Viga de madera armada. Comprende un alma de madera (9), compuesta por una o más secciones,

y una armadura (10) constituida por al menos una barra (2, 3, 4) de plástico reforzado con fibras, preferentemente de plástico pultrusionado. El alma (9) puede ser de madera laminada y la armadura (10) comprender, centrada en el alma (9) de madera laminada, una barra inyectada de plástico pultrusionado, o bien filas de barras paralelas (3, 4) dispuestas longitudinalmente a la viga (1). Alternativamente, el alma (9) puede estar compuesta por cuatro secciones en forma de cuadradillos (5), y la armadura comprender una barra (2) dispuesta centralmente en la viga (1), en la unión longitudinal de los cuatro cuadradillos (5)

Viga de madera armada.

Sector técnico de la invención

La presente invención se refiere al sector de la construcción, en concreto a elementos resistentes de madera, y más en particular a una viga de madera armada, con una sección principal de madera y unos perfiles longitudinales de refuerzo, aplicables en especial, aunque no limitativamente, a perfiles de madera conocidos como de "sección laminada encolada", y de "sección compuesta por 4 secciones encoladas".

Antecedentes de la invención

En los últimos años se han desarrollado una serie de nuevos productos de madera "sólida/compacta" para la construcción de madera moderna. Para poder obtener unas mejores propiedades se clasifican por métodos de "conversión", secado, eliminación de piezas defectuosas, y la vinculación entre sí de varias piezas para formar secciones más grandes y largas. Además en el mercado se encuentran diferentes tipologías de fabricación para una misma madera.

Son conocidas en la técnica un buen número de realizaciones de secciones de madera de este tipo para la formación de vigas y otros tipos de elementos resistentes de madera (tales como pilares, etc.), de entre las que cabe destacar: sección circular; sección rectangular madera blanda; sección rectangular madera dura; tablón; sección "Dúo/Trío"; sección laminada encolada; sección compuesta por 4 secciones encoladas, etc.

Un problema que presentan las vigas de madera es que las propiedades mecánicas de cada viga concreta dependen de la conformación particular de los tejidos y nerviaciones de la madera. Así, la resistencia a la tracción puede variar notablemente de una viga a otra y no está exenta por completo de aleatoriedad.

Para solucionar este problema, la presente invención tiene por finalidad proporcionar una viga de madera de nueva constitución, cuyas propiedades mecánicas y estructurales se vean mejoradas.

La presente invención encuentra particular aplicación en los perfiles de viga de madera de estas dos últimas configuraciones, es decir de "sección laminada encolada", y de "sección compuesta por 4 secciones encoladas" (ó cuadradillos), toda vez que estas configuraciones permiten por una parte la selección de las partes más resistentes de los troncos y, por otra, aportan una versatilidad de trabajo para la incorporación de elementos resistentes diversos. No obstante no se excluyen el resto de configuraciones.

Explicación de la invención

A tal finalidad, el objeto de la presente invención es una viga de madera armada, de novedoso concepto y funcionalidad, que en su esencia se caracteriza por comprender un alma de madera, compuesta por una o más secciones, y una armadura constituida por al menos una barra de plástico reforzado con fibras.

De acuerdo con una forma de realización preferida de la presente invención, las barras son de plástico pultrusionado, es decir fabricadas mediante un proceso de fabricación de plástico reforzado con fibras de vidrio o de carbono en general.

Según una variante, el alma es de madera laminada, en cuyo caso la armadura puede comprender, centrada en el alma de madera laminada, una barra de plástico pultrusionado producida mediante inyección de resinas de plástico.

Alternativamente o adicionalmente, en el caso de la madera laminada, la viga puede también comprender al menos una fila de barras paralelas longitudinalmente dispuestas.

En otra variante, el alma está compuesta por cuatro secciones en forma de cuadradillos encolados, y la armadura comprende por una barra de armadura dispuesta centralmente en la viga, en la unión longitudinal de los cuatro cuadradillos.

La viga puede comprender medios para el postesado de las barras de la armadura, por ejemplo constituidos por medios de roscado para producir compresión en las barras.

Alternativamente las barras de plástico pultrusionado de la armadura son barras pretesadas.

La aparición y disponibilidad en el mercado de plástico reforzado con fibras (PRF) y en particular la fabricación por pultrusión en cilindros de escaso diámetro (redondos) permite su consideración como incorporación a las secciones de madera. En particular los perfiles pultrusionados tienen un módulo de elasticidad similar al de la madera, al ser un producto orgánico permiten una fácil adherencia y una elevada resistencia. Sus características y técnicas de diseño son similares a los de la madera, lo cual permite una buena colaboración.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se hace la descripción detallada de formas de realización preferidas, aunque no exclusivas, de la viga de madera armada de la presente invención, para cuya mejor comprensión se acompaña de unos dibujos dados meramente a título de ejemplo no limitativo, en los cuales:

la Fig. 1 es una vista en perspectiva que ilustra la constitución de un primer ejemplo de realización de la viga de la presente invención, con sus partes explosionadas;

la Fig. 2 es una vista en perspectiva análoga de la Fig. 1, en la que se muestra la viga finalizada, con sus partes montadas;

la Fig. 3 es una vista en perspectiva que ilustra la constitución de un segundo ejemplo de realización de la viga de la presente invención, con sus partes explosionadas;

la Fig. 4 es una vista en perspectiva análoga de la Fig. 3, en la que se ilustra la viga finalizada con sus partes montadas; y

la Fig. 5 es una vista en sección lateral parcial de una viga según la primera variante de la invención, en que se muestra un perfil de armadura pultrusionado con postesado.

Descripción detallada de los dibujos

En dichos dibujos puede apreciarse que la viga 1 de madera armada de la invención comprende un alma 9 de madera, compuesta por una o más secciones, y una armadura 10 constituida por barras 2, 3, 4 de plástico reforzado con fibras, también denominado en ocasiones composite. Según la invención, las barras 2, 3, 4 son de plástico pultrusionado.

La colocación de la armadura 10 en una sección o alma 9 maciza de madera permite aumentar considerablemente las propiedades mecánicas de la sección y de le viga 1 resultante. El composite es inalterable a la corrosión inorgánica y la unión permite dar lugar a características mecánicas elevadas.

Una primera posibilidad es la sección compuesta mixta, en madera y plástico reforzado. Estos dos materiales tienen un módulo muy parecido y su trabajabilidad es similar, pero las propiedades mecánicas de los plásticos reforzados es considerablemente superior a la madera. Ello se puede conseguir introduciendo una barra en el interior de la sección de madera perfectamente adherida mediante inyecciones de resina, de modo que se garantice la transmisión de esfuerzos por rasante en la interfase de madera con el plástico.

Otra posibilidad es realizar en el alma 9 de madera laminada con una armadura compuesta por filas de barras paralelas 3, 4 dispuestas longitudinalmente a la viga 1, tal como se aprecia en la Fig. 4, en la que la armadura 10 está formada por una fila superior de barras 3 y una fila inferior de barras 4.

En este caso, las barras 3, 4 pueden disponerse por inserción entre una porción central 8 del alma 9 de madera y dos respectivas porciones superior 6 e inferior 7 de la madera, que ejercen a modo de tapas para cubrir las barras 3, 4 de la armadura 10. Ello se puede ver en la Fig. 3.

Una posibilidad más es que el alma 9 esté compuesta por cuatro secciones en forma de cuadradillos 5, según se ve en las Figs. 1 y 2, y la armadura 10 comprende una única barra 2 dispuesta centralmente en la viga 1, en la unión longitudinal de los cuatro cuadradillos 5. Los cuatro cuadradillos 5 de madera están encolados entre sí sobre la barra 2 de plástico reforzado con fibras impregnada de resina, con la finalidad de garantizar la compacidad de la sección y la transmisión del esfuerzo rasante en la interfase de los dos materiales.

Las barras de la armadura 10, cualquiera que sea su número y disposición, pueden estar sometidas a operaciones de tesado (postesado o pretesado). El tesado permite introducir una fuerza inicial a la madera que se oponga a las que vaya a tener en servicio, constituyendo un sistema autoequilibrado.

En el caso del postesado, ésta se aplica preferiblemente, aunque no exclusivamente, a la sección compuesta por...

1. Viga de madera armada, caracterizada porque comprende un alma de madera (9), compuesta por una o más secciones, y una armadura (10) constituida por al menos una barra (2, 3, 4) de plástico reforzado con fibras.

2. Viga de madera armada, según la reivindicación 1, caracterizada porque las barras (2, 3, 4) son de plástico pultrusionado.

3. Viga de madera armada, según la reivindicación 1, caracterizada porque el alma (9) es de madera laminada.

4. Viga de madera armada, según la reivindicación 3, caracterizada porque la armadura (10) comprende, centrada en el alma (9) de madera laminada, una barra inyectada de plástico pultrusionado.

5. Viga de madera armada, según la reivindicación 3, caracterizada porque comprende al menos una fila de barras paralelas (3, 4) dispuestas longitudinalmente a la viga (1).

6. Viga de madera armada, según la reivindicación 1, caracterizada porque el alma (9) está compuesta por cuatro secciones en forma de cuadradillos (5), y la armadura comprende una barra (2) de armadura (10) dispuesta centralmente en la viga (1), en la unión longitudinal de los cuatro cuadradillos (5).

7. Viga de madera armada, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende medios para el postesado de las barras (2) de la armadura (10).

8. Viga de madera armada, según la reivindicación 7, caracterizada porque dichos medios de postesado de las barras (2) son medios de roscado (11) para producir compresión (C) en las barras.

9. Viga de madera armada, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las barras (2) de la armadura (10) son barras pretesadas.