ES1304564U - Elemento constructivo - Google Patents

Abstract

Elemento constructivo, formado por uno o más elementos estructurales rectos, caracterizado porque cada elemento estructural recto está formado por dos o más planchas (1) de madera separadas una distancia (3) igual al espesor (2) de las planchas.

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento constructivo

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente solicitud se refiere a un elemento constructivo, formado por uno o más elementos estructurales rectos utilizables como vigas, columnas, tirantes... Está realizado en madera y posee una resistencia elevada en consideración a su peso.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En las viviendas de interés social se aprecia que, debido al reducido presupuesto, la calidad del diseño y constructiva son bajas. Para poder optimizar el resultado es necesario hacer grandes urbanismos, que poseen sus propios problemas. Sin embargo, muchas veces se diseñan con alta calidad, que luego en la ejecución es rebajada.

Por otro lado, el cemento, el acero. tienen un alto impacto ambiental.

Se conoce en el estado de la técnica la existencia de vigas y columnas de madera, especialmente realizadas a partir de un tronco. Este tipo de vigas y columnas tienen prestaciones más reducidas que las realizadas en acero, pero suele ser suficiente para muchos usos, como puede ser en viviendas unifamiliares. Además, es un sistema más sostenible. Sin embargo, requieren disponer de troncos con buenas propiedades, por lo que no son fáciles de conseguir, además de la utilización de cajuelas metálicas para garantizar la perpendicularidad de los nodos, esencial en edificaciones sismoresistentes, lo cual eleva sustancialmente los costos de fabricación.

Se añade un problema en la construcción, en tanto los sistemas constructivos tradicionales son artesanales, donde abunda el bajo rendimiento y los imprevistos que aumenten el tiempo y coste de la obra.

Además, los ensayos de construcción con madera no han resuelto la problemática económica ni tampoco el problema tecnológico si se quieren llevar a cabo construcciones sismo-resistentes mediante sistemas aporticados, por la limitación de las secciones comerciales de la madera y la rigidez de los nodos obtenidos a partir de secciones macizas.

El solicitante no conoce ninguna solución a estos problemas similar a la invención.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un elemento constructivo formado por uno o más elementos estructurales rectos, del tipo utilizable como viga o columna, según las reivindicaciones. Sus realizaciones mejoran y resuelven los problemas de la técnica.

Combinando estos elementos constructivos se puede obtener una estructura de secciones macizas equivalentes específicas, utilizando cortes de madera producidos por los aserraderos, es decir: tablones o tablas de madera. De esta manera, se reducen los costos de mecanización previa de la madera, y se simplifica el manejo, ya que se utilizan los productos terminados de los aserraderos como los elementos semielaborados del procedimiento lo cual significa poca mecanización adicional con el fin último de facilitar su uso y aplicación en la industria de la construcción.

Estas ventajas también se aplican a la fabricación de cualquier otra edificación como educacionales, comerciales, hoteleras, hospitalarias, refugios, etc. Por otro lado, su facilidad de ensamblado permite, para las obras de pequeño porte, que toda la familia colabore en su montaje.

Se pueden instalar sistemas contra incendios, energía solar fotovoltaica y de agua caliente sanitaria a solicitud del cliente cumpliendo con las más estrictas normas de calidad establecidas internacionalmente

Ante este escenario, se ha desarrollado un nuevo elemento constructivo formado por elementos estructurales rectos de madera, capaz de superar los inconvenientes tecnológicos, así como ofrecer una alternativa constructiva de bajo costo, con abundante material constructivo y con un elevado grado de sustentabilidad y propiedades bioclimáticas.

Esto se debe a que la invención permite utilizar secciones comerciales de madera en una planta industrial para prefabricar edificaciones que posteriormente serán ensambladas en el sitio de la obra.

Con esta invención es posible realizar diseños de alta calidad, biodimáticos, con un reducido coste, libres de contingencias. Se pueden usar tipologías basadas en las raíces culturales del punto donde se construye.

El elemento estructural está formado por uno o más elementos estructurales rectos, donde cada elemento estructural recto está formado por dos o más planchas de madera separadas una distancia igual que el espesor de las planchas. Si la longitud o la carga es elevada y hay riesgo de pandeo, se pueden incorporar una o más almas de fijación y separación entre las planchas.

Cuando se disponen varios elementos estructurales rectos conectados, al menos dos, sus planchas están imbricadas. Es decir, insertadas unas entre otras. Normalmente cualquier elemento estructural que haga de columna poseerá más planchas que los demás.

Una vez imbricadas las planchas de dos elementos estructurales rectos conectados, se pueden unir por uno o más pasadores o tarugos de madera.

La solución más ventajosa incorpora madera como elemento fundamental para la fabricación de las estructuras, con láminas de fibrocemento para los cerramientos exteriores y sometidos a condiciones de humedad, espumas de poliuretano inyectadas dentro de los cerramientos para generar aislamiento térmico adecuado, láminas de cartón yeso en el interior o según requerimiento del cliente, pinturas de aluminio, pinturas de poliuretanos, resinas epóxicas, y una serie de productos capaces de retardar la combustión o la degradación de la madera, etc.

Las edificaciones así construidas son capaces de resistir terremotos de cualquier nivel en la escala Richter, así como huracanes. Gracias a la propuesta constructiva constituida por sistemas aporticados según la invención, son capaces de mantener la perpendicularidad de los nodos en condiciones de solicitaciones estructurales, todo a muy bajo costo. Las estructuras de la invención más preferida consisten en elementos compuestos encastrados, no habiendo elementos metálicos de fijación que pudieran propiciar el aplastamiento de la madera. Se podría considerar la edificación como un gran mueble en la que cada uno de los elementos utilizados cumple una función específica y es manufacturado para que lo haga en forma limpia y eficiente.

El resto de la memoria describe otras realizaciones particulares.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras.

Figura 1: Esquema de un ejemplo de realización del elemento constructivo, en este caso con dos elementos estructurales rectos que vinculen, al menos, cinco planchas o más. Figura 2: Esquema de otro ejemplo de realización.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

El dispositivo mostrado en las figuras comprende una serie de planchas (1) paralelas y con una sección rectangular. La serie de planchas (1) comprende al menos dos planchas (1) de igual o diferente espesor (2). La distancia (3) entre las planchas (1) es igual al espesor (2) de la plancha (1) de otro elemento constructivo recto, de forma de evitar holguras al insertar esa plancha (1) entre dos planchas (1) contiguas. Se ha de considerar que el espesor (2) de las planchas (1) puede ser diferente, especialmente cuando se colocan más de tres. Se pueden disponer además vigas de amarre cuyo vacío o distancia (3) entre planchas permite introducir varias planchas (1), encastradas, de un mismo elemento constructivo recto.

Las planchas (1) están unidas por una o más almas (4,5), generalmente al menos dos. Las almas (4,5) son piezas de menor longitud pero de anchura similar a la de las planchas (1). Así se pueden transmitir esfuerzos entre las dos planchas (1) a las que se fijan. Las almas (4,5) se pueden unir por adhesivo, por tornillos... o por cualquier otra forma resistente. Es posible disponer almas paralelas (4), que son planas y sustancialmente paralelas a las planchas (1), de forma que sólo unen las dos planchas (1) contiguas. También es posible utilizar almas transversales (5) que se disponen perpendiculares a las planchas (1) y permiten unir más de dos planchas (1). La selección de un tipo de alma (4,5) u otro depende de qué grados de libertad, en la dirección en que se desee actuar, se quieren restringir.

El número de almas (4,5) depende de la longitud del elemento estructural, de la carga prevista y del lugar donde actúa. Si la carga es elevada, es necesario añadir más almas (4,5) para reducir el riesgo de pandeo. Por ejemplo, se puede colocar un alma (4,5) cada 1-1,5 metros. Las almas (4,5) de los extremos están preferiblemente distanciadas de éstos, para permitir que los elementos estructurales se imbriquen por los extremos. Por otra parte, las almas transversales (5) también pueden fungir como elementos que rigidizan las uniones entre los elementos de los nodos, colocándose en forma perpendicular para generar unión entre todos los elementos del nodo y restringir cualquier tipo de movimiento.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de realización donde dos elementos estructurales se unen en “T”. Para ello, un elemento está imbricado en el otro, en este caso por un punto medio. Una vez imbricados, se pueden unir por adhesivo, pasadores, tornillos... para impedir la salida accidental. Esto genera nodos altamente resistentes y con la rigidez óptima, a los que se pueden fijar vigas sísmicas o de amarre. Se puede apreciar que, al tener dos planchas (1) como mínimo cada elemento estructural recto, y para poder imbricarse, es necesario disponer de al menos cinco planchas (1) entre los elementos estructurales rectos. En general, uno de los elementos estructurales rectos tendrá una plancha (1) más que el otro, siendo normalmente la columna por soportar más carga.

En el estado de la técnica, los sistemas aporticados tienen unas columnas macizas sobre las cuales descansa una viga maciza. Las vigas de amarre tendrían que estar conectadas en la otra dirección mediante cajuelas metálicas apernadas, lo que convierte los nodos en sistemas dependientes de la gravedad, por una parte, y por la otra, vigas sísmicas amarradas mediante pernos que, a lo largo del tiempo en zonas sísmicas terminan teniendo holguras y adquiriendo ciertos grados de libertad. Para garantizar la perpendicularidad de los nodos en casos de movimiento sísmicos/huracanes, se debe colocar mucho acero y muchos pernos para distribuir las cargas, lo cual hace el sistema muy costoso, lento y, desde el punto de vista comercial, complejo, por cuanto las secciones comerciales de los productos de aserradero no se generan con secciones tan grandes para cumplir con los requerimientos de ese tipo de pórticos. Más aún, la incorporación de acero en los sistemas estructurales requiere de la utilización de maderas preferiblemente duras, dejando por fuera maderas medias y blandas con muy buenas competencias estructurales, livianas y de mecanización más rápida, sencilla y económica. En la invención, las vigas sísmicas se encastran en los bordes de las planchas de las columnas asistidas por las vigas de carga y/o por las almas transversales.

Las planchas (1) y las almas (4,5) están realizadas en madera, por ejemplo proveniente de tablones comerciales.

Las tablas o tablones se agrupan de acuerdo con los requerimientos estructurales de la edificación en forma de llenos (planchas (1)) y vacíos (distancia (3) entre planchas (1)) hasta obtener la sección equivalente al elemento sólido, de madera7 que indique el cálculo estructural. Una vez obtenidas las secciones, se combinan llenos y vacíos de vigas y columnas para conformar los nodos estructurales, como se muestra en la figura 1.

Se ha de entender que este tipo de unión se puede aplicar entre elementos en cualquier ángulo, incluyendo coaxiales para prolongar la longitud de algún elemento constructivo recto. En el caso de elementos coaxiales, el elemento superior puede tener menos planchas (1) que el inferior. También se ha de entender que dos o más elementos estructurales rectos pueden unirse al mismo extremo de un elemento estructural recto, por ejemplo en niveles diferentes o, si el número de planchas (1) y su separación son adecuados, en vacíos alternos.

El elemento constructivo se combina para formar el edificio o construcción, incluyendo paredes, techos, ventanas, puertas, aislamiento y todas las instalaciones eléctricas, de agua, etc. necesarias.

Se pueden utilizar cuñas para elevar los elementos estructurales para encastrar o imbricar unos con otros.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Elemento constructivo, formado por uno o más elementos estructurales rectos, caracterizado porque cada elemento estructural recto está formado por dos o más planchas (1) de madera separadas una distancia (3) igual al espesor (2) de las planchas.

   2- Elemento constructivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un elemento estructural recto posee una o más almas (4,5) de fijación y separación entre las planchas (1).

   3- Elemento constructivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos dos elementos estructurales rectos cuyas planchas (1) están imbricadas, de forma que comprenden al menos cinco planchas.

   4- Elemento constructivo, según la reivindicación 3, caracterizado porque los elementos estructurales rectos están unidos por uno o más pasadores.

   5- Elemento constructivo, según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende almas transversales (5) perpendiculares a las planchas (1).