Pieza metálica para refuerzo y prótesis de vigas y viguetas de forjados,

pares de cubierta, pies derechos y otros elementos estructurales de madera.

Consiste en la disposición de una pieza (R) realizada mediante chapas metálicas cortadas, plegadas, taladradas y soldadas que son ensambladas a los distintos elementos de madera practicando en los mismo acanaladuras (AC) para la inserción de las pletinas verticales inferiores (Pvi).

El montaje termina mediante el atornillado de la pieza a la madera utilizando tornillos de madera (T) (tirafondos) de distinta longitud y diámetro en función del tipo de refuerzo y resistencia que se desea obtener de la pieza reforzada.

Se ha previsto una versión de prótesis (PR) para el caso de prolongar la longitud de la viga de madera en el caso de que el extremo de ésta no exista o se haya degradado

Pieza metálica para refuerzo y prótesis de vigas y viguetas de forjados, pares de cubierta, pies derechos y otros elementos estructurales de madera.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector de la construcción de estructuras de madera y la rehabilitación y refuerzo de las mismas. Su objetivo es reforzar mecánicamente las estructuras de madera puestas en obra o que vayan a colocarse con posterioridad. Estas estructuras de madera, generalmente se encuentran en el interior de los edificios, en zonas como forjados o cubiertas horizontales, aunque su uso es aplicable a pilares (pies derechos cuando son de madera), pares de cubierta, etc. El ámbito de aplicación de la presente invención, va desde el refuerzo en estructuras de madera muy deformadas y/o con algún grado de deterioro por agentes bióticos o abióticos, hasta aquellas estructuras en las que se desea mejorar e incrementar su capacidad mecánica (resistencia y rigidez). Su montaje se realiza, generalmente, por encima de los elementos de la estructura en forjados, no siendo necesaria la intervención por la cara inferior del forjado. De esta forma se evita tener que intervenir simultáneamente, por las dos caras de la estructura (inferior y superior), reduciéndose significativamente los costes de intervención.

Estado de la técnica

El refuerzo en estructuras de madera mediante perfiles metálicos es bien conocido y extendida. Este tipo de refuerzos suele presentarse, generalmente, por la parte inferior del forjado, en el caso de estructuras de madera horizontales, o también lateralmente, abrazando de alguna forma a la estructura de madera, mediante bridas, tornillos u otros accesorios. Las intervenciones de este tipo, tienen en la mayoría de los casos un carácter temporal, es decir, se emplean con la idea de sostener temporalmente las estructuras hasta que se ejecute una intervención más global o duradera. Dicha intervención suele ser, en la mayoría de los casos, una sustitución de la estructura de madera por piezas nuevas, del mismo material o distinto (acero generalmente). En el caso de ataques bióticos o degradaciones y/o deformaciones, la sustitución lleva implícita la eliminación de gran cantidad de metros cúbicos de madera en buen estado ante el desconocimiento de su verdadero comportamiento estructural.

Últimamente, se viene empleando un método de refuerzo, consistente en la conexión de la estructura de madera (preexistente y que debe estar en buen estado) y una capa de hormigón armado (losa superior de forjado), realizado in-situ sobre la estructura de madera. Este sistema confía toda la eficacia al elemento de unión entre los dos materiales, mediante el empleo de conectores tipo clavija u otros sistemas cuya función es la de transmitir los esfuerzos rasantes entre las dos estructuras, la vieja (madera) y la nueva (hormigón armado). Además este sistema de refuerzo, exige apear la estructura por la parte inferior (mediante el empleo de puntales y sopandas).

En el caso del primer tipo de intervención, existe por un lado un componente de improvisación debido a la urgencia con que se suelen actuar en las estructuras de edificios antiguos y por otro lado posee un carácter eminentemente puntual, ligado todo ello a una falta de cohesión en el reparto de las cargas de forjado, al no incluir este tipo de estructuras, la hoy preceptiva losa superior de forjado.

Por lo que respecta al segundo tipo de intervenciones, basado en la conexión de madera y hormigón, su ámbito se encuentra muy reducido al caso de estructuras de madera sanas, en un sistema que no refuerza la madera sino que se apoya en esta para formar un conjunto más o menos solidario, sin actuar sobre las líneas estructurales (viguetas de madera).

Tanto en estos dos sistemas esbozados como en otros (empleo de resinas y fibra de carbono) los costes, complejidad de la intervención, el volumen de escombros generados, la falta de aprovechamiento de las características mecánicas residuales de la madera y la dependencia de tener que actuar desde varios flancos, motivan el empleo de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La invención consiste en el empleo de una pieza metálica, empleada como refuerzo (R) y cómo refuerzo a modo de prótesis (PR) sobre piezas de madera estructural (M). Está compuesta por dos o más chapas de metal, de espesor reducido (E1) y (E2), y soldadas entre sí.

La parte superior, del refuerzo o del refuerzo a modo de prótesis, consiste en una chapa en forma de U con ancho (B) y espesor continuo (E1), que se encuentra taladrada en su parte horizontal (Ph) y cuyos orificios alojarán tirafondos (T) para unir el refuerzo o refuerzo a modo de prótesis a la madera. Los tirafondos se encuentran separados entre sf una distancia (D1) a lo largo de la longitud (LR) de la pieza del refuerzo o longitud del refuerzo a modo de prótesis (LPR), y una distancia (D2) entre los tirafondos colocados en la dirección del ancho (B) de la pieza. En la parte superior aparecen dos pletinas verticales superiores (Pvs) de altura (H1) consecuencia del plegado del metal y en cuya zona se observa una curvatura que corresponde con el empalme entre las pletinas verticales superiores (Pvs) y la pletina horizontal (Ph).

La parte inferior del refuerzo está compuesta por una pletina vertical inferior (Pvi) de espesor (E2) y altura (H2) que se suelda a la pletina horizontal (Ph) por su parte inferior. Esta pletina vertical inferior (Pvi) va alojada (cuando el refuerzo (R) está ensamblado) en una acanaladura realizada ad hoc en la pieza de madera (M) (figura nº 2).

La invención tiene una posibilidad de refuerzo en el extremo de la pieza de madera, a modo de prótesis (PR) de longitud (LPR) en el caso de piezas de madera (M) de forjado, en las que ha desaparecido (por deterioro) el extremo (entre 0,5 m y 1,0 m ) por ataques de hongos u otro tipo de degradaciones. En esta opción, una zona del refuerzo a modo de prótesis (PR), queda introducida en la pieza de madera sana (IN) de longitud (LPRin), mientras que la otra zona del refuerzo a modo de prótesis, de longitud (LPRex), queda exenta (EX) sustituyendo la zona degradada. En la parte introducida (IN), la geometría de la sección transversal de este refuerzo a modo de prótesis (PR) es idéntica al refuerzo (R), mientras que en la zona exenta (EX), en la que no existe pieza de madera (EP), este refuerzo a modo de prótesis (PR) conserva por la parte superior del mismo, la geometría antes indicada (pletinas verticales superiores (Pvs) y la pletina horizontal (Ph), pero sin taladros en la pletina horizontal (Ph) y cambiando la pletina vertical inferior (Pvi) por un tubo (TS) de ancho (H3) y de espesor (E3) y de altura (H2) equivalente a la pletina vertical inferior antes mencionada. Dicho tubo se encuentra soldado por la cara inferior a la pletina horizontal (Ph). Es importante señalar que la acanaladura (AC), en esta solución de refuerzo a modo de prótesis (PR), coincide con la longitud de la pieza de madera sana (LPRin) como se puede comprobar en la figura nº 9.

La piezas de madera reforzadas empleando la invención en sus dos opciones ((R) o (PR)) señaladas, posee el doble de la resistencia mecánica y se deforma la mitad de lo que se deforma la madera (M) sin ningún tipo de refuerzo.

Descripción de los dibujos

A modo de descripción se acompaña este texto de unos ejemplos prácticos en donde se puede comprobar el aspecto y las distintas partes intervinientes así como el montaje de la pieza en cuestión en su estado final.

La figura nº 1 muestra una sección donde se ve el refuerzo (R) colocado y atornillado sobre la madera (M) mientras que la figura nº 2 muestra la misma sección desmontada, y en la que se observa la forma en que el refuerzo (R) se coloca sobre la madera (M). La figura nº 3 muestra la sección con el refuerzo a modo de prótesis (PR), en la zona de la misma en la que es diferente del refuerzo (R), y en la figura el tubo (TS) unido a la pletina horizontal (Ph).

En la figura nº 4 se muestra una planta correspondiente al refuerzo (R) con la descripción de las distancias longitudinal y transversal entre tirafondos (D1) y (D2)...

1. Refuerzo empleado en elementos longitudinales de estructura de madera como vigas, viguetas, pares de cubierta, pies derechos, compuesto por chapas plegadas y soldadas entre sí de metal y fijadas o embutidas en la madera y caracterizado porque el refuerzo contiene los siguientes elementos:

2. Refuerzo según la reivindicación 1 caracterizado porque existe más de una pletina vertical inferior, saliendo todas ellas de la cara inferior de la pletina horizontal.

3. Refuerzo según la reivindicación 1 caracterizado porque las pletinas verticales inferiores son sustituidas por un perfil tubular adosado a la parte inferior de la pletina horizontal.

4. Refuerzo según la reivindicación 1 y caracterizado porque:

5. Refuerzo según la reivindicación 5 caracterizado porque el perfil tubular es continúo por debajo de la pletina horizontal.