PT692053E

PT692053E - Sistema de asnas e armacoes metalicas leves

Info

Publication number: PT692053E
Application number: PT94914749T
Authority: PT
Inventors: Kenneth R Bass
Original assignee: Pacific Stud Company Llc
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 2001-01-31
Also published as: EP0692053A1; CZ251395A3; HU9502853D0; NZ265766A; SK122095A3; DE69426073T2; ES2152978T3; BR9405803A; AU6699294A; DK0692053T3; AU685117B2; HUT72379A; JPH08508798A; PL320748A1; GR3035186T3; ATE196787T1; DE69426073D1; EP0692053B1; WO1994023149A1; CA2159492A1

Description

Descrição "Sistema de asnas e armações metálicas leves"'

Fundamento da invenção

Nos últimos anos, o custo da madeira para construção aumentou dramaticamente, como consequência das limitações postas ao abate de árvores, a fim de preservar o ambiente. Apenas no decurso de alguns anos, o custo da madeira para construção mais que duplicou. Este aumento de custo teve um grande impacto no custo de novas construções residenciais, tomando mais difícil a construção de novas casas e a sua venda a preços suportáveis. Por sua vez, dai resultou a diminuição de novas construções e o aumento do desemprego na indústria da construção

Além das despesas aumentadas, resultantes do custo elevado da madeira de construção, há outras razões que tomam desejável identificar uma alternativa viável, à madeira, para partes significativas da estrutura de suporte na nova construção. Estas razões relacionam-se com a vulnerabilidade da madeira à danificação por insectos e ao apodrecimento, e com o peso da madeira. São bem conhecidas nas indústrias da construção de habitações e pequenas instalações comerciais as asnas para telhados e pavimentos, pré-fabricadas. As asnas são, mais geralmente, formadas por vigas dois-por-quatro, unidas entre si por chapas de nó, de aço. enquanto que os segmentos da armação são muitas vezes cravados uns nos outros. As asnas de telhados pré-fabricadas são elevadas ate ao topo de uma armação estrutural e nela fixadas, de modo que possa colocar-se o material de cobertura nas mesmas. As asnas de pavimento pré-fabricadas são fixadas na fundação ou porção inferior da armação estrutural, de modo que possam colocar-se por cima contraplacado e soalho e nela fixar-se. Os componentes pré-fabricados de uma estrutura proporcionam economias de tempo substanciais no processo de construção, o que pode ser crítico quando o clima, em certas zonas, apenas permite espaços de tempo limitados para a construção. Em geral, a economia de tempo conduz a economia nos custos. Não obstante, o aumento significativo do custo da madeira de construção também tomou estas asnas e armações tão caras que se pensou numa alternativa.

Foi desenvolvida, por Navon, uma viga de aço de peso reduzido, a qual está descrita no pedido de patente PCT N° WO 9117328, baseado nos pedidos de patente US 07/5 18 554 (depositado em 3 de Maio de 1990) e US 07/674 549 (depositado em 22 de Março de 1991). Esta viga estrutural é uma viga I, de construção com quatro peças, onde as duas porções de suporte (superior e interior) têm a forma de C e a alma e a porção dos banzos e constituída por duas peças de chapa de aço, que são soldadas nos seus centros e dobradas para fora, para formar os banzos triangulares. Esta viga está ilustrada, em corte transversal, na fig. 1, com a indicação “TÉCNICA ANTERIOR”. Os banzos dos triângulos são depois soldados no interior das porções de suporte em forma de C, para formar a viga I. Unem-se entre si duas vigas por meio de chapas de nó planas ou dobradas em ângulo, que são rebitadas ou soldadas na superfície extenor da alma.

Embora a viga de Navon proporcione um aperfeiçoamento, relativamente às vigas de aço convencionais, visto que é mais de 50% mais leve e é relativamente fácil erigir uma estrutura, a sua fabricação não é trivial. Cada viga é constituída por quatro peças, que têm de ser dobradas e soldadas entre si, em todo o comprimento da viga, tomando-se o processo um processo que exige várias peças especializadas de maquinaria e consome tempo. Além disso, as juntas entre duas vigas podem ficar

sujeitas a tensões laterais excessivas, visto que as chapas de nó simplesmente fixam o exterior da alma, sem proporcionar qualquer reforço à junta pela próprias vigas. A patente US 3 129 493 descreve um painel estrutural leve, que compreende pelo menos uma viga de secção triangular, ou corda, que pode ser ligada a outra viga semelhante, ou a uma superfície, por meio de uma alma de treliça de tubos, que é deformada por aperto de modo que possa introduzir-se entre os banzos das vigas.

Uma vantagem da presente invenção consiste em proporcionar um sistema de viga de aço leve e versátil, que pode ser usado em vez das vigas de madeira, na construção.

Uma outra vantagem da presente invenção consiste em proporcionar um sistema para a fabricação de telhados, pavimentos ou outros tipos de asnas, nas quais as vigas de aço são facilmente montadas juntamente, num de um grande número de configurações e ângulo diferentes.

Uma outra vantagem da presente invenção consiste em proporcionar um sistema de viga de aço leve e versátil, como alternativa, quer à madeira, quer a materiais de construção metálicos tradicionais.

De acordo com a presente invenção, proporciona-se um sistema de construção metálica leve. com uma pluralidade de vigas, sendo cada viga formada por uma só peça de chapa metálica dobrada, longitudinal mente ao longo de quatro linhas paralelas, para formar uma secção transversal triangular, com uma base, dois lados e duas abas, correspondendo uma aba a cada lado que se estende a partir de um vértice da secção transversal triangular e com uma altura menor que o comprimento de cada lado, tendo a viga um primeiro comprimento, uma superfície interior da viga e uma superfície exterior da viga. tendo cada uma das superfícies interior e exterior 4 da viga cinco segmentos planos, definidos pela base, os dois lados e as duas abas; uma pluralidade de ligadores. para ligar uma primeira viga da pluralidade de vigas a um material de construção, que tem um segundo comprimento e uma pluralidade de superfícies planas exteriores, tendo cada um dos ligadores da pluralidade de ligadores um ponto de ligação com o material de construção; e uma pluralidade de meios de fixação para fixar a pluralidade de ligadores ao material de construção, no ponto de ligação, tendo o ponto de ligação uma largura de ligação muito menor que cada um dos primeiro e segundo comprimentos, de modo que existe um espaço entre a primeira viga e o material de construção, excepto no ponto de ligação, sendo o sistema de construção metálica leve caracterizado por, pelo menos uma da pluralidade de ligadores, ser uma junta de extremidade, formada por pelo menos um corte longitudinal na extremidade da primeira viga, criando o pelo menos um corte longitudinal uma abertura de união, adaptada para permitir que a extremidade da primeira viga contacte com pelo menos duas superfícies planas exteriores do material de construção, com pelo menos um dos cinco segmentos planos da primeira viga.

As duas abas não são fixadas uma na outra por meio de fixação separados, mas sim mantêm-se separáveis até a viga ser ligada a uma outra viga ou a outro tipo de material de construção. Para reforço de uma viga comprida, podem fazer-se entalhes nas abas. que permitem dobrar segmentos das abas. Para fixar uma viga na outra, segundo qualquer ângulo, podem usar-se suportes, construídos de uma maneira semelhante a das vigas. com elementos insertos ou mangas de secção transversal triangular, que se montam no interior da viga ou sobre a mesma, de acordo com as dimensões relativas do triângulo dos suportes e o triângulo da viga.

Numa forma de realização, os suportes têm um único triângulo com uma aba prolongada, que proporciona uma chapa de nó que se introduz entre as duas abas de uma das vigas a fixar, fixada no seu lugar por meio de parafusos, cavilhas ou outros meios de fixação. A porção triangular do suporte é introduzida na extremidade da segunda viga. ou deslizada sobre a extremidade, conforme as dimensões do triângulo do suporte forem menores ou maiores que as do triângulo da viga. Numa outra forma de realização, os suportes têm um triângulo formado por duas ou mais bordas, para criar uma aba única que se estende entre os triângulos. Os triângulos são introduzidos no interior ou deslizados sobre as extremidades das vigas a unir e depois fixados. Para ligar duas vigas topo-a-topo, utiliza-se uma montagem telescópica, constituída por um triângulo com dimensões exteriores ligeiramente menores que as dimensões interiores do triângulo da viga, introduzindo o ligador telescópico na extremidade de cada uma das duas vigas a ligar e cravando os ligadores, através das vigas e do ligador telescópico. Analogamente, pode usar-se um triângulo, com dimensões ligeiramente maiores, como ligador, fazendo deslizar o ligador sobre as extremidades das vigas a unir. O processo de montagem, isto é, a reunião das peças, o dimensionamento, o corte, é igual ao de uma asna ou armação de madeira normal, excepto que não são necessários cortes angulares nas extremidades das vigas para a montagem da asna de aço de acordo com a presente invenção. O corte de ângulos nas extremidades da viga é eliminado por utilização de suportes com ângulos incorporados. As vigas e os ligadores podem também ser configurados para usar como esteios de paredes para armação, vigas secundárias para portas e janelas e asnas para casas transportáveis.

Podem usar-se modificações da viga básica, para criar um certo número de 6 suportes diferentes para interligar várias vigas, para fixar as vigas em esteios de madeira ou para proporcionar meios para a suspensão de outras vigas, esteios ou chapas de materiais da construção, de uma estrutura de suporte construída a partir do sistema de construção de metais leves. A chapa de aço de que são feitas as vigas e os suportes pode ser escolhida de acordo com os requisitos de peso para uma estrutura particular, utilizando as aplicações mais comuns na construção material que vai do aço de calibre 24 ao calibre 8. Podem usar-se outros materiais, por exemplo outros metais (por exemplo alumínio ou titàmo) ou plásticos de resistência elevada, de acordo com a finalidade da estrutura. Os painéis de parede ou contraplacado podem ser pregados ou aparafusados na base do triângulo, que tem uma largura comparável com a aresta de um esteio dois-por-quatro. Podem também introduzir-se madeira, plástico ou outros materiais na viga, entre as abas. para facilitar a fixação de outros materiais de construção. As abas da viga e os suportes podem ser perfurados previamente, de modo que o fixador apenas tenha de ser inserido através de furos apropriados para obter a ligação desejada.

Breve descrição dos desenhos A compreensão da presente invenção será facilitada pela consideração da descrição de pormenor, que se segue, de formas de realização da presente invenção, com referência aos desenhos anexos, nos quais as mesmas referências numéricas se referem às mesmas peças. As figuras representam: A fig. 1. uma vista de topo de uma viga de aço leve. da técnica anterior; A fig. 2, uma vista de topo de uma viga de aço leve; A fig. 3, uma vista em perspectiva de um suporte; 7 / A fig. 4, uma vista de lado do suporte da fig. 3, a unir duas vigas; A fig. 5, uma vista em perspectiva de um segundo suporte; A fig. 6, uma vista de lado do suporte da fig. 5 que une duas vigas: A fig. 7, uma vista em perspectiva de um suporte para a união de três vigas; A fig. 8, uma vista em perspectiva, com arranque parcial, de um suporte de ligação de duas vigas, topo-a-topo; A fig. 9, uma vista em perspectiva da secção de viga de acordo com um aspecto da presente invenção, para a fixação num esteio de madeira; A fig. 10, uma vista em perspectiva de uma extensão alternativa, de acordo com um aspecto da presente invenção para a fixação num esteio de madeira; A fig. 11, um alçado lateral de um suporte de união de duas vigas, lado-a- -lado; A fig. 12, um alçado lateral de um suporte para a união de duas vigas uma sobre a outra, A fig. 13. uma vista em perspectiva de uma viga de acordo com um aspecto da presente invenção, modificada para proporcionar um suporte adicional: A fig. 14, um alçado lateral de um suporte de acordo com um aspecto da presente invenção para suspender um esteio de uma viga; A fig. 1 5, uma vista de topo de um suporte de acordo com um aspecto da invenção para suportar material de construção por cima de uma viga: A fig. 16, uma vista em perspectiva de um ligador de acordo com um aspecto da presente invenção, para a união de duas vigas, numa disposição paralela: A fig. 17, uma vista em perspectiva de uma primeira junta de acordo com um aspecto da presente invenção, para a união de uma viga a outra numa disposição

I 8 perpendicular; A fig. 18. um alçado lateral de uma segunda união de acordo com um aspecto da presente invenção, para a união de uma viga a outra numa disposição perpendicular; A íig. 19, uma vista de topo da segunda união da fig. 18; A fig. 20. uma vista esquemática de uma secção da armação; A fig. 21, um corte transversal feito pela linha (21 -21) da fig. 20; A fig. 22. uma vista em perspectiva de um comprimento de viga com um meio de reforço alternativo, de acordo com um aspecto da presente invenção; A fig. 23. um corte transversal feito pela linha (23-23) da fig. 22, A fig. 24. uma vista de topo de uma viga reforçada; e A fig. 25. uma vista de topo de um conjunto para substituição de um esteio de madeira.

Descrição da forma de realização preferida

Deve notar-se que os componentes do sistema de construção metálica leve da invenção são descritos como tendo lados superiores, inferiores e laterais, apenas para referência. Não se pretende que estas designações limitem o sistema de construção a usar numa tal orientação.

Como se ilustra na fig. 2, a viga de aço básica leve (2) tem a forma triangular, com duas abas (4) e (6), que se estendem a partir do vértice (8) do triângulo (10). O triângulo (10) é criado por dobragem, em quatro sítios, de uma chapa de aço moldado a frio: os cantos inferiores (12) e (14) e os ombros (16) e (18), de modo que as bordas das abas (4) e (6) são genericamente planas. O triângulo (10) e simétrico em relação a uma linha traçada do vertice (8) perpendicularmente à base. Os cantos inferiores (12) e (14) são ligeiramente arredondados, para impedir o enfraquecimento do metal nas dobras. Não se efectua qualquer operação de soldadura ou fixação na viga (2). de modo que as abas (4) e (6) não são fixadas. Podem abrir-se previamente furos na viga, para facilitar a introdução de ligadores para ligar entre si as vigas.

Um primeiro tipo de suportes para a ligação de duas ou mais vigas entre si é formado num processo semelhante ao usado para as vigas. Como se ilustra nas fig. 3 e 5, os suportes (20) e (30) são formados por dobragem de uma chapa de aço moldado a frio, para formar um triângulo, em pelo menos uma aresta da chapa. Descrevendo-se o suporte (20), as arestas (22) e (24) do suporte são dobradas para dentro, de modo que terminam no vértice (26) ou (27) do triângulo, sem formar uma segunda aba como nas vigas. A chapa e previamente cortada de modo que as arestas tenham os ângulos desejados. Nesta ilustração, o aço em chapa seria de forma trapezoidal. As dimensões dos triângulos do suporte são de preferência ligeiramente menores que as da viga, de modo que se ajustam estreitamente no interior do triângulo das vigas. Em alternativa, os triângulos do suporte podem ser maiores que os da viga. sendo a viga introduzida no interior do suporte. Uma aba (25) unica estende-se entre os dois triângulos (21) e (23), em contraste com as duas abas criadas na formação das vigas. Isto permite que os suportes sejam formados a partir de uma única folha, com o número mínimo de dobras possível, tomando o seu fabrico simples e económico. Não é necessária qualquer fixação do próprio suporte, sendo os únicos suporte aplicados quando se associarem as vigas com os suportes. A associação de um suporte (20) com duas vigas (2) e (2’) está ilustrada na fig. 4. Os fixadores (40) estão representados como sendo parafusos para chapa metálica, mas / poderiam ser soldaduras, rebites ou pemos roscados. Os suportes podem ser previamente perfurados com orifícios para facilitar a montagem.

Na fig. 5 está ilustrado um suporte (30) para a formação do cimo de um telhado ou construção angular semelhante, por fixação de duas vigas (2) e (2’). Embora o ângulo representado seja relativamente grande, o suporte (30) pode ser formado para proporcionar virtualmente qualquer ângulo necessário. Como atrás se descreveu para o suporte (20), a chapa de aço moldado a frio e cortada previamente com o ângulo desejado, neste caso formando um hexágono. No vértice (35) faz-se um recorte (33), para permitir que os triângulos sejam formados independentemente um do outro. Os triângulos (31) e (3Γ) são formados criando très dobras paralelamente às arestas (32) e (34), cortadas em ângulo relativamente às arestas no vértice (35). Os triângulos (31) e (31') têm lados ligeiramente menores que as dimensões interiores do triângulo de uma viga. Em alternativa, as dimensões dos triângulos (31) e (31 ’) podem ser maiores que as dimensões exteriores das vigas, de modo que o suporte se coloque sobre o exterior da extremidade da viga a unir. O suporte (30) e as vigas (2) e (2’) são fixadas como se mostra na tíg. 6, sendo os fixadores cravados através das abas das vigas respectivas e através da aba única (36) do suporte. Em alternativa, como com outras ligações, as peças podem ser soldadas entre si. Podem abrir-se previamente furos para os fixadores desejados.

Podem unir-se três vigas entre si. utilizando um suporte com a configuração representada na fig. 7. As arestas (42) e (44) da chapa metálica são cortadas segundo os ângulos desejados, depois dobradas para dentro, para formar triângulos (43) e (45). A aresta (46) é também dobrada para dentro para formar o triângulo (47). Como para o suporte (30). fazem-se recortes entre os triângulos individuais. As extremidades das vigas a unir são deslizadas sobre o triângulo apropriado e fixadas como atrás se disse. Os ângulos podem ser alterados como for necessário, por corte prévio da chapa de metal.

Podem fixar-se duas vigas entre si, topo-a-topo, quer inserindo um suporte de ligação do tipo telescópico nas extremidades de cada viga (2) e (25), quer inserindo as extremidades das vigas no interior do ligador telescópico. Na iig. 8 está representada uma ligação deste último tipo. O suporte ligador telescópico (62) consiste num tubo triangular, formado por dobragem de uma peça única de chapa de aço, ao longo de três linhas longitudinais para obter dimensões que sejam ligeiramente menores que as dimensões interiores do triângulo (10) da viga. Em alternativa, as dimensões do tubo triangular podem ser maiores que as dimensões exteriores do triângulo da viga (10), de modo que o suporte seja montado sobre as extremidades das vigas a unir. O suporte (62) deve ajustar-se estreitamente ao interior do triângulo (10), para proporcionar um suporte óptimo. Utilizam-se depois fixadores (50), ou soldaduras, para fixar cada uma das vigas (2) e (2:) ao ligador (62). Como está ilustrado, os fixadores são cravados através das abas respectivas do ligador e das vigas. No sitio onde as extremidades das vigas são introduzidas no ligados telescópico, o triângulo do ligador tem dimensões ligeiramente maiores que as dimensões exteriores das vigas. O ligador ou união de extremidade ilustrado na fig. 9 proporciona um meio para fixar directamente uma viga num esteio de madeira (ou outro material de construção), de acordo com um aspecto da presente invenção. A porção triangular (63) pode ser ou uma viga propriamente dita, ou um ligador que se move telescopicamente numa viga, semelhante a forma de ligação da ?// 12 fíg. 8. Em qualquer dos casos, a porção triangular (63) é formada da mesma maneira que a viga da fig. 2. Junto da extremidade da viga, retira-se. por cone, uma secção do triângulo, fazendo um cone longitudinalmente ao longo de cada um dos cantos inferiores (65) do triângulo, deixando ficar apenas a base do triângulo. Isso cria uma extensão (64) que é geralmente plana (excepto na curvatura, nas arestas (66) correspondentes aos vértices inferiores do triângulo). Para o esteio 2x4, a extremidade de extensão (64) é dobrada para cima, para criar um espaço de 50,8 mm (2") entre o local do corte (66) e a dobra da extremidade (68), para cima. O esteio 2x4 é depois montado no interior do espaço, utilizando-se fixadores, tais como pregos ou parafusos para madeira, para fixar a viga no esteio. A extensão (64) proporciona um suporte e uma estabilidade adicionais para a estrutura compósita constituída por vigas e outro material de construção, tal como, por exemplo, esteios de madeira. O espaço pode ser adaptado para colocar qualquer material de construção, por ajustamento da localização do corte (66) e da dobra (67).

Na fíg. 10 esta representada uma forma de realização alternativa à união de extremidade da fíg. 9. Esta forma de realização difere da fíg. 9 por a porção triangular (72) ser formada depois de definidas as extensões. Corta-se uma chapa plana de aço inoxidável com duas secções de extremidade (73) e (74), com a largura (L1) e um centro com a largura (L2), igual a ( L l ) mais a largura exterior da porção triangular (72) (representada desdobrada a tracejado).

Faz-se um corte longitudinal a partir das extremidades, ao longo de uma linha que sera o primeiro canto (75) da secção triangular (72), deixando as extensões (76) e (77) com a largura (L3). Dobra-se depois a chapa metálica longitudinalmente. para criar o canto (75). A porção central é dobrada de novo longitudinalmente. para formar o canto (78) e é dobrada na linha (79) para formar um lábio (80). Dobram-se para dentro os apêndices (81) e (82), contra as extremidades de secção triangular (72), para proporcionar uma resistência adicional e proporcionar meios para a fixação num lado de um esteio 2x4, ou noutros materiais de construção. Como exemplo, o apêndice (82) está representado com parafusos de madeira através do mesmo, para fixação ao esteio (84) (representado a tracejado). O esteio (84) ajusta-se ao interior de um espaço entre o apêndice (82) e a extremidade (86) da extensão, que é dobrada para cima, para ficar paralela ao apêndice (82). Podem cravar-se fixadores através do exterior da extremidade (86), no interior do esteio (84). (Como noutros componentes, podem abrir-se previamente furos no metal para facilitar a montagem). A extensão (76) está representada sem uma extremidade dobrada para cima. Nesta configuração, a fixação a um esteio de madeira (não representado) pode ser feita por cravação de fixadores, de baixo para cima. através da extensão (76) e, para fora, através do apêndice (81). Quando não se dobra a extremidade para cima, a ligação pode ser feita a uma viga grande ou a outra estrutura de grande dimensão, por exemplo, a aresta de um bloco de betão. A combinação do apêndice (81) e da extensão (76) pode também ser dobrada para criar uma superfície de contacto curva, para fixação de tubos ou outras supertlcies redondas. Uma união de extremidade configurada como a representada na fig. 10 mantém as vantagens de resistência elevada e fabricação simples da viga triangular, proporcionando no entanto versatilidade para adaptação a outras superfícies da construção. O suporte (90), ilustrado na fig. 11. é formado a partir de uma tira de chapa de aço e pode ter qualquer compnmento para utilizar na ligação de duas vigas adjacentes. Em cada extremidade do suporte (90), o metal é dobrado lateralmente t 14

para se adaptar à forma e dimensões exteriores das vigas a unir. Aqui. as duas vigas (92) e (94) são orientadas na mesma direcção, com as bases (96) e (97) voltadas para baixo. As extremidades do suporte (90) sào dobradas para se adaptar aos lados das vigas (92) e (93) e depois dobradas para baixo, no centro da volta em tomo das abas (98) e (99) das vigas. Os fixadores, aqui parafusos de máquina (100), são passados através do suporte e das abas de cada viga. E possível unir um cordão de vigas, continuando a extensão (93) do suporte (90) num qualquer comprimento necessário, dobrando o suporte para se adaptar aos perfis superiores das vigas, para cada viga a unir. Por exemplo, se se deve fixar uma terceira entre as vigas (92) e (94), far-se-iam três dobras laterais no centro da extensão (90) para se adaptar às abas e aos lados da terceira viga. O suporte (102), ilustrado na fig. 12. é usado para unir duas vigas que têm as suas abas (104), voltadas uma para a outra (apenas está representada uma viga). De maneira análoga à dos suportes anteriores, o suporte (102) é formado fazendo dobras laterais numa tira de chapa de aço. Enrola-se cada uma das extremidades (106) e (107) do suporte (102) em tomo do lado (108) e da base (109) da viga (103), estendendo-se um lábio (110) parcialmente para cima (111), de modo que cada uma das extremidades (106) e (107) apoiarão a viga. Pode cravar-se um fixador (112), aqui um parafuso para chapa metálica, através do suporte (102) e as abas (104) para fixar as suas posições relativas. A extensão (105) entre as duas secções triangulares pode ter qualquer comprimento necessário para abranger as duas vigas.

Na tlg. 13 está ilustrado um meio de reforço de uma viga comprida, de acordo com um aspecto da presente invenção.

Quando uma viga tem vários metros de comprimento, sem suporte ou qualquer ligação no seu centro, as forças aplicadas nas extremidades da viga podem fazer com que a viga abra fendas no centro. Isso pode ser remediado cortando uma secção (112) numa aba (114) e dobrando para sobre a outra aba (116), proporcionando assim meios para manter as abas juntas sem necessidade de ligadores adicionais. Como se ilustra na fig. 13, a aba (114) é mais comprida que a aba (116), para facilitar este procedimento de reforço. Em alternativa, pode fazer-se um entalhe na aba (116) para permitir dobrar a secção (112) quando as abas (! 14) e (116) têm o mesmo comprimento.

Nas fíg. 22 e 23 estão ilustrados outros meios para reforçar uma viga comprida, de acordo com um aspecto da presente invenção. Faz-se um corte (204), com a forma geral de um U. através das duas abas (200) e (201) da viga para formar uma lingueta (202). As lmguetas (202) de cada uma das abas são apertadas mutuamente, através dos dois cortes e dobradas para trás em tomo do lado exterior da aba, como se mostra na fíg. 23. Em alternativa, pode cortar-se a lingueta interior (como está ilustrado, a lingueta da aba direita), mantendo-se a lingueta dobrada transversalmente, como está representado. A forma do corte não se limita à forma de um U, podendo ser um corte qualquer que cria uma saliência em forma de lingueta numa aba, que pode ser dobrada através do corte na aba adjacente, para manter as duas abas juntas.

Na fíg. 24 esta representado um terceiro meio para reforçar longitudinalmente a viga, de acordo com um aspecto da presente invenção. Aqui. formam-se ranhuras (210). nos lados (212) e na base (214) do triângulo, para proporcionar resistência adicional contra a flexão e a formação de fendas. Apertando ou dobrando as superfícies metálicas. Para facilidade de fabrico, as ranhuras são formadas antes de se criar o próprio triângulo. Deste modo. podem formar-se grandes chapas de metal ondulado e depois cortar como for necessário para fazer as vigas triangulares. A fig. 14 ilustra um suporte (118) de acordo com um aspecto da presente invenção, para a suspensão de um esteio de madeira (120), ou outro material de construção, incluindo outras vigas, de uma viga (122). O suporte (118) é uma tira de chapa de aço que é dobrada lateralmente cinco vezes para formar uma secção transversal genericamente triangular na sua porção superior, incluindo uma ranhura aberta (124) em cujo interior se ajustam as abas (126) da viga (122). As duas extensões (128) do suporte (122) podem ser tão compridas ou tão curtas quanto necessário, para permitir o espaçamento apropriado entre o esteio (120) e a viga (122). Os parafusos (130), ou outros meios de fixação, são usados para fixar o esteio (120) no interior do suporte.(118). O esteio (120) não precisa de estar realmente suspenso da viga (122), podendo simplesmente ser suportado na sua extremidade superior, pela viga (122) e o suporte (118). O suporte (132) representado na fíg. 15 é usado para fixar materiais de construção (não representados) dentro do espaço (134) a uma viga (não representada), cuja parte superior se ajusta no interior da secção (136). genericamente triangular, semelhante a relação entre a viga e o ligador representados na fig. 14. O suporte (132) é formado da mesma maneira geral que outros suportes. O espaço (134) pode ser aumentado para aceitar um esteio, de madeira ou de outros materiais, podendo cravar-se um fixador (não representado) através das extensões (138), para fixar o material no ligador (132), semelhante ao representado na fig. 14. A junta de extremidade (140) de acordo com um aspecto da presente invenção, ilustrada na fig. 16, pode ser uma peça de ligação separada ou pode ser uma extremidade modificada de uma viga completa, que permite que uma viga seja fixada directamente perpendicular a uma segunda viga. Aqui, está representada como uma peça de ligação separada. A união de extremidade (14) tem a mesma construção que a viga básica (como na fig. 2). Fazem-se cortes longitudinais ao longo dos cantos inferiores (142, 143) do triângulo e retiram-se as porções das abas acima do triângulo. As palas laterais (144, 145) são afastadas, por dobragem, da base (146) ampliada, segundo o mesmo ângulo que o lado de uma viga. Aqui, a viga (148), representada a tracejado, ilustra a relação entre as palas laterais dobradas para trás e o lado da viga a que se fixa a união de extremidade (140). A base (146) prolongada suporta o fundo (base) da viga (148), enquanto as palas laterais (144) e (145) contactam com o lado (150) da viga (148). Podem cravar-se fixadores (não representados) através da base (146) e das palas laterais (144) e (145) para o interior da viga (148) para fixar firmemente a união de extremidade (140) perpendicular ao lado da viga (148). Na extremidade oposta da união de extremidade (140) não está representada qualquer viga, mas as palas (144’) e (145’) e a extensão da base (146) estão prontas para ser ligadas a uma outra viga, que ficará então paralela à viga (148). A união de extremidade representada na fig. 17 pode ser formada, ou num ligador separado, ou na extremidade de uma viga. Aqui, a união está representada formada na extremidade da viga (152) que deve ser fixada perpendicularmente à viga (154). Para formar a união, corta-se uma viga básica com um corte longitudinal (158) no centro da base (156), numa distância aproximadamente igual à altura da viga (154). Junto da parte inferior do corte, dobram-se os cantos (157), afastando-se 18 18

da base (156), para criar uma abertura triangular correspondente à secção transversal da viga (154), com as palas (153) encostadas aos lados (161) da viga (154).

Faz-se um segundo corte (159), lateralmente, através das duas abas (160) e dobram-se os cantos (162) para fora, para criar uma abertura triangular correspondente à secção transversal da viga (154), com as palas (163) encostadas aos lados (161) da viga (154). Monta-se a viga (152) para baixo, na viga (154), garantindo que as abas (164) assentem completamente no interior do corte (158). Os ligadores (165) podem ser cravados através das palas (153) e (163) e no interior dos lados (161).

As fig. 18 e 19 ilustram uma outra união para fixar a extremidade de uma viga na parte superior de outra. Esta união difere da da fig. 17 por as abas das duas vivas não se encontrarem. Em vez disso, as abas da viga às quais a viga (170) deve ser unida são mseridas em ranhuras (174). As ranhuras (174) são formadas por corte longitudinal, a partir da extremidade da viga para o interior dos lados (170) e dobrando os cantos das ranhuras (174) para trás, para criar palas (176) e (178). As palas (176) e (178) são dobradas para trás, para criar uma abertura triangular, com dimensões correspondentes à secção transversal triangular de uma viga básica, tal como a representada na fig. 2. Uma vez a união ajustada na viga à qual deve fixar-se a viga (170), podem cravar-se fixadores (não representados) através das palas (176) e (178) no interior dos lados da viga adjacente, para proporcionar uma forte ligação entre as vigas.

As fig. 20 e 21 representam uma escora de suporte (180), que pode ser usada para aumentar a resistência de uma estrutura com comprimentos aumentados de vigas. A escora (180) é uma tira de metal com extremidades (182) em forma de L. 19 19

que se enrolam em tomo das vigas (184) e (186) e sâo fixadas em cada uma das vigas, geralmente situadas mais ou menos a meio, entre as extremidades das vigas. A fig. 20 ilustra uma secção de armação na qual as vigas de acordo com a invenção proporcionam as porções que se estendem verticalmente (vigas (184) e (186)) fixadas num esteio de madeira 2x4 (188), na base, por uma união (192), como na fig. 9. Nos topos das vigas está fixada uma terceira viga metálica (190), que é fixada utilizando uma união de extremidade (194), como na fig. 17.

Nas formas de realização preferidas, a largura da base do triângulo (10) de uma viga é comparável à de um esteio dois-por-quatro, de modo que qualquer coisa que necessitasse de suporte a partir da borda de um esteio, tal como um painel de parede, contraplacado ou material de cobertura, seria analogamente suportado pela viga (2). Analogamente, onde atrás se descrevem ligadores especializados para utilização com esteios de madeira, as vigas da invenção podem substituir o esteio. Podem cravar-se pregos ou outros ligadores, através de qualquer lado do triângulo (3) para fixar o material que deve ser suportado. Outros materiais de construção podem também inserir-se entre as abas (4) e (6) e no interior de uma viga. Por exemplo, pode inserir-se um esteio dois-por-quatro, expandindo o triângulo para proporcionar uma superfície de madeira para os pregos. .Analogamente, podem também inserir-se no interior da viga materiais plásticos ou materiais de construção compósitos. Onde for apropriado, podem usar-se vigas de dimensões diferentes, maiores ou menores que as dimensões de uma típica 2x4. A combinação de vigas ilustrada na fig. 25 é uma alternativa ao esteio de madeira 2x4 (ou outra viga de construção de madeira normalizada), que possua características que permitam a ligação directa de outros materiais de construção.

Esta “2x4 de metal” é formada a partir de duas vigas triangulares (220) e (222) dobradas assimetricamente, com pernas (221) e (223) que se estendem dos vértices, para formar uma superfície plana (226) comparável às bordas de 50,8 mm (2”) de um esteio de madeira 2x4, no qual podem cravar-se ligadores para suportar outros materiais de construção. As duas vigas (220) e (222) são unidas uma à outra por um ligador (228) com a forma geral de um L, que é fixado na aba interior (230) de cada viga, por soldadura ou qualquer outro meio de fixação (as soldaduras estão representadas, mas sem referência). Para a fixação de materiais de construção ao lado mais largo da viga, podem cravar-se fixadores através das bases (232) e (234) dos dois triângulos. Como exemplo da utilização dos “2x4 metálico”, ele pode ser usado para substituir o esteio de madeira (84) ilustrado na iíg. 10. A perna (221) do “2x4 metálico” seria fixado por fixadores na extensão (77), podendo introduzir-se parafusos através do apêndice de extremidade (82) para o interior da base (232). O material de que são feitas as vigas e os vários suportes pode ser adaptado para se ajustar aos requisitos do projecto da construção Pode usar-se aço moldado a frio, desde o calibre 24 ao calibre 8, bem como outros metais, como alumínio, titânio e numerosas ligas de aço. Para a maioria dos tins de construção, será provavelmente escolhido o aço como material.

Os suportes atrás descritos permitem a formação de virtualmente qualquer ângulo necessário para a construção de uma estrutura, sem necessidade de fazer cones angulares nas extremidades das vigas. Isso tem particular importância quando o nivel de treino do pessoal da construção for tal que esses cortes seriam a causa de erros frequentes

As vigas, os suportes e o processo de montagem de acordo com a invenção podem substituir os esteios dois-por-quatro tradicionais das estruturas, bem como as vigas por cima de portas e janelas e um qualquer número de aplicações em que tradicionalmente é usada a madeira. As vigas I reais podem ser formadas unindo duas vigas entre si ao longo de todo o seu comprimento, usando uma chapa de ligação comprida, o que permite que o sistema da presente invenção seja também usado como substituto das estruturas metálicas tradicionais. O sistema de vigas de aço leve é pouco dispendioso na fabricação e tão fácil de montar e manusear como a construção de madeira tradicional. A utilização de vigas de aço como alternativa da madeira dirige-se a um resultado que teve um impacto importante na indústria da construção, proporcionando um material de elevada qualidade e amigo do ambiente. Além disso, as vigas de aço são imunes a muitos dos problemas da construção de madeira, visto não ter de se contar com danos produzidos pelos insectos nem com o apodrecimento.

Será evidente que há outras formas de realização, não ilustradas anteriormente, mas que são evidentemente incluídas no escopo da presente invenção. A descrição e os desenhos anteriores destinam-se portanto apenas a ser um exemplo e o escopo da invenção será limitado apenas pelas reivindicações anexas.

Lisboa, 30 de Outubro de 2000

Claims

Reivindicações 1 Sistema de construção metálica leve, com uma pluralidade de vigas, sendo cada viga (2) formada a partir de uma só peça de chapa metálica, dobrada longitudinalmente ao longo de quatro linhas paralelas (12; 14; 16, 18), para formar uma secção transversal triangular (10), com uma base, dois lados e duas abas (4, 6), correspondendo uma aba a cada um dos lados e estendendo-se a partir de um vértice (8) da secção transversal triangular (10) e com uma altura menor que o comprimento de cada lado, tendo a viga (2) um primeiro comprimento, uma superfície interior da viga e uma superfície exterior da viga, tendo cada uma das superfícies interior e exterior cinco segmentos planos, definidos pela base, os dois lados e as duas abas (4; 6); uma pluralidade de ligadores (63; 78, 118, 132), para ligar uma primeira viga (122) da pluralidade de vigas a um material de construção (84, 120) que tem um segundo comprimento e uma pluralidade de superfícies exteriores planas, tendo cada ligador (63; 78, 118; 132) da pluralidade de ligadores (63; 78; 118; 132) um ponto de ligação (64; 68; 76, 77, 81, 82, 86; 128; 138) com o material de construção; e uma pluralidade de meios de fixação (130) para fixar a pluralidade de ligadores (63; 78; 118; 132) ao material de construção (84; 120) no ponto de ligação (64; 68; 76; 66. 81, 82, 86; 128: 138), tendo o ponto de ligação (64; 68; 76, 77, 81, 82, 86; 128; 136) uma largura de ligação muito menor que cada um dos primeiro e segundo comprimentos, de modo que existe um espaço entre a primeira viga e o material de construção, excepto no ponto de ligação (64; 68; 76, 77, 81, 82, 86; 126; 138), sendo o sistema de construção metálica leve caracterizado por pelo menos um, da pluralidade de conectores (63; 78: 118; 132), ser uma união de extremidade (63; 78), formada por pelo menos um cone longitudinal numa extremidade da primeira viga. Ί criando ο pelo menos um cone longitudinal uma abertura de união (64; 76, 77), adaptada para permitir que a extremidade da primeira viga (64; 68; 77. 86; 76, 81) contacte em pelo menos duas superfícies exteriores planas do matenal de construção (84; 120) com pelo menos um dos cinco segmentos planos da primeira viga.
2. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pluralidade de ligadores (63; 78, 118, 132) incluir, além disso, uma pluralidade de suportes (118, 132) para ligar pelo menos uma das vigas (122 ) a um material de construção (120), compreendendo cada suporte (118; 132) uma tira de chapa metálica que tem pelo menos uma dobra lateral (124; 136), para adaptar a tira a pelo menos dois dos segmentos planos da superfície exterior da viga e pelo menos uma extensão (128; 138) para se encostar a pelo menos duas superfícies planas exteriores do material de construção.
3. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o suporte (118; 132 ) ter três dobras laterais para adaptar a tira às pelo menos duas superfícies planas exteriores do material de construção (120).
4. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o suporte (118; 132) ter ainda duas extensões alongadas (128; 132), com um espaçamento entre as mesmas para vencer uma largura do material de construção (120).
5. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1. caracterizado por a pluralidade de ligadores incluir ainda uma pluralidade de ligadores telescópicos triangular (20; 30; 43, 45, 47; 62) destinando-se cada ligador telescópico triangulares (20; 30; 43. 45. 47; 62) a unir topo-a-topo duas vigas (2, 2’) da pluralidade de vigas. J
6. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o ligador telescópico triangular (30; 43, 45, 47) ser dobrado segundo um certo ângulo (32, 34; 42. 44, 46).
7. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material de construção ser uma segunda viga (154) da pluralidade de vigas e a união de extremidade (152) compreender um corte longitudinal (158), na base (156), com os dois lados (163) e as duas abas (160, 162) dobradas para fora. a partir do vértice, para se adaptarem aos dois lados (161) da segunda viga (154).
8. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material de construção ser uma segunda viga (148), da pluralidade de vigas. e a união de extremidade (140) compreender um corte longitudinal ao longo de cada canto (142. 143) entre a base (146) e os dois lados (144, 145), com os dois lados (144, 144'. 145, 145’) dobrados para fora a partir do vértice, para se adaptarem à base e a um dos dois lados (150) da segunda viga (148).
9. Sistema de construção metalica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material de construção ser uma segunda viga, da pluralidade de vigas, e a união (170) compreender um corte longitudinal (174) em cada um dos dois lados (176, 178), sendo os dois lados (176. 178) dobrados e afastados do corte longitudinal (174), para se adaptar aos dois lados e às suas duas abas correspondentes da segunda viga.
10. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material de construção ser um esteio de madeira e a união de extremidade (63) compreender um corte longitudinal (63), ao longo de cada canto. 4 entre a base e os dois lados e um corte lateral (66) através dos dois lados e da duas abas, para retirar uma secção de cada lado e as suas duas abas correspondentes da primeira viga (63).
11. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a base (64) ser dobrada (67) lateralmente segundo um ângulo de 90°, a uma distância do corte lateral (66) correspondente à largura do esteio de madeira.
12. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material de construção ser um esteio metálico com uma secção transversal substancialmente rectangular e a união de extremidade (63) compreender um corte longitudinal (63), ao longo de cada canto, entre a base e os dois lados, e um corte lateral (66) através dos dois lados e das duas abas, para remover uma secção de cada lado e as suas duas abas correspondentes da primeira viga (63).
13. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado alem disso por se proporcionarem meios de reforço da viga, compreendendo os meios de reforço da viga dois cortes laterais através de uma das abas (114, 116) para formar um segmento da aba (112). sendo o segmento (112) da aba dobrado através da outra aba (116) da viga.
14. Sistema de construção metálica leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado alem disso por se proporcionarem meios de reforço da viga, compreendendo os meios de reforço da viga dois cortes com a forma geral de um U (204), em cada uma das abas (200, 201), para formar uma lingueta (202) numa das abas (200) que é empurrada através do corte com a forma geral de um U (204), na outra aba (201), e dobrada através da superfície exterior da outra aba (201).

Λ /
15. Sistema de construção metalica leve de acordo com a reivindicação 1. caracterizado ainda por se proporcionar um meio de reforço da viga, compreendendo o meio de reforço da viga uma pluralidade de ranhuras longitudinais (210) formadas na base (214) e nos lados (212) da viga. Lisboa, 30 de Outubro de 2000

.·# ·ί·> Resumo “Sistema de asnas e armações metálicas leves” O sistema de construção de metal leve começa com uma viga (2), formada por uma só peça de chapa de aço, moldada a frio, ou outro metal em chapa, que é dobrada longitudinal mente ao longo de quatro linhas, para formar uma secção transversal triangular, com duas abas (4, 6), uma ao lado da outra, que se estendem a partir do seu vértice. As extremidades das vigas podem ser modificadas para formar juntas, que são usadas para ligar entre si duas vigas ou ligar uma viga a outro material de construção. Suportes (20), formados por tiras de aço ou de outro metal, são dobrados para se adaptar às superfícies exteriores das vigas ou outros materiais de construção, para fixar as vigas a outras vigas ou a outros materiais de construção. Utilizam-se meios de fixação (40) para fixar firmemente as juntas e os suportes às vigas e aos outros materiais de construção. Figuras 2 e 3