CAJA DE ARMADURAS PARA UN ELEMENTO DE HORMIGÓN ARMADO.

Caja de armaduras para un elemento (1) de hormigón armado que presenta dos caras de paramento separadas por ambos lados por un eje neutro (10),

entre las cuales está incrustada una caja de armaduras (2) que comprende por lo menos dos armaduras longitudinales, respectivamente activa (T) y pasiva (C), sustancialmente paralelas respectivamente a las dos caras de paramento (11, 12) y constituidas cada una por una napa de barras longitudinales que presenta en sección transversal, un área determinada en función de las fuerzas a soportar en servicio, y una armadura transversal (E) constituida por una pluralidad de estribos de unión entre las barras opuestas de las dos napas, respectivamente activa (T) y pasiva (C), caracterizada porque cada barra de armadura longitudinal está constituida por una pletina metálica (3, 3') de sección rectangular que presenta una anchura (l) y un espesor (e) determinados de manera que aseguren el área necesaria para la resistencia, con dos caras planas, respectivamente una cara externa (32) girada hacia la cara de paramento (11, 12) correspondiente y una cara interna (31), girada hacia el eje neutro, y porque los estribos de unión (4) que forman la armadura transversal (E) están constituidos por elementos de bandas delgadas metálicas (41) que se extienden únicamente entre las caras internas (31, 31') de las barras longitudinales opuestas (3, 3'), estando las caras enfrentadas de las bandas planas que constituyen dichas barras longitudinales (3, 3') y los estribos (4), aplicadas y soldadas una a la otra.

Caja de armaduras para un elemento de hormigón armado.

La presente invención tiene por objeto una caja de armaduras para un elemento de hormigón armado y se refiere asimismo a los elementos de hormigón que comprenden una caja de este tipo.

La invención se aplica especialmente a la realización de elementos prefabricados de hormigón armado.

En el campo de la construcción y de obras públicas, se utilizan desde hace mucho tiempo unos elementos de construcción realizados en hormigón moldeado y en los que está incrustada una armadura metálica.

Se sabe que el principio del hormigón armado consiste en combinar las calidades del hormigón y unas armaduras metálicas. Habitualmente, como lo indica la figura 1 que ilustra el caso sencillo de una pieza de sección recta rectangular, sometida a una carga P, se considera que una pieza de hormigón armado comprende, por ambos lados de un eje neutro x'x, dos partes sometidas respectivamente a unas fuerzas de compresión y a unas fuerzas de tracción. Estas últimas son recogidas por una napa de barras longitudinales T cuya sección transversal está determinada en función de las fuerzas aplicadas y, en el caso de una pieza sometida a flexión, de la distancia (h) entre la cara de paramento f1 de la parte comprimida y el centro de gravedad de las armaduras tensadas T.

Por otra parte, es necesario colocar asimismo, en la parte comprimida, una napa de barras longitudinales que están unidas a las barras tensadas mediante unas armaduras transversales denominadas estribos, que permiten, en particular, resistir a las fuerzas cortantes.

De una manera general, el conjunto de las armaduras de un elemento en hormigón presenta por lo tanto la forma de una caja constituida por dos napas T, C de barras longitudinales respectivamente activas y pasivas, unidas entre sí mediante unos estribos E.

Con frecuencia, las barras de las dos napas de armaduras están superpuestas en unos planos paralelos a la dirección de las fuerzas y separadas entre sí, estando la caja constituida así por varias secciones paralelas unidas entre sí mediante unas barras perpendiculares de solidarización, comprendiendo cada sección dos barras o grupos de barras unidas mediante unos estribos.

Para mantener unos precios relativamente bajos, las barras de armaduras se producen en grandes cantidades en instalaciones especializadas que están previstas para realizar barras redondas de diferentes secciones, pudiendo éstas estar retorcidas o dentadas para mejorar la adherencia.

El usuario dispone por lo tanto, sobre catálogo, de un número limitado de tipos de barras de secciones diferentes y, para obtener la sección determinada mediante cálculo, a menudo es necesario asociar entre ellas dos o tres barras acopladas.

Por otra parte, la normativa impone dejar una distancia mínima de recubrimiento entre una barra de armadura y la cara de paramento correspondiente de la pieza, para evitar la corrosión y el reventado del hormigón. Por lo tanto, es preciso posicionar con precisión las armaduras en el interior de la pieza moldeada, teniendo en cuenta el diámetro de los estribos que rodean las barras.

Cuando se moldea el hormigón en el lugar, en primer lugar se colocan unos encofrados denominados paneles de encofrado que determinan las dos caras de paramento de la pared y entre los cuales está montada la caja de armaduras. Se vierte a continuación el hormigón y es preciso evidentemente esperar a que fragüe y se endurezca para retirar los encofrados y comenzar la realización de una parte siguiente del edificio. Para una losa, se coloca la caja sobre un encofrado y después se vierte el hormigón.

Para simplificar la construcción y obtener por otra parte una excelente calidad de superficie, se ha propuesto, desde hace tiempo, utilizar unos elementos prefabricados realizados previamente en un taller equipado especialmente a tal efecto. Dicha técnica es válida, en particular, cuando se debe realizar una gran cantidad de piezas idénticas, por ejemplo en el campo de la edificación.

Con este fin, se han puesto a punto unas técnicas denominadas de prefabricación pesada que permiten por ejemplo realizar unos elementos de fachada o de suelo estandarizados. En efecto, para la construcción de un inmueble, se dispone de grúas de gran capacidad que permiten colocar elementos de grandes dimensiones.

Sin embargo, las técnicas de prefabricación pesada se han desarrollado asimismo en el campo de las obras públicas puesto que se dispone ahora de máquinas móviles de elevación que permiten manipular en el lugar piezas que pesan varias toneladas.

Por ejemplo, el inventor ha desarrollado, desde 1981, una técnica original de construcción de conductos enterrados

bajo terraplén que pueden constituir obras de ingeniería de cierta importancia para la circulación por carretera o ferroviaria.

En esta técnica descrita, en particular en la patente europea nº 0 081 402, el conducto está constituido por anillos yuxtapuestos que comprenden cada uno, en sección transversal, dos elementos laterales que forman unos pilares y un elemento superior curvado que forma una bóveda que descansa sobre los extremos de dichos pilares.

Si se da a cada anillo una longitud limitada, por ejemplo de tres metros, los elementos correspondientes pueden ser colocados longitudinalmente sobre un remolque de carretera y ser transportados eventualmente en una gran distancia entre la fábrica de prefabricación y el sitio de construcción. En efecto, los elementos se pueden estandarizar y entonces es rentable construir una fábrica equipada con moldes que se podrán utilizar para realizar una gran cantidad de obras hasta unas distancias a veces importantes desde la fábrica.

Para realizar el revestimiento de una galería subterránea, se ha propuesto asimismo, en el documento FR-A-2 708 969 colocar a lo largo de la pared de la excavación, un tramo de armadura metálica constituido por una estructura monolítica tridimensional en metal desplegado, que se recubre a continuación con hormigón proyectado.

Este revestimiento se realiza progresivamente comenzando por las partes bajas del tramo y necesita por lo tanto la utilización de un hormigón de fraguado rápido que, además, contiene aire debido a que está proyectado.

Dicho procedimiento no está previsto por lo tanto para realizar unos elementos prefabricados o moldeados en el lugar en un encofrado. Además, la estructura autoportante en metal desplegado descrita en este documento no se comporta como una caja de armaduras de un elemento moldeado que coopera con el hormigón y que puede ser calculado de manera clásica, para permitir que el elemento de hormigón armado así realizado resista a las fuerzas aplicadas.

En particular, para que las armaduras trabajen en las condiciones previstas por el cálculo, es preciso que estén posicionadas con precisión en el interior de la pieza moldeada.

Cuando se realizan piezas prefabricadas en gran cantidad, las armaduras se preparan por adelantado en fábricas especializadas y se envían al taller de prefabricación. La caja de armaduras de un elemento prefabricado debe presentar por lo tanto una rigidez suficiente para poder ser manipulada y posicionada en el interior del encofrado.

Para asegurar la solidarización de las diferentes secciones de una caja de armaduras, las barras longitudinales generalmente están ligadas o soldadas a los estribos.

La construcción de las cajas de armaduras es, por lo tanto, una operación bastante delicada que se debe realizar por personal especializado, lo cual incrementa sustancialmente el coste global de un elemento prefabricado, con respecto al precio de coste de las barras metálicas.

Por otra parte, las posibilidades de realización dependen, evidentemente, del peso de las piezas y de las posibilidades de elevación.

La técnica descrita para realizar obras enterradas, en particular, en la patente EP 0 081 402 permite utilizar unas piezas particularmente delgadas con respecto a su superficie. Por ejemplo, las capacidades de las grúas móviles que se pueden utilizar en la actualidad en el sitio de las obras públicas permiten dar a los elementos superiores unas superficies que pueden exceder de 10 metros.

Dicha técnica de prefabricación pesada permite realizar de forma rápida y económica unas obras de ingeniería bastante importantes, pero el coste... [Seguir leyendo]

1. Caja de armaduras para un elemento (1) de hormigón armado que presenta dos caras de paramento separadas por ambos lados por un eje neutro (10) , entre las cuales está incrustada una caja de armaduras (2) que comprende por lo menos dos armaduras longitudinales, respectivamente activa (T) y pasiva (C) , sustancialmente paralelas respectivamente a las dos caras de paramento (11, 12) y constituidas cada una por una napa de barras longitudinales que presenta en sección transversal, un área determinada en función de las fuerzas a soportar en servicio, y una armadura transversal (E) constituida por una pluralidad de estribos de unión entre las barras opuestas de las dos napas, respectivamente activa (T) y pasiva (C) , caracterizada porque cada barra de armadura longitudinal está constituida por una pletina metálica (3, 3') de sección rectangular que presenta una anchura (l) y un espesor (e) determinados de manera que aseguren el área necesaria para la resistencia, con dos caras planas, respectivamente una cara externa (32) girada hacia la cara de paramento (11, 12) correspondiente y una cara interna (31) , girada hacia el eje neutro, y porque los estribos de unión (4) que forman la armadura transversal (E) están constituidos por elementos de bandas delgadas metálicas (41) que se extienden únicamente entre las caras internas (31, 31') de las barras longitudinales opuestas (3, 3') , estando las caras enfrentadas de las bandas planas que constituyen dichas barras longitudinales (3, 3') y los estribos (4) , aplicadas y soldadas una a la otra.

2. Caja de armaduras según la reivindicación 1, caracterizada porque la separación entre las barras planas (3, 3') que constituyen las armaduras longitudinales de las dos napas, respectivamente activa (T) y pasiva (C) , está determinada en función de las fuerzas aplicadas, y porque cada cara de paramento (11, 12) está colocada a una distancia mínima de recubrimiento (b) de la cara externa (32, 32') de la barra longitudinal correspondiente (3, 3') de manera que proporcione al elemento de hormigón (1) el espesor justo necesario para la resistencia.

3. Caja de armaduras según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque comprende por lo menos dos secciones de armaduras (21, 22) centradas en unos planos (P) ortogonales a las caras de paramento (11, 12) del elemento (1) y unidas mediante unas barras de solidarización (5) , comprendiendo cada sección (21, 22) por lo menos dos barras planas longitudinales (3, 3') separadas entre sí y estando las barras de solidarización (5) constituidas por bandas metálicas transversales a dichas barras planas longitudinales (3, 3') y soldadas a las caras internas (31, 31') de éstas.

4. Caja de armaduras según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los estribos de unión entre dos barras planas longitudinales opuestas (3, 3') forman por lo menos una banda ondulada (4) , soldada alternativamente a las caras internas (31, 31') de dichas barras planas.

5. Caja de armaduras según la reivindicación 4, caracterizada porque las bandas onduladas (4) que constituyen los estribos de dos secciones próximas están desplazadas longitudinalmente de manera que faciliten la penetración del hormigón entre los diversos elementos de la caja.

6. Caja de armaduras según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los estribos de unión entre dos barras planas longitudinales opuestas (3, 3') forman una serie de elementos separados (41) constituido cada uno por una porción de banda que presenta dos extremos acodados (42, 42') soldados respectivamente a las caras internas (31, 31') de las dos barras planas longitudinales (3, 3') .

7. Caja de armaduras según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, al presentar el elemento de hormigón armado (1) dos caras (11, 12) curvadas en forma de sector sustancialmente cilíndrico, las barras planas longitudinales (3, 3') de cada napa de armaduras (T, C) están curvadas de manera que sus caras externas (32, 32') son paralelas, respectivamente, a las caras de paramento correspondientes (11, 12) del elemento (1) .

8. Elemento de hormigón armado moldeado, que comprende una caja de armaduras (2) incrustada entre dos caras de paramento (11, 12) separadas entre sí, caracterizado porque la caja de armaduras (2) está realizada según una de las reivindicaciones anteriores.

9. Elemento de hormigón armado según la reivindicación 8, que comprende dos caras de paramento, respectivamente activa (11) y pasiva (12) , por ambos lados de un eje neutro (10) y una caja de armaduras (2) que comprende por lo menos una barra longitudinal activa, caracterizado porque cada barra longitudinal activa está compuesta por una placa (3) que presenta una cara externa (32) paralela a la cara de paramento activa (11) , y porque el espesor (H) del elemento que corresponde a la distancia entre las caras de paramento, respectivamente activa (11) y pasiva (12) , es igual a:

H=h+b+e/2

- siendo h la distancia, calculada en función de las tensiones aplicadas entre la cara de paramento pasiva (12) y el centro de gravedad de la placa longitudinal activa (3) ,

- siendo b una distancia mínima de recubrimiento entre la cara externa (32) de la placa longitudinal (3) y la cara de paramento activa (11) del elemento (1) , y

- siendo (e) el espesor de la placa longitudinal (3) .

10. Procedimiento para realizar un elemento moldeado en hormigón armado que presenta dos caras de paramento separadas (11, 12) , entre las cuales está incrustada una caja de armaduras (2) que comprende por lo menos dos napas de armaduras longitudinales (T, C) sustancialmente paralelas, respectivamente, a las dos caras de paramento (11, 12) y unidas entre sí por una armadura transversal (4) constituida por una pluralidad de estribos de unión entre las barras opuestas de las dos napas, en el que se determina previamente, en función de las fuerzas a soportar, el posicionamiento de las barras de armaduras longitudinales, respectivamente activas (3) y pasivas (3') , por ambos lados de un eje neutro (10) , su área en sección transversal, y el perfil de las armaduras transversales, se realiza dicha caja de armaduras que se coloca en un molde que define las caras de paramento (11, 12) , se vierte el hormigón y, después del fraguado, se desmolda el elemento así realizado, caracterizado porque, para realizar las armaduras longitudinales, se utilizan unas barras planas metálicas (3, 3') de sección rectangular que presentan una anchura (l) y un espesor (e) determinados de manera que aseguren el área necesaria para la resistencia, se posicionan dichas barras planas (3, 3') de la manera prevista para las armaduras, respectivamente activa y pasiva y se unen entre sí mediante una armadura transversal (4) que comprende una pluralidad de elementos de banda delgada metálica (41) que se extienden únicamente entre las caras internas (31, 32) giradas una hacia la otra, de dichas barras planas (3, 3') , estando las caras enfrentadas de dichos estribos en bandas delgadas y de las barras planas (3, 3') aplicadas y soldadas una a la otra, y porque la caja de armaduras (2) así formada se coloca en un molde que define las caras de paramento (11, 12) cuya separación está determinada de manera que proporcione al elemento moldeado el espesor justo necesario para mantener una distancia mínima de recubrimiento (b) entre la cara externa (32, 32') de cada barra plana longitudinal (3, 3') y la cara de paramento correspondiente (11, 12) .