Articulación esférica para la construcción de láminas arquitectónicas.

Articulación esférica para la construcción de láminas arquitectónicas de tipo mecánico para el giro de una barra de longitud variable sobre su centro O y agrupable con otras en una misma lámina esférica de soporte (4) formando una sola articulación esférica múltiple de centro O,

punto de giro común de todas las barras estructurales articuladas.

La agrupación superior de barras de longitud variable y articulaciones esféricas múltiples produce espacialmente una estructura variable con capacidad de modificar su forma y su tamaño mediante la incorporación de redes internas de instalaciones para el control e impulsión de sus movimientos.

Una estructura variable con una proporción laminar constituye la estructura específica de una lámina arquitectónica, como soporte de las superficies de cerramiento integradas con sus movimientos.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201001531.

Solicitante: BUXÓ DONIZ, Roberto.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: BUXÓ DONIZ,Roberto.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E04B1/19 CONSTRUCCIONES FIJAS.E04 EDIFICIOS.E04B ESTRUCTURA GENERAL DE LOS EDIFICIOS; MUROS, p. ej. TABIQUES; TEJADOS; TECHOS; SUELOS; AISLAMIENTO Y OTRAS PROTECCIONES DE LOS EDIFICIOS (estructuras de marcos para vanos de puertas, ventanas o similares E06B 1/00). › E04B 1/00 Construcciones en general; Estructuras que no se limitan a los muros, p. ej. tabiques, pisos, techos, ni tejados (andamiajes, encofrados E04G; estructuras adaptadas únicamente a edificios para usos particulares, proyecto general de los edificios, p. ej. coordinación modular E04H; elementos particulares de los edificios, ver los grupos correspondientes a estos elementos). › Estructuras de esqueleto tridimensional.
  • E04B1/32 E04B 1/00 […] › Arcos; Bóvedas; Estructuras inclinadas (techos abovedados E04B 7/08).
  • E04B1/58 E04B 1/00 […] › de elementos de construcción en forma de barra.
  • F16C11/06 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16C ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA TRANSMITIR MOVIMIENTO EN UNA FUNDA FLEXIBLE; ELEMENTOS DE LOS MECANISMOS DEL CIGÜEÑAL; PIVOTES; UNIONES PIVOTANTES; PIEZAS ROTATIVAS DE INGENIERIA DISTINTAS A LAS PIEZAS DE TRANSMISION MECANICA, ACOPLAMIENTOS, EMBRAGUES O FRENOS; COJINETES.F16C 11/00 Pivotes; Uniones pivotantes (disposición relativa de las articulaciones de la timonería de dirección B62D 7/16). › Articulaciones de rótula; Otras articulaciones que tienen más de un grado de libertad angular, es decir, juntas universales (juntas universales en las cuales la flexibilidad se logra con pivotes u órganos de unión deslizantes o rodantes F16D 3/16).
Articulación esférica para la construcción de láminas arquitectónicas.

Fragmento de la descripción:

Articulación Esférica para la construcción de láminas arquitectónicas 5 Descripción 10 Articulación mecánica formada por dos piezas compuestas por sectores de láminas esféricas diseñados para la unión y el movimiento de giro de barras estructurales en torno a un único punto. Objeto de la invención la Articulación Esférica (AE) objeto de la presente invención se encuadra en el campo de las articulaciones mecánicas que configurando el extremo de una Barra de longitud Variable (BlV) construida con sistemas similares o iguales a los conocidos en el estado actual de la técnica, es destinada a formar mediante su 15 agrupación formando Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) la unión articulada de un número indefinido de Barras de longitud Variable (Bl V) en un mismo punto. las Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) realizan de forma mecánica una función de enlace análoga a la de las partículas de un material homogéneo y cohesionado con capacidad de modificación plástica que las capacitada para 20 reproducir mecánica y geométricamente el proceso de formación de una lámina entendido éste como la transformación de la forma masiva de una porción de material homogéneo y dúctil con tres dimensiones iguales, a una proporción laminar con dos dimensiones predominantes, proceso de compresión-expansión en el que se produce en su interior una redistribución espacial de su estructura 25 interna. (Fig.1) Bajo este criterio la finalidad específica de las Articulaciones Esféricas (AE) y la de las Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) es la de ser los elementos mecánicos de articulación de Estructuras Variables de forma y tamaño (EV) que alcanzando una proporción laminar sirven de soporte a Superficies de cerramiento ligero (S) . (Fig.14) , formando una Lámina Arquitectónica (LA) . Estas Superficies S estarán compuesta a su vez por la combinación de 5 elementos constructivos industriales de proporción laminar, hinchables, elásticos, flexibles o rígidos de origen industrial que dispuestos de forma adyacente o superpuestos en escamas acompañan a la Estructura Variable (EV) en sus movimientos. En su aplicación más amplia las Láminas Arquitectónicas (LA) se destinan 10 a interactuar de forma intencionada con el medio ambiente como soporte de Superficies (S) especializadas técnicamente, conformadas por láminas industrializadas de cerramiento o de captación de energía conocidas por el estado de la técnica según una geometría específica. Destinadas a dotar de movimientos a las Láminas Arquitectónicas (LA) y a 15 las Estructuras Variables (EV) , las Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) y las Articulaciones Esféricas (AE) en último término, tienen su principal aplicación en los campos de la arquitectura y de la ingeniería. Su concepción es geométrica y por tanto independiente de su tamaño, siendo construibles desde escalas nanotecnológicas y donde el espesor de las 20 láminas empleadas, está en función de la resistencia del material empleado determinándose mediante cálculos estructurales y ensayos normalizados específicos. 25 Antecedentes de la invención t El concepto de Lámina Arquitectónica (LA) que antecede a su invención surge de la idea de reunir un cerramiento y una estructura, sintetizando el lenguaje arquitectónico de dos familias constructivas distintas en un solo elemento constructivo y compositivo con capacidad de deformación plástica. 5 Con esa finalidad la estructura interna de una Lámina Arquitectónica (LA) se inspira en la mecánica elemental de formación de las láminas naturales y en la abstracción geométrica del proceso de laminación de un material plástico homogéneo, donde las partículas de materia se identifican con Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) y los enlaces de fuerza con Barras de Longitud Variable 10 (BLV) . Las estructuras mecánicas obtenidas según este paralelismo con un material plástico están capacitadas para transformaciones análogas de forma y tamaño constituyendo Estructuras Variables (EV) . En base a los conceptos anteriores las dos superficies externas (S) de la Lámina 15 Arquitectónica (LA) se identifican con el espacio ocupado por las fuerzas de tensión superficial que definen los límites exteriores aparentes de un material con capacidad de deformación plástica. Geométricamente una lámina de cualquier sustancia es una forma con dos dimensiones espaciales predominantes frente a una tercera definiendo una 20 proporción laminar que la identifica. La relación geométrica entre los centros de al menos dos capas de partículas de un material que puedan ser comprimidas en una dirección o bien expandidas en dos direcciones (Fig .1.1) es reproducible constructivamente mediante Barras de Longitud Variable (BLV) y Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) , (Fig.11) . Así en su forma más elemental, el proceso de laminación de un material masivo entendido éste con tres dimensiones iguales, es equivalente a la redistribución de la estructura espacial establecida entre dos capas de partículas iguales al aplicarse una compresión sobre un plano en las que solo existen seis 5 configuraciones posibles para su posicionamiento y únicamente cuatro capaces de producir el movimiento de expansión-compresión que produce una proporción laminar. Denominamos a estas seis composiciones Bases. (Fig. 2) De ellas extraemos los máximos requerimientos que se producen en las articulaciones según un plano vertical de compresión-expansión, y por tanto los 10 condicionantes más exigentes y singulares de extensión (e) , (Fig.3) y de giro 13, (Fig.4) . Con la combinación de estas configuraciones elementales obtenemos infinitas posibilidades de agrupación espacial para las Bases 2, 3, 4 Y 5. (Ej.:Fig.6, unión repetitiva de las Bases en posiciones comprimidas y expandidas en las que se 15 forman Estructuras Variables de proporción laminar de Base 3 y Base 4) . Por otra parte el paso de la forma plana a la esférica representa el máximo requerimiento de curvatura que dotará a una Lámina Arquitectónica (LA) de su máxima plasticidad. Esta se consigue permitiendo en las articulaciones requerimientos de movimiento 20 angular transversales al plano de la lámina 13', (Fig.5) , que permite flexibilidad para el posicionamiento de las partículas comprimidas-expandidas de cada Base según un polígono irregular, y que unido a la capacidad de las Barras de Longitud Variable (BLV) de modificar su longitud, y por tanto la separación entre sus extremos articulados, produce la curvatura, la torsión o la expansión-compresión 25 parcial o total de una Estructura Variable (EV) de dos capas de Articulaciones Esféricas (AE) que parte de una forma inicialmente plana, (Figs.16.1 y 16.2) Y cuya deformación y resistencia es predecible mediante el análisis geométrico y el cálculo estructural. Como resultado de este análisis comparativo entre un material plástico y homogéneo y una Lámina Arquitectónica (LA) surge la solución mecánica de una 5 Articulación Esférica (AE) de máxima movilidad, agrupable con otras en un mismo sector esférico de lámina común de soporte formando Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) , en un número indefinido de ellas con la única limitación del espacio disponible en el ámbito de una misma lámina esférica de soporte (4) . La Articulación Esférica (AE) y la Articulación Esférica Múltiple (AEM) son 10 así los componentes mecánicos repetitivos e industrializables en cualquier escala que compatibilizan bajo unos mismos principios geométricos básicos las deformaciones internas y externas que se producen en los movimientos de la estructura interna de una Lámina Arquitectónica (LA) con deformación plástica en su conjunto, dotándola de una alta resistencia y realizando el reparto de las 15 fuerzas sustentantes en un amplio número de puntos, minimizando así la vulnerabilidad a las agresiones externas. En una lámina arquitectónica (LA) así constituida el número de los elementos que intervienen en la resolución de un problema de cerramiento estructural se reducen a los esenciales y el peso del conjunto es reducido en 20 comparación a los sistemas tradicionales aprovechando al máximo la capacidad mecánica de los materiales y optimizando el uso de los recursos materiales. La capacidad de variar su forma, su tamaño, y también su espesor, sin perder su resistencia mecánica la capacita para producir las modificaciones necesarias de adaptación al medio y a su funcionalidad sin necesidad de ser 25 reconstruida. En una escala usual de edificación, las Articulaciones Esféricas Múltiples (AEM) actúan además como los puntos de unión en su función específica de paredes y suelos. Formando la parte esencial de las Estructuras Variables (EV) las AE y AEM 5 resultan piezas fundamentales para la construcción de láminas arquitectónicas (LA)...

 


Reivindicaciones:

Reivindicación 1. Articulación Esférica para la construcción de láminas arquitectonicas caracterizada porque comprende dos piezas según la Figura 9.1: 5 Una primera pieza denominada Parte Fija, compuesta por una lámina esférica de soporte (4) de centro O, taladrada para la formación de un espacio de movilidad (5) en donde se aloja una segunda pieza denominada Parte Móvil encargada de conformar de forma solidaria el extremo de una barra estructural cualquiera, siendo la configuración geométrica de la Parte Móvil la siguiente: lámina exterior 10 (1) , lámina intermedia (2) y lámina interior (3) , siendo todas ellas sectores de láminas esféricas concéntricas en O. La lámina intermedia (2) queda alojada en el espacio de movilidad (5) de la Parte Fija de la Articulación Esférica y su espesor es igual al de la lámina de soporte (4) mientras la lámina externa (1) Y la lámina interna (3) deslizan en contacto sobre la 15 lámina de soporte (4) sujetando a la barra estructural frente a movimientos de tracción o compresión y permitiendo a la vez un giro angular 13= l3'en cualquier dirección de la Parte Móvil y del eje E de la barra estructural solidaria con ella sobre el centro O de la Articulación Esférica. 20 25 Reivindicación 2. Articulación Esférica para la construcción de láminas arquitectónicas, según la reivindicación 1, caracterizada porque permiten un giro angular 13 > 13' en una dirección preferente para el movimiento de la Parte Móvil y del eje E de la barra estructural solidaria con ella sobre el centro O de la Articulación Esférica Traslacional. Reivindicación 3. Articulación Esférica para la construcción de láminas arquitectonicas, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque su lámina 5 esférica de soporte (4) de centro 0, presenta dos o más taladros para la formación de espacios de movilidad (5) en donde se alojan las Partes Móviles de otras Articulaciones Esféricas. Reivindicación 4. Articulación Esférica para la construcción de laminas arquitectonicas , según la reivindicación 1 a 3, caracterizada porque sus Barras de Longitud Variable están articuladas en sus extremos por Articulaciones Esféricas, Articulaciones Esféricas Traslacionales o Articulaciones Esféricas Múltiples, formando una estructura espacial. 10 La Parte Móvil de cada Articulación Esférica o Articulación Esférica Traslacional es 15 taladrada según la dirección del eje E de la barra estructural para el paso de instalaciones destinadas al control e impulso del movimiento propio de una Estructura Variable. Reivindicación 5. Articulación Esférica para la construcción de laminas arquitectonicas, según la reivindicación 1 a 4, caracterizada porque además de ser una Estructura Variable de proporción laminar consta de Superficies externas compuestas por elementos o materiales de proporción laminar de origen industrial, hinchables, flexibles, elásticos o rígidos configurando un cerramiento ligero 20 integrado con los movimientos de transformación de la Estructura Variable. 25

 

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