ES2881347T3 - Miembro estructural que tiene pestañas y un alma emparejadas - Google Patents

Abstract

Miembro estructural (10) que comprende: un par de pestañas opuestas con una primera pestaña redonda (12) que tiene una forma de sección transversal sustancialmente circular y una primera superficie biselada (22) que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma, una segunda pestaña (14) sustancialmente paralela a la primera pestaña redonda, donde la segunda pestaña redonda tiene una forma de sección transversal sustancialmente circular y una segunda superficie biselada (22) que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma, un alma (20) alargada dispuesta entre la primera y la segunda pestaña redonda, donde el alma tiene: una primera cara configurada para contactar con la primera superficie biselada, una segunda cara configurada para contactar con la segunda superficie biselada, un borde superior (24) y un borde inferior (26), donde la primera pestaña redonda, la segunda pestaña redonda y el alma alargada están fijadas juntas para formar una unidad estructuralmente integral en la que al menos parte de la primera cara de alma está en contacto con al menos parte de la primera superficie biselada de la primera pestaña redonda, y al menos parte de la segunda cara de alma está en contacto con al menos parte de la segunda superficie biselada de la segunda pestaña redonda, y donde la primera y la segunda superficies biseladas están laminadas a lo largo de los lados y las longitudes del alma.

Description

DESCRIPCIÓN

Miembro estructural que tiene pestañas y un alma emparejadas

ANTECEDENTES DE CONSTRUCCIÓN

[0001] Las vigas en I se conocen en aplicaciones de construcción e ingeniería civil por ser una forma eficiente para transportar cargas tanto de flexión como de corte en el plano del alma. Las vigas en I se utilizan a menudo como celosías de soporte en edificios, lo que reduce la necesidad de pilares, y permite la creación de espacios abiertos amplios dentro de los edificios.

[0002] Aunque indudablemente útiles, las vigas en I del estado de la técnica son bien conocidas por ser ineficaces para soportar la torsión. Por consiguiente, en aplicaciones donde las fuerzas torsionales pueden ser significativas y la viga en I debe estar significativamente sobredimensionada o se debe usar una estructura de soporte alternativa. Este problema está relacionado con el perfil básico de una viga en I y, por lo tanto, es aplicable sin tener en cuenta el material del que esté formada la barra.

[0003] Las vigas en I están hechas típicamente de acero, pero pueden estar hechas de madera, en cuyo caso se puede usar el término "vigueta en I". La madera se prefiere en algunas aplicaciones por su resistencia para el soporte de cargas y su capacidad natural para soportar una variedad de fuerzas. Adicionalmente, en comparación con materiales a base de metal, los miembros estructurales de madera a menudo cuestan menos de fabricar y se cortan y procesan más fácilmente para los requisitos de construcción específicos. Un problema particular de las vigas en I de madera es el costo de laminar las partes juntas para crear la viga. Además, se requiere madera de diámetro relativamente grande. Cualquier imperfección en la pestaña puede comprometer en gran medida la resistencia de la pestaña, por lo que se requiere madera de calidad relativamente alta para la fabricación de viguetas de madera. Esto, a su vez, ha provocado un aumento de los costos de producción y ha planteado problemas de conservación de los recursos naturales. Dependiendo de la parte del tronco de la que se haya aserrado, la madera sólida puede tener problemas con defectos naturales, tales como astillas, podredumbre, crecimiento anormal y estructuras granulares. Además, cuando se aserran y preparan para uso comercial, las maderas son propensas a presentar efectos de procesamientos, tales como astillas, vetas rotas y menguaciones de madera.

[0004] Para abordar los problemas asociados a la madera sólida, se han buscado formas alternativas de material de madera para la fabricación de viguetas de madera. Estos incluyen compuestos de madera diseñada, tales como madera contrachapada, madera de chapa laminada ("LVL"), madera de hebras orientadas ("OSL") y tablero de hebras orientadas ("OSB"). Los compuestos de madera tienen la ventaja de ser menos costosos en el costo de la materia prima, ya que pueden formarse a partir de madera de menor calidad o incluso desechos de madera) y no tienen los problemas asociados con los defectos de la madera sólida. Sin embargo, los requisitos de energía y recursos en su fabricación son, de manera general, significativamente más altos, ya que la madera estructural procesada requiere mucho más corte, unión, y curación que la madera formada naturalmente. Además, las viguetas de madera hechas de compuestos de madera no tienen una conexión de grano final eficaz y cuando se usan en la construcción de edificios, generalmente se unen apoyándose en otro miembro y se clavan para impedir que se tuerzan y/o se muevan lateralmente. Este tipo de conexión a menudo requiere otros soportes de metal montados que se convierten en obstáculos para el diseño. Adicionalmente, los soportes metálicos son propensos a oxidarse y derrumbarse en el fuego, ya que el metal se calienta más fácilmente que la madera, lo que da como resultado la carbonización de la madera adyacente y la pérdida de soporte.

[0005] La US 4677806 A divulga un miembro estructural que comprende un par de pestañas opuestas, donde las pestañas tienen una sección transversal exactamente semicircular.

[0006] Un aspecto de la presente invención es proporcionar un miembro estructural hecho de acero, madera u otros materiales que superen cualquier problema del estado de la técnica. Otro aspecto es proporcionar una alternativa a un miembro estructural de madera del estado de la técnica.

[0007] El análisis de documentos, actos, materiales, dispositivos, artículos y similares se incluye en esta especificación solamente con el fin de proporcionar un contexto para la presente invención. No se sugiere ni se representa que alguno o todos estos asuntos formaran parte de la base del estado de la técnica o fueran de conocimiento general común en el campo relevante para la presente invención, tal como existía antes de la fecha de prioridad de cada reivindicación de esta solicitud.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0008] La presente invención proporciona un miembro estructural según la reivindicación independiente 1 que comprende: un par de pestañas opuestas con una primera pestaña redonda que tiene una forma de sección transversal sustancialmente circular y una primera superficie biselada que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud del mismo, una segunda pestaña redonda sustancialmente paralela a la primera pestaña redonda, donde la segunda pestaña redonda tiene una forma de sección transversal sustancialmente circular y una segunda superficie biselada que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud del mismo, un alma alargada dispuesta entre la primera y la segunda pestaña redonda, donde el alma tiene: una primera cara configurada para contactar la primera superficie biselada, una segunda cara configurada para contactar la segunda superficie biselada, un borde superior, y un borde inferior, donde la primera pestaña redonda, donde la segunda pestaña redonda y el alma alargada están fijadas juntas para formar una unidad estructuralmente integral donde al menos parte de la primera cara de alma está en contacto con al menos parte de la primera superficie biselada de la primera pestaña redonda, y al menos parte de la segunda cara de alma está en contacto con al menos parte de la segunda superficie biselada de la segunda pestaña redonda y donde la primera y segunda superficies biseladas se laminan a lo largo de los lados y longitudes del alma.

[0009] En una forma de realización (i), la región de contacto entre la primera cara de alma y la primera superficie de la primera pestaña redonda es distal al borde inferior del alma, y (ii) la región de contacto entre la segunda cara de alma y la segunda superficie de la segunda pestaña redonda es distal al borde inferior del alma.

[0010] En una forma de realización, cada una de la primera superficie, segunda superficie, primera cara y segunda cara son sustancialmente planas.

[0011] En una forma de realización, el diámetro de la primera pestaña redonda es sustancialmente el mismo que el de la segunda pestaña redonda.

[0012] En una forma de realización donde los puntos más bajos de la primera y segunda pestañas redondas están sustancialmente nivelados.

[0013] En una forma de realización, el borde inferior del alma no se extiende más allá de los puntos más bajos de la primeras y segunda pestaña redondas.

[0014] En una forma de realización donde los puntos más altos de la primera y segunda pestañas redondas están sustancialmente nivelados.

[0015] En una forma de realización, el borde superior del alma se extiende más allá de los puntos más altos de la primera y segunda pestañas redondas.

[0016] En una forma de realización, el miembro estructural comprende una tercera pestaña redonda que tiene una ranura que se extiende longitudinalmente, formada en su interior, donde la ranura está dimensionada para recibir una región alrededor del borde superior del alma.

[0017] En una forma de realización, la ranura se extiende de forma sustancialmente radial hacia la tercera pestaña redonda.

[0018] En una forma de realización la primera, la segunda y la tercera pestañas redondas son sustancialmente paralelas.

[0019] En una forma de realización, la tercera pestaña redonda no contacta con la primera o la segunda pestaña redonda.

[0020] En una forma de realización, el miembro estructural comprende una tercera pestaña redonda que tiene una tercera superficie que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma, y una cuarta pestaña redonda sustancialmente paralela a la tercera pestaña redonda, donde la cuarta pestaña redonda tiene una cuarta superficie que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma, donde la primera pestaña redonda, la segunda pestaña redonda y al alma alargada están fijadas juntas para formar una unidad estructuralmente integral en la que al menos parte del la primera cara de alma está en contacto con al menos parte de la primera superficie de la primera pestaña redonda, y al menos parte de la segunda cara de alma está en contacto con al menos parte de la segunda superficie de la segunda pestaña redonda, al menos parte de la primera cara de alma está en contacto con al menos parte de la tercera superficie de la tercera pestaña redonda, y al menos parte de la segunda cara de alma está en contacto con al menos parte de la cuarta superficie de la cuarta pestaña redonda.

[0021] En una forma de realización (i), la región de contacto entre la tercera cara de alma y la primera superficie de la primera pestaña redonda es distal al borde superior del alma, y (ii) la región de contacto entre la segunda cara de alma y la segunda superficie de la segunda pestaña redonda es distal al borde superior del alma.

[0022] En una forma de realización cada una de la tercera superficie, cuarta superficie, primera cara y segunda cara son sustancialmente planas.

[0023] En una forma de realización, el diámetro de la tercera pestaña redonda es sustancialmente el mismo que el de la cuarta pestaña redonda.

[0024] En una forma de realización, los diámetros de la primera, segunda, tercera y cuarta pestañas redondas son sustancialmente iguales.

[0025] En una forma de realización, los puntos más altos de la tercera y cuarta pestañas redondas están sustancialmente nivelados.

[0026] En una forma de realización, el borde superior del alma no se extiende más allá de los puntos más altos de la tercera y cuarta pestañas redondas.

[0027] En una forma de realización, los puntos más bajos de la tercera y cuarta pestañas redondas están sustancialmente nivelados.

[0028] En una forma de realización, la tercera pestaña redonda cubre, pero no contacta con, la primera pestaña redonda, y la cuarta pestaña redonda cubre, pero no contacta con, la segunda pestaña redonda.

[0029] En una forma de realización, la tercera y cuarta pestañas redondas son sustancialmente paralelas.

[0030] En una forma de realización, la primera, segunda, tercera y cuarta pestañas redondas son sustancialmente paralelas.

[0031] En una forma de realización, el miembro estructural comprende uno o más elementos fijadores que se extienden a través de (i) (en secuencia) la primera pestaña redonda, el alma, y la segunda pestaña redonda, y/o (ii) (en secuencia) la tercera pestaña redonda, el alma y la cuarta pestaña redonda.

[0032] En una forma de realización (en vista en planta), uno del uno o más elementos fijadores se extiende sustancialmente ortogonal al eje longitudinal de alma.

[0033] En una forma de realización, el miembro estructural comprende dos o más elementos fijadores donde, (en vista una en planta) uno de los elementos fijadores se extiende en un ángulo agudo y el otro de los elementos fijadores se extiende en un ángulo obtuso al eje longitudinal del alma.

[0034] En una forma de realización, el miembro estructural comprende (en secuencia) un primer elemento fijador que se extiende (en vista en planta) sustancialmente ortogonal al eje longitudinal del alma, un segundo elemento fijador que se extiende (en vista en planta) en un ángulo agudo al eje longitudinal del alma, un tercero elemento fijador que se extiende (en vista en planta) en un ángulo obtuso al eje longitudinal del alma, y un cuarto elemento fijador que se extiende (en vista en planta) sustancialmente ortogonal al eje longitudinal del alma

[0035] En una forma de realización, al menos una pestaña está compuesta de madera, polímero, metal o fibra de vidrio.

[0036] En una forma de realización, al menos una pestaña es sólida.

[0037] En una forma de realización del primer aspecto, al menos una pestaña es un poste de madera o una madera en rollo o un núcleo del pelador.

[0038] En una forma de realización, el alma se fabrica a partir de una madera, o un producto de madera compuesta, o un producto de madera diseñada.

[0039] En una forma de realización, el alma se fabrica a partir de un producto sin madera que incluye un metal, un polímero, o una fibra de vidrio.

[0040] En una forma de realización, el miembro estructural tiene un perfil en sección transversal que es sustancialmente simétrico.

[0041] En una forma de realización, el alma y las pestañas redondas están fijadas juntas por un adhesivo dispuesto: (i) alrededor de una superficie adyacente y una cara, y/o (ii) alrededor de un elemento fijador (cuando esté presente).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0042]

La figura 1 es una representación esquemática en vista de extremo de un miembro estructural preferido de la presente invención.

La figura 2 es una representación esquemática en vista de extremo de un miembro estructural alternativo de la presente invención.

La figura 3 es una representación esquemática en vista en planta del miembro estructural como se muestra en la figura 1, y que muestra la posición de elementos fijadores que se extienden a través de las pestañas y el alma.

La figura 4 es una representación esquemática en vista en planta del miembro estructural compuesto por una serie de pestañas interconectadas por una serie de almas.

La figura 5 es una representación esquemática despiezada del miembro estructural mostrado en la figura 1 (en vista lateral) unido a dos miembros estructurales similares (en vista lateral).

Las figuras 6, 7 y 8 son representaciones esquemáticas en vista de extremo de miembros estructurales que tienen múltiples pares de pestañas opuestas que forman un continuo a lo largo del alma.

La figura 9 es una representación esquemática en vista de extremo de un miembro estructural que tiene múltiples pares de pestañas opuestas que no forman un continuo a lo largo del alma, y dejan un área del alma expuesta.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

[0043] La referencia a lo largo de esta especificación a "una forma de realización" significa que una característica, estructura o característica particular descrita en conexión con la forma de realización se incluye en al menos una forma de realización de la presente invención. Por lo tanto, las apariciones de la frase "en una forma de realización" en varias posiciones a lo largo de esta especificación no se refieren necesariamente a la misma forma de realización, pero pueden hacerlo. Además, los rasgos, las estructuras o características particulares se pueden combinar de cualquiera manera adecuada, como resultaría evidente para un experto en la materia de esta divulgación, en una o más formas de realización sin apartarse del alcance de la invención, tal y como se define en las reivindicaciones adjuntas. De forma similar, debe apreciarse que, en la descripción de las formas de realización ejemplares de la invención, varias características de la invención a veces se agrupan en una única forma de realización, figura o descripción de la misma con el fin de simplificar la divulgación y ayudar a comprender uno o más de los diversos aspectos de la invención. Este método de divulgación, sin embargo, no debe interpretarse como un reflejo de que la invención reivindicada requiera más características de las que se mencionan expresamente en cada reivindicación. Más bien, como reflejan las siguientes reivindicaciones, los aspectos inventivos se encuentran en menos de todas las características de una única forma de realización descrita anteriormente.

[0044] Además, aunque algunas formas de realización descritas incluyen aquí algunas, pero no otras, características incluidas en otras formas de realización, se pretende que las combinaciones de características de diferentes formas de realización estén dentro del alcance de la invención, y de diferentes formas de realización, como entenderían los expertos en la técnica.

[0045] No se afirma que todas las formas de realización de la invención descritas aquí tienen todas las ventajas descritas aquí. Algunas formas de realización pueden tener solo una ventaja, mientras que otras formas de realización pueden no tener ninguna ventaja y son simplemente una alternativa útil al estado de la técnica.

[0046] En las reivindicaciones por debajo y la descripción aquí, cualquiera de los términos "que comprende" o "compuesto de" es un término abierto que significa incluir al menos los elementos/las características que siguen, pero sin excluir otros/as. Por lo tanto, el término “que comprende”, cuando se usa en las reivindicaciones, no debería interpretarse como limitativo de los medios o elementos o pasos enumerados posteriormente. Por ejemplo, el alcance de la expresión "un método que comprende el paso A y el paso B" no debería limitarse a métodos que consisten solo en los métodos A y B. Cualquiera de los términos "con" o "que incluye", como se utiliza en este caso, también es un término abierto que también significa que incluye al menos los elementos/las características que siguen al término, pero sin excluir otros. Por lo tanto, "que incluye" es sinónimo de y significa "que comprende".

[0047] La presente invención se basa, al menos en parte, en el hallazgo de que las pestañas de sección transversal redondas se pueden fijar a un alma para formar un miembro estructural ventajoso o alternativo útil en la construcción de edificios y otras aplicaciones de ingeniería civil. Por consiguiente, la presente invención proporciona un miembro estructural según la reivindicación independiente 1.

[0048] El presente miembro estructural es una alternativa a las vigas en I del estado de la técnica basadas en un par de pestañas opuestas en forma de sección transversal sustancialmente circular, y que laminan una superficie biselada de cada pestaña opuesta a lo largo de los lados y longitudes del alma.

[0049] En algunas formas de realización, no hay un miembro de compresión superior para deformar, sino solo dos miembros opuestos para estabilizar cualquiera de las fuerzas torsionales que intente deformar al alma. En ausencia de un miembro de compresión superior y una tensión inferior, el presente miembro estructural estabiliza el área de compresión superior y también el área estabilizante de tensión inferior sin la necesidad de un soporte lateral adicional (como la necesidad de bloqueo entre viguetas del suelo).

[0050] A diferencia de las vigas en I del estado de la técnica (que utilizan pestañas superiores e inferiores de una pieza con tres superficies laminadas para cada pestaña), el presente miembro estructural utiliza dos pestañas de área transversal circular hacia el borde inferior del alma (y en algunas formas de realización también hacia el borde superior del alma), donde cada pestaña está laminada a lo largo de sus biseles longitudinales a lo largo de la longitud del alma y cada una está geométricamente opuesta y unida solo a las caras laterales del alma (a diferencia de estar unida a un borde inferior o superior de un alma).

[0051] Como se utiliza en este caso, los términos "superior" y "inferior" se usan para describir las disposiciones relativas de varios componentes del miembro estructural. En particular, los términos se usan en referencia a las formas de realización ilustradas en los dibujos. Se apreciará que, tras la instalación, un miembro estructural de la presente invención se puede orientar de cualquier manera de modo que, por ejemplo, el borde superior del alma pueda mirar hacia abajo, hacia el suelo, o lateralmente.

[0052] En una forma de realización de la invención (i), la región de contacto entre la primera cara de alma y la primera superficie de la primera pestaña redonda es distal al borde inferior del alma y (ii) la región de contacto entre la segunda cara de alma y la segunda superficie de la segunda pestaña redonda es distal al borde inferior del alma.

[0053] En una forma de realización, las pestañas superiores e inferiores emparejadas toman carga cuando están fuera de (o al menos en el nivel con) la parte superior del alma, donde esta disposición orienta realmente las fuerzas de carga totales hacia el alma. Donde haya pestañas emparejadas superiores e inferiores, se pueden reforzar mediante laminación longitudinal.

[0054] Como el modo intrínseco de falla de dichas vigas de distorsionarse lateralmente está en la parte superior, mientras que la parte inferior intenta estabilizar dichas fuerzas de torsión, es la estabilidad lateral impartida del presente miembro estructural la que permite que la viga soporte sus cargas de corte máximas en el eje Y antes del fallo.

[0055] Las pestañas de sección transversal redondas, huecas o sólidas soportan cargas de forma más simétrica en todas las direcciones que otras formas, por lo que estas cargas transfieren al alma de forma más uniforme en las áreas de laminación.

[0056] Especialmente en la madera, existen numerosos residuos por productos, y productos de valor muy bajo de la industria forestal y la industria de las maderas contrachapadas que se puede usar económicamente y de una manera que generalmente ayuda a la conservación de recursos de madera. El presente miembro estructural se puede fabricar a partir de dichos productos de desecho, y particularmente las pestañas redondas.

[0057] Cuando la pestaña redonda es de madera, la deflexión es mucho menor en comparación con una madera aserrada de albura o mucho más rentable que cualquier madera laminada cara.

[0058] En el presente miembro estructural, existe un "plegado" o "agarre" efectivo de las fuerzas aplicadas al alma por las dos pestañas redondas, lo que ya evita que rueden por medio de las laminaciones cuando se aplica una carga.

[0059] Además, para una madera redonda perfecta, cualquier carga descendente en el eje Y se transferirá de manera efectiva y de nuevo soportará mejor la parte inferior del área de laminación, a través de las capas/los anillos de crecimiento separados circulares que son como una serie de tuberías concéntricas. Las fuerzas centrífugas son mayores y más efectivas en las capas exteriores para transferirse de nuevo a estas áreas laminadas. Lo mismo puede decirse de la transferencia de fuerzas de deformación laterales en la parte inferior que se transferirán de nuevo a la línea superior de la laminación longitudinal. Esto es similar a la tubería de metal (en lugar de la barra de metal amorfa sólida). Estas fuerzas opuestas de lado a lado por esta invención por las dos pestañas a cada lado refuerzan el alma y resisten, en gran medida, a su deformación o torsión (como en las vigas en I tradicionales que, aunque tienen las partes laterales de sus pestañas hechas de madera aserrada o madera laminada, su resistencia a las fuerzas en el eje X y, por lo tanto, a las fuerzas de torsión, es muy ineficaz y rentable).

[0060] En los presentes miembros estructurales, las áreas superficiales adhesivas y las áreas superficiales de la cara de contacto se pueden reducir debido a la naturaleza de refuerzo circular más eficaz de esta invención, por lo que las dos pestañas aprietan el alma y la sostienen hacia arriba en el eje Y. Si esto se hiciera con dos pestañas rectangulares/cuadradas, las fuerzas de carga hacia abajo en el eje Y serían simplemente en voladizo y mucho menos reforzadas.

[0061] Estas formas circulares en lados opuestos del alma permiten el uso de almas más débiles o de menor costo porque sus puntos de laminación están más abajo y sobre el alma para áreas superiores e inferiores, respectivamente, en comparación con los dos lados tradicionales de una pestaña para vigas en I y no en las partes superiores e inferiores del alma, sino más bien juntas de acuerdo con el eje Y (desde arriba hasta abajo) y al reducir dicha diferencia de altura eficaz de las superficies laminadas del alma, estas resisten a estas fuerzas torsionales mucho mejor que las críticas para el fallo característico de las vigas en I tradicionales. Estas permiten almas más finas y almas de menor altura y, por lo tanto, menos material.

[0062] Como quedará claro a partir de lo anterior, la madera es un material preferido a partir del cual se pueden fabricar al menos las pestañas del presente miembro estructural. Sin embargo, los principios de la ingeniería estructural contemplan que también se pueden usar otros materiales, tales como un material sólido (que incluye un polímero, una fibra de vidrio, un metal, como acero y similares).

[0063] En una forma de realización, una o más de las pestañas redondas tiene/tienen un diámetro inferior a aproximadamente 125 mm, o aproximadamente 100 mm, o aproximadamente 75 mm, o aproximadamente 70 mm, o aproximadamente 65 mm, o aproximadamente 60 mm, o aproximadamente 55 mm, o aproximadamente 50 mm, o aproximadamente 45 mm, o aproximadamente 40 mm. En otra forma de realización, la(s) pestaña(s) tiene/tienen un diámetro inferior a aproximadamente 60 mm.

[0064] En algunas formas de realización, una pestaña es un "núcleo del pelador". Como entenderá el experto en la materia, un núcleo del pelador es un poste redondo tratado a presión. Un núcleo del pelador se ha girado en una fresadora hasta el punto de que se ha eliminado sustancialmente toda la madera blanda (para la fabricación de manera contrachapada), lo que deja el núcleo de madera dura que es típicamente denso e inflexible. El proceso de fresado pela la corteza, la capa de cambium, la albura, e incluso alguno parte del duramen para hacer paneles de chapa. Esto no deja albura en el poste.

[0065] El núcleo de madera dura de un núcleo del pelador no absorbe el tratamiento de presión y los conservantes, así como la madera blanda, lo que da como resultado un poste inferior que normalmente no durará tanto como un poste con madera blanda tratada en el exterior.

[0066] El solicitante ha descubierto un uso viable desde el punto de vista económico y técnico para núcleos de los peladores en el sentido de que los núcleos se pueden usar en un miembro estructural, como el que se describe aquí. El uso de múltiples núcleos de los peladores (e incluso aquellos con un diámetro hasta aproximadamente 70, 60, 50 o 40 mm) puede producir un miembro que es útil en la construcción y, sin embargo, es muy rentable.

[0067] Los núcleos de los peladores son esencialmente un producto de desecho de la silvicultura, que tiene poco valor en el mercado. En una forma de realización, la presente invención se refiere a miembros estructurales en los que todas las pestañas redondas son núcleos de los peladores.

[0068] Las pestañas redondas se pueden denominar "secciones redondas verdaderas", o "rollos verdaderos". Los rollos de madera se describen en la sección 6 de la norma australiana 1720, y normalmente se producen a partir de árboles de madera blanda cultivados comercialmente como madera renovable de plantaciones forestales. Por lo general, estas maderas crecen rápidamente, se cosechan fácilmente y tienen una baja tasa de defectos naturales.

[0069] Varias especies de madera son adecuadas para formar los rollos verdaderos, particularmente aquellos tipos de especies que tienden a tener un diámetro relativamente constante para una porción considerable de su longitud para minimizar los desechos durante los procesos de recorte y redondeo. Los materiales de pino de plantación, tales como los híbridos de pino elliottii o Carribaea, tienden a formar rollos verdaderos adecuados. Otros materiales que se podrían considerar incluyen el abeto de Douglas, y varias especies de eucalipto.

[0070] Los rollos verdaderos son particularmente fuertes, ya que la resistencia natural de las fibras de madera no se ve interrumpida por el aserrado u otro tratamiento. La integridad del rollo se mantiene, y el proceso de recorte necesario para redondear el rollo no afecta en gran medida a la resistencia general del rollo. Las características naturales de la madera son que el núcleo central o la médula del rollo es relativamente suave y tiene poca resistencia estructural. La periferia de la madera, por otro lado, es mucho más dura y las fibras de madera son capaces de soportar una alta carga de tensión. Además, esta capa externa dura es más resistente a la absorción de agua y al ataque de insectos, y, por lo tanto, al mantener la circunferencia externa de la madera en gran parte intacta en el proceso de preparación de un rollo verdadero, se mantiene la integridad estructural de la madera

[0071] Los rollos en algunas formas de la invención no se ajustan estrictamente a la norma australiana 1720, y pueden tener un diámetro menor, de manera que la norma no se cumple.

[0072] Un segmento de la pestaña redonda se extrae normalmente a lo largo de la longitud de la pestaña para proporcionar una superficie sustancialmente plana para contactar con la cara de alma. La pestaña redonda se puede mecanizar o, de otro modo, tratar, para extraer un segmento menor a lo largo de la longitud del rollo para proporcionar una superficie de contacto. La proporción de la superficie de contacto aplanada con respecto al diámetro del rollo se selecciona para proporcionar al miembro estructural que se fabrica una sección transversal de tamaño adecuado. Un tamaño de segmento menor adecuado para la extracción puede ser un segmento con una profundidad de aproximadamente 0,2 veces el diámetro del rollo, es decir, para un rollo de 75 mm se extrae un segmento menor con una profundidad de aproximadamente 15 mm. Las proporciones se pueden alterar dependiendo de la aplicación estructural particular que puede requerirse.

[0073] Un segmento de la pestaña redonda se puede extraer a lo largo de la longitud de la pestaña para proporcionar una superficie cooperante sustancialmente plana para contactar con una pestaña adyacente (como se muestra en las figuras 7, 8 y 9).

[0074] En otras formas de realización, un segmento de la pestaña redonda se puede extraer a lo largo de la longitud de la pestaña para proporcionar una superficie de apoyo sustancialmente plana (véase, por ejemplo, las superficies horizontales opuestas hacia arriba en las pestañas 16 y 18 en la figura 6). En otras formas de realización, un segmento de la pestaña redonda se puede extraer a lo largo de la longitud de la pestaña para proporcionar una superficie de montaje sustancialmente plana (véase, por ejemplo, las superficies horizontales opuestas hacia abajo en las pestañas 16 y 18 en la figura 6). Se entenderá que otras formas de realización del presente miembro estructural (tales como las mostradas en cualquiera de las figuras 1 a 5) pueden estar configuradas de manera similar para proporcionar un montaje y/o una superficie de apoyo sustancialmente planos.

[0075] Estas superficies planas horizontales se pueden configurar para entrar en contacto con una característica de construcción, como una losa de hormigón, un miembro de bastidor, un soporte, una vigueta, un tocón, un segmento de suelo o similar.

[0076] Antes de unir los rollos mecanizados para crear el miembro estructural, los rollos se pueden tratar con un conservante para proporcionar protección de vida útil. Se pueden impartir diversos grados de protección dependiendo de la aplicación prevista del miembro estructural. Puede proporcionarse un conservante adecuado utilizando el proceso conocido como Cuaternario de cobre amoniacal (ACQ), que no contiene cromo ni arsénico.

[0077] Los materiales huecos, tales como el tallo de bambú, o una tubería de metal, también pueden ser útiles como pestaña redonda. Un segmento de la pestaña redonda hueca se puede extraer, como se ha mencionado anteriormente, para proporcionar una superficie de contacto con una cara de alma.

[0078] En una forma de realización del miembro estructural, el alma está formada por un material plano de resistencia relativamente alta, como madera, madera procesada; madera prensada, madera contrachapada, lámina de metal, placa de metal, lámina de cemento reforzada con fibra, plástico, y material plástico reforzado con fibra.

[0079] En una forma de realización, el miembro estructural comprende dos conjuntos de pestañas redondas opuestas emparejadas en combinación con un alma (como se muestra en la figura 1). Como se entenderá, esta forma de realización tiene alguna similitud con una viga en I del estado de la técnica. Sin embargo, existe al menos una diferencia importante que confiere una ventaja sorprendente. Los componentes de pestaña de la presente invención no se apoyan sobre un borde del alma. En cambio, las pestañas redondas del presente miembro estructural contactan con el alma en las caras de alma, y transmiten fuerza de una manera muy diferente a la de una viga en I del estado de la técnica. Como se ha mencionado anteriormente, los presentes miembros estructurales tienen una resistencia mejorada a las fuerzas torsionales.

[0080] Una forma de realización alternativa se muestra en la figura 2, mediante la cual se monta una sola pestaña redonda ranurada en el borde superior del alma. Esta forma de realización todavía tiene las pestañas redondas opuestas que contactan con las caras de alma, lo que permite la nueva transferencia de fuerzas a través del miembro. Mientras esta forma de la invención es más susceptible a la deformación torsional en comparación con la de la figura 1, no obstante, es un artículo útil por derecho propio.

[0081] La ranura se extiende típicamente de manera longitudinal a lo largo de la longitud de la pestaña, donde la ranura está dimensionada para recibir el alma, donde el alma está conectada en la ranura, y donde el alma se extiende a una profundidad al menos aproximadamente del 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 11 %, 12 %, 13 %, 14 %, 15 %, 16 %, 17 %, 18 % 19 % o 20 % del diámetro de la pestaña en la que está incrustada. En una forma de realización de la vigueta de madera, el alma se extiende a una profundidad al menos aproximadamente del 21 %, 22 %, 23 %, 24 %, 25 %, 26 %, 27 %, 28 %, 29 % o 30 % del diámetro de la pestaña en la que está incrustada. En otra forma de realización de la vigueta de madera, el alma se extiende a una profundidad al menos aproximadamente del 31 %, 32 %, 33 %, 34 %, 35 %, 36 %, 37 %, 38 %, 39 %, 40 %, 41 %, 42 %, 43 %, 44 %, 45 %, 46 %, 47 %, 48 %, 49 %, 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 % o 95 % del diámetro del palo en el que está incrustada. En una forma de realización, el alma se extiende a lo largo de una línea radial y hasta el centro axial de la pestaña. En una forma de realización, el alma bisecciona completamente la pestaña en la que está incrustada. En esa forma de realización, la ranura se ha modificado adicionalmente para extraer completamente el suelo de la ranura, lo que bisecciona la pestaña.

[0082] Las pestañas se pueden fijar al alma por cualquier medio que el experto en la materia considere adecuado que se beneficie de esta especificación. Por ejemplo, las pestañas y el alma se pueden ensamblar en una configuración requerida y unir entre sí simplemente envolviendo un material firmemente alrededor del exterior del miembro estructural. Alternativamente, se puede usar un adhesivo en las regiones de contacto entre los componentes del miembro estructural. Como otra alternativa, se pueden usar elementos fijadores que se extienden a través de los componentes para asegurar el miembro estructural general. La persona experta será capaz de seleccionar un tipo de elemento fijador apropiado, y puede elegir entre pasadores, clavijas, varillas, tornillos, barras, o pernos. En una forma de realización, los elementos fijadores son barras de refuerzo deformadas del tipo típicamente usado en la industria de la construcción de hormigón.

[0083] Los elementos fijadores se pueden insertar mediante cualquier método que el experto en la técnica considere apropiado, y pueden girarse manualmente hasta la posición final, o girarse con la ayuda de un taladro eléctrico o dispositivo similar.

[0084] Los elementos fijadores alternativos incluyen, por ejemplo, clavijas de barra en Y deformadas galvanizadas en caliente, o cualquier otra clavija/varilla/otro elemento fijador con propiedades de resistencia adecuadas para los requisitos del miembro estructural y las condiciones ambientales a las que estará expuesto el miembro estructural. Por ejemplo, y dependiendo de la aplicación propuesta del miembro estructural, se pueden desplegar elementos fijadores de diferente protección contra la corrosión.

[0085] Las posiciones y los ángulos de los pozos de perforación se pueden seleccionarse para asegurar que una vez que los elementos fijadores se hayan fijado en su lugar, ocurra una unión suficiente para asegurar una verdadera acción compuesta del miembro estructural.

[0086] Los diámetros de los pozos de perforación y las dimensiones de los elementos fijadores se pueden seleccionar conforme a la aplicación prevista del miembro estructural. Los agujeros se pueden dimensionar para permitir que los elementos fijadores se ajusten con suficiente holgura según lo dicten las propiedades de rendimiento del material de unión adhesivo que se están usando. El diámetro de los agujeros puede ser de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 4 mm mayor que el diámetro mayor del elemento fijador que se va a insertar en su interior.

[0087] La persona experta entiende que las medidas usadas en la nomenclatura de las barras deformadas pueden no reflejar debidamente las dimensiones reales de la barra, y que deberían realizarse mediciones independientes antes de decidir un diámetro para el agujero receptor. Por ejemplo, lo que se denomina comúnmente una barra de "16 mm" es típicamente 17,5 mm en el diámetro más ancho, y, por lo tanto, cuando se requiere un espacio de 1 mm entre el elemento fijador y la pared del agujero, se usa un agujero de 19,5 mm de diámetro.

[0088] En una forma de realización, los agujeros y elementos fijadores tienen un diámetro relativamente pequeño. Se pueden usar elementos fijadores iguales o menores de aproximadamente 12 mm o aproximadamente 10 mm de diámetro. Por ejemplo, se puede usar una barra deformada N10 (Mesh and Bar Pty Ltd, Australia). Los agujeros de diámetro relativamente pequeño requieren cantidades inferiores de pegamento (cuando se usan), lo que aumenta la eficacia de coste de las vigas presentes.

[0089] Al fijar los elementos fijadores en los agujeros, se puede usar un anillo de centrado anular preformado para asegurar que el elemento fijador se pueda situar centralmente en el agujero. El anillo de centrado (descrito abajo) permite que el adhesivo fluya a través del anillo hacia el agujero para asegurar la encapsulación completa del elemento fijador por el adhesivo. El adhesivo se inyecta alrededor del elemento fijador desde un extremo del agujero, y el otro extremo del agujero permite que el aire escape durante el proceso de inyección. Esto asegura una distribución uniforme del adhesivo alrededor de la clavija dentro del agujero. El adhesivo se puede inyectar usando, por ejemplo, una pistola de cartucho de gatillo o pistola de cartucho neumática. También se puede colocar una arandela (descrita abajo) dentro del agujero a través de la interfaz entre dos rollos para evitar que el pegamento se escape en la interfaz.

[0090] Una vez que los miembros se han colocado en una plantilla, los elementos fijadores se insertan en los agujeros y se lleva a cabo la inyección de pegamento. Los rollos se mantienen en su lugar mientras el adhesivo logra la curación inicial. Esto ocurre típicamente dentro de las 4 horas, pero depende de una serie de variables que incluyen la temperatura, el contenido de humedad de la madera y la formulación del pegamento. Si se requiere un miembro estructural arqueado, esto se puede lograr aplicando la curvatura a los rollos y en la plantilla de formación. La aplicación de un conjunto inicial a los rollos, mientras se cura el adhesivo asegurará que la precurvatura se mantenga en el miembro estructural.

[0091] El material de unión adhesivo puede comprender, por ejemplo, un material epoxi de dos componentes o, en algunas aplicaciones, se puede usar un epoxi de una sola fase. Idealmente, el epoxi envuelve completamente el elemento fijador, lo que proporciona una barrera a la corrosión del elemento fijador a lo largo de toda su longitud. Específicamente, un adhesivo adecuado es una resina epoxi estructural, como resina epoxi tixotrópica impermeable sin disolventes. El material de unión adhesivo proporciona el beneficio adicional de brindar protección contra la corrosión a los elementos fijadores incrustados.

[0092] En una forma de realización, los elementos fijadores se insertan para conectar pestañas opuestas, mediante la inserción a través de ambas pestañas y también la región del alma que contacta las pestañas. Típicamente, el elemento fijador se inserta radialmente a través de cada pestaña. Generalmente, primero se perfora un pozo de perforación con el elemento fijador insertado en el pozo de perforación. Se puede aplicar un adhesivo al elemento fijador/pozo de perforación para mejorar la fuerza de la fijación. En una forma de realización, los agujeros están dimensionados para permitir un espacio suficiente entre sus bordes y los elementos fijadores para permitir que cada elemento fiador sea encapsulado por el adhesivo dentro del agujero pertinente. En otra forma de realización, la encapsulación de los elementos fijadores por el adhesivo evita que los elementos fijadores entren en contacto con los lados de los agujeros en los que están ubicados. En otra forma de realización, los extremos de los elementos fijadores están provistos de tapas, donde las tapas evitan la exposición de los extremos de los elementos fijadores al entorno.

[0093] Un elemento fijador puede extenderse ortogonalmente al eje longitudinal del miembro estructural. En otras formas de realización, un elemento fijador puede extenderse en un ángulo con respecto al eje longitudinal. En formas de realización adicionales, los elementos fijadores pueden extenderse alternativamente en ángulos agudos y obtusos cuando se consideran en vista en planta. El ángulo agudo puede ser igual o mayor de aproximadamente 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, o 65°. El ángulo agudo puede ser menor de aproximadamente 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, o 25°. En una forma de realización, el ángulo agudo es de aproximadamente 45°. La persona experta entiende que no es necesario que los ángulos especificados sean precisamente los citados numéricamente. De hecho, típicamente no existe ningún requisito de gran precisión en la técnica, donde las variaciones del 5 % en estos ángulos son generalmente toleradas. Sin embargo, cuando lo requieran las especificaciones de ingeniería para proporcionar una capacidad de soporte de carga predeterminada, se puede proporcionar una tolerancia más baja.

[0094] Normalmente, el ángulo obtuso se calcula sumando 90° al ángulo agudo. En algunas formas de realización, el ángulo obtuso es igual o mayor de aproximadamente 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, 145°, 150°, o 155°. El ángulo obtuso puede ser menor de aproximadamente 160°, 155°, 150°, 145°, 140°, 135°, 130°, 125°, 120°, o 115°. En una forma de realización, el ángulo obtuso es de aproximadamente 135°.

[0095] En algunas formas de realización (y particularmente cuando se aseguran entre sí múltiples miembros estructurales (como se muestra en la figura 4), generalmente se prefieren ángulos más pronunciados.

[0096] Los elementos fijadores pueden estar enlazados a través del miembro estructural. El número, tipo y ángulo de inserción de los elementos fijadores dependerá de la aplicación prevista del miembro estructural.

[0097] Los elementos fijadores se pueden insertar en un patrón en V de repetición (véase la figura 4, por ejemplo, que muestra el patrón en V en vista en planta). Además, o alternativamente, los elementos fijadores se pueden insertar para proporcionar un patrón en V de repetición cuando se ven lateralmente. En algunas formas de realización, los elementos fijadores proporcionan un efecto de celosía. La capacidad de los elementos fijadores (en su configuración diagonal) para transferir cargas impuestas desde las superficies de apoyo hasta los nodos de conexión externos reduce la cantidad de tensión soportada por las pestañas redondas solamente.

[0098] Dependiendo de la aplicación prevista del miembro estructural, uno o ambos extremos de los rollos del miembro estructural puede proporcionarse con orificios axiales y/o cortes radiales para facilitar la conexión del miembro estructural a otro miembro o a otra estructura.

[0099] Los orificios axiales permiten que se hagan conexiones de grano de extremo de tipo clavija en cada extremo del miembro estructural. Los orificios axiales se mecanizan en el extremo (o extremos) de los rollos a una profundidad predeterminada. Cada orificio está dimensionado para recibir una clavija de acero (o similar), como se muestra.

[0100] De acuerdo con la inserción de los elementos fijadores, como se ha descrito anteriormente, el orificio axial será generalmente de un diámetro ligeramente mayor que la clavija para permitir que se inyecte un material de unión adhesivo y rodee completamente la clavija, lo que asegura una conexión unida de alta resistencia entre la clavija y los rollos. El adhesivo se puede inyectar usando, por ejemplo, una pistola de cartucho de gatillo o una pistola de cartucho neumática.

[0101] Para asegurar que la clavija está centrada dentro del orificio, se puede usar un anillo de centrado preformado anular. El anillo de centrado (típicamente un anillo en "O") puede incluir una abertura central que tiene un diámetro sustancialmente igual (o ligeramente mayor) que la clavija que se va a usar. La circunferencia del anillo de centrado está provista de una serie de orejetas que están dimensionadas/posicionadas para acoplarse con los bordes del orificio. En uso, los anillos de centrado se colocan y fijan a lo largo de la clavija con al menos un anillo de centrado para cada miembro por el que debería pasar la clavija.

[0102] A continuación, se inserta la clavija en el orificio a través de la abertura central del anillo de centrado. El anillo de centrado asegura que la clavija esté situada en el centro del orificio y permite inyectar adhesivo en el orificio entre los bordes del orificio y las orejetas. El anillo de centrado puede estar hecho de plástico, metal, o un compuesto de materiales.

[0103] Se puede usar una arandela a través de la(s) interfaz(ces) entre el miembro estructural 100 y cualquiera de los otros miembros al que esté unida, lo que limita la fuga de pegamento en las uniones entre los miembros. La arandela puede comprender un anillo que tiene una abertura central, donde el diámetro interno del anillo es sustancialmente el mismo que la clavija, y el diámetro exterior del anillo es sustancialmente el mismo que un rebaje que está perforado alineado axialmente con el orificio. La longitud de la arandela puede estar comprendida entre 2 y 10 mm, y, por lo tanto, la longitud del rebaje necesita ser al menos suficiente para acomodar la arandela, donde la arandela cruza desde un miembro, a través de la interfaz entre ellas, hacia otro miembro. La superficie interior del anillo tiene varias orejetas que están dimensionadas y posicionadas para sostener y centrar la clavija insertada en el orificio (o agujero).

[0104] Cuando se conecta el miembro estructural a otro miembro o rollo (o cuando se conectan los tres rollos del miembro estructural juntos), el proceso implica generalmente perforar los agujeros requeridos en los miembros o rollos pertinentes, insertar la clavija/el elemento fijador (con o sin usar un anillo de centrado), insertar las arandelas a través de las juntas, y luego inyectar el pegamento desde un extremo expuesto de un agujero a través de los miembros o rollos.

[0105] Alternativamente, se puede insertar unaa combinación de clavija/elemento fijador-arandela simultáneamente. Si es necesario, el pegamento se puede inyectar con el uso de un agujero purgador. Una vez que el pegamento se ha inyectado, la clavija/el elemento fijador será encapsulado por el pegamento. Los extremos de las clavijas/los elementos fijadores se pueden proteger para que no entren en contacto con la madera usando una tapa de extremo o los extremos de la clavija en un compuesto, como caucho líquido para crear una tapa con un diámetro sustancialmente igual al del orificio o ligeramente menor.

[0106] Con respecto a los elementos fijadores, el tapón de extremo también puede servir para centrar el elemento fijador en el orificio, en cuyo caso pueden no ser necesarios los dispositivos de centrado, como se ha mencionado anteriormente. Las tapas de extremo también evitan que los extremos de los elementos fijadores queden expuestos al entorno y sirven para suavizar/amortiguar los extremos de los elementos fijadores, lidiando así con un posible punto de ruptura.

[0107] En algunas formas de realización, los elementos fijadores pueden disponerse para asegurar que ninguna porción de un elemento fijador se extienda fuera del miembro. Muchas normas de construcción tienen disposiciones para los componentes de madera a prueba de incendios, que incluyen el requisito de que los elementos fijadores de metal (como buenos conductores térmicos) estén apropiadamente aislados del entorno. Por lo tanto, los elementos fijadores pueden disponerse de manera que exista al menos una cierta profundidad mínima de madera (para ejemplo, al menos 20 mm) entre el extremo de un elemento fijador y el borde más cercano del miembro. Alternativamente, los tapones o las tapas de extremo pueden lograr el mismo nivel de aislamiento.

[0108] Además de permitir la sujeción de las clavijas, los orificios axiales también pueden extraer la parte central (y normalmente la más débil) de los rollos. Esto, a su vez, proporciona mayor resistencia/integridad estructural al miembro estructural en su conjunto.

[0109] Una vez que las clavijas están fijadas en el miembro estructural, sus extremos libres se pueden usar para conectar el miembro estructural a un miembro/una estructura adicional. Las fuerzas de carga experimentadas por dicha estructura combinada se transmiten luego axialmente a través de los rollos del miembro estructural. Esto sirve para aumentar la resistencia de la estructura combinada.

[0110] Además, al alojar las clavijas de conexión dentro de los rollos, las clavijas están ampliamente protegidas y aisladas del fuego. Otros sistemas de unión conocidos hacen uso de conectores (por ejemplo, clavijas, pasadores, clavos, pernos, placas, etc.) que están externamente montados. En caso de incendio, se ha descubierto que dichos conectores montados externamente transfieren calor a la madera de la vigueta, lo que dan como resultado un aumento indeseable de la desestabilización de las juntas. Se teoriza que este aumento en la desestabilización se debe a que el conector se calienta tanto que la madera en el agujero se carboniza y se encoge, lo que crea tensiones dinámicas en los miembros que ahora se mueven.

[0111] Al proporcionar conectores de clavija internos, se evita este problema, y el índice de resistencia al fuego del miembro estructural depende de los rollos. Se observa, además, que los rollos usados en la presente invención son, por derecho propio, menos combustibles que la madera aserrada.

[0112] En uso, se prevé que los extremos libres de las clavijas se inserten en un orificio en el miembro/la estructura que se fija al miembro estructural. Se utiliza una disposición de unión similar a la descrita anteriormente para asegurar que ambos extremos de la clavija estén debidamente anclados en sus respectivos orificios.

[0113] Al proporcionar la conexión a/con el miembro estructural mediante un par de clavijas axiales, se evita la torsión del miembro estructural cuando se aplica la carga. Si es necesario, ambos extremos del miembro estructural se pueden fijar de esta forma.

[0114] Cuando el miembro estructural se va a conectar a un poste circular o similar, o a una pestaña redonda de otro miembro estructural (como se muestra en la figura 6), los extremos de los rollos pueden, además, estar provistos de cortes radiales. Aunque se utiliza el término "radial", se apreciará que el corte no necesita ser precisamente circular y podría tener una forma cóncava u ondeada más general. El radio de curvatura, o la forma, del corte se selecciona para reflejar el diámetro de un poste circular o la forma generalmente cóncava de otro miembro al que se puede conectar el miembro estructural. Esto proporciona una conexión ordenada y estructuralmente sólida con el poste circular u otro miembro.

[0115] Los cortes radiales se pueden mecanizar en los rollos usando, por ejemplo, una máquina de sierra de agujero grande personalizada. Además, el ángulo de los ejes de los cortes radiales se puede seleccionar para permitir la conexión con otro miembro en cualquier orientación.

[0116] En otro aspecto, la presente invención proporciona métodos para producir los miembros estructurales de madera descritos en este documento.

[0117] Los miembros estructurales de madera descritos se pueden usar en cualquier aplicación para la que el experto en la materia los considere adecuados. Una aplicación particular es que una vigueta compuesta formada a partir del miembro estructural de esta invención exhibe numerosos beneficios sobre las secciones tradicionales de un solo miembro. Por ejemplo, el miembro estructural puede proporcionar la relación de profundidad a anchura apropiada requerida para su uso como viga: la relación es aproximadamente 2 a 1, lo que lo hace muy adecuado como miembro de flexión. Los miembros se fabrican económicamente aprovechando materias primas de bajo coste, material de desecho de la tala y molienda y también especies de madera blanda menos costosas.

[0118] En algunas formas de realización, el miembro estructural de madera puede tener una construcción de manera tal que, para una capacidad de carga máxima, el miembro debe estar dispuesto con una cara dirigida hacia un vector de carga, mientras que la cara opuesta apunta en dirección opuesta al vector de carga. Como ejemplo, cuando los elementos fijadores están dispuestos en un patrón en V, el miembro estructural de madera se puede instalar de manera que la "V" esté en posición vertical. El centro de una viga es su punto más débil, y cuando una "V" está dispuesta hacia el centro de una viga, la asimetría se vuelve particularmente evidente. En este punto, la intensidad no se ve comprometida cuando la "V" está orientada hacia arriba, sin embargo, si la viga se gira 180 grados (de modo que la "V" esté invertida) hay una distancia significativa entre los puntos de salida de los pasadores de los elementos fijadores en la cara inferior de la viga (cuando la deformación/deflexión/tensión es mayor), lo que conduce a una vulnerabilidad en la viga. Por consiguiente, algunas formas de realización de la invención comprenden marcas que indican la orientación preferida o requerida del miembro estructural de madera.

[0119] Las aplicaciones para el miembro estructural de la presente invención son las mismas que las de cualquiera otra viga o material de vigas/columnas, que incluyen la construcción doméstica típica. El miembro estructural es dimensionalmente adecuado para aplicaciones de mayor torsión y puede reemplazar eficazmente las secciones aserradas más grandes en la construcción doméstica y las secciones de chapa laminada en las construcciones comerciales.

[0120] Las aplicaciones para el miembro estructural incluyen, a modo de ejemplo no limitativo únicamente, miembros de suelo, tales como soportes o viguetas, miembros de armazón de pared, como dinteles y montantes de alta resistencia, miembros de armazón de techo, como travesaños o vigas colgantes/puntales, miembros de marco de portal, como columnas, travesaños o cordones inferiores, y miembros de vigas/columnas, incluidos pilares y postes de barrera acústica.

[0121] Algunas formas de realización de la presente invención son adecuadas para aplicaciones de tramos más cortos, como tramos de aproximadamente 3 metros o menos. Sin embargo, cuando se requieren tramos más largos, existe la opción de unir múltiples miembros (a lo largo) para proporcionar la longitud requerida. Los miembros múltiples se pueden unir de cualquier manera que el experto en la materia considere adecuada, y pueden ser en inglete, en cola de milano, en unión dentada, con extremos a tope o fijados con pasadores. Una forma preferida de fijación con pasadores se describe en la PCT/AU2009/001453.

[0122] Los presentes miembros estructurales también pueden ser útiles, como montantes, que generalmente son de menor longitud que una vigueta y de menor grosor. Los montantes (y, de hecho, los miembros estructurales para cualquiera de las otras aplicaciones) se pueden formar mediante rollos de tamaños mixtos, por ejemplo, 70/60/70 mm o 80/70/80 mm.

[0123] Como se explicó brevemente arriba, los presentes miembros estructurales pueden ser útiles como viguetas. Dichas viguetas se pueden formar en módulos de 2,4 m por 2,4 m para crear un sistema de suelo modular muy resistente donde las viguetas exteriores o perimetrales de un módulo cooperan con el borde adyacente y contiguo de una vigueta en un módulo similar mediante pasadores transversales y laminado y mediante fijación y laminado. En este caso, los módulos de 2,4 m por 2,4 m pueden colindar en todo el perímetro con otro módulo de manera aditiva, excepto por el exterior de la forma, que también puede beneficiarse laminando una vigueta adicional. Eficazmente, esta nueva vigueta de doble miembro laminada y fijada con pasadores transversales es capaz de actuar como soporte cuando se apoya cada 2,4 m y al añadir una vigueta adicional, este sistema se reduce en 2,4 m de longitud de soporte más caro (pero más fuerte). Una ventaja adicional es que los módulos se pueden prefabricar y entregar en el sitio con un considerable ahorro de tiempo y costes.

[0124] Las relaciones óptimas entre la profund idad y el tramo de la viga generalmente se mantienen para aumentar el número de elementos en una viga y cuando esa viga se usa como vigueta, aún puede producir la masa de viga más baja por metro por unidad de carga transportada. Dichas viguetas pueden comprender 5 x 50 mm rollos para proporcionar una vigueta de 215 mm H, o rollos de 6 x 50 mm para proporcionar una vigueta o 210 mm H, o incluso rollos de 7 x 40 mm para proporcionar una vigueta de 180 mm H.

[0125] La persona experta entiende que realizando un análisis similar en un rango de conformaciones será posible optimizar eficazmente las viguetas basándose en la disponibilidad de recursos y la función de la viga.

[0126] En algunas formas de realización, los miembros múltiples no están físicamente unidos y simplemente se apoyan entre sí in situ.

[0127] Las formas de realización que comprenden múltiples miembros proporcionan ventajas económicas adicionales y/o medioambientales adicionales, dado que la madera que normalmente se puede haber descartado debido a un diámetro y una longitud insuficientes puede utilizarse para producir una viga de alto valor.

[0128] Los diversos elementos también se pueden unir para formar un rango de conexiones, tales como nodos de celosía (conexiones de rodilla y cumbrera).

[0129] Debido a que los núcleos de los peladores de chapas no tienen típicamente más de 2400 mm, los presentes elementos de tramo extendido son un medio muy rentable de utilizar los recortes del núcleo del pelador, mientras se alarga el tramo. Las industrias de chapas globales también producen muchos tamaños más pequeños (generalmente desde 800 mm como mínimo con incrementos de 300 - 400 mm hasta 2600 mm) que comercialmente dan como resultado longitudes de 2400 mm. La presente invención hace uso no solo del inmenso desperdicio global de los núcleos de los peladores, sino también de las longitudes y recortes más cortos de este producto de desecho.

[0130] Dichos miembros de tramo extendido permiten el uso de elementos que antes eran de bajo valor (tales como núcleos de los peladores e incluso núcleos de los peladores relativamente cortos) que son productos de desecho de la producción de productos comerciales de madera contrachapada de alto valor. La capacidad de combinar productos de bajo valor en tramos más largos, lo que proporciona productos de mayor valor y de mayor tramo es una ventaja significativa de estas formas de realización.

[0131] La presente invención se describirá ahora con más detalle haciendo referencia a las siguientes formas de realización preferidas.

FORMAS DE REALIZACIÓN PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN

[0132] En referencia a la figura 1, se muestra un miembro estructural 10 preferido de la presente invención, que tiene una primera pestaña redonda 12, una segunda pestaña redonda 14, una tercera pestaña redonda 16, una cuarta pestaña redonda 18 y un alma 20. Cada pestaña redonda 12, 14, 16, 18 tiene un segmento extraído para crear una superficie de contacto 22 configurada para apoyarse en una cara de alma 20 de manera nivelada.

[0133] El alma 20 tiene un borde superior 24 y un borde inferior 26. Se observará que las pestañas 16, 18 contactan con la cara de alma distal al borde superior 24; y también las pestañas 12, 14 contactan con la cara de alma distal al borde inferior 26. Por lo tanto, cuando una superficie se apoya sobre el miembro estructural 10 (dos posibles superficies mostradas como 28, 30), la fuerza se transfiere desde la superficie hasta las pestañas y luego a la cara de alma (y no al borde de alma 24 o 26).

[0134] Debe observarse que las formas de la invención en las que la superficie 30 se apoya en el borde 24 del alma, así como las pestañas 16 y 18, están incluidas en el ámbito de la presente invención. De forma similar, cuando la superficie 28 se apoya en el borde de alma 26, así como las pestañas 12 y 14, se incluyen en el ámbito de la presente invención. En estas formas de realización, al menos alguna fuerza se transfiere a través de las pestañas redondas y a las caras de alma, lo que proporciona al menos alguna ventaja.

[0135] Una forma alternativa del miembro estructural 50 es idéntica en la región inferior a la de la figura 1, que tiene una primera pestaña 12, una segunda pestaña 14 y un alma 20. En esta forma de realización, la región superior comprende un único rollo 52, que tiene una ranura radial 54 configurada para aceptar una pestaña redonda 52, que no tiene ningún segmento extraído de la misma. Se observará que cuando una superficie se apoya en el miembro estructural 10 (una posible superficie mostrada como 56), la fuerza se transfiere a través de las pestañas redondas a las caras de alma, lo que proporciona una ventaja.

[0136] Ahora se hace referencia a la figura 3, que es una vista en planta del miembro estructural mostrado en la figura 1. Esta vista en planta muestra la orientación de los elementos fijadores insertados a través de las pestañas 16 y 18 y también el alma 20. Se muestra un primer tipo de elemento fijador 58, que se inserta ortogonalmente en el eje longitudinal del miembro estructural 10, un segundo tipo de elemento fijador 60, que se inserta en un ángulo agudo con el eje longitudinal del miembro estructural, un tercer tipo de fijador 62, que se inserta en un ángulo obtuso al eje longitudinal del miembro estructural. Todos los elementos fijadores son coplanarios, y están situados a lo largo de la línea "X" mostrada en la figura 2.

[0137] Adicionalmente, los elementos fijadores se insertan a través de las pestañas 12 y 14 (no mostradas en la figura 3, pero están debajo de las pestañas 16 y 18, respectivamente) y a través del alma 20 a lo largo de la línea "Y" mostrada en la figura 1.

[0138] Por lo tanto, se proporcionan dos capas de elementos fijadores (en "X" e "Y"), donde cada capa tiene (i) elementos fijadores en una disposición en forma de "V" de repetición (formada por elementos fijadores 60 y 62) y también (ii) elementos fijadores dispuestos directamente a través del miembro estructural 10.

[0139] La figura 4 muestra una forma de realización (en vista en planta) similar a la de la figura 3, pero con pestañas redondas 70, 72 adicionales; y almas 74 y 76. Dicho miembro estructural tiene mayor resistencia que la mostrada en la figura 3, dado el mayor número de pestañas redondas. Se observará que los ángulos hechos por los elementos fijadores 58, 60, y 62 son más pronunciados que los de la forma de realización de la figura 3.

[0140] La figura 5 muestra medios para unir tres miembros estructurales de la presente invención. Los dos miembros estructurales 68, 70 del tipo mostrado en la figura 1 se muestran en la vista lateral. Las pestañas de miembros estructurales 68, 70 tienen pozos de perforación 80 dimensionados para aceptar clavijas 84, y también cortes 92 ondeados. También se muestra un tercer miembro estructural 90 del tipo mostrado en la figura 1 en la vista final. El miembro estructural 90 también tiene pozos de perforación 80 dimensionados para aceptar clavijas 84. Tras el ensamblaje, se inserta un pegamento en el pozo de perforación 80 antes de insertar las clavijas 84. Los miembros 68 y 70 se empujan hacia el miembro 90 de manera que los cortes 92 ondeados entren en contacto con las superficies externas de las pestañas redondas del miembro estructural 90.

[0141] Se contempla que los presentes miembros estructurales pueden tener al menos 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 o 20 pestañas.

[0142] La figura 6 muestra una forma de la invención que tiene la adición de dos pestañas 100, 102 opuestas adicionales, lo que proporciona un continuo de pestañas a lo largo del alma 20. En esta forma de realización, todas las pestañas están dimensionadas de forma idéntica con pestañas adyacentes (tales como 16 y 100), que hacen contacto entre sí. Se propone que tal disposición proporcione una mayor resiliencia a la deformación. Las superficies de apoyo 17 y las superficies de montaje 19 también se proporcionan mediante la extracción de un segmento menor de la pestaña en las superficies superiores e inferiores, respectivamente.

[0143] Como variación del esquema general propuesto en la figura 6, las pestañas 100 y 102 pueden tener un diámetro menor que las pestañas 12, 14, 16, 18 y/o tener biseles más grandes que las pestañas 12, 14, 16, 18, de manera que se mantenga una forma de I para el miembro estructural total.

[0144] En la figura 7 se muestra una variación adicional, por lo que múltiples pestañas 100, 102 intermedias más pequeñas están dispuestas entre las pestañas 12, 14, 16, 18 principales para proporcionar una estructura en forma de I global. Cada una de las pestañas 100, 102 de menor diámetro tiene uno o dos biseles para proporcionar una superficie cooperativa para el contacto con una pestaña adyacente de menor diámetro. Un desarrollo de esta forma de realización se muestra en la figura 8, por lo que cada una de las pestañas 12, 14, 16, 18 de mayor diámetro está biselada para proporcionar una superficie de contacto cooperativa con una pestaña 100B, 102B, 100A y 102A adyacente de menor diámetro, respectivamente. Se observará que la línea de contacto entre las pestañas 16, 100A forma un ángulo hacia arriba hacia el alma 20, al igual que la línea de contacto entre las pestañas 18, 102A. La línea de contacto entre las pestañas 12, 100B forma un ángulo hacia abajo hacia el alma 20, al igual que la línea de contacto entre las pestañas 18, 102A. Las líneas de contacto en ángulo son el resultado de la yuxtaposición de pestañas de diferente diámetro. Cuando las pestañas tienen el mismo diámetro, la línea de contacto será ortogonal al plano del alma 20. Cuando las pestañas 12, 14, 16, 18 son más grandes que las pestañas 100B, 102B, 100A, 102A, entonces las líneas de contacto entre las pestañas adyacentes estarán en la dirección inversa a la mostrada en la figura 8.

[0145] La forma de realización de la figura 9 muestra una versión del miembro estructural mediante el cual una región del alma permanece expuesta.

[0146] En la descripción proporcionada aquí, se establecen numerosos detalles específicos. Sin embargo, se entiende que las formas de realización de la invención se pueden poner en práctica sin estos detalles específicos. En otros casos, los métodos, las estructuras y técnicas bien conocidos no se han mostrado en detalle para no oscurecer la comprensión de esta descripción.

[0147] En las siguientes reivindicaciones, cualquiera de las formas de realización reivindicadas se puede usar en cualquier combinación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Miembro estructural (10) que comprende:

un par de pestañas opuestas con una primera pestaña redonda (12) que tiene una forma de sección transversal sustancialmente circular y una primera superficie biselada (22) que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma,

una segunda pestaña (14) sustancialmente paralela a la primera pestaña redonda, donde la segunda pestaña redonda tiene una forma de sección transversal sustancialmente circular y una segunda superficie biselada (22) que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma,

un alma (20) alargada dispuesta entre la primera y la segunda pestaña redonda, donde el alma tiene:

una primera cara configurada para contactar con la primera superficie biselada,

una segunda cara configurada para contactar con la segunda superficie biselada, un borde superior (24) y un borde inferior (26),

donde la primera pestaña redonda, la segunda pestaña redonda y el alma alargada están fijadas juntas para formar una unidad estructuralmente integral en la que al menos parte de la primera cara de alma está en contacto con al menos parte de la primera superficie biselada de la primera pestaña redonda, y al menos parte de la segunda cara de alma está en contacto con al menos parte de la segunda superficie biselada de la segunda pestaña redonda,

y donde la primera y la segunda superficies biseladas están laminadas a lo largo de los lados y las longitudes del alma.

2. Miembro estructural según la reivindicación 1, donde (i) la región de contacto entre la primera cara de alma y la primera superficie biselada de la primera pestaña redonda es distal al borde inferior del alma, y (ii) la región de contacto entre la segunda cara de alma y la segunda superficie biselada de la segunda pestaña redonda es distal al borde inferior del alma; preferiblemente donde cada una de la primera superficie biselada, la segunda superficie biselada, la primera cara y la segunda cara son sustancialmente planas.

3. Miembro estructural según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde el diámetro de la primera pestaña redonda es sustancialmente el mismo que el de la segunda pestaña redonda.

4. Miembro estructural según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde los puntos más bajos de la primera y la segunda pestañas redondas están nivelados sustancialmente; preferiblemente donde el borde inferior del alma no se extiende más allá de los puntos más bajos de la primera y la segunda pestañas redondas.

5. Miembro estructural según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde los puntos más altos de la primera y la segunda pestañas redondas están nivelados sustancialmente; preferiblemente donde el borde superior del alma se extiende más allá de los puntos más altos de la primera y la segunda pestañas redondas.

6. Miembro estructural según la reivindicación 5, que comprende una tercera pestaña redonda (52) que tiene una ranura (54) que se extiende longitudinalmente, formada en su interior, donde la ranura está dimensionada para recibir una región alrededor del borde superior del alma.

7. Miembro estructural según la reivindicación 6, donde la ranura se extiende sustancialmente de manera radial hacia la tercera pestaña redonda.

8. Miembro estructural según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, donde la primera, segunda y tercera pestañas redondas son sustancialmente paralelas; preferiblemente donde la tercera pestaña redonda no contacta con la primera o la segunda pestaña ronda.

9. Miembro estructural según la reivindicación 5, que comprende una tercera pestaña redonda (16) que tiene una tercera superficie que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma, y una cuarta pestaña redonda (18) sustancialmente paralela a la tercera pestaña redonda, donde la cuarta pestaña redonda tiene una cuarta superficie que se extiende longitudinalmente a lo largo de la longitud de la misma,

donde la primera pestaña redonda, la segunda pestaña redonda y el alma alargada están fijadas juntas para formar una unidad estructuralmente integral en la que al menos parte de la primera cara de alma está en contacto con al menos parte de la primera superficie biselada de la primera pestaña redonda, y al menos parte de la segunda cara de alma está en contacto con al menos parte de la segunda superficie biselada de la segunda pestaña redonda, al menos parte de la primera cara de alma está en contacto con al menos parte de la tercera superficie de la tercera pestaña redonda, y al menos parte de la segunda cara de alma está en contacto con al menos parte de la cuarta superficie de la cuarta pestaña redonda.

10. Miembro estructural según la reivindicación 9, donde (i) la región de contacto entre la tercera cara de alma y la primera superficie biselada de la primera pestaña redonda es distal al borde superior del alma, y (ii) la región de contacto entre la segunda cara de alma y la segunda superficie biselada de la segunda pestaña redonda es distal al borde superior del alma; preferiblemente donde la tercera pestaña redonda cubre, pero no contacta con, la primera pestaña redonda, y la cuarta pestaña redonda cubre, pero no contacta con, la segunda pestaña redonda.

11. Miembro estructural según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende uno o más elementos fijadores (60, 62), que se extienden a través de (i), en secuencia, la primera pestaña redonda, el alma y la segunda pestaña redonda, y/o (ii), en secuencia, la tercera pestaña redonda, el alma y la cuarta pestaña redonda, y/o (ii), en secuencia, la tercera pestaña redonda, el alma y la cuarta pestaña redonda;

preferiblemente donde, en vista en planta, uno del uno o más elementos fijadores se extiende sustancialmente.

12. Miembro estructural según la reivindicación 11, que comprende dos o más elementos fijadores donde, en vista en planta, uno de los elementos fijadores se extiende en un ángulo agudo y el otro de los elementos fijadores se extiende en un ángulo obtuso al eje longitudinal del alma.

13. Miembro estructural según la reivindicación 11, que comprende, en secuencia, un primer elemento fijador, que se extiende en vista en planta sustancialmente ortogonal al eje longitudinal del alma, un segundo elemento fijador, que se extiende en vista en planta en un ángulo agudo al eje longitudinal del alma, un tercer elemento fijador, que se extiende en vista en planta en un ángulo obtuso al eje longitudinal del alma, y un cuarto elemento fijador, que se extiende en vista en planta sustancialmente ortogonal al eje longitudinal del alma.

14. Miembro estructural según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde al menos una pestaña es un poste de madera o una madera en rollo o un núcleo del pelador.

15. Miembro estructural según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que tiene un perfil en sección transversal, que es sustancialmente simétrico.