PT82933B - Ancoragens flexo-traccionadas para elementos estruturais - Google Patents

Description

MaJOS ESTRUTURAIS

São inúmeras as situações, sobretudo em engenharia civil em que é necessário fixar elementos estruturais a um substrato, como seja, por exemplo, um terreno de consistência média.

,É o caso por exemplo da fixação de docas ou tanques ao ter reno de fundação para impedir a sua elevação, é o caso por exem pio da fixação de muros de suporte a terrenos, é o caso por exem pio da execução dos muros de caves em prédios, etc-, etc.. São, como já se referiu, diversas as situações.

As ancoragens existentes ou se destinam à aplicação em rocha e têm metodologia própria, ou se destinam à fixação em solos com uma certa consistência e são constituídas por elementos flexíveis tirantes” (sem grande consistência à flexão e compressão).

As ancoragens deste tipo exigem, consequentemente, um processo de cravação alheio à ancoragem e esta só tira partido da sua capacidade de ser traccionada.

facto é que os terrenos envolventes permitem combinar tam bem nas ancoragens efeitos de flexão e corte que podem estes, só por si, em caso extremo, garantir o equilíbrio das peças a sustentar.

presente invento proporciona uma ancoragem que e por um lado cravável” num substrato (terreno) como um prego” tirando partido da sua resistência à compressão e flexão e, por outro, combina os efeitos de tracção, flexão e corte nas situações de arranque.

Tirando partido desta tripla possibilidade conseguem-se an_-coragens mais eficientes e menos compridas.

Nas ancoragens tipo tirante a capacidade de suporte depen, de de um único efeito, o de tracção, e apresentam em consequência grandes comprimentos o que, além do seu elevado custo relati vo e do processo de execução difícil, envolve uma ocupação dos terrenos vizinhos, o que nem sempre é passivo, constituindo pelo contrário aspectos significativamente negativos, e isto quer se

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trate de terrenos com destino habitacional, agrícola ou outro.

A criação de ancoragens que combinem, simultaneamente efei_ tos de flexão e tracção, permite uma redução muito significati va daqueles inconvenientes o que, acrescido ao facto de poderem, ser cravadas com meios correntes, por exemplo, máquinas que dis, ponham de baldes, martelos vibradores, martelos ou marretas manuais, etc., lhes confere ainda vantagens acrescidas em inúmeras situações. Tirando partido da sua resistência à compressão apresentam outras inúmeras utilizações como, por exemplo, mini-estacas”.

A ancoragem do presente invento é constituída por materiais correntes e económicos, o que constitui outra vantagem, e são, além do mais, de execução fácil. Sao constituídas por meios que trabalham, à flexão, à tracção e à compressão materializados por um tubo metálico, ou de outro material com propriedades elásticas e resistentes apropriadas e de diâmetro, espessura e comprimento de acordo com as necessidades de resistência, por meios de cons£ lidação da ancoragem. materializados por um varão metálico que corre no interior do referido tubo e que leva na extremidade per furante um dispositivo normalmente anelar, e que para simplifica ção se designará por dispositivo anelar, cuja forma é sensivelmente cilíndrica e a uma distância pequena da extremidade perfurante para facilitar a sua penetração no substrato, destinando-se o dito dispositivo anelar à formação de um vazio no substrato e alternativamente por meios de incrementação e guia, implantados no dito varão, a uma distância predeterminada do dito dispositivo anelar para incrementar o dito vazio e guiar o dito dis positivo anelar na trajectória de penetração mais adequada, e meios de solidarização dos meios que trabalham à flexão e à trac ção com os meios de consolidação da ancoragem·

A Figura 1 representa uma concretização preferida do invento em qu.e:

(a) é uma vista esquemática em alçado da ancoragem, (b) é uma vista em corte longitudinal da ancoragem, (c) é uma vista esquemática do tubo de ancoragem,

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(d) é uma vista esquemática do conjunto de consolidação da ancoragem.

A Figura 2 representa uma vista esquemática e em corte par ciai da ancoragem após cravação e consolidação num substrato.

A Figura 5 representa uma segunda concretização do invento. A Figura 4 representa uma terceira concretização do invento. A Figura 5 representa um.a quarta concretização do invento. A ancoragem. da Figura 1 é constituída por um tubo (A) com.

urna pluralidade de orifícios na parede, metálica ou de outro mate, rial com propriedades elásticas e resistentes apropriadas e de diâmetro, espessura e comprimento de acordo com as necessidades de resistência, e a natureza do substrato, por um varão (B) de aço para betão armado por exemplo, que leva na extremidade perfu rante, um pedaço de tubo (0) igual ao anterior mas de pequeno comprimento e de tal forma que uma ponta do varão fique saliente, sendo este tubo (c) fixado por soldadura, ou outro meio, ao varão (B), e por um dispositivo (I) constituído por uma cunha (Ic) fixa da por soldadura ou outro meio e um pedaço de tubo (It) igual ao tubo (c), mas de menor comprimento, colocado de modo deslizante entre a cunha (Ic) e o tubo (0) e dois pequenos arames de fixação (Ar).

varão (B), com o troço (G), é enfiado no tubo (A), ficando a ponta de tubo (C) encostada ao tubo (It) que por sua vez encosta ao tubo (A) que constitui o corpo e o conjunto é cravado no local desejado com os meios já indicados e com a inclinação previamente estudada.

dispositivo (I) tem por objectivo incrementar o vazio apto a ser enchido, ou não,com um material de consolidação e a forçarque a trajectória de arranque tenda a ser diferente da trajectória de cravação da ancoragem.

A ancoragem da Figura 1 é cravada em conjunto, após o que o varão interior é martelado pela extremidade superior de modo a que o tubo (0) e, eventualmente, também o dispositivo (I) se afas, tem do tubo (A), criando no terreno um vazio de características predeterminadas, que vai posteriormente ser preenchido por injecção, de acordo com a Figura 2.

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Durante a cravação do varão (B), a cunha (Ic) vai enfiar no tubo (It) e vai força-lo a rodar e a ser arrastado pela cunha rompendo os arames acima referidos e aumentando o volume do vazio” e a resistência ao arranque, pois a inclinação e as esquinas do tubo (It) forçam a aumentar o vazio que seria aberto na cravação sem este dispositivo. Cria-se ainda um efeito de leme que tende a alterar a trajectória de arranque em relação à que teria sem este dispositivo.

Para aumentar este efeito podem soldar-se pequenas chapas (Oh) ou outro elemento, pelo exterior do tubo (It), que ficam encostadas ao tubo (A) do lado da cunha (Ic) e que, quando a cu nha (Ic) , força a rodar o tubo (It), as chapas são também arras, tadas aumentando apreciavelmente os efeitos atrás referidos.

Apés cravação, o conjunto é injectado no seu interior com uma aguada de cimento, e um. expansivo, ou outro sistema equivalente, a pressão suficientemente elevada de modo que haja um re flu.im.ent o pelo topo inferior e pelos orifícios dispostos ao lon, go do tubo (A). A injecção referida tem vários objectlvos, vai solidarizar o varão com o tubo aumentando a rigidez do conjunto, vai proteger o varão e o tubo pelo interior, contra a corrosão, vai ao longo do tubo preencher todos os orifícios do terreno aumentando a aderência deste, vai preencher o vazio inferior com dimensões prefixadas de modo a garantir os esforços de arranque previstos, vai proteger o tubo (A) também pelo exterior contra a oxidação, etc..

Para aumentar a resistência da base do tubo (A) e o volume de injecção ao longo do tubo (A) pode usar-se na ponta do tubo (A) um anel (D) ali soldado.

anel (D) só é utilizado quando necessário.

As diferentes concretizações ilustradas nas Figuras 3» 4 e 5 diferem, da ilustrada pela Figura 1 por o dispositivo (I) ser diferente.

Assim, na concretização da Figura 3,

- o varão (B) é cortado junto à sua extremidade perfurante, isto é, junto ao dispositivo anelar (0) e são intercalados varões de diâmetro menor que o de (B) soldados pelas suas extremidades

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aos dois topos de varão (B). Quando da cravação do varão (B), assim que esta zona sai do tubo (A) por efeito da resistência do terreno contra o dispositivo anelar (0), estes varões por t£ rem menor rigidez, tendem a abrir e”’ forma de pinha, incremen tando o vazio qu© irá ser injectado;

- na Fig§. 4, o varão (B) dispõe de uma curvatura junto ar dispositivo anelar (C) .

Quando o varão (B) é cravado, esta curvatura tende a fazer rodar e a desviar a trajectória do dispositivo anelar (G) ; a própria curvatura tende a aumentar?

- na Fig^c--. 5j ^a determinada distância do dispositivo anelar (C), são fixadas ao varão (B) , chapas articuladas (Oh.a), entala das entre dois batentes. Pelo interior das chapas é colocada uma mola.

Quando o varão (B) sai do tubo (A) dum comprimento determinado, as chapas saem do tubo (A) e por efeito da mola tendem a abrir. Mesta situação crava-se mais uni pouco o tubo (A) o que força ainda mais a abertura das referidas chapas (Oh.a) aumentan do as dificuldades de arranque. As chapas podem ser comprimentos diferentes e desiguais;

- outra concretização será uma ancoragem com um dispositivo I semelhante ao descrito para a Figura 5 mas em, que uma porca roscada substitui o Batente i; a porca é normal e e soldada à aba da chapa que a contacta.

Por rotação do varão (B),devido ao ângulo da_?chapa esta é forçada a abrir.

A capacidade de resistência à flexão pode ser acrescida por peças soldadas ao tubo (A), peças (Y), com dimensões e localização dependente dos momentos que se pretendem suportar. As peças (Y) poderão apresentar formas variadas como por exemplo, tubos de maior diâmetro que o de (A), cantoneiras, perfis 7, chapas, etc. ·

A resistência total ao arranque da ancoragem que depende, como já se referiu do terreno, das peças a fixar e das dimensões da ancoragem, pode variar entre umas centenas de quilos e várias toneladas.

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-7ά capacidade total de suporte da ancoragem depende, ainda, do ângulo de cravação e da distribuição das peças (Y) por um la do e, por outro, do ângulo da ancoragem com a peca a fixar.

Oom efeito, do jogo destes elementos ó possível forçar a que a trajectória de arranque das ancoragens tenda a ser diferen te da trajectória de cravação aumentando a resistência ao arranque e aumentando o efeito do dispositivo (I) se este existir.

Os efeitos de flexão referidos no início e que se somam aos efeitos de tracção, dependem da rigidez à flexão da ancoragem, da natureza do terreno e do modo de ligação da cabeça da ancoragem à estrutura a fixar. 0 tipo de cabeça, da ancoragem facilita esta fixação dado que e possível fixá-la por soldadura metálica ou por incorporação directa num.a sapata de betão ou de betão armado ou mesmo de madeira ou metálica, criando a solidarização de sejada.

E evidente para um perito na arte que outras formas de concretizar o invento, para alem- das apresentadas, poderão ser realizadas sem sair do âmbito do invento»

A economia e os resultados das ancoragens do presente inven_ to demonstram o seu interesse económico e industrial.

Claims (10)

1-. - Ancoragem flexo-traocionada para ligação de elementos estruturais ou outros a um substrato, caracterizada por compreen, der .meios que trabalham à flexão, à tracção e à compressão quando cravados no substrato, meios de consolidação da ancoragem tra balhando em. conjunto cora os meios que trabalha®, à flexão, à trac, ção e à compressão aumentando a sua resistência ao arranque, e meios de solidarização dos meios que trabalham à flexão, à tracção e à compressão com os meios de consolidação da ancoragem, por os meios que trabalham à flexão, à tracção e à compressão consistirem num tubo, por os meios de consolidação da ancoragem consistirem num varão que trabalha no interior do dito tubo, e

64 970 cuja extremidade perfurante leva um dispositivo normalmente ane lar, e por os meios de solidarização do tubo e o varão consisti, rem num material de enchimento deposto ao longo do interior do tubo e do varão.

2^. - Ancoragem de acordo com a reivindicação 1, caracter! zada por o dito dispositivo normalmente anelar ter uma forma sensivelmente cilíndrica e estar fixado no varão a pequena distância da extremidade perfurante para facilitar a penetração no substrato e moldar um vazio no substrato.

3--» ~ Ancoragem de acordo com a reivindicação 2, caracter! zada por incluir meios de incrementação do vazio e de guia do dito dispositivo norm.alm.ente anelar durante a cravação para modi, ficação da trajectória do dito dispositivo normalmente anelar.

4- , - Ancoragem de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o dito tubo incluir uma pluralidade de furos na sua parede, por onde reflui o material de enchimento.

5- . - Ancoragem de acordo com as reivindicações anteriores caracterizada por compreender um tubo (A) com uma pluralidade de furos na sua parede, um varão (B) que trabalha com. folga no inte, rior do tubo (A), cuja extremidade perfurante leva solidário uma porção de tubo (0) de pequeno comprimento e de diâmetro sensível, mente igual ao do tubo (A), um dispositivo (I) de incrementação © guia compreendendo unia cunha (Ic) solidária ao varão (B) a um.a distância predeterminada do tubo (0) e um tubo (It), dispondo de preferencia de uma chapa (Oh) ou dispositivo equivalente montado de modo deslizante no varão (B) e um material de enchimento para solidarização do dito tubo (A) e do dito varão (B).

6â. - Ancoragem de acordo com a reivindicação J caracteriza da por o referido tubo (C) moldar um vazio no substrato durante a cravação.

7-· - Ancoragem de acordo com as reivindicações e 6 carac_ terizada por o referido vazio ser incrementado pelo dispositivo (I) que guia o tubo (0) para uma trajectória diferente da trajec tória de cravação.

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8&. - Ancoragem de acordo com a reivindicação 5 oaracterizada por o dispositivo (I) compreendei·’ vários varões de pequeno diâmetro montados a uma distância predeterminada do tubo (0) num corte feito no varão (B).

9^. - Ancoragem de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por o dispositivo (I) compreender uma curva no varão (B) a um.a distância predeterminada do tubo (0).

IO-, - Ancoragem. de acordo com a reivindicação 5, oaracterizada por o dispositivo (I) compreender chapas articuladas (Ch.a) dispostas entre dois batentes (Ba) solidários com o varão (B), pressionadas por acção de uma mola ou equivalente, a uma distância predeterminada·

11 - Ancoragem de acordo com a reivindicação 5» caracteri zada por o dispositivo (I) compreender chapas articuladas (Ch.a) dispostas entre uma porca solidária a uma das chapas e um batente, a uma distância predeterminada do tubo (C) .