Sistema modular de disipación de energía para conectar dos elementos estructurales en una dirección de conexión,

el cual comprende un disipador (1) provisto de al menos dos módulos de disipación de energía (15, 16) dispuestos sucesivamente según dicha dirección de conexión, comprendiendo cada uno de ellos una banda central (12; 12'), dos bandas laterales (13; 13') y una pluralidad de elementos de plastificación (14; 14') entre la banda central y las bandas laterales, de manera que la banda central del módulo que hay en un extremo del disipador se conecta a una de las estructuras y las bandas laterales de este módulo están integradas con la banda central del módulo adyacente, y las bandas laterales del módulo que hay en el otro extremo del disipador se conectan a la estructura y la banda central de este módulo está integrada con las bandas laterales del módulo adyacente.

presenta un cuerpo disipativo relativamente delgado Sistema modular de disipación de energía.

La presente invención se refiere a un sistema modular de disipación de energía para conectar dos elementos estructurales en una dirección de conexión, el cual comprende un disipador de energía por plastificación que está provisto de una banda central, dos bandas laterales y al menos dos elementos de plastificación dispuestos a ambos lados de la banda central, entre ésta y las dos bandas laterales.

Dichos elementos estructurales pueden ser partes de una misma construcción o de diferentes construcciones, o incluso construcciones enteras. Se entiende por elemento estructural el que cumple funciones resistentes en relación a las acciones (gravedad, viento, seísmo, etc.) que recibe una construcción; se considera que los elementos estructurales incluyen cerramientos de obra de fábrica e instalaciones. Estado de la técnica anterior Existen diversos sistemas para reducir o evitar el daño de una construcción o varias construcciones próximas ante una acción dinámica (seísmo, viento, etc.) . Se trata principalmente de controlar (reducir) los desplazamientos relativos entre elementos estructurales, que pueden ser de una misma construcción o de construcciones próximas.

En uno de estos sistemas la conexión entre dos elementos estructurales o constructivos se realiza mediante unos dispositivos disipadores de energía que, al deformarse por plastificación, cuando la solicitación supera el límite elástico del material, absorben energía. La plastificación puede ser debida a un esfuerzo cortante ("plastificación a cortante") , a un esfuerzo flector ("plastificación a flexión") , a un esfuerzo axial, a un momento torsor, o a una combinación de los anteriores.

Dichos disipadores son normalmente elementos elastoplásticos y pueden forman parte, por ejemplo, de una estructura compuesta por dos subestructuras con funciones claramente diferenciadas (por ejemplo, una de las subestructuras podría soportar las acciones gravitatorias y tener un comportamiento bastante flexible frente a las solicitaciones horizontales, mientras que la otra podría tener un comportamiento más rígido frente a las solicitaciones horizontales y estar conectada a la primera subestructura a través de disipadores de energía) .

Los disipadores elastoplásticos que plastifican a cortante tienen la ventaja de presentar una elevada rigidez en comportamiento elástico y un umbral de plastificación a partir de pequeños desplazamientos. Es necesario que el grosor de su cuerpo disipativo sea pequeño para limitar la fuerza máxima a un intervalo de valores apropiado para su función disipadora y conectora. Para evitar la aparición de la abolladura es habituar incorporar rigidizadores soldados, pero la presencia de uniones soldadas produce efectos adversos, que propician el agotamiento frágil y son más acusados con grosores pequeños.

Es conocido un disipador por plastificación a cortante que no tiene soldaduras en las zonas que se deforman (Cahis, X., Torres, Ll. and Bozzo, L., "An innovative elasto-plastic energy dissipator for the structural and non-structural building protection", 2000, Proceedings of the 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand) , lo cual permite diseñar disipadores con alma de pequeño grocon sección en forma de doble T cuya alma se rigidiza para evitar la abolladura. La disipación de energía se produce mediante la deformación plástica por esfuerzo cortante del alma del cuerpo disipativo, a partir del desplazamiento relativo entre dos pletinas soldadas por encima y por debajo del cuerpo disipativo, en una disposición perpendicular a éste.

El pequeño grosor del alma permite que la misma se deforme antes que las zonas adyacentes a las pletinas, con lo cual la deformabilidad plástica (es decir, la disipación de energía) del disipador puede ser elevada pese al reducido desplazamiento relativo entre las pletinas. Las pletinas y los rigidizadores se incorporan por soldadura, lo cual complica su fabricación, y las pletinas aumentan la flexibilidad del disipador, lo cual no es deseable. Los rigidizadores son necesarios debido a la elevada esbeltez del alma (su grosor es pequeño en relación a las dimensiones del alma en el plano del disipador) .

La patente US4959934 describe un disipador elastoplástico de forma prismática provisto de dos series de aberturas, una a cada lado de una banda central del disipador. En una realización dos de estos disipadores se conectan entre sí por sus extremos superior e inferior (por encima y por debajo de dicha banda central) mediante unos fijadores que también se fijan por soldadura a un pilar interpuesto entre los disipadores; los dos disipadores se conectan por sus bandas centrales a sendas vigas y están previstos para atenuar el desplazamiento horizontal entre las vigas y el pilar. Descripción de la invención

Un objetivo de la presente invención es el de proporcionar un disipador de energía que no precise rigidizadores y cuyo diseño básico pueda adaptarse fácilmente para que sea capaz de absorber cantidades diferentes de energía o para que la plastificación se produzca en respuesta a fuerzas de diferente magnitud. Otro objetivo es que el disipador admita una fabricación automatizada.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el disipador comprende al menos dos módulos de disipación de energía dispuestos sucesivamente según la dirección de conexión a las estructuras, estando cada uno de dichos módulos provisto de una banda central, dos bandas laterales y al menos dos elementos de plastificación dispuestos a ambos lados de la banda central, de manera que la banda central del módulo que hay en un extremo del disipador se conecta a uno de los elementos estructurales y las bandas laterales de este módulo están integradas con la banda central del módulo adyacente.

Las bandas laterales del módulo que hay en el otro extremo del disipador se conectan a uno de los elementos estructurales y la banda central de este módulo está integrada con las bandas laterales del módulo adyacente.

En una realización, el disipador comprende tres o más de dichos módulos.

Este sistema modular permite conseguir, con un disipador alargado hecho de una pieza (ya que cada módulo está integrado longitudinalmente con los módulos adyacentes) de un tamaño relativamente pequeño (ya que no hace falta que cada módulo sea muy grande) , un mayor desplazamiento para la misma fuerza (cada módulo está sometido a la misma fuerza que el conjunto del disipador pero el desplazamiento de éste es la suma de los desplazamientos de todos los módulos) y, por consiguiente, una mayor capacidad de disipación de energía; esto es así en virtud de la unión de la banda central de un módulo con las bandas laterales del módulo adyacente y viceversa, lo cual permite que haya un desplazamiento relativo en cada módulo entre su banda central y sus bandas laterales.

El hecho de que el disipador sea de una pieza permite su fabricación mediante mecanizado (con arranque o sin arranque de viruta) , en particular por fresado. Se puede variar el número o la geometría de los elementos de plastificación de cada módulo para que la plastificación se produzca en respuesta a una fuerza diferente.

Los elementos de plastificación de un módulo pueden plastificar principalmente a cortante o principalmente a flexión; lo que importa es que la plastificación se produzca bajo una fuerza y desplazamiento previsibles.

Una manera ventajosa de fabricar el disipador es por fresado de una placa o un perfil de sección rectangular, operación que se puede automatizar.

Cuando la plastificación es a cortante, es preferible que los elementos de plastificación de al menos un módulo comprendan una región de menor grosor que el de la placa del disipador. Es en esta región dónde se produce la plastificación.

Cuando la plastificación es a flexión, es preferible que los elementos de plastificación de al menos un módulo comprendan al menos una placa de sección variable, ya que la sección variable de la placa se puede ajustar al momento flector que ha de soportar cada sección.

En una realización, los elementos de plastificación de al menos un módulo comprenden un agujero pasante, con lo que la plastificación se produce a cortante o a flexión dependiendo de la geometría del agujero: cuando la altura del agujero es pequeña en relación a su anchura la plastificación será principalmente a cortante,...

1. Sistema modular de disipación de energía para conectar dos elementos estructurales en una dirección de conexión, el cual comprende un disipador de energía por plastificación (1) que está provisto de una banda central (12) , dos bandas laterales (13) y al menos dos elementos de plastificación (14) dispuestos a ambos lados de la banda central, entre ésta y las dos bandas laterales, caracterizado por el hecho de que el disipador (1) comprende al menos dos módulos de disipación de energía (15, 16) dispuestos sucesivamente según dicha dirección de conexión, estando cada uno de ellos provisto de dicha banda central (12; 12') , bandas laterales (13; 13') y elementos de plastificación (14; 14') , de manera que la banda central del módulo que hay en un extremo del disipador se conecta a uno de los elementos estructurales y las bandas laterales de este módulo están integradas con la banda central del módulo adyacente.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las bandas laterales (13, 13') del módulo (15; 16) que hay en el otro extremo del disipador (1) se conectan a uno de los elementos estructurales y la banda central de este módulo está integrada con las bandas laterales del módulo adyacente.

3. Sistema según la reivindicación1ó2, caracterizado por el hecho de que los elementos de plastificación (14; 14') de un módulo (15; 16) pueden plastificar principalmente a cortante o principalmente a flexión.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el disipador (1) es una placa mecanizada.

5. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que los elementos de plastificación (14; 14') de al menos un módulo (15; 16) comprenden una región (101) de menor grosor que el de la placa del disipador (1) .

6. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los elementos de plastificación (14; 14') de al menos un módulo (15; 16) comprenden al menos una placa de sección variable (141) .

7. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los elementos de plastificación (14; 14') de al menos un módulo (15; 16) comprenden un agujero pasante.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el disipador (1) está formado de una pieza.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el disipador (1) comprende al menos tres de dichos módulos (15, 16, 17) .

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el disipador (1) se conecta por ambos extremos a los elementos estructurales a través de un primer conector

(2) y un segundo conector (3) , que están sustancialmente alineados según la dirección de conexión.

11. Sistema según cualquiera de la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el segundo conector (3) comprende dos perfiles en "Ω" unidos por sus alas (32) .

12. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el primer conector (2) comprende dos perfiles en "U" que se introducen en los correspondientes huecos axiales de los perfiles en "Ω" del segundo conector (3) .

13. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que el disipador (1) se instala entre dos perfiles en "Ω" del segundo conector (3) y, por consiguiente, también entre los dos perfiles en "U" del primer conector (2) .

14. Sistema según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado por el hecho de que el primer conector

(2) se conecta al disipador (1) por la banda central de un extremo de éste y el segundo conector (3) se conecta al disipador (2) por las bandas laterales del otro extremo de éste.

15. Sistema según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que entre los elementos estructurales se disponen dos disipadores (1) , conectados a ambos extremos del segundo conector (3) y conectados a dichos elementos estructurales mediante sendos primeros conectores (2) .

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200801080

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 10.04.2008

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200801080

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD E04B1/98 (01.01.2006)

E04H9/02 (01.01.2006) F16F7/12 (01.01.2006) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

E04B, E04H, F16F

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, PAJ

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200801080

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 14.01.2011

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200801080

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La patente en estudio muestra un sistema modular de disipación de energía para conectar dos elementos estructurales en una dirección de conexión, que comprende un disipador provisto de al menos dos módulos de disipación de energía dispuestos sucesivamente según dicha dirección de conexión. Cada módulo comprende una banda central, dos bandas laterales y una pluralidad de elementos de plastificación entre la banda central y las bandas laterales, de manera que: -la banda central del módulo que hay en un extremo del disipador se conecta a una de las estructuras, -las bandas laterales de este módulo están integradas con la banda central del módulo adyacente -las bandas laterales del módulo que hay en el otro extremo del disipador se conectan a la estructura -la banda central de este módulo está integrada con las bandas laterales del módulo adyacente.

Ninguno de los documentos citados D01-D03 muestran una disposición como se reivindica en la reivindicación 1 de la patente en estudio. Además, no se considera obvio que un experto en la materia conciba dicha disposición con las características reivindicadas en esta reivindicación. Las reivindicaciones 2-15 son reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1. Por lo tanto, la invención reivindicada en las reivindicaciones 1-15 es nueva, implica actividad inventiva y tiene aplicación industrial.

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