PT1647630E - Dispositivo para a formação de juntas em construções de betão - Google Patents

Description

PE1647630 1

DESCRIÇÃO

"DISPOSITIVO PARA A FORMAÇÃO DE JUNTAS EM CONSTRUÇÕES DE BETÃO"

CAMPO DO INVENTO O presente invento refere-se a um dispositivo para formação de juntas em construções de betão ou em construções de outro material tal como cascalho cimentado, nos quais o fenómeno de contracção ocorre, e mais particularmente a um dispositivo que permite às lajes ou a outros elementos de betão separados por juntas serem engastados umas nas outras, ou engastadas numa direcção e articuladas na outra. O invento é aplicável em trabalhos lineares tais como ruas, estradas, canais colectores, auto-estradas, linhas de caminho de ferro, docas, em trabalhos de superfície tais como terrenos de fundação de portos e de aeroportos, assim como em construções relativas a espaço tais como paredes, reservatórios, lajetas, coberturas, artigos pré-fabricados e represas.

ANTECEDENTES DO INVENTO O pedido de patente ES 2, 149, 103 AI do mesmo 2 PE1647630 requerente revela um processo de interligação articulada entre lajes de betão realizando que os bordos das referidas lajes têm recessos e projecções que se interligam uns com os outros em lajes adjacentes. O elemento essencial para isto é o uso de meios colocados alternadamente de cada lado do plano do eixo da junta perpendicular ao solo, inclinados com o mesmo ângulo em relação ao solo, e a direcção de inclinação variando alternadamente de cada lado do referido plano. Como o betão se fende devido à contracção ou devido à aplicação de cargas, estes meios permitem a formação dos referidos recessos e projecções. meios de betão quais, embora inconvenientes invento. A referida patente revela diversos formados a partir de redes de metal os alcancem o objectivo mencionado, têm alguns que se deseja serem resolvidos pelo presente

SUMÁRIO DO INVENTO

Na descrição do presente invento, e para facilitar a sua compreensão, será usado um pavimento regular numa fundação ou num solo como um exemplo de uma construção de betão na qual é aplicado o dispositivo para formar as juntas objecto do presente invento. Por seu lado, as juntas formadas pela contracção do betão implicam a divisão do pavimento em lajes. 3 PE1647630

Um indivíduo versado na técnica compreenderá facilmente que se a face superior do pavimento é referida como uma superfície horizontal, é porque é assumido que a superfície do solo é horizontal, isto não limitando a aplicação do invento a pavimentos horizontais. Um indivíduo versado na técnica também compreenderá facilmente do mesmo modo que se a construção de betão não é um pavimento mas antes uma parede ou um canal, o significado de termos como lado superior, solo ou laje devem ser traduzidos para a diferente topologia destes trabalhos.

Por consequência, o objectivo do presente invento é um dispositivo para formar juntas de contracção em construções de betão constituído por uma pluralidade de tabuleiros de um material divisor de betão montados em elementos lineares de um modo alternado de cada lado da linha de fissura superficial na face superior da superfície de betão, e deixando espaços entre eles para permitir a fractura. O dispositivo pode também incluir suportes para fixar a posição dos referidos elementos lineares rígidos e facilitar o posicionamento correcto dos tabuleiros.

Os referidos tabuleiros são, de preferência, configurados na forma de uma superfície quebrada com a parte superior e a parte inferior paralelas e inclinadas em relação ao plano horizontal, formando com ele um ângulo agudo, e com pelo menos uma parte quase horizontal 4 PE1647630 ligeiramente inclinada no sentido descendente, concebida para formar superfícies de suporte de lajes adjacentes notavelmente horizontais. O dispositivo inclui, de preferência, uma junta à prova de água disposta ao longo do dispositivo na parte superior de uma pluralidade de tabuleiros e dos espaços entre eles.

Esta junta à prova de água serve, além do mais, para indicar o local onde a fissuração do betão irá ocorrer, a qual será alternadamente "dirigida" de cada lado da referida junta em áreas diferentes definidas pelos referidos tabuleiros com o fim de deixar os bordos dos elementos resultantes da fissuração alternadamente suportados um no outro. A fissuração ocorre automaticamente devido à contracção ou devido à carga. A parte quase horizontal dos tabuleiros determina que a fissura seja particularmente horizontal nas áreas correspondentes dos elementos de betão, sendo por isso obtido um suporte eficiente entre lajes adjacentes ainda que a largura da fissura seja grande. A transmissão de cargas verticais e uma embutidura são atingidas com essa área de fissuração notavelmente horizontal quando a tensão ocorre na face superior. Quando a carga está na junta, o seu comportamento é o de uma junta de rótula. O objectivo deste invento é similar ao do invento 5 PE1647630 revelado no documento ES 2,149,103 AI para fornecer meios para eliminar os problemas associados com a contracção do betão pelo facto de realizar a embutidura de lajes adjacentes formadas pela junta de contracção, alcançando por isso uma melhoria substancial na capacidade de adopção de pavimentos de betão com o mesmo tipo e quantidade de material. Todavia, o dispositivo objecto deste invento, tal como é definido na reivindicação 1, é diferente dos revelados no documento ES 2, 149, 103 AI.

Outras vantagens do presente invento serão entendidas a partir da seguinte descrição detalhada de um modo de realização ilustrativo mas de todo não limitativo em relação aos desenhos anexos.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva esquemática de um dispositivo para formação de juntas de contracção em construções de betão incluindo uma pluralidade de tabuleiros suportados nas suas extremidades num suporte triangular, os quais são montados em elementos lineares rígidos. A Figura 2 mostra um tabuleiro formado por dois semi-tabuleiros incluindo uma parte central quase horizontal e aberturas distribuídas regularmente nas suas partes superior e inferior. 6 PE1647630

As Figuras 3a e 3b mostram vistas esquemáticas em alçado e em planta, respectivamente, de um dispositivo para formar juntas usando semi-tabuleiros tais como os mostrados na Figura 2. A Figura 4 mostra uma vista em elevação de uma junta à prova de água adequada para um dispositivo para formar juntas usando semi-tabuleiros tais como os mostrados na Figura 2.

As Figuras 5a e 5b mostram vistas em elevação das extremidades de duas lajes adjacentes na junta formada usando o dispositivo ilustrado nas Figuras 2 e 3 em áreas ocupadas por tabuleiros montados em lados diferentes da linha de fissura superficial.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO

Fazendo referência à Figura 1, pode ser visto que o dispositivo para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com o invento inclui três componentes básicos: elementos formados por tabuleiros iguais 3, 3', suportes 5, 5'e elementos lineares rígidos 7, 9, 11. O dispositivo 1 está montado in situ no local de trabalho em causa, num armazém ou em qualquer local adequado, na posição e com o comprimento fornecido para formar as juntas de contracção. 7 PE1647630

Os referidos tabuleiros 3, 3', que serão usualmente pré-fabricados, são dispostos alternadamente de cada lado de linha superficial fornecida para a fissura do betão, situada no mesmo plano vertical que o elemento linear rígido 11, usualmente deixando espaços 16 entre eles, embora possa ser útil posicionar os tabuleiros 3, 3' um contra o outro para certas aplicações.

Um quarto componente do dispositivo 1 (não mostrado na Figura 1) é uma junta à prova de água 40 (Figura 4) situada na sua parte superior.

Embora os suportes 5, 5' não sejam indispensáveis, é conveniente usá-los como meios de posicionamento directo dos elementos rígidos 7, 9, 11. Eles facilitam adicionalmente o posicionamento dos tabuleiros 3, 3' com a inclinação adequada. O arranjo alternado dos tabuleiros 3, 3' define uma forma prismática triangular do dispositivo 1.

No modo de realização preferido mostrado na Figura 2, pode ser visto um tabuleiro 12 é formado por dois semi-tabuleiros 14, 15, igual com a excepção da posição dos suportes 30, 31. O meio tabuleiro 15 tem uma forma de superfície quebrada com uma parte superior 17 e uma parte inferior 19 que são paralelas e inclinadas num ângulo agudo I em relação ao plano horizontal, e uma parte central 21 quase horizontal. A parte superior 17 e a parte inferior 19 PE1647630 incluem áreas abertas 22 regularmente dispostas. É calculado que uma inclinação adequada das partes 17 e 19 em relação à horizontal (ângulo I na Figura 2) deva estar compreendida entre 40° e 80°, e que a inclinação da parte central 21 (ângulo C na Figura 2) deva estar compreendida entre 0o e 15°. A inclinação das partes 17 e 19 pode ser diferente. O semi-tabuleiro 15 está suportado num das suas extremidades no suporte de tipo triangular 31, com um lado quebrado assim como a superfície do tabuleiro 15, com um reforço interior 33. O suporte 31 tem orifícios 35, 37 na sua base inferior através dos quais são passados os elementos lineares rígidos que permitem a montagem do dispositivo. 0 semi-tabuleiro 15, por sua vez, tem uma conduta 25 na sua parte inferior para o mesmo fim, e por isso com a mesma secção, embora não tenha necessariamente que ser completamente fechada como é mostrado na Figura 2.

Por outro lado, o bordo superior 27 do semi- tabuleiro 15 é configurado num forma em U para facilitar a montagem da junta à prova de água 40 tal como a que é mostrado na Figura 4, em que são vistos dois ganchos 41, 43, um de cada lado, para agarrar as lajes de betão fissuradas, os lábios 45, 47 permitindo a sua separação horizontal. A cabeça ou bordo superior 27 do semi-tabuleiro 9 PE1647630 15 inclui pequenas projecçoes que asseguram a fixaçao da junta 40 por meio de um mecanismo de fechadura com clipe. O semi-tabuleiro 15 e o suporte 31 neste modo de realização são ligados solidamente em conjunto numa extremidade. Em modos de realização alternativos, é possível que os suportes não sejam ligados solidamente ao meio tabuleiro e serem situados no seu centro em vez de o serem numa das suas extremidades. Um factor determinante na escolha de cada alternativa é a altura que o dispositivo deve ter. Neste sentido, pode ser observado que a configuração mostrada na Figura 2 permite a montagem de um dispositivo de dupla altura pela adaptação das condutas 25 numa fila dos semi-tabuleiros nas cabeças 27 de outra fila dos semi-tabuleiros.

Fazendo referência às Figuras 3a e 3b, pode ser visto um dispositivo 1 para a formação de juntas com tabuleiros 12, 12' dispostos alternadamente de cada lado da linha de fissura superficial 24 (coincidindo com o elemento linear rígido 11) com espaços 16 entre eles. Os tabuleiros 12, 12' são formados por pares de semi-tabuleiros 14, 15, que são iguais com excepção de que cada um deles está solidamente ligado ao suporte triangular 31 numa extremidade diferente, e eles são montados em elementos lineares rígidos 7 e 9 que são feitos para passar através dos orifícios 35, 37 dos suportes 30, 31, e através da conduta 25 dos tabuleiros 15.

Na extremidade afastada dos suportes 30, 31, os 10 PE1647630 semi-tabuleiros 14, 15 podem ser configurados de modo que eles possam ser adaptados conjuntamente.

Um terceiro elemento linear 11 foi adicionado nas Figuras 3a e 3b o qual, neste caso, serve para reforçar a junta à prova de água 40, e que está situado na cavidade 49 da sua parte inferior, a qual está montada no bordo superior 27 dos semi-tabuleiros 14, 15. O material que constitui os tabuleiros 3, os semi-tabuleiros 14, 15 e os suportes 5, 31 pode ser polipropileno, PVC, poliamida, folha de aço ou uma folha de outro material adequado para servir como elemento divisor do betão. O material que constitui a junta à prova de água 40 pode ser látex, PVC, borracha ou outro material à prova de água.

Podem ser usadas barras de plástico altamente rígidas ou barras de aço como elementos lineares rígidos 7, 9, 11.

Todos os componentes do dispositivo são susceptíveis de pré-fabrico. O seu peso reduzido e a sua forma permitem transportá-los em pilhas para o local de trabalho onde eles são montados da maneira indicada e posicionados no solo nos locais providenciados para a junta. 11 PE1647630

Uma vez montado, o dispositivo para a formação de juntas de contracção de acordo com o presente invento tem uma certa capacidade de flexão permitindo-lhe adaptar-se ele próprio à superfície na qual o betão será deitado mesmo se ela não está perfeitamente nivelada. A sua configuração e particularmente a existência de aberturas nos tabuleiros e suportes facilita o posicionamento do betão sem movimentar o dispositivo. Como um complemento, são necessárias garras para o fixar ao terreno imobilizando os elementos 7 e 9 e, por consequência, o dispositivo 1. A fixação da junta à prova de água 40 na cabeça 27 dos semi-tabuleiros 14, 15 assegura, por sua vez, o seu posicionamento correcto. A junta à prova de água 40 pode abrir os seus lábios 45, 47 e ser ancorada às lajes de betão de cada lado da fissura, permitindo a expansão e a contracção do betão, sendo fechada no lado de dentro com o fim de ser à prova de água no seu movimento ascendente e descendente. Tal como foi indicado previamente, um elemento linear rígido 11 pode ser encontrado no interior desta junta à prova de água 40 se for requerida maior rigidez do conjunto.

Neste sentido, a junta 40 pode ser realizada de maneira que os lábios 45, 47 sejam unidos na sua parte inferior, isto é, na parte superior da cavidade 49. O dispositivo para a formação de juntas de contracção de acordo com o presente invento inclui espaços 12 PE1647630 16 entre tabuleiros alternados 3, 3'; 12, 12' de modo que a fissura do betão resultante da contracção ou da acção de uma carga pode facilmente variar a sua orientação para cada lado da linha de fissura superficial pelo seguimento das superfícies dos referidos tabuleiros 3, 3'; 12, 12'. A dimensão óptima dos espaços 16 entre tabuleiros alternados 3, 3'; 12, 12' está compreendida entre uma e duas vezes o comprimento da base do suporte dos referidos tabuleiros. O dispositivo 1 para a formação de juntas de contracção de acordo com o presente invento pode também ser usado como uma cofragem, a qual é útil para a demarcação da conclusão de uma obra no fim de um dia de trabalho ou para realizar um trabalho linear em dois semi-leitos de estrada em momentos diferentes no tempo nos quais é para ser formada uma junta longitudinal de acordo com o presente invento. Para estes casos especiais, os tabuleiros e triângulos não podem incorporar aberturas e eles devem ser posicionados sem espaços entre dois tabuleiros alternados com o fim de alcançar um fechamento eficaz impedindo o betão de sair. 42 Fazendo referência às Figuras 5a e 5b, é observada a embutidura que ocorre entre as lajes 50 e 52 formadas num pavimento (em construções de betão que não os pavimentos, os elementos separados pelas juntas terão outra forma), que é facilitada no caso de fissura muito largas 13 PE1647630 devido a existência de superfícies planas 53, 54; 53", 54' correspondendo às áreas 21 dos tabuleiros 12, 12'.

Tal como as fissuras de betão, as duas lajes 50, 52 são formadas com uma configuração diferente nas áreas correspondentes aos tabuleiros alternados 12, 12', respectivamente.

Na área correspondente a um tabuleiro 12' (Figura 5a), o vão horizontal 54 de uma laje 52 está situado acima do vão horizontal 53 da laje 50, e a laje 52 é impedida pela laje 50 de se mover para baixo.

Todavia, na área correspondente ao tabuleiro 12' (Figura 5b), o vão 54' da laje 52 está situado sob o vão horizontal 53' da laje 50. Por esse motivo, nesta área, a laje 52 é impedida de se mover no sentido ascendente visto que o vão horizontal da laje 50 está sobre ela. Por esse motivo, os esforços de contracção são transmitidos entre as lajes e, geralmente, entre os elementos fissurados quando as construções de betão são outras que não pavimentos.

Por outro lado, os momentos de flexão são também transmitidos. Se a área da junta for subida devido ao efeito de uma carga interna da laje 50, o vão 53 será mais elevado que o vão 53' dado que ele está mais longe da carga que tende a afundar a laje no centro e subi-la no bordo. De acordo com a Figura 5b, o vão 53' está mais alto que o vão 54' da laje 52. Por sua vez, o vão 54' subindo na laje 52 é 14 PE1647630 mais elevado que o vao 54 dado que está mais distante do centro da laje 52. Por consequência, a ordem da altura ou nivel da altura alcançado será 53, 53', 54, 54'. Isto não é possível visto que, olhando para a Figura 5a, a parte 54 está acima da parte 53. Para ela estar acima e abaixo ao mesmo tempo, ela deve estar ao mesmo nível de altura. Por outras palavras, a linha que liga um suporte 53-54 com outro suporte 53'-54' é uma linha paralela à horizontal (paralela à superfície) . Por isso, não há mudança de direcção entre as lajes 50 e 52, e os momentos de flexão são transmitidos. A parte horizontal dos tabuleiros 12 e 12' trabalha sempre sob compressão, estando por isso assegurada a sua durabilidade. É recomendado que ela seja fina e/ou que o limite elástico seja alto de modo que a deformação resultante por compressão seja pequena e a transmissão de cargas seja eficiente. Qualquer movimento da laje no sentido descendente deve ser transmitido à outra na mesma magnitude; se o movimento no sentido descendente é idêntico, a transmissão da eficácia de cargas é 100%. Em ensaios realizado com o deflectómetro de resistência ao impacto, é reflectido um comportamento quase perfeito num total de 60 fissuras testadas (exprimem maior que 99% e nenhuma medida abaixo de 93%).

Podem ser mencionadas seguintes vantagens que dizem respeito ao dispositivo para formação de juntas de contracção de acordo com o invento relativamente à técnica 15 PE1647630 anterior: - Adaptabilidade ao terreno. - Fabrico industrial dos componentes. - Transporte por peças não dispendioso e de peso reduzido. - Transmissão dos esforços de contracção mesmo que a largura da fractura seja grande (mais do que 1 cm) dimensionando adequadamente a parte horizontal dos tabuleiros. - Transmissão dos momentos de flexão se a superfície central é completamente horizontal (paralela à linha de declive (grade line) - Boa integração da junta à prova de água. - A junta à prova de água não arrasta o dispositivo para formar juntas se ela se projecta ligeiramente da linha de declive (grade line) dado que é um elemento que pode ceder. Para este fim é de interesse, tal como é mostrado na Figura 2, que o eixo da cabeça 27 seja movido em relação ao eixo da parte 17 do tabuleiro. - A filosofia não é reforçar a área de betão e impedir a fissura de avançar numa direcção, mas pelo contrário enfraquecer uma área com o fim de guiar a fissura, o que é mais fácil e menos dispendioso. - È possível combinar os tabuleiros de modo que a embutidura ocorra em duas direcções do momento de flexão.

Uma vantagem especialmente interessante do presente invento diz respeito a linhas de caminho de ferro, 16 PE1647630 dado que ela permite a sua construção na base de betão, sendo as lajes respectivas devidamente cravadas uma na outra. Esta característica permite considerar a eliminação dos carris correntes visto que o caminho de ferro de betão é capaz de realizar a sua função.

Lisboa, 10 de Maio de 2010

Claims (8)

1 PE1647630 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão compreendendo uma pluralidade de elementos alternados de cada lado da linha de fissura superficial situada na face superior da superfície da construção de betão, caracterizado pelo facto de que os referidos elementos são constituídos por tabuleiros (3, 3', 12, 12') de um material divisor de betão, e pelo facto de que o dispositivo (1) compreende uma pluralidade de tabuleiros (3, 3'; 12, 12') montados em elementos lineares rígidos (7, 9, 11), deixando espaços (16) entre eles.

2. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que os referidos tabuleiros (12, 12') incluem pelo menos uma área plana (21) na sua parte central, inclinados de um ângulo compreendido entre 1 e 15° em relação à face superior da superfície de betão.

3. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de que os tabuleiros (12, 12') estão configurados em pares de semi- tabuleiros (14, 15) com uma forma de superfície quebrada com a sua parte superior (17) e a sua parte inferior (19) 2 PE1647630 inclinadas segundo um ângulo compreendido entre 40° e 80° em relação ao plano do solo.

4. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo facto de que ele também compreende suportes (30, 31) para os tabuleiros (12, 12') com pelo menos dois orifícios (35, 37) na sua base para permitir a passagem dos elementos lineares rígidos (7, 9) através deles.

5. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo facto de que os tabuleiros (12, 12') têm uma conduta (25) pelo menos no seu bordo inferior para permitir a passagem dos elementos lineares rígidos (7, 9) através deles.

6. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de que a parte superior (17) e a parte inferior (19) dos tabuleiros (12, 12') incluem uma pluralidade de aberturas (22) regularmente dispostas no seu interior.

7. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo facto de que ele também inclui uma junta à prova de água (40) disposta ao 3 PE1647630 longo do dispositivo.

8. Dispositivo (1) para formação de juntas de contracção em construções de betão de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de que a parte superior (27) dos tabuleiros (12, 12') está configurada de maneira que a parte inferior da junta à prova de água (40) pode ser fixada no seu interior. Lisboa, 10 de Maio de 2010 PE1647630 1/3

F1G.1 PE1647630 2/3

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