PT79575B

PT79575B - 54) Epígrafe: estrutura estável construída por elementos tubulares e cabos préesforçados

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Publication number: PT79575B
Application number: PT198479575A
Authority: PT
Original assignee: Americo Ambrosio Henriques Da Trindade
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1986-08-05
Also published as: PT79575A; GB8520047D0; ES8801856A1; FR2573848B1; GB2167781A; ES549463A0; FR2573848A1; BR8505959A; US4727696A

Description

DESCRIÇÃO

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

N.° 79 575

REQUERENTE: AMIÍRICO AMBR0SIO HENRIQUES DA TRINDADE,

português, engenheiro civil, residente na Rua Jacinta Marto, 8-5⁹· Esq®., 1100 Lisboa

EPÍGRAFE: «ESTRUTURA ESTÁVEL CONSTITUÍDA POR

ELEMENTOS TUBULARES E CABOS PREESFORÇADOS"

INVENTORES:

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4? da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

INPI. MOO. 1,3 RF ,8732

Memória descritiva referente à pater

•te de invençSo de AMÉRICO AMBRÓSIO HENRIQUES DA TRINDADE, português, en genheiro civil, residente na Rua Ja_ cinta Marto, Ô-5®· Esq^fi., 1100 Lis_ boa, para "ESTRUTURA ESTÁVEL CONSTI TUÍDA POR ELEMENTOS TUBULARES E CABO5

PRÉESFORÇADOS".

ACAM .

Memória descritiva

A presente invençSo refere-se a uma estrutura es_ tável constituída por elementos tubulares e cabos próesforça_ dos ou outi*os elementos tensores, mais especialmente a estrutu ras deste tipo que podem ser usadas como coberturas nas mais variadas aplicações e condições.

Mais específicamente, a estrutura segundo a presen te invençSo destina-se a ser utilizada na cobertura de espaços de qualquer natureza, com áreas e vSos de quaisquer dimensões práticas, de uma maneira simples, rápida, económica, bem como com a possibilidade de recuperação completa dos materiais, no caso de se tratar de coberturas temporárias.

A ideia que está na base da presente invençSo á fundamentalmente a criaçSo de uma estrutura que inclua simultâ neamente elementos de cobertura própriamente ditos e os respec tivos elementos de suporte, em oposição às coberturas usuais

nas quais há a considerar, na sua aplicação, separadamente aqueles dois tipos de elementos. De acordo com a presente in_ venção, pode construir-se uma tal cobertura utilizando como elementos de suporte cabos práesforçados ou outros elementos tensores e como elementos de cobertura elementos tubulares,pro vidos de furos atravás dos quais passam os cabos de suporte nu ma direcção perpendicular à direcção longitudinal dos elemen_ tos tubulares.

A maneira mais simples de obter uma tal estrutura consiste em utilizar elementos tubulares, por exemplo circula__ res, cujos furos destinados à passagem dos cabos se situam nas extremidades de um mesmo diâmetro da secção do elemento tubula;' Essa solução tem no entanto que ser rejeitada, dado que a es_ trutura obtida não á uma estrutura estável, como se pretende e á conveniente e, em alguns casos, indispensável. Na realidade, como se ilustra na fig. 2, a utilização de um cabo único monta do nas condições atrás indicadas conduziria a uma estrutura em que, a qualquer transformada de uma configuração de raio (R), corresponde uma configuração sempre com o mesmo perímetro (P).

A utilização de um cabo único, mas passando pelos elementos tubulares atravás de furos dispostos de maneira ex_ cêntrica tambám não conduz a um resultado satisfatório, dado que o práesforço do cabo conduz à deformação de uma dada confi guração apenas num sentido. Mas a utilização de dois cabos ass£ ciados, atravessando os elementos tubulares segundo cordas da secção dos ditos elementos tubulares situadas de lados opostos de um mesmo diâmetro, conduz a uma estrutura em que o práesfor ço dos cabos têm efeitos opostos e, devido ao equilíbrio desses: efeitos, permite obter configurações estáveis da estrutura.

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Este facto está ilustrado esquemáticamente na fig.l, que mostra que a deformação do conjunto de dois cabos com con_ figurações de raios (R·^) e (R^), a que correspondem perímetros (Ρχ) e (P2) conduz a transformadas com raios (R^) e (R^) com perímetros (Pg e P^) diferentes, respectivamente.

Por conseguinte o objecto da presente invenção á uma estrutura estável constituída por elementos tubulares e ca_ bos de suporte práesforçados, na qual os elementos tubulares são dotados, em pontos apropriados do seu comprimento, com dois pares de furos adequados para dar passagem aos cabos práesforça dos de suporte, estando os furos de cada par situados nas extre midades de uma corda da secção transversal do elemento tubular e estando as citadas cordas correspondentes aos dois pares de furos situadas de lados opostos de um mesmo diâmetro da secção transversal, caracterizada por a referida estrutura ser uma es_ trutura autoportante estável, cuja forma estática á determinada pelos comprimentos relativos dos dois cabos práesforçados de ca da par.

Os elementos tubulares são elementos de preferéncL a todos iguais, feitos de qualquer material apropriado para as funções a desempenhar em cada caso (funções de cobertura ou ou_ tras) e, por meio de cabos de suporte enfiados nos respectivos furos e convenientemente práesforçados, podem ser associados pa ra obter formas diversas inicialmente instáveis, mas que se tor nam estabilizadas após o práesforço dos cabos.

0 número de pares de cabos, o seu afastamento na direcção longitudinal dos elementos tubulares e as dimensões destes elementos tubulares serão em cada caso objecto de cálcu_ lo de estabilidade.

Os elementos tubulares podem ter formas diferentes da circular: por exemplo elípticos ou mesmo de fornias não redon das que permitam o encosto perfeito entre os elementos tubula__ res adjacentes na estrutura.

A obtenção da área de cobertura desejada consegue-se, na direcção em que se estendem os cabos, pelo enfiamento de um número de elementos tubulares, com um diâmetro dado, em cabos com as dimensões apropriadas; na direcção perpendicular, associando o número necessário de elementos tubulares, ligando-os entre si, dotando cada secção de elementos tubulares com os respectivos cabos de suporte.

Um aspecto importante da presente invenção reside no facto de ser possível a utilização de estruturas estáveis do tipo indicado, isoladamente ou em associações apropriadas, nas mais variadas aplicações e com as finalidades mais diversas.

Assim, por exemplo, utilizando segundo a presente invenção como elementos tubulares tubos de um material transpa_ rente, com furos nos próprios elementos tubulares de cobertura para a passagem dos cabos, podem construir coberturas para as estufas usadas na agricultura, simples, duráveis, fáceis de mon tar e desmontar e recuperáveis.

É igualmente possível a construção de coberturas destinadas a espaços absolutamente resguardados da chuva, in_ eluindo, por exemplo, abrigos para paragens de autocarros. Nes_ se caso, os cabos de suporte não atravessam os próprios elemen_ tos tubulares, o que traria problemas de vedação estanque nos furos de passagem. Serão utilizados componentes tubulares espe

• ciais, providos de furos para a passagem dos cabos de suporte - e nos quais se introduzem de maneira estanque as extremidades

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dos elementos tubulares da cobertura prápriamente dita, que ven cem os vãos entre as diferentes fiadas de cabos de suporte da estrutura. 0 funcionamento desta variante da cobertura segundo a presente invenção baseia-se no tensionamento equilibrado dos cabos de suporte para obter a configuração desejada, sendo por_ tanto idêntico ao já descrito, ϊ importante notar a seguinte circunstância vantajosa das coberturas feitas com as estruturas segundo a presente invenção, referente à montagem das mesmas: essa montagem não exige a utilização de qualquer andaime ou ar_ mação análoga; os elementos tubulares que constituem a estrutu_ ra são adequadamente assentes e montados no solo, os cabos são enfiados e a elevação da cobertura á feita por tensionamento dos referidos cabos. Caso se mostre ser necessário, pode melho_ rar-se a impermeabilização da cobertura, tratando conveniente_ mente as juntas dos diversos elementos tubulares.

Numa variante aperfeiçoada, os elementos tubulares utilizados podem ser adaptados para captar a energia solar, uti lizável no edifício.

Uma outra aplicação das estruturas segundo a presen te invenção á como ponte, construida sem a necessidade de qual_ quer andaime, estendendo os cabos de suporte, enfiados nos ele_ mentos tubulares, entre as duas margens a ligar e fazendo o seu tensionamento. Dentro do mesmo princípio podem igualmente cons truir-se, por exemplo, passagens elevadas para peães.

A estrutura segundo a presente invenção pode ainda ser utilizada suspensa, em posição vertical, com ou se compo__ nentes tubulares para enfiamento dos elementos tubulares, em vários casos de aplicação, nos quais sejam vantajosas as suas características. Entre outras mencionam-se·as seguintes aplica

-5ções:

- Como escadas de emergência: os cabos de suporte são suspensos de duas consolas colocadas a uma certa distância, atravessam furos existentes em componentes tubulares especiais de suporte e os elementos tubulares que constituem os degraus da escada são enfiados em componentes especiais de suporte se_ parados por distâncias correspondentes ao passo dos degraus.

- Como coberturas de protecção de fachadas e de em penas, durante a realização de determinadas obras, em edifícios neste caso, a estrutura é idêntica à anterior mas utilizam-se elementos tubulares de cobertura enfiados em todos os componen_ tes tubulares de suporte.

- Como estores: estrutra idêntica à anterior.

Estruturas análogas, mas montadas horizontalmente,

podem ser utilizadas para cobertura de piscinas durante os pe_ ríodos de não utilização das mesmas, com a cobertura fora do contacto com a água e permitindo a passagem pela mesma.

Finalmente pode ainda pensar-se na utilização de estruturas segundo a presente invenção para a construção de ca_ sas e outros recintos fechados com várias configurações.

Uma característica da presente invenção consiste no facto de ser constituída por um pequeno tipo de elementos dife_ rentes, simples e que podem ser fabricados em grandes séries, portanto económicamente.

Para melhor ilustrar a presente invenção, descrevem -se a seguir, a título de exemplo, não limitativo, algumas das suas formas de realização, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1 β a fig. 2, diagramas que ilustram o prin_

-6cípio em que se baseia a presente invenção;

A fig. 3, esquemáticamente, uma estrutura segundo a presente invenção utilizada na construção de uma estufa;

A fig· 4, uma estrutura segundo a presente invenção utilizada na construção de uma cobertura que exige uma imper__ meabilização perfeita;

A fig· 5, uma estrutura segundo a presente invenção, dupla, utilizável para cobrir grandes vãos;

A fig. 6, uma combinação de estruturas segundo a presente invenção, utilizada na construção de uma ponte;

A fig. 7, uma combinação de estruturas segundo a presente invenção, utilizada na construção de um recinto fecha do;

A fig. 8, uma estrutura segundo a presente invenção, utilizada na construção de um passadiço ou ponte simples entre duas margens;

A fig. 9, uma escada vertical suspensa construída com uma estrutura segundo a presente invenção;

As fig. 10 β 11, exemplos de outras construçães fei tas de acordo com a presente invenção, nas quais os elementos tubulares têm uma configuração por exemplo circular;

A fig. 12, uma estrutura segundo a presente invenção, com elementos tubulares de secção transversal triangular;

A fig. 13, uma estrutura segundo a presente invenção, com elementos tubulares de secção rectangular; e

A fig. 14, uma estrutura segundo a presente inven_ ção utilizada na construção de lajes planas de betão, sem vigao suportada pelos cabos de suporte da estrutura·

Fazendo referência agora pormenorizada aos desenhos.

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na fig. 3 está representada uma estrutura segundo a presente invenção, utilizável na cobertura de uma estufa, constituida por elementos tubulares (1), providos de pares de furos (3,3') atravás dos quais passam os cabos de suporte (2,2'). Como se indica por meio de setas, estes cabos são tensionados e, de acordo com a tensão aplicada a cada um dos cabos (2) e (2^Z), eles tomam configurações com raios (Rq) e (R2), respectivamen_ te, donde resulta uma configuração estável determinada da es_ trutura.

Os elementos tubulares (1) são, neste caso de apli__ cação, transparentes.

Na fig. 4, a estrutura destina-se a uma cobertura impermeável, não devendo por isso os elementos tubulares (1) ser perfurados. Os cabos de suporte (2,2') são agora introduzi dos atravás de componentes de suporte especiais terminais (4) e intermédios (5), nos quais se prevêm neste caso os pares de furos (6,6⁷). Os elementos tubulares (1) da cobertura, que não apresentam qualquer furação, são enfiados nos componentes espe ciais de suporte (4,5) e suportados pelos mesmos.

0 componente especial tubular terminal (4) á um ele mento cilíndrico com uma parte (7) de maior diâmetro, que con_ tám os pares de furos (6,6') para a passagem de cabos (2,2'), com um diâmetro igual ao diâmetro exterior dos elementos tubu_ lares (1), e uma parte mais estreita (8), na qual se enfiam os elementos tubulares (1) e cujo diâmetro á igual aproximadamen_ te ao diâmetro interior destes elementos (1).

Na fig. 5 está ilustrada a aplicação da estrutura segundo a presente invenção na cobertura de grandes vãos, que podem exigir a utilização de estruturas duplas, como a repre__

-6sentada, ou mesmo triplas.

Na fig. 6, ilustra-se esquemáticamente a utilização de estruturas (Ep E^) segundo a presente invençSo na cons_ truçSo de uma ponte especial entre duas margens (9) e (10).

Na fig. 7 está representada esquemáticamente uma combinação de estruturas segundo a presente invenção na constru_ ção de um recinto fechado. As paredes são formadas pelos elemen tos tubulares (1) das estruturas, encaixadas em compônentes de suporte especiais (11) de configuração e estrutura semelhante à dos componentes de suporte (4) da fig. 4.

A fig. 8 ilustra a utilização de uma estrutura se__ gundo a presente invenção para a construção de um passadiço ou ponte simples entre duas margens. Esta construção á extremamen_ te simples: a estrutura á montada num dos lados, os cabos são amarrados desse lado, faz-se a travessia do vão a vencer puxan_ do os cabos pela outra extremidade e faz-se depois o seu tensio namento e amarração na outra margem.

Na fig. 9 está representada uma estrutura segundo a presente invenção, que inclui componentes tubulares de supor_ te (12), análogos aos componentes tubulares terminais (4) da fig 4, suspensa de consolas (13). Nesta variante, a estrutura pode ser utilizada como escada vertical, cujos degraus são ele_ mentos tubulares (1) enfiados em componentes de suporte (12) convenientemente separados, ou como estore ou cobertura de pro__ tecção (por exemplo de fachadas e empenas de edifícios durante a execução de certas obras nos mesmos), se se enfiarem elementoa tubulares (1) em todos os componentes de suporte (12).

Nas fig. 10 e 11, os elementos tubulares (1) têm, por exemplo, a configuração circular e, solidarizados por cabos

_-U

práesforçados de acordo com o princípio da presente invenção, permitem a construção de recintos fechados com configurações e aplicações diversas.

Na fig. 12 representa-se esquemáticamente uma estru tura segundo a presente invenção cujos elementos tubulares têm a secção triangular, podendo dar-se à estrutura como á óbvio uma directriz rectilínea ou curva.

Na fig. 13, exemplifica-se uma estrutura em que os elementos tubulares têm a secção rectangular.

Na fig. 14 representa-se urna aplicação particular de uma estrutura do tipo indicado na fig. 14, na qual os eleme£ tos tubulares constituem elementos a betonar (14) utilizados na construção de uma laje sem vigas, plana, cujos elementos de suporte são os cabos de suporte práesforçados (2,2^z) da estru_ tura segundo a presente invenção; esta estrutura á montada pre viamente numa cofragem de suporte horizontal e o betão vasado sobre o conjunto.

A título exemplificativo dá-se finalmente uma lista de aplicações das estruturas segundo a presente invenção:

1. Como coberturas de espaços com vãos de dimensões várias em duas direcções (campos desportivos, piscinas, estádios exposições, esplanadas, estações de serviço, protecção de terrt nos de construção durante as escavações, protecção de espaços onde se proceda a demolições por implosão, etc.

2. Elementos de protecção verticais para fachadas, empenas, etc.

3. Passagens de peões, passadiços, pontes, etc.

4. Como cofragem de suporte de lajes de betão armadc

5· Como escadas verticais.

6. Como tectos falsos.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

- I^a Estrutura estável constituída por elementos tubula__ res e cabos de suporte práesforçados, ou outros elementos ten_ sores caracterizada por os elementos tubulares (1) estarem pro vidos, em pontos adequados do seu comprimento, de dois pares de furos (3,3 que permitem a passagem dos cabos de suporte (2,2 ^z), estando os furos de cada par situados nas extremidades de uma corda da secção transversal do elemento tubular e estan do as citadas cordas correspondentes aos dois pares de furos situadas de lados opostos de um mesmo diâmetro da secção trans versai, constituido o conjunto uma estrutura estável cuja for_ ma estática á determinada pelos comprimentos relativos dos doi£ cabos práesforçados de cada par.

- 2a Estrutra de acordo com a reivindicação 1, caracteri zada por os elementos tubulares (1) serem de preferência elemeji tos iguais fabricados em sárie, de qualquer material adequado para as funções que têm que desempenhar em cada caso.

- 3^a Estrutra de acordo com a reivindicação 2, caracteri zada por os referidos elementos tubulares (1) serem feitos de material transparente.

- 4^a Estrutra de acordo com a reivindicação 2, caracteri zada por os referidos elementos tubulares (1) estarem adaptados para captação da energia solar.

- 5^a Estrutra de acordo com a reivindicação 1, caracterj.

-11zada por os elementos tubulares (1) terem uma secção transver_ sal circular, elíptica ou qualquer forma nâo redonda que permi ta o encosto perfeito dos elementos tubulares adjacentes.

- 6^a Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracte_ rizada por os furos de passagem dos cabos de suporte serem pre vistos em componentes especiais de suporte, nos quais se encaò. xam os elementos tubulares (1), que neste caso nâo apresentam qualquer furação, permitindo assim a construção de estruturas de cobertura completamente estanques.

- 7^a Estrutura de acordo com as reivindicações anteriore caracterizada por ser constituída por várias secções análogas, colocadas em paralelo, em número suficiente para permitir a co bertura de espaços com vãos de qualquer dimensão na direcção perpendicular aos cabos de suporte, sendo os tubos de secções adjacentes eventualmente interligadas por componentes de encaixe especiais.

- 8^a Estrutra de acordo com a reivindicação 1, caracteri zada por ser utilizada como cobertura, na qual os elementos tu bulares desempenham as funções de elementos de cobertura e os cabos a função de elementos de suporte.

- 9^a Estrutra ou combinações de estruturas de acordo com a reivindicação 1, com configurações apropriadas para ser uti_ lizadas como pontes, passadiços, recintos fechados, protecções

de fachadas e empenas de edifícios durante a execução de obras escadas de emergência verticais, cobertura de piscinas, cofra

-12gens de suporte de lajes de betão armado e outras aplicações análogas.

-10 a Processo para a constituição das estruturas de acor do com a reivindicação 1 na construção de coberturas e estrutu ras análogas, caracterizado por se montarem os elementos da es trutura ligados uns aos outros no solo e se elevar o conjunto da cobertura por meio de práesforço dos cabos de suporte, sem a necessidade de quaisquer estruturas de andaime ou cimbre.