PROCEDIMIENTO DE REALIZACION DE UNA PIEZA DE HORMIGON Y PIEZA DE HORMIGON.

Procedimiento de realización de una pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura (3) embebida en el hormigón (2) cuando tiene lugar la colada de éste,

de manera que, si dicha pieza es sometida a una solicitación, la misma presenta, bajo el efecto de ésta, dos partes situadas a ambos lados de un eje neutro, respectivamente una parte comprimida sometida a unos esfuerzos de compresión absorbidos principalmente por el hormigón (2) y una parte tensada sometida a unos esfuerzos de tracción absorbidos principalmente por lo menos por una armadura longitudinal tensada (31) de la jaula de armadura (3), extendiéndose dicha armadura tensada (31) según una dirección longitudinal de aplicación de los esfuerzos de tracción a una pequeña distancia de recubrimiento de una cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1) y que presenta una sección transversal determinada en función de los esfuerzos inducidos por la solicitación, procedimiento en el que dicha armadura tensada (31) comprende por lo menos una banda plana (4) de sección rectangular, que presenta una cara ancha (41) y un lado estrecho (41'') y que comprende una parte central (44) comprendida entre dos partes (43, 43'') de anclaje en hormigón, realizadas cada una por retorcido de la banda (4) en una cierta longitud (L1), con una rotación progresiva de la cara ancha (41) alrededor el eje longitudinal (40) de la banda (4), extendiéndose las dos partes retorcidas (43, 43'') sustancialmente según la misma dirección que la parte central (44) de la banda plana (4), paralelamente a la cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1) y que se apoya sobre el hormigón por la cara ancha (41) de la banda (4) en el sentido opuesto al esfuerzo de tracción absorbido, dejando en el interior de la pieza (1) dos zonas de bloqueo (B, B'') constituidas por dichas partes de anclaje retorcidas (43, 43'') entre las cuales se extiende una zona central de deslizamiento (C) en la que la parte central (44) de la banda tensada (4) está libre de alargarse bajo el efecto de los esfuerzos absorbidos, con una repartición uniforme de la tensión sobre la totalidad de la longitud de dicha parte central (44)

Procedimiento de realización de una pieza de hormigón y pieza de hormigón.

La presente invención tienen por objeto un procedimiento de realización de una pieza de hormigón y se refiere más especialmente a una pieza de hormigón provista de una jaula de armadura que presenta múltiples ventajas y que permite, en particular, aumentar considerablemente el nivel de solicitación a partir del cual corren el riesgo de formarse fisuras perjudiciales.

Se sabe que el principio del hormigón armado se basa en la asociación de dos materiales que tienen unas propiedades complementarias, el hormigón que presenta una resistencia a la compresión importante, pero una resistencia a la tracción muy baja, y el acero, que presenta un excelente resistencia a la tracción y se encuentra protegido de la corrosión por el aire cuando está embebido en el hormigón. Teniendo los dos materiales además, unos coeficientes de dilatación parecidos, su asociación permite realizar unas piezas compuestas que tienen las cualidades de durabilidad del hormigón y que pueden, sin embargo, resistir unos momentos o unos esfuerzos de flexión. Una pieza de este tipo comprende, en efecto, bajo el efecto de las solicitaciones aplicadas, dos partes situadas a ambos lados de un eje neutro, respectivamente una parte comprimida sometida a unos esfuerzos de compresión absorbidos principalmente por el hormigón y una parte tensada sometida a unos esfuerzos de tracción absorbidos principalmente por lo menos por una armadura longitudinal tensada de la jaula de armadura embebida en el hormigón.

Esta jaula de armadura comprende, habitualmente, dos capas de barras longitudinales, que se extienden respectivamente a lo largo de la cara tensada y de la cara comprimida de la pieza y unidas por unas armaduras transversales denominadas estribos.

Sin embargo para quedar al abrigo del aire y evitar la corrosión, las armaduras deben estar situadas a una distancia mínima de la cara externa de la pieza, denominada "distancia de recubrimiento".

Cuando las armaduras están constituidas, como habitualmente, por barras redondas, los estribos son unos hilos de menor diámetro que giran alrededor de las barras y es por tanto con respecto a estos estribos que es preciso dejar una distancia mínima de recubrimiento, lo que aumenta la distancia entre el centro de gravedad de la barra longitudinal y la cara de paramento correspondiente.

Para reducir esta distancia, la compañía solicitante ha propuesto ya, en el documento FR-A-2 814 480, utilizar como barras de armadura unas bandas planas que presentan una sección transversal rectangular determinada, como habitualmente, en función de los esfuerzos inducidos por la solicitación aplicada sobre la pieza. Por ello, los estribos, constituidos también por bandas planas, pueden ser soldados sobre las caras internas de las barras longitudinales, lo que permite, a igual resistencia, disminuir el espesor global de la pieza.

La utilización de barras de armadura de sección cuadrada o rectangular había sido ya prevista en el documento GB-A-410 886. En este caso, sin embargo, los estribos transversales giran aún alrededor de las barras longitudinales que están provistas, en su cara lateral, de partes en resalte que forman unos topes que permiten solidarizar el conjunto.

El documento US-A-887.863 describe asimismo una jaula de armadura constituida por barras planas de sección rectangular y describe un procedimiento según el preámbulo de reivindicación 1 y una pieza de hormigón según el preámbulo de la reivindicación 10. En este caso, para reducir la cantidad de metal necesaria, se realiza una jaula de forma triangular con, en la parte tensada, dos armaduras inferiores separadas una de la otra y, en la parte comprimida, una sola armadura superior. Cada armadura inferior comprende una banda plana longitudinal que se extiende en la totalidad de la longitud de la pieza y perpendicular a la cara de paramento de ésta, estando esta banda longitudinal asociada a varias bandas de longitudes diferentes que comprenden cada una, una parte central acoplada a la banda longitudinal y dos partes inclinadas que forman unos estribos de unión con la armadura superior y que están retorcidas por rotación alrededor de su eje longitudinal, con el fin de permitir el cambio de orientación y la fijación de estas partes inclinadas sobre la armadura superior constituida también por una banda plana perpendicular a la cara de paramento de la pieza.

Además, este retorcido asegura el anclaje en el hormigón de estas partes inclinadas que resisten a los esfuerzos cortantes y se separan hacia los extremos de la pieza, en la parte superior de ésta. En razón de las longitudes diferentes de las bandas acopladas, el espesor de acero resistente a los esfuerzos de tracción es más importante en la parte central y disminuye hacia los extremos.

Así, la pieza está más fuertemente armada en las partes más sólidas, lo que permite, globalmente, reducir la cantidad de acero necesaria.

El documento DE-A-35 41 875 prevé asimismo utilizar como armaduras unas bandas planas retorcidas por rotación alrededor de su eje longitudinal, pero con el fin de realizar una pared de caja fuerte, capaz de resistir los riesgos de perforaciones y de explosiones.

Según este documento, la jaula de armadura comprende dos capas separadas de barras planas entrecruzadas, entre las cuales están colocadas otras dos capas entrecruzadas de barras planas retorcidas en toda su longitud.

Este documento tiene por tanto por objetivo realizar así una pared gruesa extremadamente resistente, que no se comporta absolutamente como una pieza clásica de hormigón armado de tipo habitual, tal como una losa o una viga, que debe resistir en particular unos esfuerzos de flexión.

Ahora bien, se sabe que en tanto las solicitaciones aplicadas no sobrepasan de un cierto límite, una pieza de hormigón armado se comporta como una pieza compuesta que se deforma en bloque con transferencia de los esfuerzos entre los dos componentes. Para ello se busca, habitualmente, mejorar la unión de transferencia entre la armadura y el hormigón, por ejemplo utilizando unas barras denominadas de alta adherencia, que están dentadas en toda su longitud. Por otra parte, los extremos de estas barras están habitualmente curvados para formar unas crucetas de anclaje que aumentan la longitud de armadura embebida en el hormigón y, por consiguiente, la longitud de transferencia de los esfuerzos internos entre la armadura y el hormigón.

Sin embargo, bajo el efecto de las solicitaciones, no se puede evitar una deformación de la pieza con un alargamiento de la parte tensada que provoca la aparición de fisuras en el hormigón de recubrimiento. Estas fisuras, inevitables en la práctica, pueden ser emitidas en tanto su anchura es bastante pequeña, por ejemplo inferior a 3/10 de milímetro, para impedir la penetración del aire y del agua hasta el contacto de la armadura.

Sin embargo, si la carga sobrepasa un cierto límite, las fisuras se ensanchan y la parte libre, de pequeña longitud, de la armadura tensada que se extiende entre las caras opuestas de una fisura, soporta ella sola el alargamiento correspondiente al espesor de esta fisura, mientras que las partes próximas están bloqueadas en el hormigón. La tendencia al alargamiento de la cara tensada bajo el efecto de las solicitaciones aplicadas se concentra por tanto sobre las partes libres de la armadura y, en razón de su pequeña longitud, el alargamiento aplicado puede hacer sobrepasar el límite elástico del metal, lo que provoca la estricción de la armadura y la ruina de la obra.

La invención tiene por objeto un nuevo procedimiento de realización de piezas moldeadas de hormigón que permite resolver dichos problemas gracias a la utilización de un nuevo tipo de armadura de ferrallado, que permite, en particular, disminuir el riesgo de fisurado a igualdad de solicitaciones. Además, el procedimiento permite mejorar considerablemente la resistencia a las solicitaciones extremas, pudiendo las piezas de hormigón así realizadas tener una flexibilidad muy grande y beneficiarse de un gran coeficiente de seguridad entre la aparición de las primeras fisuras y la ruina completa de la obra. Dicha ventaja es particularmente interesante para la construcción de obras de arte o de edificios en las zonas sometidas a un riesgo sísmico.

La invención se aplica por tanto, de una forma general, a la realización de una pieza de hormigón según la reivindicación 1.

Como se describirá con mayor detalle a continuación, mientras que la técnica...

1. Procedimiento de realización de una pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura (3) embebida en el hormigón (2) cuando tiene lugar la colada de éste, de manera que, si dicha pieza es sometida a una solicitación, la misma presenta, bajo el efecto de ésta, dos partes situadas a ambos lados de un eje neutro, respectivamente una parte comprimida sometida a unos esfuerzos de compresión absorbidos principalmente por el hormigón (2) y una parte tensada sometida a unos esfuerzos de tracción absorbidos principalmente por lo menos por una armadura longitudinal tensada (31) de la jaula de armadura (3), extendiéndose dicha armadura tensada (31) según una dirección longitudinal de aplicación de los esfuerzos de tracción a una pequeña distancia de recubrimiento de una cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1) y que presenta una sección transversal determinada en función de los esfuerzos inducidos por la solicitación, procedimiento en el que dicha armadura tensada (31) comprende por lo menos una banda plana (4) de sección rectangular, que presenta una cara ancha (41) y un lado estrecho (41') y que comprende una parte central (44) comprendida entre dos partes (43, 43') de anclaje en hormigón, realizadas cada una por retorcido de la banda (4) en una cierta longitud (L1), con una rotación progresiva de la cara ancha (41) alrededor el eje longitudinal (40) de la banda (4), extendiéndose las dos partes retorcidas (43, 43') sustancialmente según la misma dirección que la parte central (44) de la banda plana (4), paralelamente a la cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1) y que se apoya sobre el hormigón por la cara ancha (41) de la banda (4) en el sentido opuesto al esfuerzo de tracción absorbido, dejando en el interior de la pieza (1) dos zonas de bloqueo (B, B') constituidas por dichas partes de anclaje retorcidas (43, 43') entre las cuales se extiende una zona central de deslizamiento (C) en la que la parte central (44) de la banda tensada (4) está libre de alargarse bajo el efecto de los esfuerzos absorbidos, con una repartición uniforme de la tensión sobre la totalidad de la longitud de dicha parte central (44).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, a partir de un cierto nivel de solicitación, la parte central (44) de la banda tensada (4) comprendida entre las dos partes retorcidas (43, 43') se despega del hormigón que la recubre, deslizando ligeramente con respecto a éste.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la anchura (l) y el espesor (e) de una armadura longitudinal tensada en forma de banda (4), son determinados en función de un esfuerzo de tracción máximo a absorber, por una parte con el fin de obtener una sección transversal suficiente para la absorción de dicho esfuerzo máximo permaneciendo en el campo elástico y por otra parte, para que, en cada zona de bloqueo (B, B'), la parte del hormigón sobre la cual se apoya la banda (4) por su cara ancha (41), sea sometida a un esfuerzo de compresión que no sobrepasa un límite admisible.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la parte central (44) de la banda tensada (4) comprendida entre dos partes retorcidas (43, 43') está orientada de manera que su cara ancha (41) sea sustancialmente paralela a la cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada parte de anclaje retorcida (43, 43') de la banda (4) está realizada con una rotación progresiva de su cara ancha (41) alrededor de su eje longitudinal (40), en por lo menos un cuarto de vuelta.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la parte retorcida (43) de la banda (4) gira en una vuelta completa alrededor de su eje longitudinal (40).

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque cada extremo de la banda plana (4) está curvado alrededor de un eje transversal (50), de manera que forme una cruceta de anclaje (5) que se apoya sobre el hormigón por una cara ancha (41).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la jaula de armadura comprende dos capas de armaduras longitudinales, respectivamente (31) en la parte tensada y (31') en la parte comprimida, caracterizado porque las armaduras longitudinales comprimidas (31') están constituidas asimismo por barras planas.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en sus partes retorcidas (43, 43'), la banda (4) que forma la armadura tensada (31) está hendida axialmente en una cierta longitud y porque las dos partes de banda (46, 47) así constituidas están separadas una de la otra para formar una abertura (45') de paso transversal de por lo menos un tramo (48) de barra rígida susceptible de apoyarse sobre el hormigón (2) en el sentido opuesto al esfuerzo de tracción aplicado sobre la banda (4) que constituye la armadura longitudinal tensada (31).

10. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura, de manera que, si dicha pieza (1) es sometida a una solicitación, comprende, bajo el efecto de ésta, dos partes situadas a ambos lados de un eje neutro, respectivamente una parte comprimida (C) sometida a unos refuerzos de compresión absorbidos principalmente por el hormigón (2) y una parte tensada (T) sometida a unos esfuerzos de tracción absorbidos principalmente por lo menos por una armadura longitudinal tensada (31) de dicha jaula de armadura (3) que se extiende, según una dirección longitudinal de aplicación de los esfuerzos de tracción, a pequeña distancia de recubrimiento de una cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1) y presenta una sección transversal determinada en función de los esfuerzos inducidos por la solicitación, estando dicha armadura longitudinal tensada (31) constituida por lo menos por una banda plana (4) de sección rectangular, con una cara ancha (41) y un lado estrecho (41'), y comprendiendo una parte central (44) comprendida entre dos partes (43, 43') de anclaje en el hormigón, realizadas cada una por retorcido de la banda (4) en una cierta longitud (L1), con una rotación progresiva de la cara ancha (41) alrededor de su eje longitudinal (40), extendiéndose las dos partes retorcidas (43, 43') sustancialmente según la misma dirección que la parte central (44), paralelamente a la cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1) y apoyándose sobre el hormigón por la cara ancha (41) de la banda (4), en el sentido opuesto al esfuerzo de tracción absorbido, formando, en el interior de la pieza (1), dos zonas de bloqueo (B, B') constituidas por dichas partes de anclaje retorcidas (43, 43') entre las cuales se extiende una zona central de deslizamiento (C) en la que la parte central (44) de la banda tensada (4) es libre de alargarse bajo el efecto de los esfuerzos absorbidos, con una repartición uniforme de la tensión sobre la totalidad de la longitud de dicha parte central (44).

11. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura según la reivindicación 10, caracterizada porque cada parte retorcida (43) de la banda (4) gira en por lo menos un cuarto de vuelta alrededor de su eje longitudinal (40).

12. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura según la reivindicación 10, caracterizada porque la parte retorcida (43) de la banda (4) gira en una vuelta completa alrededor de su eje longitudinal (40).

13. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura según una de las reivindicaciones 10, 11, 12, caracterizada porque cada extremo de la banda plana (4) está curvado alrededor de un eje transversal (50), de manera que forme por lo menos una cruceta de anclaje (5) que se apoya sobre el hormigón por una cara ancha (41).

14. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque la parte central (44) de la banda plana (4) comprendida entre dos partes retorcidas (43, 43') está orientada de manera que su cara ancha (41) sea sustancialmente paralela a la cara longitudinal tensada (20) de la pieza (1).

15. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura según una de las reivindicaciones 10 a 14, que comprende por lo menos un sector, dos armaduras longitudinales, respectivamente tensada (31) y comprimida (31'), caracterizada porque las armaduras comprimidas (31') están constituidas asimismo por bandas planas.

16. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura según una de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizada porque por lo menos las armaduras longitudinales tensadas (31) están realizadas en acero inoxidable.

17. Pieza de hormigón (1) provista de una jaula de armadura según una de las reivindicaciones 10 a 16, caracterizada porque cada parte retorcida (43) de una armadura longitudinal tensada (31) en forma de banda (4) está hendida axialmente en una cierta longitud, y porque las dos partes de banda (46, 47) así constituidas están separadas una de la otra para formar una abertura (45') de paso transversal de por lo menos un tramo (48) de barra rígida susceptible de apoyarse sobre el hormigón (2) en el sentido opuesto al esfuerzo de tracción aplicado sobre la banda (4) que constituye la armadura longitudinal tensada (31).

18. Procedimiento de realización de una pieza de hormigón provista de una jaula de armadura según una de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizado porque la pieza de hormigón es curvada y se obtiene por colada de hormigón en un molde o encofrado de fondo curvado, después de la colocación en el molde de la jaula de armadura, y porque la jaula de armadura está realizada de plano y presenta, en razón de la utilización de bandas planas, una flexibilidad suficiente para adoptar, por su propio peso, la forma curvada del fondo del molde después de la colocación de la jaula (3) en éste.

19. Pieza de hormigón (1) realizada mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9.