ES2612579A1 - Sistema de anclaje y refuerzo para estructuras colaborantes de madera y hormigón - Google Patents

Abstract

Sistema de anclaje y refuerzo para estructuras colaborantes de madera y hormigón. La presente invención se refiere a un sistema de anclaje y refuerzo para estructuras colaborantes de madera y hormigón. Dicho sistema comprende: unos medios de guiado insertables en madera; un aro metálico de forma circular y sección plana, con al menos dos orificios en su perímetro alineados diametralmente, donde dichos orificios permiten insertar el aro en los medios de guiado, siendo el aro giratorio respecto de dichos medios de guiado; y unos medios de retención que fijan el aro a una altura fija en los medios de guiado.

Description

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La figura 6 muestra varias vistas de una realización alternativa de la invención adaptada para barras rosca-corruga o varillas con rosca, donde el aro incorpora directamente los medios de retención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Lo definido en esta descripción detallada se proporciona para ayudar a una comprensión exhaustiva de la invención. En consecuencia, las personas medianamente expertas en la técnica reconocerán que son posibles variaciones, cambios y modificaciones de las realizaciones descritas en la presente memoria sin apartarse del ámbito de la invención. Además, la descripción de algunas funciones y elementos bien conocidos en el estado del arte se omite por claridad y concisión. Por supuesto, los diseños e implementaciones específicas presentadas en este documento, se proporcionan únicamente con fines de ilustración y comprensión, y nunca para limitar aspectos de la invención.

Se divulgan una serie de conectores de altas prestaciones para la transmisión del esfuerzo rasante de la estructura mixta de madera y hormigón. Soluciones no restringidas a un tipo estructural concreto, y así, por ejemplo, podría ser empleada en vigas, soportes, losas, placas o láminas; aunque, en cualquier caso, el diseño tiene mejores prestaciones cuando la madera está sometida a, predominantemente, tracciones, y el hormigón, igualmente, a compresiones. Los conectores se anclan parcialmente en la madera de forma que una parte que comprende un aro metálico sobresale y queda preparado para ser cubierto totalmente por una capa de hormigón, mejorando el anclaje y generando un confinamiento local en el hormigón. El aro, de acuerdo a una de las realizaciones, consiste en una llanta o pletina enrollada en forma circular y soldada, también puede obtenerse a partir de un tubo mediante cortes transversales, al que posteriormente se le practican dos agujeros alineados diametralmente. Los agujeros tendrán la sección nominal del tornillo previsto con una ligera tolerancia para permitir pasarlo a través del fuste del tornillo o tirafondo. En cuanto a las medidas de diámetro del aro y ancho de pletina así como el tipo de acero o material utilizado en su fabricación dependerán de cada caso específico de aplicación. El grueso del aro en concreto, se calculará de acuerdo a las necesidades estructurales según el material de que esté formado.

La inclinación de los conectores, con valores por lo general de entre 30 a 45 grados respecto a la directriz de la pieza de madera, y posicionados de modo que el rasante

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produzca tracciones en dicho conector, forma un sistema resistente del tipo biela-tirante muy conocido y usado en las estructuras mixtas con madera debido a su gran eficacia. Preferentemente la inclinación será de aproximadamente 30 grados ya que además al reducir el ángulo de inserción se reduce el canto de la losa o viga de madera para una misma longitud de anclaje. Aunque el ángulo no se inserta de manera arbitraria, sino de acuerdo a los requerimientos estructurales de cada caso concreto calculados por un técnico en estructuras para adecuarlo al estado de solicitaciones del conjunto madera-hormigón.

Se presentan así en este documento varias realizaciones de la presente invención, empleando distintos medios de guiado, medios de retención y configuraciones de los conectores. Por ejemplo, pueden utilizarse barras o tirafondos de cualquier tipo, tornillos autotaladrantes o barraqueros; que en todos los casos se atornillan a la madera para su anclaje en esta. La rosca que incorporan es para madera y puede abarcar la totalidad del fuste o tener mango mientras que la cabeza de tirafondos y tornillos suele ser avellanada y la de los barraqueros plana. Otras realizaciones recurren a barras rosca-corruga o a varillas roscadas insertadas con taladro previo y adheridas con resinas. En ambos casos, la invención añade a las barras, para su anclaje al hormigón, un aro y una arandela de asiento que aumenta la superficie de anclaje en esa zona y, al mismo tiempo, confina al hormigón en la zona donde se transmite el esfuerzo rasante, mejorando por todo ello el rendimiento de la conexión.

La arandela de asiento o pieza de transición entre el aro y la cabeza del tirafondo se ajustará fielmente a la sección de la cabeza del tirafondo para evitar su deslizamiento. Por su parte inferior tomará la curva que viene determinada por el diámetro exterior del aro para garantizar un asiento correcto con el aro. El ancho de la pieza se adapta al ancho de la llanta del aro. La arandela de asiento puede ser del mismo material que el aro o también puede ser de cualquier otro material resistente. En caso de que usen barraqueros estas pieza será plana por la parte superior ya que el barraquero tiene cabeza plana) y curvada por el inferior adaptándose al diámetro del aro. Una opción más económica en el caso de barraqueros es utilizar el aro sin arandela de asiento. En tal caso habría que revisar el espesor de la llanta del aro para que sea capaz de resistir las deformaciones a que hubiera lugar.

En la figura 1, se representa una vista de perfil en la que un elemento metálico de conexión, que a su vez también será el medio de guiado para el aro, en este caso es un tornillo (1) que se encuentra incrustado en una pieza de madera (2). Dicha figura ilustra los principios

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hincado por rozamiento de su superficie con el terreno. En este caso existen dos posibilidades, que el tornillo se haya atornillado directamente sobre la madera, o que se haya realizado un pre-taladro y luego se inserte el tornillo o varilla con una resina. En este último caso el fuste transmite el esfuerzo a la resina y ésta a la madera. En cualquier caso, la resistencia total a tracción ofrecida por cada tornillo o varilla, depende del producto de la longitud de penetración multiplicada por la longitud de la sección transversal del pre-taladro practicado en contacto con la madera, considerando una sección cilíndrica de contacto. Es decir, para aumentar la capacidad resistente de cada tornillo se puede aumentar la longitud de inserción en la madera, aumentar la sección de la inserción, o ambas. La longitud de inserción se ve limitada por el canto de la viga de madera o grueso del tablero CLT, ya que el tornillo ha de quedar protegido dentro de la madera sin atravesarla. El aumento de la sección de inserción implica un aumento de la sección de acero del fuste, o un aumento de la cantidad de resina por inserción. Una vez agotada la capacidad resistente de cada tornillo unidad se procede a añadir un segundo tornillo a una distancia conveniente para contrarrestar los rasantes de la viga transmitidos por la capa de hormigón. Además, la cabeza del tornillo es preferible que sea de la mayor superficie posible para absorber y transmitir el mayor rasante posible.

Las figuras 2A, 2B y 2C comprenden varias vistas de la invención, de acuerdo a una de sus realizaciones particulares, donde se representa un aro (23) de sección plana con dos perforaciones diametralmente opuestas para poder atravesar el fuste del tirafondo, donde las perforaciones pueden ser lisas o roscadas; una arandela de asiento (22) para su uso con tirafondos auto-taladrantes o barraqueros, con la parte superior adaptada al avellanado de la cabeza y la inferior adaptada a la curvatura del aro; y dos alternativas para los medios de guiado (21) y conexión, un tirafondo o tornillo auto-taladrante con rosca madera (con o sin rosca total). El anclaje se mejora con rosca asimétrica (efecto paraguas).

El aro de sección plana se inserta en el tornillo hasta acomodarlo en la parte superior mediante la arandela de asiento, que se adapta a la sección de avellanado del tornillo y a la superficie cilíndrica del aro en su parte inferior.

El diseño en forma de aro de alma plana cumple la función de resistir el rasante del hormigón, aumentando la superficie expuesta, ya que ofrece tanto su superficie exteriorinferior del aro como la superficie interior-superior. El aro incorpora dos perforaciones circulares para permitir su inserción a través del fuste del tornillo o tirafondo.

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Claims (1)

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