ES2215288T3 - Procedimiento y elemento para la introduccion de fuerzas de cizallado en un cuerpo de hormigon. - Google Patents

Abstract

EN UN ELEMENTO (40B) PARA LA INTRODUCCION DE FUERZAS DE CIZALLAMIENTO EN UN CUERPO DE HORMIGON SE DISPONE EN EL MANDRIL DE FUERZA DE CIZALLAMIENTO (41B) UN ELEMENTO DE LAZO (43B) QUE CERCA DE LA SUPERFICIE DEL HORMIGON PRESENTA UNA SECCION ARQUEADA (47B). ESTA SECCION ARQUEADA (47B) SE ENCARGA DURANTE LA CARGA DEL ELEMENTO (40B) CON UNA FUERZA DE CIZALLAMIENTO (FLECHA 53) DE LA TRANSMISION DE LA FUERZA AL NUCLEO DE HORMIGON DENTRO DEL ARCO A TRAVES DE LAS FUERZAS DE TRACCION EN EL ELEMENTO DE LAZO (43B) O EN EL ELEMENTO ARQUEADO (47B). PARA LA ABSORCION DEL PAR RESULTANTE SE PREVE PREFERENTEMENTE, DETRAS DEL PRIMER ELEMENTO ARQUEADO (47B), UN SEGUNDO ELEMENTO ARQUEADO (57B) DE ORIENTACION INVERSA.

Description

Procedimiento y elemento para la introducción de fuerzas de cizallado en un cuerpo de hormigón.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la introducción de fuerzas de cizallado en un cuerpo de hormigón según el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención se refiere asimismo a un elemento para la introducción de fuerzas de cizallado en un cuerpo de hormigón según el preámbulo de la reivindicación 4.

Estado de la técnica

Se conocen las más diversas formas de pernos para cizallar los cuales, para la reducción de las fuerzas de compresión locales que aparecen en la transición entre perno y hormigón, aumentan la sección transversal del perno en los puntos solicitados. Sin embargo, a causa de la proximidad de estos pernos respecto de la superficie del hormigón del lado de la presión se reduce la resistencia de la placa de hormigón.

En un "Estudio sobre pernos para cizallar realizados en acero para armar empotrados en hormigón", publicado en 1983 en el cuaderno 346 del "Deutschen Ausschusses für Stahlbau", se estudiaron 10 armaduras diferentes con las cuales se pueden distribuir en el hormigón las fuerzas de cizallado introducidas en el lado frontal de un cuerpo de hormigón, con el fin de aumentar la resistencia de una placa de hormigón en la zona de las fuerzas de cizallado introducidas. Al mismo tiempo se demostró que únicamente dos de las disposiciones experimentales estudiadas demostraron ser completamente efectivas. Éstas fueron lazos de sección doble y anclados hacia atrás en contacto central directo con los pernos para cizallar (pág. 144, columna derecha, apartado 2). Estos lazos estaban hechos de hierro redondo de al menos 10 mm de grosor.

Dado que en la obra las soluciones uniformes son con frecuencia más económicas que las individuales, se desarrollaron elementos prefabricados los cuales se pueden empotrar como productos acabados en el encofrado. En los comercios especializados se conocen en especial dos elementos para introducir fuerzas de cizallado, que se describen a continuación sobre la base de las Figuras 1 a 3.

El estribo de fuerza de cizallado de las Figuras 1 y 2 está representado colado en una placa de hormigón 10 y presenta una placa de acero 13 situada en el lado frontal de la placa de hormigón 11 y dos estribos 15, 15' soldados con ésta. La placa 13 presenta en posición central una abertura 17, en la cual está introducido un pivote 19. Los dos estribos 15, 15' están paralelos uno respecto del otro y se alejan de la superficie del hormigón de la placa 13 y están doblados a una distancia del eje del pivote 21 en una dirección paralela respecto del eje del pivote 21. El extremo 23 del acero de armadura que forma el estribo 15, 15' está acodado aproximadamente 165 a 170 grados a una distancia relativamente grande respecto del lado frontal de la placa 11 y está conducido hasta aproximadamente la mitad del camino de vuelta al extremo del pivote 19. El estribo 15, 15' está formado simétrico respecto del eje 21 de manera que pueden ser transmitidas sobre la placa de hormigón fuerzas de cizallado, en dos direcciones opuestas, con el mismo estribo. Los cuatro extremos 23 de los estribos están conectados entre sí y con el pivote 19.

Una parte de la fuerza (flecha 25) introducida en este estribo desde arriba a través del pivote de fuerza de cizallado es transmitida como fuerza de tracción sobre la parte superior del estribo 15. Mediante la excéntrica de fuerza en el pivote éste desearía cerrarse de manera que ceda fuerzas de compresión sobre los extremos 23 de la parte superior del estribo 15, 15'. Sobre el estribo actúan, en especial en la parte horizontal, fuerzas de flexión. Una parte de la fuerza introducida es conducida además en la parte inferior del estribo 15 como fuerza de compresión en el estriaba 15. Esta fuerza de compresión es transmitida, en las proximidades del lado inferior de la placa 27, a la placa de hormigón 10.

El estribo 15 representado en las Figuras 1 y 2 es un lazo de sección doble anclado hacia atrás con contacto central directo con el perno y se diferencia de las disposiciones que se han demostrado efectivas en el estudio mencionado únicamente en la medida en que los hierros de armadura 15, 15' anclados hacia atrás están en contacto central, mediante una placa 13, con el pivote y los extremos 17 están acodados y sujetos al pivote.

De forma similar al dispositivo de las Figuras 1 y 2 actúa también el dispositivo 31 representado en la Figura 3. Desde el pivote de fuerza de cizallado 32 se transmiten, a través de la placa 33 rígida en el lado frontal de una placa de hormigón, fuerzas de
tracción y compresión sobre los dos brazos 35, soldados en la placa 33, del estribo de acero plano 37 formado simétricamente a ambos lados del pivote 32. En los brazos del estribo 35, los cuales entran desde la placa 33 aproximadamente opuestos en el hormigón y están sujetos a distancia respecto de la placa 33 al pivote de fuerza de cizallado 32, aparecen fuerzas de flexión difíciles de calcular. Las fuerzas de compresión son transmitidas aquí sobre el hormigón cerca de la superficie del hormigón situada en dirección de compresión.

En estos elementos prefabricados es desventajoso que las fuerzas de compresión aparezcan cerca de la superficie del hormigón del lado de la presión. A causa de ello existe el peligro de eyección de piezas de hormigón. Además supone una desventaja que el flujo de fuerza generado quede poco claro en el hormigón. Las fuerzas que aparecen no se puede apenas calcular debido a que los cálculos no se pueden basar en un modelo sencillo.

Por la publicación DE-U-90 01 016 se conoce un elemento de conexión para placas voladizo de hormigón. Éste presenta un cordón superior y un cordón inferior los cuales están conectados a modo de celosía con un nervio de celosía doblado de forma ondulada. El cordón inferior presenta extremos orientados hacia arriba que están dotados con placas finales que aumentan las superficies frontales. El nervio de celosía está soldado en los puntos de curvatura en cada caso en el cordón superior o el cordón inferior. Los radios de curvatura están situados dentro de dos placas de hormigón separadas por el aislamiento. El nervio de celosía se extiende entre dos puntos de curvatura a través del aislamiento.

Por tanto la invención se plantea el problema de crear un procedimiento y un dispositivo para la introducción de fuerzas de cizallado en un cuerpo de hormigón, en el cual se evite introducir en el hormigón, en las proximidades de las superficies del hormigón, fuerzas de compresión orientadas contra éstas. Además el dispositivo debe poder ser estructurado simétricamente para hacer imposible una colocación errónea del dispositivo en la obra. Además las fuerzas deben ser calculables de acuerdo con un modelo sencillo.

Descripción de la invención

Según la invención, esto se consigue, en un procedimiento del tipo mencionado al principio, mediante las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1. El estribo es tensado de tal manera alrededor de un núcleo de hormigón que forma una parte del cuerpo de hormigón que en el estribo se generan esencialmente únicamente fuerzas de tracción. El estribo es tensado plano en un arco alrededor del núcleo de hormigón. Con ello aparecen las fuerzas de presión en el hormigón en el interior de la sección de arco. Dado que la sección de arco está dispuesta sobre el lado de tracción, se encuentra, cuando la barra de fuerza de cizallado está dispuesta aproximadamente en la mitad del grosor de la placa, con seguridad una gran parte del grosor de la placa sobre el lado de presión en lugar de en el lado de tracción del estribo.

De forma ventajosa, el arco en forma de lámina es tensado simétricamente alrededor del núcleo de hormigón. La simetría permite un cálculo más sencillo de las fuerzas que aparecen, dado que se compensan mutuamente las componentes de la fuerza orientadas transversalmente respecto del eje de simetría. La suma de los vectores de fuerza forma por lo tanto un vector sobre el eje de simetría. La solicitación del hormigón es en una sección de arco en forma de lámina, dado que aparecen únicamente fuerzas de compresión en el hormigón, similar a una bóveda. Una sección de arco en forma de lámina tiene la ventaja de fuerzas de compresión locales menores y un juego de las fuerzas tridimensional, que aumenta la capacidad de carga local del hormigón.

De forma ventajosa, se tensa un primer estribo o sección de estribo, conectado con la barra fuerza de cizallado, alrededor de un núcleo de hormigón cercano a la superficie del hormigón y un segundo estribo o sección de estribo, conectado con la barra de fuerza de cizallado, con sentido efectivo opuesto, alrededor de un núcleo de hormigón lejano de la superficie del hormigón. Con ello se puede absorber el momento que aparece a causa de la solicitación excéntrica de la barra de fuerza de cizallado.

De forma ventajosa, las tensiones que aparecen en el núcleo de hormigón son distribuidas en el hormigón con una armadura adicional. Esto es necesario en especial en una esquina de placa de hormigón dado que allí las fuerzas que aparecen en el hormigón perpendiculares respecto del lado frontal de la placa de hormigón indican, fuera del lado frontal situado en ángulo respecto de ella, más allá de la esquina de la placa. Estas fuerzas de compresión que indican hacia fuera deben ser absorbidas con la armadura. Pero también las fuerzas de compresión que aparecen a mayor distancia respecto de una esquina son distribuidas con ventaja mediante armaduras en la placa de hormigón. Una armadura de este tipo es en el caso normal un estribo de borde de placa estándar con estribos en forma de U, cuyos brazos están dispuestos paralelos respecto del plano de la placa y perpendiculares respecto del lado frontal de la placa. En una esquina de la placa los estribos están, en correspondencia con el ángulo de la esquina, dispuestos formando un ángulo entre sí e insertados unos en otros. Los brazos de los estribos pueden estar conectados entre sí también mediante hierros redondos dispuestos paralelos respecto del lado frontal de la placa. Sin embargo, se utiliza de manera ventajosa una armadura de fibra, dado que ésta aumenta la resistencia a la compresión del hormigón.

Un elemento, del tipo mencionado al principio, para la introducción de fuerzas de cizallado en un cuerpo de hormigón presenta, según la invención, las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 4.

El arco se adecua extraordinariamente para transmitir fuerzas de tracción en el elemento de arco como fuerzas de compresión en el núcleo situado dentro del arco. El elemento de lazo es tan flexible bajo las fuerzas que aparecen durante la solicitación que absorbe esencialmente únicamente fuerzas de tracción. Puede ser, p. ej., una chapa, un producto de fibra de vidrio o de carbono o similar. No se desea una conexión fija con elevada fricción entre el elemento de lazo y el hormigón dado que el lazo, debido a su forma y solicitación, puede ceder únicamente fuerzas de compresión sobre el núcleo de hormigón enlazado.

Preferentemente, el elemento de lazo presenta una sección de arco simétrica, p. ej. una sección de arco con aproximadamente una sección de arco circular, elíptica o parabólica. Las fuerzas en una sección de arco de este tipo, definida simétrica o geométricamente, y también las fuerzas que actúan en el hormigón mediante esta sección de arco, se pueden calcular con modelos sencillos.

El elemento de lazo presenta en la zona de la
sección de arco un elemento de superficie doblado de manera que las fuerzas son localmente lo más pequeñas posibles.

El elemento de lazo está formado a partir de una banda la cual presenta una anchura grande respecto del grosor. Una banda de este tipo no puede absorber prácticamente ninguna fuerza de compresión en la dirección de la banda, dado que es muy delgada. La sección transversal total permite, sin embargo, fuerzas de tracción adecuadas en la banda, de manera que sobre un núcleo de hormigón tensado por la banda se pueden transmitir presiones elevadas. Mediante la flexibilidad de la banda se puede partir para el cálculo de que la banda está tensada alrededor de un rodillo virtual de manera que no es posible ninguna tracción unilateral sobre la banda. Por ello es muy sencilla la distribución de la presión en el núcleo de hormigón dentro del lazo.

De forma ventajosa, la sección de arco está doblada esencialmente, alrededor de un eje, paralela respecto de la superficie del hormigón, y al menos una de las secciones del elemento de lazo conectadas con la barra de fuerza de cizallado está doblada o torsionada de tal manera que la pieza doblada o torsionada toca la barra de fuerza de cizallado a lo largo de una línea o superficie paralela respecto del eje de fuerza de cizallado. Gracias al paralelismo del eje del arco respecto de la superficie del hormigón la distribución de la fuerza tiene lugar de forma paralela respecto del lado frontal del hormigón. Gracias a ello las fuerzas de compresión no están orientadas contra la superficie del hormigón, la cual prácticamente no puede absorber este tipo de fuerzas de compresión. Mediante el contacto en forma de línea o de superficie entre la barra de fuerza de cizallado y la unidad de lazo se da una posibilidad de sujeción muy buena.

De forma ventajosa, las dos secciones de un elemento de lazo sujetas a la barra de fuerza de cizallado discurren prácticamente paralelas. Con ello se puede partir, en especial cuando las dos secciones están dispuestas a una distancia pequeña entre sí, de una distribución uniforme de la fuerza en el lazo. Alternativamente la sección cercana a la superficie del hormigón está orientada paralela respecto de la superficie del hormigón, es decir, respecto del lado frontal de la placa de hormigón, y la sección lejana de la superficie del hormigón de la sección de arco está orientada contra el interior del hormigón y la barra de fuerza de cizallado, alejándose del lado frontal. De este modo la solicitación por compresión resultante del núcleo de hormigón tensado por el lazo es un vector orientado hacia el interior del hormigón.

De forma ventajosa, en la sección del elemento de lazo cercana a la superficie del hormigón conectada con la barra de fuerza de cizallado están dispuestos unos orificios u ojales para poder sujetar el elemento de fuerza de cizallado a un encofrado de hormigón con clavos a través de los orificios. Para ello, la
sección de la banda cercana a la superficie del hormigón sobresale de forma ventajosa en un punto de la sección lejana de la superficie del hormigón en el punto correspondiente y en este punto sobresaliente están previstos orificios en la banda para sujetar la banda a un encofrado a través de los orificios.

De forma ventajosa, el elemento de lazo está formado simétrico respecto del eje de la barra de fuerza de cizallado de manera que las fuerzas de cizallado se pueden introducir en el hormigón en dos direcciones opuestas entre sí. Con ello se desplaza además el elemento en la obra con la mayor seguridad correctamente.

De forma ventajosa, la barra de fuerza de cizallado presenta una zona que penetra en el hormigón la cual es aproximadamente el doble de larga que la distancia entre los dos puntos de sujeción del elemento de lazo en la barra de fuerza de cizallado, en su caso los dos puntos de sujeción más próximos a la superficie del hormigón, para que en el caso del elemento de lazo se pueda partir, en ambos puntos de sujeción, prácticamente de la misma solicitación.

De forma ventajosa, detrás de la sección de arco cercana a la superficie del hormigón está dispuesta una sección de arco la cual está orientada en la
dirección opuesta. Esta sección de arco interior absorbe, de la misma manera que la exterior, fuerzas transversales las cuales sin embargo están orientadas en dirección opuesta. Con ello se evita un giro excesivo de la barra de fuerza de cizallado bajo la solicitación de fuerza de cizallado excéntrica.

De forma ventajosa, el diámetro de la sección de arco situado paralelo respecto del eje de fuerza de barra de cizallado es menor que la distancia del punto más alejado de la sección de arco respecto de la barra de fuerza de cizallado. Con ello se obtienen las mayores fuerzas de compresión sobre el lado de tracción de la barra de fuerza de cizallado y por ello con una distancia relativamente grande respecto de la superficie del hormigón del lado de la presión.

Un cuerpo de hormigón con un elemento de fuerza de cizallado según la invención está reforzado mediante una armadura de fibra preferentemente en la zona alrededor de los elementos de fuerza de cizallado (40). Mediante la armadura de fibra se puede aumentar tanto la resistencia a la tracción como también a la compresión del hormigón.

De forma ventajosa, el cuerpo de hormigón es un elemento prefabricado y del elemento sobresalen armaduras con las cuales el elemento puede establecer una conexión con un cuerpo de hormigón vertido in situ. Gracias a la utilización de un elemento prefabricado se puede evitar el tratamiento especial de la zona del borde de un cuerpo de hormigón durante el vertido del cuerpo de hormigón. Gracias a ello no requiere en la obra de ninguna vigilancia de la adición de la fibra al hormigón con la cual se vierten los elementos de fuerza de cizallado. La prefabricación permite una fabricación racional de los elementos del borde bajo condiciones garantizadas para su calidad.

Breve descripción de las figuras

Las figuras muestran:

la Fig. 1, una sección a través de un elemento de fuerza de cizallado que corresponde al estado de la técnica con estribos hechos de acero de armadura,

la Fig. 2, una vista lateral del elemento de fuerza de cizallado según la Figura 1,

la Fig. 3, un elemento de fuerza de cizallado que corresponde al estado de la técnica con un estribo de fuerza de cizallado hecho de hierro plano,

la Fig. 4, un esbozo en perspectiva de un ejemplo de realización sencillo de la invención,

la Fig. 5, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado con un lazo doble en forma de S,

la Fig. 6, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado con un lazo en forma de S, el cual está compuesto por dos elementos de lazo iguales,

la Fig. 7, una disposición de dos elementos de fuerza de cizallado simétricos en dos bordes de placa contiguos,

la Fig. 8, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado con armadura adicional asignada,

la Fig. 9, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado simétrico con pivote,

la Fig. 10, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado con casquillo adecuado al elemento de fuerza de cizallado según la Figura 9,

la Fig. 11, un elemento de fuerza de cizallado simétrico con un elemento de lazo delantero y uno trasero,

la Fig. 12, una variante del elemento de fuerza de cizallado según la Figura 11 en la cual el lazo delantero y trasero está hecho de una banda,

la Fig. 13, un elemento de fuerza de cizallado con dos elementos de lazo simétricos, los cuales están conducidos en una línea en forma de ocho,

la Fig. 14, una sección a lo largo de la línea X-X a través del elemento de fuerza de cizallado según la Figura 13,

la Fig. 15, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado con un lazo en forma de banda, que rodea el pivote en forma de lámina,

la Fig. 16, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado con una banda anular enlazada alrededor del pivote,

la Fig. 17, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado como en la Figura 16, si bien con torsión inversa de la banda anular,

la Fig. 18, un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado con lazo doble en forma de S formado a partir de una banda anular.

Descripción de los ejemplos de realización

Las Figuras 1 a 3 muestran el estado de la técnica, que se explica con mayor detalle al principio. A partir de la Figura 4 están representados ejemplos de realización de la invención los cuales, para una mejor compresión de la invención, se explican a continuación de forma más detallada.

La Figura 4 muestra un elemento de fuerza de cizallado 40a con un pivote de fuerza de cizallado 41a con sección transversal rectangular, sobre el cual está encajada una banda de chapa 43a doblada a modo de estribo de fuerza de cizallado. La banda de chapa 43a presenta una sección en U 45a plana que debe colocarse en el lado frontal y está sujeta al pivote 41a. La sección de en U 45a se transforma en una sección de arco 47a doblada, y ésta en una sección en U 49a paralela a la sección en U 45a. Esta sección 49a de la banda de chapa 43a, alejada del lado frontal del hormigón, está conectada con el pivote 41a. La banda de chapa 43a está conectada con el pivote 41a por lo tanto con la sección en U 45a en la superficie del hormigón y con la sección en U 49a en el interior del hormigón. El pivote 41a sobresale por encima la
sección 45a que hay que colocar en la superficie del hormigón, para absorber o ceder una fuerza transversal, y penetra claramente detrás de la sección 49a en la zona del hormigón. En la sección en U 49a están cortadas esquinas de la banda 43a y en la sección en U 45a, en las esquinas correspondientes, está previstos orificios 51, para poder fijar el elemento de fuerza de cizallado 40a, a través de los orificios 51, en un encofrado. En la sección de arco 47a de la banda 43a están previstos también orificios 52, para que no queden debajo de la sección de arco burbujas de aire, que podrían impedir una buena transmisión de la fuerza entre la sección de arco 47a y el hormigón.

Si sobre el pivote 41a vertido actúa una fuerza en la dirección de la flecha 53, entonces aparecen fuerzas de tracción en las secciones en U 45a y 49a, de manera que la sección de arco 47a es tensada alrededor del núcleo de hormigón existente en el interior. Con ello se generan fuerzas de compresión simétricas cuyo vector resultante está en la bisectriz entre las dos secciones en U 45a y 49a. En el ejemplo de la Figura 4 por lo tanto paralelo respecto de las dos secciones en U 45a y 49a y por ello también paralelo respecto de la superficie de hormigón.

Dado que la introducción de la fuerza (flecha 53) y la retirada de la fuerza sobre el hormigón tienen lugar a distancia entre sí, se genera un momento de giro que desearía girar el pivote 41a en sentido antihorario. Dado que el pivote penetra hacia atrás en el hormigón, un giro de este tipo es imposible. El pivote retira correspondientemente sobre el hormigón una fuerza en sentido contrario a la fuerza (flecha 53) introducida. Para que exista un equilibrio en el elemento de fuerza de cizallado 40a, el hormigón debe ejercer sobre el extremo vertido en él del pivote 41a, un contramomento correspondiente al momento introducido (la fuerza de la flecha 53 multiplicada por la distancia de la flecha respecto del plano central del elemento de lazo 43a).

Ahora, para la transmisión de este contramomento, pueden ser trasmitidas las dos fuerzas transversales que actúan a distancia entre sí sobre el pivote con un lazo 43a. Para ello hay que colocar únicamente en el extremo posterior del pivote un segundo lazo 43a con orientación opuesta. La Figura 5 muestra un elemento de fuerza de cizallado 40b con un lazo doble 43b de este tipo sobre un disco de fuerza de cizallado 41b. El disco de fuerza de cizallado 41b atraviesa las tres secciones en U 45b, 49b y 55b. Entre las secciones en U 45b y 49b ó 49b y 55b están previstas secciones de arco 47b ó 57b. A través de estas secciones de arco 47b, 57b se ejercen de nuevo, según la invención, únicamente mediante fuerzas de tracción en el elemento de lazo 43b, fuerzas de compresión sobre el hormigón. La sección en U 49b está ligeramente inclinada, es decir, su transición hacia la sección de arco 47b delantera está más próxima a la superficie del hormigón, a través de la cual es introducida la fuerza, que su transición hacia la sección de arco 57b trasera. En una forma constructiva corta puede ser también adecuado estructurar la sección en U 49b central inclinada en la otra dirección, de manera que la profundidad del elemento 40b dentro del cuerpo de hormigón sea más pequeña que la suma del diámetro de las dos secciones de arco 47b y 57b.

La formación del pivote de fuerza de cizallado como disco 41b tiene la ventaja de que el pivote 41b se puede solicitar mucho en la dirección de solicitación 53 y que el elemento de lazo 43b se puede conectar con el pivote 41b mediante costuras de soldadura 59 largas resistentes.

El lazo doble 43b se puede componer también, como está representado en la Figura 6, a partir de dos lazos 43c, 43c' independientes. Aquí se ha hecho pasar un casquillo 42c a través de dos estribos de fuerza de cizallado o lazos 43c, 43c' orientados opuestos, en cuyo casquillo 42c se puede introducir un pivote de fuerza de cizallado.

Como está representado en el ejemplo de la Figura 7, los elementos de fuerza de cizallado 40d ó 40d' son vertidos, por ejemplo, en dos placas de hormigón 10 y 10'. Sobre el pivote de fuerza de cizallado 41d en una de las placas 10 y sobre el casquillo de fuerza de cizallado 42d en la otra placa 10' está dispuesto en cada caso un elemento de lazo 43d. Al mismo tiempo están dispuestas las secciones en U 45d de los elementos de lazo 43d directamente sobre ambos lados en la ranura entre las dos placas 10, 10' ó en cada caso en el lado frontal 11, 11' de la placa. El pivote de fuerza de cizallado 41d puentea la ranura y está introducido en el casquillo de fuerza de cizallado 42d.

Los elementos de lazo 43d están formados simétricamente en el ejemplo, es decir, pueden absorber fuerzas de cizallado en dos direcciones opuestas entre sí dado que presentan a ambos lados del pivote 41d o del casquillo 42d una sección de arco 47d ó 48d. Si desde la placa 10 se transmite una fuerza de cizallado hacia abajo sobre la placa 10' apoyada, se utilizan las secciones de arco 47d, para transmitir la fuerza, para fuerzas en dirección contraria, correspondientemente, las secciones de arco 48d. Los lazos simétricos 43d están doblados a partir de una banda, de manera que el pivote 41d ó el casquillo 42d está guiado por los dos extremos de banda 61 y 63 y éstos están en contacto entre sí y están conectados adicionalmente en todo caso mediante soldadura o pegado. En el elemento de lazo 43d no pueden aparecer prácticamente fuerzas de compresión debido a su estructura en forma de banda. Por ello no hay que tener una eyección de piezas de hormigón en las proximidades de la superficie de hormigón del lado de la presión.

La Figura 8 muestra el elemento de fuerza de cizallado 40d según la Figura 7 en relación con una armadura del borde de placa en una esquina de placa de hormigón. La sección 45d, cercana a la superficie del hormigón, del elemento de lazo 43d está dispuesta en el lado frontal 11 o a una distancia pequeña detrás del lado frontal 11, donde el pivote de fuerza de cizallado 41d pasa perpendicularmente a través de la superficie frontal 11. El borde de placa está armado con estribos 64 cuyos brazos 66 están orientados perpendicularmente respecto de la superficie frontal 11 cerca de la superficie de placa superior e inferior. La conexión 68 de los dos brazos 66 o ramas discurre paralela respecto de la dirección de la fuerza 53 que hay que introducir en la superficie frontal 11. Perpendicularmente a ello están introducidos otros estribos en U 64' entre los brazos de los estribos en U 64, cuyos brazos 66' discurren dentro de los brazos 66 paralelos respecto de la superficie frontal 11. Las conexiones 68' de los brazos del estribo 66' están orientadas perpendicularmente, en el lado frontal 12 paralelo al eje del pivote, más allá de la esquina. Con ello las fuerzas de compresión, que aparecen en el borde de placa y están orientadas hacia abajo en el lado inferior de la placa, son distribuidas con la armadura y están colgadas de la armadura superior. En todo caso se puede empujar un hierro de armadura a través de los lazos del elemento de lazo 43d para distribuir las fuerzas retiradas mediante el lazo, en el hormigón, hacia los lados y/o hacia atrás.

Sin embargo, el borde de placa está reforzado preferentemente con armadura de fibra, es decir, mediante adición de fibras de vidrio o carbono a la masa de hormigón. Las piezas de placa armadas de esta manera se fabrican previamente de manera ventajosa como se representa en la Figura 19 y se conectan, mediante una armadura adecuada, con la placa de hormigón.

Las Figuras 9 y 10 presentan elementos de lazo 43e y 43f simétricos, los cuales están formados por una pieza de tubo aplanada. El elemento de fuerza de cizallado 40e de la Figura 9 se puede introducir en el elemento de fuerza de cizallado 40f de la Figura 10. El pivote 41e interactúa con el casquillo 42f. En los elementos de lazo 43e, f están previstos orificios 51, para fijar con clavos los elementos de fuerza de cizallado a un encofrado. En las secciones de arco 47e, 48e, 47f, 48f están practicados orificios 52 para que el espacio interior dentro del lazo 43e, f sea llenado por completo con hormigón durante el empotrado en hormigón y no queden encerradas burbujas de aire en el lado interior de las secciones de arco 47e, f, 48e, f que deben transmitir las fuerzas de compresión. Los orificios 51 para la sujeción del elemento en el encofrado están formados, de manera ventajosa, en una brida 65 que sobresale lateralmente en la sección en U 45f, para que sean accesibles.

En la Figura 11 está representado un elemento de fuerza de cizallado 40g simétrico con dos elementos de lazo 43g y 43g' simétricos uno detrás de otro. El casquillo 42g está conducido a través de todas las
secciones en U 45g, 49g, 49g', 55g. La sección en U 45g está reforzada mediante una placa 67. Esta placa 67 está en el lado frontal 11 de una placa de hormigón 10. Mediante la placa 67 están protegidas además las crestas de hormigón 69, condicionadas por el arco de las secciones de arco 47g, 48g y que van hacia cero, entre la superficie de hormigón 11 y la sección de arco 47g, 48g. Estas crestas 69 no desarrollan sin embargo ninguna función estática, pueden incluso romperse o no deben ser ni hormigonadas. Dado que en el elemento de lazo 43g' alejado del lado frontal actúan fuerzas más pequeñas que en el elemento de lazo 43g cercano al lado frontal, el lazo 43g' está hecho de una banda de chapa más delgada. El extremo del casquillo 42g empotrado en hormigón está cerrado mediante una tapa 71, para que no pueda entrar hormigón.

Un lazo doble simétrico puede estar hecho, como muestra la Figura 12, de una única banda. Esta empieza con un extremo 61 en la sección en U 49h, y se transforma con una sección de arco 47h en la sección en U 45h que hay que colocar en la superficie de hormigón. Desde allí una sección de arco 48h conduce la banda de nuevo hacia atrás. La sección en U 49h' que viene a continuación discurre detrás del extremo de banda 61, se convierte de nuevo, en una sección de arco 58h en la sección en U 55h más trasera y desde allí de vuelta a un nuevo arco 57h en el centro con las secciones en U 49h, 49h'. El casquillo 42h pasa por ello cinco veces la banda guiada en una línea en forma de ocho.

En las Figuras 13 y 14 está representado en elemento de fuerza de cizallado 40i en una vista lateral ó en sección a lo largo de la línea X-X, en la Figura 13. A ambos lados de un pivote de fuerza de cizallado 41i en forma de disco está dispuesta una banda doblada para formar un ocho. Los extremos de banda 61, 63 están soldados a una placa 67 que hay que colocar en la superficie del hormigón. De un extremo de banda 61 que se aleja hacia arriba paralelo respecto de la placa 67 parte la banda en un arco 47i de vuelta hacia el pivote 41i. Al mismo tiempo es torsionado de tal manera que al pasar el pivote 41i la superficie 73 de la banda discurre paralela respecto de la superficie lateral 75 del pivote 41i en forma de disco. Discurriendo hacia atrás la banda se torsiona en la dirección opuesta, discurre en un arco 57i de nuevo de vuelta al pivote 41' para, en un lazo en forma de S análogo, volver a través del arco 58i y 48i, de vuelta a la placa 67. Con ello se forman en cada caso dos pares de arcos 47i/57i ó 48i/58i conectados, los cuales transmiten cada uno un momento opuesto en el pivote 41i sobre el hormigón. Los vectores de las fuerzas de compresión que aparecen en el hormigón están orientados en las
secciones de arco 47i y 48 ligeramente hacia atrás, en las secciones de arco 57i, 58i ligeramente hacia delante. La banda está, en el punto que pasa el pivote, conectada mediante éste p. ej. gracias a una soldadura. Para que la banda describa una curva favorable puede estar doblada a partir de una banda, en su forma extendida, curvada o incluso no plana.

La Figura 15 muestra un esbozo en perspectiva de un elemento de fuerza de cizallado 40k con una placa 67, unido a ésta un elemento de lazo 43k y un pivote 41k redondo. Al mismo tiempo uno de los extremo 61 del elemento de lazo 43k está sujeto a la placa 67. El otro extremo 63 está divido y los dos flancos 77 de la sección en U 49k, situados a la izquierda y la derecha del pivote, están doblados oblicuamente de manera que están en contacto con el pivote en sobre una línea paralela al eje del pivote. Las dos partes están conducidas adyacentes alrededor del pivote 41k. Los flancos 77 están conectados entre sí a lo largo del pivote. El elemento de lazo en forma de banda comprende con su superficie el pivote, con lo cual pueden ser transmitidas fuerzas mayores desde el pivote al elemento de lazo que cuando el pivote está conducido únicamente a través de una abertura en la superficie.

De forma similar los elementos de lazo 43m y 43n están conectados en los elementos de fuerza de cizallado 40m y 40n con los pivotes 41m,n (Figuras 16 y 17). Un lazo de banda cerrado o lazo anular 43m, está enlazado alrededor del pivote 41m,n en forma de barra y forma dos secciones de arco 47m, ó 47n, situadas una junto a otra, orientadas esencialmente de igual manera. El lazo anular 43m,n puede estar girado uno contra otro (Figura 16) o separado (Figura 17). Este tipo de sujeciones de elementos de fuerza de cizallado 40m,n son muy adecuados también para elementos de lazo 43m,n hechos de materias primas no metálicas. Así, la banda puede estar hecha de un tejido de fibras de vidrio o de carbono las cuales están empotradas, de forma ventajosa, en una resina.

El elemento de fuerza de cizallado 40p representado en la Figura 18 presenta un pivote 41p alrededor del cual está torcido de tal manera un lazo anular 43p, que el lazo 43p está guiado, en las proximidades de la superficie de hormigón, en contacto en forma de lámina con el pivote 41p, por debajo del pivote 41p. A ambos lados del pivote la banda del elemento de lazo está girada 90 grados y está colocada torcida en un arco 47p, como alrededor de un rodillo, con el eje orientado paralelo respecto del lado frontal de la placa, y guiado de nuevo de vuelta contra el eje del pivote. La banda 43p está enlazada entonces sobre cada lado del pivote 41p en cada caso alrededor del dos barras orientadas paralelas respecto de la superficie frontal de la placa. Primero la banda 43p discurre a través por debajo de una barra 81, barra 81 que está fijada al pivote debajo del pivote. Entonces las banda 43p está torcida en una línea en forma de S hacia atrás y hacia arriba y alrededor de una barra 83, la cual está sujeta mediante el pivote 41p a ésta. La banda anular 43p discurre después paralela, a ambos lados del pivote 41p, de nuevo hacia abajo y hacia atrás, pasando junto al pivote 41p para, por debajo del pivote 41p, formar dos secciones de arco 57p que se corresponden y, finalmente, girada en si 90 grados, ser guiada, apoyada en forma de lámina sobre el lado superior del pivote 41p, alrededor del pivote. Rodear dos barras 81, 83 con la banda favorece que las fuerzas de tracción en la parte delantera del lazo 47p no sean transmitidas a la parte trasera del lazo 57p. Si la banda no estuviese conectada por el centro con el pivote las fuerzas de tracción, que aparecen en la zona delantera de la banda, serían transmitidas también a la parte trasera de la banda. El pivote sería con ello, para decirlo a modo de ejemplo, desplazable paralelamente hacia abajo, es decir, aparecerían, por un lado, fuerzas de tracción mayores en la zona posterior del arco y, por el otro, fuerzas de compresión mayores del pivote sobre el hormigón.

Si sobre el pivote de fuerza de cizallado 41p vertido actúa una fuerza de cizallado en la dirección de la flecha 53 se produce tracción sobre el elemento de lazo 43p, tanto detrás como en la proximidad de la superficie del hormigón. Ésta es transmitida, mediante el lazo aplicado sobre la superficie del pivote, sobre la banda 43p y es retirada, en cada caso, con las secciones de arco 47p y 57p del hormigón existente en cada caso dentro del lazo 47p, 57p. El elemento de lazo 43p está al mismo tiempo solicitado a tracción sin excepción y a lo largo de la totalidad de la longitud. Las fuerzas de flexión no se pueden transmitir debido incluso a sus dimensiones. El hormigón en el interior de las secciones de arco 47p, 57p está comprimido por tres lados. La compresión tridimensional permite una presión local aumentada.

La Figura 19 muestra un elemento de borde 10'' prefabricado con un número de elementos de fuerza de cizallado de los cuales únicamente son visibles las partes de los pivotes de fuerza de cizallado 41 que sobresalen de la superficie frontal 11. En los lados que están vertidos con hormigón preparado in situ, sobresalen armaduras 85. Estas armaduras están coladas en parte en el cuerpo de hormigón 10'' y son conectadas, por otra parte, después de que el elemento 10'' ha sido desplazado, con la armadura de la placa colindante y son coladas con hormigón preparado in situ.

Claims (13)

1. Procedimiento para la introducción de fuerzas de cizallado (flecha 53) en un cuerpo de hormigón (10, 10'), en especial a través del lado frontal (11, 11') de una placa de hormigón, en el que la fuerza de cizallado (53) es absorbida por una barra de fuerza de cizallado (41) axialmente dilatada, p. ej. por un pivote de fuerza de cizallado (41) o un casquillo (42) alrededor del pivote de fuerza de cizallado, desde ésta es derivada por la barra de fuerza de cizallado (41, 42) sobre un estribo de fuerza de cizallado (43) dispuesto en el cuerpo de hormigón y conectado con la barra de fuerza de cizallado (41, 42) en al menos en un punto cercano a la superficie del hormigón y uno lejano de la superficie de hormigón, y que es transmitida por el estribo de fuerza de cizallado (43) al hormigón (10, 10'), caracterizado porque el estribo de fuerza de cizallado (43) es un elemento de lazo el cual está formado por una banda la cual presenta, con respecto al grosor, una gran anchura, porque las fuerzas de cizallado son conducidas como fuerzas de tracción en las secciones en U (45, 49) del elemento de lazo (43), conectadas con la barra de fuerza de cizallado (41, 42) y conectadas entre sí en un arco mediante una sección de arco en forma de lámina, y porque el elemento de lazo (43) es tensado en un arco alrededor de un núcleo de hormigón que forma una parte del cuerpo de hormigón, donde en el estribo de fuerza de cizallado (43) se generan esencialmente únicamente fuerzas de tracción.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se tensa un primer estribo (43c, g) o sección de estribo (47b, h, i, p), conectado con la barra fuerza de cizallado (41, 42), alrededor de un núcleo de hormigón cercano a la superficie del hormigón y un segundo estribo (43c', 43g') o sección de estribo (57b, h, i, p), conectado con la barra de fuerza de cizallado (41, 42), con sentido efectivo opuesto, alrededor de un núcleo de hormigón lejano de la superficie del hormigón.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las tensiones que aparecen en el núcleo de hormigón son distribuidas en el hormigón con una armadura de fibra.

4. Elemento (31, 40a-p) para la introducción de fuerzas de cizallado (25, 53) en un cuerpo de hormigón (10, 10'), en especial a través del lado frontal (11, 11', 11'') de una placa de hormigón con una barra de fuerza de cizallado (19, 32, 41) axial, p. ej. por un pivote de fuerza de cizallado (19, 32, 41) o un casquillo (42) alrededor del pivote de fuerza de cizallado, y con un estribo de fuerza de cizallado (15, 33/35, 43) sujeto, al menos en un punto cercano a la superficie del hormigón y uno lejano de la superficie del hormigón, a la barra de fuerza de cizallado (19, 32, 41, 42), para la transmisión de la fuerza de cizallado al hormigón, caracterizado porque el estribo de fuerza de cizallado es un elemento de lazo (43) tensable alrededor de un núcleo de hormigón, que está formado por una banda, el cual presenta una gran anchura respecto del grosor, y porque las secciones en U (45, 49, 55) del elemento de lazo (43) sujetas a la barra de fuerza de cizallado (41, 42), que se extienden desde los puntos de sujeción hacia el lado de tracción, están formadas a una distancia de la barra de fuerza de cizallado (41, 42) transformándose en una sección de arco (47, 48, 57, 58), y mediante la sección de arco (47, 48, 57, 58) en forma de lámina son conectadas entre sí en un arco.

5. Elemento según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de lazo (43) es tan flexible bajo las fuerzas que aparecen en caso de solicitación que, esencialmente, absorbe únicamente fuerzas de tracción.

6. Elemento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el elemento de lazo (43a-p, 43g') presenta una sección de arco (47, 48, 57, 58) esencialmente simétrica, p. ej. aproximadamente una sección de arco circular, elíptica o parabólica.

7. Elemento según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la sección de arco (47i-p, 48i, 57i, p, 58i) está doblada esencialmente, alrededor de un eje, paralela respecto de la superficie del hormigón (11), y porque al menos una de las secciones (45 m-p,
49i-n, 55p) del elemento de lazo conectadas con la barra de fuerza de cizallado (41, 52) está doblada o torsionada de tal manera que la pieza (45m-p, 49i-n, 55p) doblada o torsionada toca la barra de fuerza de cizallado (41i-p) a lo largo de una línea paralela respecto del eje de fuerza de cizallado.

8. Elemento según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque las dos secciones (45a, c, d, g, h, 49ac, d, g, h) de un elemento de lazo sujetas a la barra de fuerza de cizallado (41, 42) discurren esencialmente paralelas.

9. Elemento según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque el elemento de lazo está formado simétrico respecto del eje de fuerza de cizallado, de manera que con el elemento de fuerza de cizallado se pueden introducir en el hormigón fuerzas de cizallado en dos direcciones opuestas entre sí.

10. Elemento según una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque la barra de fuerza de cizallado (41a, b, d, e, ip, 42c, d, f, g, h) presenta una zona que entra en el hormigón la cual presenta una longitud de aproximadamente el doble que la distancia entre los dos puntos de sujeción del elemento de lazo en la barra de fuerza de cizallado, en su caso de los dos puntos de sujeción más próximos a la superficie del hormigón.

11. Elemento según una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque detrás de la sección de arco (47 ó 48) cercana a la superficie del hormigón está dispuesta una sección de arco (57 ó 58) la cual está orientada en la dirección opuesta.

12. Elemento según una de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizado porque el diámetro de la sección de arco (45m-p, 49in, 55p) situada paralela respecto del eje de fuerza de cizallado es menor que la distancia del punto más alejado de la sección de arco (45m-p, 49i-n, 55p) respecto de la barra de fuerza de cizallado (41, 42).

13. Cuerpo de hormigón (10, 10', 10'') con un elemento (40) según una de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizado porque el cuerpo de hormigón es un elemento (10'') prefabricado, el cual está reforzado preferentemente con armadura de fibra y porque del elemento sobresalen unas armaduras (81) con las cuales el elemento puede establecer una conexión con un cuerpo de hormigón vertido in situ.