sizes, shapes and positions of perforations, and it is possible to mass-manufacture each type of beam, considerably improving the times of manufacture, supply and assembly on site of the beams.
4. Si se utiliza un tipo de perforación del alma y un patrón de equidistancias que sea adecuado estéticamente, favorece de un modo notable la estética de las instalaciones vistas, que actualmente son las preferidas en gran parte de los edificios de oficinas, edificios corporativos y edificios singulares de última generación.4. If a type of core piercing and an aesthetically suitable offset pattern are used, it greatly favors the aesthetics of exposed installations, which are currently preferred in many office buildings, corporate buildings and unique buildings of the latest generation.
5. Si se consigue que los pilares se realicen con los perfiles objeto de la presente invención, se permite que los componentes de instalaciones puedan discurrir ocultos dentro de la pared sin ocupar el techo, lo que es de gran interés en el caso de instalaciones que interese que discurran cerca del suelo y en instalaciones que no se desee que ocupen los techos.5. If the pillars are made with the profiles object of the present invention, it is allowed that the installation components can run hidden within the wall without occupying the ceiling, which is of great interest in the case of installations that It is important that they run close to the ground and in installations that do not want to occupy the ceilings.
6. Las perforaciones en los perfiles metálicos dan lugar a un menor peso de los perfiles y por tanto del edificio en su conjunto y a una menor cantidad de material utilizado, ya que los restos metálicos procedentes del proceso de perforación pueden ser reciclados, reutilizados o valorizados.6. The perforations in the metal profiles give rise to a lower weight of the profiles and therefore of the building as a whole and to a lower amount of material used, since the metal remains from the drilling process can be recycled, reused or recovered. .
7. Si se utiliza un tipo de perforación que no presente aristas se limita la generación y propagación de fisuras que potencialmente se originan en las aristas de los huecos.7. If a type of drilling that does not present edges is used, the generation and propagation of cracks that potentially originate in the edges of the holes is limited.
PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNTECHNICAL PROBLEM TO BE SOLVED AND BACKGROUND OF THE INVENTION
En los años 30, debido a la escasez de material, se hicieron muy populares las conocidas como vigas Boyd (figura 1), denominadas así en honor a su inventor, Geoffrey Murray Boyd.In the 1930s, due to a shortage of material, the so-called Boyd beams (figure 1) became very popular, named after their inventor, Geoffrey Murray Boyd.
Estas vigas se realizaban mediante el corte en zigzag de una viga de perfil normalizado o del alma de una viga de perfil compuesto, de modo que, al separar las dos partes resultado del corte, desplazarlas longitudinalmente y posteriormente unirlas por soldadura, daban lugar a un nuevo perfil aligerado, de mejores características estructurales, especialmente en cuanto al mayor momento de inercia que la viga o perfil inicial, ya que la distancia de las alas al eje longitudinal había aumentado. La viga resultante presentaba una apariencia de tener hexágonos perforados en su alma.These beams were made by zigzag cutting a beam with a standard profile or the web of a beam with a composite profile, so that, by separating the two parts resulting from the cut, moving them longitudinally and subsequently joining them by welding, they gave rise to a new lightened profile, with better structural characteristics, especially in terms of the greater moment of inertia than the initial beam or profile, since the distance from the wings to the longitudinal axis had increased. The resulting beam had an appearance of have hexagons pierced into your soul.
A las vigas cuya alma presentaba huecos, ya fuese por perforaciones o por cortes en zigzag con desplazamiento longitudinal y soldadura de unión posterior, definidas por las vigas Boyd, se las denominó vigas aligeradas.Beams whose web had holes, either by perforations or by zigzag cuts with longitudinal displacement and subsequent joint welding, defined by Boyd beams, were called lightened beams.
Una variante de las vigas Boyd consiste en la implementación de chapones de acero entre las dos secciones separadas antes de ser unidas de nuevo, dando la apariencia de que a la viga se la han practicado perforaciones con forma de octógonos (figura 2), lo que se denomina perfil aligerado peraltado.A variant of Boyd beams consists of the implementation of steel flats between the two separated sections before being joined again, giving the appearance that the beam has been drilled with octagon-shaped holes (figure 2), which it is called banked lightened profile.
Por último, otra variante de las vigas Boyd presenta en su acabado final unas perforaciones en forma de círculo (figura 3), muy adecuadas para pasar a través de ellas tubos o tuberías.Finally, another variant of the Boyd beams presents in its final finish some perforations in the shape of a circle (figure 3), very suitable for passing tubes or pipes through them.
Debe aclararse que la distinción que se hace a lo largo de la presente memoria descriptiva entre tubos y tuberías se refiere únicamente al tamaño, considerando que los tubos comúnmente están destinados a albergar material de diferente tipo y de mayores dimensiones, mientras que las tuberías se consideran para el transporte de fluidos. Todo ello, independientemente de que el uso, la forma constructiva o características de los dos componentes sean diferentes.It should be clarified that the distinction made throughout the present specification between tubes and pipes refers only to size, considering that tubes are commonly intended to house material of different types and larger dimensions, while pipes are considered for the transport of fluids. All this, regardless of whether the use, construction form or characteristics of the two components are different.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados anteriormente, la presente invención describe un elemento estructural que puede catalogarse entre los conocidos como perfiles aligerados, por el hecho de incorporar perforaciones en la zona del alma.In order to achieve the objectives and avoid the aforementioned drawbacks, the present invention describes a structural element that can be classified among those known as lightened profiles, due to the fact that it incorporates perforations in the core area.
Este elemento estructural consigue los siete objetivos indicados en el documento gracias a su diseño optimizado y diferenciado, que consta de orificios o perforaciones con una novedosa forma de cápsula, que aporta al perfil las importantes ventajas indicadas respecto al resto de perfiles estructurales existentes, a saber: This structural element achieves the seven objectives indicated in the document thanks to its optimized and differentiated design, which consists of holes or perforations with a novel capsule shape, which provides the profile with the important advantages indicated with respect to the rest of existing structural profiles, namely :
1. Poder disminuir la distancia entre forjados manteniendo la misma altura libre de techos.1. To be able to reduce the distance between floors while maintaining the same free height of ceilings.
2. Optimizar el encaje de componentes de instalaciones como conductos, bandejas de cableado eléctrico y de señales débiles, tubos y tuberías dentro de los orificios de la viga, aumentará las posibilidades de éxito de evitar disponer ese tipo de conducciones por debajo de las vigas.2. Optimizing the fit of installation components such as conduits, trays of electrical wiring and weak signals, tubes and pipes within the holes of the beam, will increase the chances of success in avoiding having such conduits under the beams.
3. Evitar la fabricación a medida de cada una de las vigas que van a ser atravesadas por componentes de instalaciones, mejorando de un modo considerable los tiempos de fabricación, suministro y montaje en obra de las vigas.3. Avoid custom manufacturing of each of the beams that are going to be traversed by installation components, considerably improving the manufacturing, supply and on-site assembly times of the beams.
4. Favorecer de un modo notable la estética de las instalaciones vistas.4. To notably favor the aesthetics of the installations seen.
5. Permitir, en el caso de pilares, que las instalaciones puedan discurrir ocultas dentro de la pared sin ocupar el techo.5. Allow, in the case of pillars, that the installations can run hidden within the wall without occupying the ceiling.
6. Disminuir el peso de los perfiles y la cantidad de material utilizado.6. Reduce the weight of the profiles and the amount of material used.
7. Disminuir la posibilidad de generación y propagación de fisuras que potencialmente se originan en las aristas de los orificios.7. Reduce the possibility of generation and propagation of cracks that potentially originate in the edges of the holes.
De esta forma, un primer objeto de la presente invención consiste en un elemento estructural que incorpora orificios a lo largo de la longitud de su alma, con una configuración optimizada en lo referente a las siguientes funcionalidades:In this way, a first object of the present invention consists of a structural element that incorporates holes along the length of its core, with an optimized configuration in relation to the following functionalities:
- Encaje de componentes de instalaciones como conductos, bandejas de cableado eléctrico y de señales débiles, tubos y tuberías en su interior.- Fitting of installation components such as conduits, trays of electrical wiring and weak signals, tubes and pipes inside.
- Versatilidad para que un diseño tipo permita el encaje de diferentes instalaciones compartiendo el mismo orificio o utilizando diferentes orificios.- Versatility so that a typical design allows the fitting of different installations sharing the same hole or using different holes.
- Estética de las instalaciones vistas.- Aesthetics of the installations seen.
- Disminución de peso de los perfiles y de la cantidad de material utilizado.- Weight reduction of the profiles and the amount of material used.
- Disminución de la posibilidad de generación y propagación de fisuras.- Reduction of the possibility of generation and propagation of cracks.
El elemento estructural objeto de la presente invención tiene como origen un elemento estructural de perfil normalizado (IPE, IPN, HEB u otro perfil normalizado), pudiendo ser también un perfil compuesto formado por la unión de perfiles normalizados y/o chapones o pletinas, estando este perfil compuesto formado por un alma y dos alas. The structural element object of the present invention has as its origin a structural element with a standardized profile (IPE, IPN, HEB or other standardized profile), and it may also be a composite profile formed by the union of standardized profiles and / or flats or plates, being this composite profile formed by a soul and two wings.
La denominación de elementos estructurales en la invención hace referencia a vigas estructurales, tanto de estructura primaria, es decir, vigas que unen pilares, como de estructura secundaria, o sea, vigas que soportan forjados, al igual que también es aplicable a pilares.The designation of structural elements in the invention refers to structural beams, both of a primary structure, that is, beams that join columns, and of a secondary structure, that is, beams that support floors, as is also applicable to columns.
Con el objeto de no tener que diseñar elementos estructurales a medida, un segundo objeto de la presente invención consiste en el método de fabricación de los elementos estructurales que se han comentado como primer objeto de la invención. Así, se trata de posibilitar elementos estructurales tipo, seleccionables de un muestrario o catálogo, de forma que un mismo elemento pueda servir en diferentes edificios con diferentes necesidades de paso de componentes de instalaciones, para lo que los elementos estructurales disponen de orificios tipo en el alma no solo en cuanto a dimensiones sino también en cuanto a ubicación entre ellos.In order not to have to design custom structural elements, a second object of the present invention consists of the method of manufacturing the structural elements that have been discussed as the first object of the invention. Thus, it is a question of making possible standard structural elements, selectable from a sample book or catalog, so that the same element can serve in different buildings with different needs for the passage of installation components, for which the structural elements have standard holes in the soul not only in terms of dimensions but also in terms of location between them.
El orificio tipo tiene una forma muy concreta que permite el paso tanto de conductos de climatización y ventilación rectangulares y circulares como de tuberías, de tubos y de bandejas de cableado eléctrico y de señales débiles (telecomunicaciones, circuito cerrado de televisión, detección de incendios, gestión centralizada, etc.), siendo este paso optimizado técnicamente y adecuado estéticamente.The standard orifice has a very specific shape that allows the passage of both rectangular and circular air conditioning and ventilation ducts and pipes, tubes and trays of electrical wiring and weak signals (telecommunications, closed circuit television, fire detection, centralized management, etc.), this step being technically optimized and aesthetically suitable.
Así, el orificio tipo que incorporan los elementos estructurales de la presente invención es en forma de rectángulo en el que sus dos lados menores en lugar de ser rectos son semicircunferencias, es decir, su forma es la que corresponde al orificio formado por dos círculos y un rectángulo en el que los dos lados mayores son tangentes a los dos círculos. Se pueden considerar como orificios oblongos.Thus, the standard hole that incorporates the structural elements of the present invention is in the shape of a rectangle in which its two smaller sides instead of being straight are semicircles, that is, its shape is the one that corresponds to the hole formed by two circles and a rectangle in which the two major sides are tangent to the two circles. They can be considered as oblong holes.
El orificio oblongo se sitúa en el alma del elemento estructural, y el eje longitudinal del orificio tipo puede coincidir con el eje longitudinal del perfil, estando centrado, o estar desplazado, quedando en paralelo.The oblong hole is located in the core of the structural element, and the longitudinal axis of the standard hole can coincide with the longitudinal axis of the profile, being centered, or be offset, remaining in parallel.
Las distancias entre orificios son preferentemente las mismas a lo largo de todo el perfil, aunque también pueden realizarse orificios de un modo alternativo presentando, por ejemplo, una configuración por parejas, de forma que no todas las distancias entre orificios sean iguales. The distances between holes are preferably the same along the entire profile, although holes can also be made in an alternative way, presenting, for example, a pairwise configuration, so that not all the distances between holes are equal.
El diámetro de los dos círculos que conforman el orificio, es el mismo en toda la longitud del perfil, es decir, la altura del orificio oblongo no varía.The diameter of the two circles that make up the hole is the same over the entire length of the profile, that is, the height of the oblong hole does not vary.
En cambio, la longitud del lado horizontal del rectángulo que conforma el orificio oblongo puede ser la misma en toda la longitud del perfil o puede variar de un modo alternativo de modo que, por ejemplo, dos longitudes diferentes se alternen. En todo caso, debido a razones de optimización en cuanto a la resistencia de la viga aligerada y del aprovechamiento de los orificios generados , la longitud del lado horizontal preferiblemente no debe ser superior a 4 veces la longitud del lado vertical. Por otro lado, la distancia entre dos orificios preferentemente es inferior a la longitud del propio orificio o inferior al de mayor longitud en el caso de orificios de diferentes longitudes. En otra forma de realización, la distancia entre dos orificios puede ser mayor que la longitud del orificio, aunque preferentemente es inferior a una vez y media la longitud del propio orificio. En cualquier caso, la distancia entre orificios depende de la distancia del orificio a las alas del elemento estructural de forma que, a menor distancia a las alas, es decir, a mayor altura de los orificios, mayor debe ser la distancia longitudinal entre orificios.Instead, the length of the horizontal side of the rectangle that forms the oblong hole can be the same over the entire length of the profile or it can vary in an alternative way so that, for example, two different lengths alternate. In any case, due to optimization reasons regarding the strength of the lightened beam and the use of the holes generated, the length of the horizontal side should preferably not be greater than 4 times the length of the vertical side. On the other hand, the distance between two holes is preferably less than the length of the hole itself or less than the longest in the case of holes of different lengths. In another embodiment, the distance between two holes may be greater than the length of the hole, but is preferably less than one and a half times the length of the hole itself. In any case, the distance between holes depends on the distance from the hole to the wings of the structural element so that, the shorter the distance to the wings, that is, the higher the height of the holes, the greater the longitudinal distance between the holes must be.
Además de los orificios oblongos, el elemento estructural también puede incorporar orificios circulares alternados con los orificios oblongos en cualquier configuración, pudiendo los orificios circulares estar centrados en el eje longitudinal del elemento estructural o también estar desplazados.In addition to the oblong holes, the structural element can also incorporate circular holes alternating with the oblong holes in any configuration, the circular holes being able to be centered on the longitudinal axis of the structural element or also offset.
Por otro lado, la resistencia de la viga aligerada se puede aumentar mediante la incorporación de una pletina de refuerzo ubicada en al menos uno de los lados rectos de los orificios oblongos. Estas pletinas, preferentemente se sitúan simétricamente con respecto al eje longitudinal del orificio oblongo y, para aumentar aun más la resistencia del elemento estructural, preferentemente se ubican en los dos lados del orificio. En caso de necesitar un aumento de la resistencia aun mayor, las pletinas pueden tener una dimensión superior al lado recto del orificio oblongo, extendiéndose más allá del orificio y continuar por el elemento estructural.On the other hand, the strength of the lightened beam can be increased by incorporating a reinforcement plate located on at least one of the straight sides of the oblong holes. These plates are preferably located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the oblong hole and, to further increase the strength of the structural element, they are preferably located on both sides of the hole. Should a further increase in strength be required, the plates can be dimensioned larger than the straight side of the oblong hole, extending beyond the hole and continuing through the structural element.
De esta forma, la presente invención, por un lado, describe vigas aligeradas que incluyen orificios oblongos y, opcionalmente, también orificios circulares, pudiendo estar todos los orificios ubicados en diferentes posiciones con respecto al eje longitudinal del elemento estructural, ser la separación entre ellos no homogénea y tener diferentes dimensiones, los orificios oblongos en cuanto a longitud y los orificios circulares en cuanto a diámetro con respecto a los orificios oblongos.In this way, the present invention, on the one hand, describes lightened beams that include oblong holes and, optionally, also circular holes, all of which may be holes located at different positions with respect to the longitudinal axis of the structural element, the spacing between them being not homogeneous and having different dimensions, oblong holes in length and circular holes in diameter with respect to oblong holes.
Además, la presente invención también describe el método de fabricación de vigas aligeradas a partir de elementos estructurales.Furthermore, the present invention also describes the method of manufacturing lightened beams from structural elements.
De esta forma, a partir de un elemento estructural y una configuración determinada de orificios para llevar a cabo la fabricación de la viga aligerada, el método se define mediante los siguientes fases:Thus, based on a structural element and a specific configuration of holes to carry out the manufacture of the lightened beam, the method is defined by the following phases:
a) Determinar la configuración y posición de los recortes a practicar en el elemento estructural;a) Determine the configuration and position of the cuts to be made in the structural element;
b) Realizar un primer corte para obtener el recorte posicionado más cercano de un primer extremo del elemento estructural desde el que se comienza a cortar;b) Make a first cut to obtain the closest positioned cutout of a first end of the structural element from which cutting begins;
c) Realizar una serie de cortes adicionales para obtener todos los recortes a lo largo del elemento estructural;c) Make a series of additional cuts to obtain all the cuts along the structural element;
d) Si la viga aligerada modifica la altura del alma del elemento estructural, practicar un corte lineal desde el primer extremo del elemento estructural hasta el hueco del recorte más próximo y continuar con las siguientes subfases;d) If the lightened beam modifies the height of the web of the structural element, make a linear cut from the first end of the structural element to the nearest cutout hole and continue with the following sub-phases;
d.1) practicar cortes lineales entre dos huecos consecutivos de los recortes; d.2) practicar un corte lineal desde el extremo final del elemento estructural hasta el hueco del recorte más próximo;d.1) make linear cuts between two consecutive gaps in the cutouts; d.2) making a linear cut from the end of the structural element to the nearest cutout gap;
d.3) desplazar una de las dos partes del elemento estructural longitudinalmente con respecto a la otra y volver a soldarlas para conformar una viga aligerada con orificios a seleccionar entre oblongos y una combinación de oblongos y circulares.d.3) moving one of the two parts of the structural element longitudinally with respect to the other and re-welding them to form a lightened beam with holes to be selected from oblong and a combination of oblong and circular.
e) Si la viga aligerada (5) no modifica la altura del alma del elemento estructural, los recortes (7) crean unos orificios con una configuración a seleccionar entre oblongos (4) y circulares (12).e) If the lightened beam (5) does not modify the height of the web of the structural element, the cutouts (7) create holes with a configuration to be selected between oblong (4) and circular (12).
Además, hay que tener en cuenta que, en este último caso, el procedimiento puede incluir al menos una de las siguientes subfases adicionales: Furthermore, it must be taken into account that, in the latter case, the procedure may include at least one of the following additional sub-phases:
f) distanciar al menos dos orificios consecutivos de forma variable;f) spacing at least two consecutive holes in a variable way;
g) posicionar al menos dos orificios con respecto al eje longitudinal (6) del elemento estructural de forma variable.g) positioning at least two holes with respect to the longitudinal axis (6) of the structural element in a variable way.
Finalmente, en cualquiera de los dos casos descritos en las fases e) y f), el procedimiento puede incluir la siguiente fase adicional:Finally, in either of the two cases described in phases e) and f), the procedure may include the following additional phase:
h) Incorporar al menos una pletina de refuerzo en el lado horizontal del orificio oblongo.h) Incorporate at least one reinforcement plate on the horizontal side of the oblong hole.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Para completar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización de la misma, se acompaña un conjunto de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado las siguientes figuras:To complete the description of the invention and in order to help a better understanding of its characteristics, according to a preferred example of its embodiment, a set of drawings is attached in which, with an illustrative and non-limiting nature, they have been represented the following figures:
- La figura 1 representa vistas laterales de una sección de una viga estándar para la fabricación de una viga Boyd en cinco etapas del proceso utilizando el característico corte en zig-zag.- Figure 1 represents side views of a section of a standard beam for the manufacture of a Boyd beam in five stages of the process using the characteristic zigzag cut.
- La figura 2 representa vistas laterales de una sección de una viga estándar para la fabricación de un perfil aligerado mediante el corte en zig-zag y peraltado en cinco etapas del proceso.- Figure 2 represents side views of a section of a standard beam for the manufacture of a lightened profile by zig-zag cutting and superelevation in five stages of the process.
- La figura 3 representa vistas laterales de una sección de una viga estándar para la fabricación de un perfil aligerado mediante corte en semicírculos en cinco etapas del proceso.- Figure 3 represents side views of a section of a standard beam for the manufacture of a lightened profile by cutting into semicircles in five stages of the process.
- La figura 4 representa vistas laterales de una sección de una viga estándar para la fabricación de un perfil aligerado en cinco etapas del proceso realizando cortes para la obtención de orificios oblongos en la viga final. - Figure 4 represents side views of a section of a standard beam for the manufacture of a lightened profile in five stages of the process, making cuts to obtain oblong holes in the final beam.
- La figura 5 representa vistas laterales de una sección de una viga estándar para la fabricación de un perfil aligerado en cinco etapas del proceso realizando cortes para la obtención de orificios oblongos alternados con orificios circulares en la viga final.- Figure 5 represents side views of a section of a standard beam for the manufacture of a lightened profile in five stages of the process, making cuts to obtain oblong holes alternated with circular holes in the final beam.
- La figura 6 representa vista lateral de una sección de una viga estándar para la fabricación de un perfil aligerado mediante recorte directamente sobre el alma de la viga.- Figure 6 represents a side view of a section of a standard beam for the manufacture of a lightened profile by cutting directly on the web of the beam.
- La figura 7 representa una vista lateral de la sección de la viga de la figura 6 incorporando los orificios oblongos separados de forma no uniforme a lo largo de su longitud.- Figure 7 represents a side view of the section of the beam of figure 6 incorporating the oblong holes spaced non-uniformly along its length.
- La figura 8 representa vistas laterales y en perspectiva de una sección de una viga con un orificio oblongo optimizado para el paso de conductos de aire.- Figure 8 represents side and perspective views of a section of a beam with an oblong hole optimized for the passage of air ducts.
- La figura 9 representa una vista lateral y en perspectiva de una sección de una viga con un orificio oblongo optimizado para el paso de bandejas de cableado eléctrico.- Figure 9 represents a side and perspective view of a section of a beam with an oblong hole optimized for the passage of electrical wiring trays.
- La figura 10 representa una vista lateral y en perspectiva de una sección de una viga con un orificio oblongo optimizado para el paso de tubos de grandes dimensiones.- Figure 10 represents a side and perspective view of a section of a beam with an oblong hole optimized for the passage of large tubes.
- La figura 11 representa una vista lateral y en perspectiva de una sección de una viga con un orificio oblongo optimizado para el paso de tuberías de pequeñas dimensiones.- Figure 11 represents a side and perspective view of a section of a beam with an oblong hole optimized for the passage of small pipes.
- La figura 12 representa una vista lateral y en perspectiva de una sección de una viga con un orificio oblongo optimizado para el paso simultaneo de varios componentes de instalaciones.- Figure 12 represents a side and perspective view of a section of a beam with an oblong hole optimized for the simultaneous passage of several installation components.
- La figura 13 representa una vista lateral de una sección de una viga con orificios oblongos acompañados de orificios circulares. - Figure 13 represents a side view of a section of a beam with oblong holes accompanied by circular holes.
- La figura 14 representa una vista lateral de una sección de una viga aligerada con los orificios oblongos en posiciones verticales no alineadas.- Figure 14 represents a side view of a section of a lightened beam with the oblong holes in non-aligned vertical positions.
- La figura 15 representa una vista lateral de una sección de una viga aligerada con orificios oblongos alternados con orificios circulares en posiciones no alineadas.- Figure 15 represents a side view of a section of a lightened beam with oblong holes alternated with circular holes in non-aligned positions.
- La figura 16 representa una vista en perspectiva de una sección de una viga con un orificio oblongo que incorpora pletinas horizontales en sus lados rectos a modo de refuerzo estructural.- Figure 16 represents a perspective view of a section of a beam with an oblong hole that incorporates horizontal plates on its straight sides as a structural reinforcement.
- La figura 17 representa una vista en perspectiva de una sección de una viga con un orificio oblongo que incorpora pletinas horizontales en sus lados rectos de una dimensión superior a la longitud de los lados rectos aumentando el efecto de refuerzo estructural .- Figure 17 represents a perspective view of a section of a beam with an oblong hole that incorporates horizontal bars on its straight sides with a dimension greater than the length of the straight sides, increasing the effect of structural reinforcement.
A continuación se facilita un listado de las referencias empleadas en las figuras:Below is a list of the references used in the figures:
1. Línea de corte.1. Cut line.
2. Viga estándar.2. Standard beam.
3. Mitad resultante.3. Resulting half.
4. Orificios oblongos.4. Oblong holes.
5. Viga aligerada.5. Lightened beam.
6. Eje longitudinal.6. Longitudinal axis.
7. Recortes.7. Clippings.
8. Conductos de aire.8. Air ducts.
9. Bandejas de cableado eléctrico.9. Electrical wiring trays.
10. Tubos.10. Tubes.
11. Tuberías.11. Pipes.
12. Orificio circular.12. Circular hole.
13. Pletina de refuerzo13. Reinforcement plate
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un elemento estructural que incorpora orificios o perforaciones oblongas (4) en la zona del alma con el objeto de optimizar el acceso de componentes de instalaciones de todo tipo tales como eléctricas, de fontanería, de climatización, de protección contra incendios, entre otras. Además, también puede incorporar orificios circulares (12) para una mayor optimización de la ubicación de los componentes de instalaciones.The present invention refers to a structural element that incorporates oblong holes or perforations (4) in the core area in order to optimize the access of components of installations of all kinds such as electrical, plumbing, air conditioning, fire protection, among others. In addition, it can also incorporate circular holes (12) for further optimization of the location of installation components.
Las figuras 1 a 3 representan vigas aligeradas (5) en las que se ha realizado una línea de corte (1) en el alma para, después de separar las dos mitades resultantes (3), desplazarlas longitudinalmente y volver a unirlas de forma estable mediante soldadura, poder crear una viga aligerada (5) con un alma de dimensión muy superior y características técnicas adaptadas a otro tipo de necesidades. Así, la figura 1 representa una viga estándar (2) que presenta una línea de corte (1) en zig-zag para finalmente conformar una viga aligerada (5) con orificios hexagonales a lo largo de su longitud. En la figura 2, entre las dos mitades resultantes (3) de cortar la viga estándar (2) por la línea de corte (1) se ubican unas ampliaciones para quedar la viga aligerada (5) finalmente conformada con orificios octogonales. Por último, en la figura 3, la línea de corte (1) se hace de forma que los orificios resultantes en la viga aligerada (5) son circulares.Figures 1 to 3 represent lightened beams (5) in which a cut line (1) has been made in the web to, after separating the two resulting halves (3), move them longitudinally and rejoin them in a stable way by means of welding, to be able to create a lightened beam (5) with a much larger web and technical characteristics adapted to other types of needs. Thus, figure 1 represents a standard beam (2) that presents a cut line (1) in zigzag to finally form a lightened beam (5) with hexagonal holes along its length. In figure 2, between the two halves resulting (3) from cutting the standard beam (2) along the cutting line (1), some enlargements are located so that the lightened beam (5) is finally formed with octagonal holes. Finally, in Figure 3, the cut line (1) is made so that the resulting holes in the lightened beam (5) are circular.
La figura 4 representa una sección de la viga aligerada de la invención fabricada según el método tradicional llevado a cabo por Boyd y representado en las figuras 1 a 3, que presenta una línea de corte (1) longitudinal por el alma de una viga estándar (2) en el que se hace unos recortes (7) de material para luego desplazar las dos mitades resultantes (3) longitudinalmente y terminar soldándolas para obtener una viga aligerada (5) con orificios oblongos (4).Figure 4 represents a section of the lightened beam of the invention manufactured according to the traditional method carried out by Boyd and represented in Figures 1 to 3, which presents a longitudinal cut line (1) through the web of a standard beam ( 2) in which cuts (7) of material are made to then move the two resulting halves (3) longitudinally and finish welding them to obtain a lightened beam (5) with oblong holes (4).
La figura 5 representa una variación del método representado en la figura 4 para obtener la viga aligerada (5), donde la línea de corte (1) está configurada para obtener unos recortes (7) que finalmente dan como resultado una viga aligerada con orificios oblongos (4) alternados con orificios circulares (12).Figure 5 represents a variation of the method represented in figure 4 to obtain the lightened beam (5), where the cutting line (1) is configured to obtain cutouts (7) that finally result in a lightened beam with oblong holes (4) alternated with circular holes (12).
En la figura 6 se representa una forma alternativa a la representada en la figura 5 de realizar la viga aligerada (5) de la invención. En este caso, lo que se hace es proceder a realizar los recortes (7) en la viga estándar (2) directamente, siendo el resultado obtenido similar al caso anterior, aunque la viga no aumenta el tamaño del alma. Tanto en este caso, como en el anterior, los recortes (7) realizados se reciclan para volver a ser utilizados en la fabricación de nuevas vigas. Figure 6 represents an alternative way to that represented in figure 5 of making the lightened beam (5) of the invention. In this case, what is done is to proceed to make the cuts (7) in the standard beam (2) directly, the result obtained being similar to the previous case, although the beam does not increase the size of the web. Both in this case, as in the previous one, the cuts (7) made are recycled to be used again in the manufacture of new beams.
Los orificios oblongos (4) no tienen unas dimensiones determinadas. De hecho, las dimensiones que afectan a la viga aligerada (5), como son tanto la altura o la longitud del orificio oblongo (4), por un lado, como la distancia entre orificios (4), por otro lado, pueden determinarse en función de las características estructurales con las que se quiere dotar a la viga aligerada (5), de forma que, variando estos parámetros, suele haber más de una solución a la hora de elegir la viga aligerada (5) más conveniente.The oblong holes (4) do not have certain dimensions. In fact, the dimensions that affect the lightened beam (5), such as both the height or the length of the oblong hole (4), on the one hand, and the distance between holes (4), on the other hand, can be determined in depending on the structural characteristics with which you want to provide the lightened beam (5), so that, by varying these parameters, there is usually more than one solution when choosing the most convenient lightened beam (5).
En la figura 7 se representa una sección de la viga aligerada (5) de la invención donde la distancia entre los orificios oblongos (4) no es homogénea, ya que puede variar en función de las necesidades. sino que se va alternando, dando lugar a agrupaciones de 2 o más orificios con la misma separación.Figure 7 shows a section of the lightened beam (5) of the invention where the distance between the oblong holes (4) is not homogeneous, as it can vary depending on the needs. rather, it alternates, giving rise to groups of 2 or more holes with the same separation.
En las figuras 8 a 12 se muestran ejemplos de cómo el orificio oblongo (4) presenta una geometría óptima para el paso de diferentes componentes de instalaciones de una edificación, tales como conductos de aire (8), bandejas de cableado eléctrico (9), tubos (10), tuberías (11) o incluso, una combinación simultanea de varios de estos elementos (8, 9, 10, 11).Figures 8 to 12 show examples of how the oblong hole (4) presents an optimal geometry for the passage of different components of a building's installations, such as air ducts (8), electrical wiring trays (9), tubes (10), pipes (11) or even a simultaneous combination of several of these elements (8, 9, 10, 11).
En la figura 13 se representa como la viga aligerada (5) de la invención puede incorporar también orificios circulares (12) intercalados entre los orificios oblongos (4), según determine el diseño de la serie de vigas”, ya que esta distancia una vez determinada, será constante en cada tamaño de cada serie de vigas. En este caso, de forma similar a la viga aligerada (5) representada en la figura 5, el diámetro de los orificios circulares (12) puede coincidir o ser diferente de la altura de los orificios oblongos (4).Figure 13 shows how the lightened beam (5) of the invention can also incorporate circular holes (12) sandwiched between the oblong holes (4), as determined by the design of the series of beams ", since this distance once determined, it will be constant in each size of each series of beams. In this case, in a similar way to the lightened beam (5) represented in figure 5, the diameter of the circular holes (12) can coincide or be different from the height of the oblong holes (4).
En la figura 14 se representa como los orificios oblongos (4) pueden ubicarse a diferentes alturas del eje longitudinal (6) de la viga aligerada (5) quedando de forma alternada. De esta forma se consigue poder disponer de orificios (4) de mayores dimensiones sin por ello penalizar de un modo considerable el comportamiento resistente de la viga. Esta misma situación ocurre en la figura 15, donde los orificios oblongos (4) se alternan con orificios circulares (12) que, de la misma forma, se encuentran a distinta altura en el alma de la viga (5), consiguiéndose, de la misma forma, poder disponer de orificios (4, 12) de mayores dimensiones sin por ello penalizar de un modo considerable el comportamiento resistente de la viga aligerada (5). Figure 14 shows how the oblong holes (4) can be located at different heights of the longitudinal axis (6) of the lightened beam (5), remaining alternately. In this way, it is possible to have larger holes (4) without significantly penalizing the resistant behavior of the beam. This same situation occurs in figure 15, where the oblong holes (4) alternate with circular holes (12) which, in the same way, are found at different heights in the web of the beam (5), thus achieving the In the same way, to be able to have holes (4, 12) of greater dimensions without thereby significantly penalizing the resistant behavior of the lightened beam (5).
Con las diferentes configuraciones de los orificios (4, 12) de la viga aligerada (5) de la invención, se mejora en gran medida la optimización en el cálculo de estructuras para la selección de la viga aligerada (5) más adecuada, al contemplarse las necesidades en cuanto a los orificios (4, 12) necesarios realizadas a priori, sin necesidad de tener en los orificios (4, 12) zonas sin utilizar que únicamente llevan a disminuir la resistencia de la viga aligerada (5), sin aportar ninguna ventaja. De esta forma, se puede seleccionar una viga aligerada (5) que comprenda orificios oblongos (4) de unas medidas o ubicaciones determinadas y decidir también si se necesitan orificios circulares (12) para el paso de tubos (10) que, de estar ubicados en los orificios oblongos (4) ocuparían el espacio para otros componentes de instalaciones. Así, se puede determinar el espacio destinado al paso de componentes de instalaciones para una situación concreta, quedando perfectamente determinados los orificios (4, 12) de las vigas aligeradas (5) que se necesitan y, por lo tanto, también la elección de la viga aligerada (5) a utilizar de un catálogo o muestrario existente, de forma que no se penalice la resistencia de la viga aligerada (5) elegida por tener más orificios (4, 12) o que sean de mayores dimensiones de lo necesario.With the different configurations of the holes (4, 12) of the lightened beam (5) of the invention, the optimization in the calculation of structures for the selection of the most appropriate lightened beam (5) is greatly improved, when considering the needs in terms of the holes (4, 12) necessary made a priori, without having to have unused areas in the holes (4, 12) that only lead to a decrease in the strength of the lightened beam (5), without providing any advantage. In this way, it is possible to select a lightened beam (5) that includes oblong holes (4) of certain measurements or locations and also decide if circular holes (12) are needed for the passage of tubes (10) which, if located in the oblong holes (4) they would occupy the space for other installation components. Thus, it is possible to determine the space destined to the passage of components of installations for a specific situation, being perfectly determined the holes (4, 12) of the lightened beams (5) that are needed and, therefore, also the choice of the lightened beam (5) to be used from an existing catalog or sample book, so that the resistance of the lightened beam (5) chosen is not penalized for having more holes (4, 12) or that are larger than necessary.
Otra forma de aumentar la resistencia de la viga aligerada (5) consiste en incorporar unas pletinas de refuerzo (13) simétricamente en los lados rectos de los orificios con forma de cápsula (4) que queden sólidamente fijados. Las pletinas (13) también pueden ubicarse en uno solo de los lados del orificio en forma de capsula (4), aunque preferiblemente se sitúan en los dos lados para conseguir aumentar la resistencia de la viga (5) aún más, según se representa en la figura 16. Y si es necesario aumentar aún más la resistencia de la viga (5), es posible incorporar pletinas de refuerzo (13) que no tienen por qué limitarse a la longitud del lado recto del orificio (4), sino que pueden extenderse más allá, siendo de una longitud superior al lado recto de los orificios en forma de capsula (4), según se representa en la figura 17.Another way to increase the strength of the lightened beam (5) consists of incorporating reinforcement plates (13) symmetrically on the straight sides of the capsule-shaped holes (4) that are solidly fixed. The plates (13) can also be located on only one of the sides of the capsule-shaped hole (4), although preferably they are located on both sides to increase the resistance of the beam (5) even more, as represented in figure 16. And if it is necessary to further increase the resistance of the beam (5), it is possible to incorporate reinforcement plates (13) that do not have to be limited to the length of the straight side of the hole (4), but can extend further, being of a length greater than the straight side of the capsule-shaped holes (4), as represented in figure 17.
Además del elemento estructural, la presente invención también tiene por objeto el método de fabricación de los elementos estructurales.In addition to the structural element, the present invention also relates to the method of manufacturing the structural elements.
De esta forma, a partir de un elemento estructural y una configuración determinada de orificios (4, 12) para llevar a cabo la fabricación de la viga aligerada (5), el método se define mediante las siguientes fases: In this way, starting from a structural element and a certain configuration of holes (4, 12) to carry out the manufacture of the lightened beam (5), the method is defined by the following phases:
a) Determinar la configuración y posición de los recortes (7) a practicar en el elemento estructural;a) Determine the configuration and position of the cutouts (7) to be made in the structural element;
b) Realizar un primer corte para obtener el recorte (7) posicionado más cercano de un primer extremo del elemento estructural desde el que se comienza a cortar;b) Make a first cut to obtain the cutout (7) positioned closest to a first end of the structural element from which the cutting begins;
c) Realizar una serie de cortes adicionales para obtener todos los recortes (7) a lo largo del elemento estructural;c) Make a series of additional cuts to obtain all the cuts (7) along the structural element;
d) Si la viga aligerada (5) modifica la altura del alma del elemento estructural, practicar un corte lineal desde el primer extremo del elemento estructural hasta el hueco del recorte (7) más próximo y continuar con las siguientes subfases;d) If the lightened beam (5) modifies the height of the web of the structural element, make a linear cut from the first end of the structural element to the nearest cutout gap (7) and continue with the following sub-phases;
d.1) practicar cortes lineales entre dos huecos consecutivos de los recortes (7); d.2) practicar un corte lineal desde el extremo final del elemento estructural hasta el hueco del recorte (7) más próximo;d.1) make linear cuts between two consecutive gaps of the cutouts (7); d.2) making a linear cut from the final end of the structural element to the nearest cutout gap (7);
d.3) desplazar una de las dos partes del elemento estructural longitudinalmente con respecto a la otra y volver a soldarlas para conformar una viga aligerada (5) con orificios a seleccionar entre oblongos (4) y una combinación de oblongos (4) y circulares (12).d.3) move one of the two parts of the structural element longitudinally with respect to the other and re-weld them to form a lightened beam (5) with holes to be selected between oblong (4) and a combination of oblong (4) and circular (12).
e) Si la viga aligerada (5) no modifica la altura del alma del elemento estructural, los recortes (7) crean unos orificios con una configuración a seleccionar entre oblongos (4) y circulares (12).e) If the lightened beam (5) does not modify the height of the web of the structural element, the cutouts (7) create holes with a configuration to be selected between oblong (4) and circular (12).
Además, hay que tener en cuenta que, en este último caso, el procedimiento puede incluir al menos una de las siguientes subfases adicionales:Furthermore, it must be taken into account that, in the latter case, the procedure may include at least one of the following additional sub-phases:
f) distanciar al menos dos orificios (4, 12) consecutivos de forma variable;f) spacing at least two consecutive holes (4, 12) in a variable way;
g) posicionar al menos dos orificios (4, 12) con respecto al eje longitudinal (6) del elemento estructural de forma variable.g) positioning at least two holes (4, 12) with respect to the longitudinal axis (6) of the structural element in a variable way.
Finalmente, en cualquiera de los dos casos descritos en las fases e) y f), el procedimiento puede incluir la siguiente fase adicional:Finally, in either of the two cases described in phases e) and f), the procedure may include the following additional phase:
h) Incorporar al menos una pletina de refuerzo (13) en el lado horizontal del orificio oblongo (4) h) Incorporate at least one reinforcement plate (13) on the horizontal side of the oblong hole (4)
Para terminar, hay que tener en cuenta que la presente invención no debe verse limitada a la forma de realización aquí descrita. Otras configuraciones pueden ser realizadas por los expertos en la materia a la vista de la presente descripción. En consecuencia, el ámbito de la invención queda definido por las siguientes reivindicaciones. Finally, it must be borne in mind that the present invention should not be limited to the embodiment described here. Other configurations can be made by those skilled in the art in light of the present description. Accordingly, the scope of the invention is defined by the following claims.
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ES201930110A ES2779062A1 (en) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | STRUCTURAL ELEMENT WITH ACCESS TO FACILITIES COMPONENTS BY ALMA AND MANUFACTURING METHOD (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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ES201930110A ES2779062A1 (en) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | STRUCTURAL ELEMENT WITH ACCESS TO FACILITIES COMPONENTS BY ALMA AND MANUFACTURING METHOD (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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ES2779062A1 true ES2779062A1 (en) | 2020-08-13 |
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ID=71950867
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ES201930110A Withdrawn ES2779062A1 (en) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | STRUCTURAL ELEMENT WITH ACCESS TO FACILITIES COMPONENTS BY ALMA AND MANUFACTURING METHOD (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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- 2019-02-13 ES ES201930110A patent/ES2779062A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2779062 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20200813 |
|
FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20201130 |