SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO.

La presente invención describe un sistema de construcción de forjados y elementos con propiedades estructurales mediante la utilización de elementos constructivos de montaje en seco,

sin utilizar productos para su fraguado como constitución, y utilizando en dichos elementos la unión de paneles exteriores metálicos con un núcleo de poliestireno expandido u otro polímero de características semejantes, con una configuración del conjunto que le proporciona una resistencia a los esfuerzos axial, de flexión y cortante que permite su uso como forjado transitable o elemento estructural, en seco y de rápido montaje.

SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO

Objeto de la Invención.

Más concretamente, la invención se refiere a un sistema para la construcción de forjados o elementos constructivos con propiedades de resistencia y estabilidad estructurales sin la utilización de elementos de fraguado para su constitución, o la necesidad de subestructuras que los aguante.

Estado de la Técnica.

Son conocidos, y por tanto pueden considerarse como el estado de la técnica de la invención, diversos sistemas de creación de forjados y estructuras constructivas.

La construcción habitual se realiza mediante el encofrado y hormigonado de dichos elementos constructivos, o la instalación de dichos elementos prefabricados. Esto implica una espera en los tiempos de construcción por el fraguado del hormigón, así como el aporte de un gran peso a la construcción, y de un coste considerable.

Por otro lado se conoce la existencia de paneles constructivos a partir de polímeros contenidos entre chapas metálicas. Uno de dichos sistemas y el más común utilizado en las construcciones, es el panel tipo sándwich el cual incorpora entre dos planchas metálicas, un polímero de relleno, que únicamente tiene propiedades aislantes, y cuyas planchas, no disponen de funciones de resistencia estructural, quedándose meramente en las funciones de paramentos exteriores, tanto como paredes como cubiertas.

Por otro lado, tal y como se muestra en la patente WO 9730242 existen sistemas que incluyen una envolvente con un interior polimérico, cuyo conjunto tiene funciones estructurales. Estas propiedades de resistencia estructural se basan en la inclusión de perfiles continuos resistentes que se unen entre ellos mediante barras de conexión para conseguir una subestructura con propiedades estructurales, con lo que aunque se dispone de unos elementos estructurales de menor peso que los realizados de hormigón, se han tenido de incorporar elementos a modo de vigas o perfiles metálicos resistentes que realicen dicha función estructural. Dichos sistemas disponen de una envolvente exterior sin función estructural, teniendo que incorporar diversas capas de acabado posteriormente, con los consiguientes costes tanto de tiempo, económicos, como de peso.

Finalidad de la Invención.

La presente invención tiene como objetivos disponer de un sistema constructivo de baj o peso y alta manejabilidad, pero con una óptima relación resistencia/peso, y que no necesite del fraguado de hormigón para su creación y/o instalación.

Descripción de la Invención.

La invención preconizada se materializa en un sistema para forj ados resistentes, cubiertas ligeras y muros portantes que se constituye mediante un elemento resistente a los esfuerzos axial, a los esfuerzos de flexión (momento flector) y a los de corte, utilizando una configuración ventajosa de un cajón metálico con núcleo de material polimérico fij ado al caj ón exterior mediante sistema mecánico.

El caj ón metálico dispone preferentemente de una sección rectangular con medios para acoplarse a otros elementos idénticos para formar el sistema estructural resistente. Dicho cajón metálico se forma a partir de un desarrollo en chapa metálica perfilada, para dotar a la chapa de rigidez contra la compresión y flexión de la misma, realizada habitualmente en acero galvanizado, aunque es susceptible utilizar otros materiales que ofrezcan similares propiedades que dicha chapa de acero galvani zado, pudiendo generarse a partir de una o más piezas, aunque habitualmente se forma mediante la unión de dos chapas perfiladas metálicas en forma de nL" apaisadas, realizada cada nL" mediante una o dos piezas solidarias.

Los grosores utilizados varían dependiendo del material, pero tomando como ejemplo comparativo el acero galvanizado el grosor habitual de la chapa irá de los 1, 5 mm para usos de baja resistencia estructural, hasta los 4 mm de uso en laminadoras en frío, aunque para diseños específicos de resistencias requeridas especiales, se pueden emplear espesores superiores.

Se realizará la solidarización de las piezas que forman el cajón mediante medios de unión para lograr, de cualquier forma, una estructura cerrada y fija que actúa

como estructura resistente del conjunto, gracias a su

configuración pe rfilada y cerrada.

El núcleo de este cajón está formado por un

compuesto polimérico, habitualmente Poliestireno

Expandido EPS, aunque se pueden utilizar polímeros que proporcionen unas características de compresión similares al Poliestireno Expandido EPS en unas densidades habituales de entre 20 kg/m3 y 35 kg/m3, pudiendo realizarse elementos en densidades superiores

según los requisitos de resistencia del diseño

particular.

Este núcleo dispone de una forma exterior que le

permite adaptarse completamente al perfilado de la chapa metálica que forma el cajón. En su interior, se disponen de dos perfiles ubicados longitudinalmente en la parte más externa de los laterales opuestos que quedan libres sin unirse a otros elementos constructivos, en el lado largo de su sección rectangular, quedando dichos perfiles embebidos en el polímero, siendo dicho perfil preferiblemente del tipo "omega", en "T" o similar, para aumentar la superficie de contacto con el polímero que lo envuelve, de manera que se dispone de un núcleo polimérico susceptible de ser fijado por medios mecánicos al cajón metálico al que se acopla, gracias al perfil metálico embebido pero ubicado en su zona externa. De esta manera se evita la flecha transversal en las chapas que fijan a los perfiles embebidos, cuando el elemento estructural se encuentra bajo las cargas de peso propio y sobrecargas.

El núcleo polimérico, dadas las dimensiones necesarias para formar el elemento constructivo obj eto de la invención, y aprovechar los formatos habituales de fabricación, puede dividirse en varias piezas de polímero, para dotar del grosor y la largura necesaria al elemento, disponiendo de medios de unión entre ellos,

como su encaje mediante formas complementarias, y/o mediante piezas auxiliares de unión.

Estas piezas auxiliares de unión, formadas habitualmente por flejes metálicos o similares, solidarizan las chapas opuestas a los dos lados del núcleo polimérico, asegurando la unión de las láminas o piezas de polímero si se hubiera formado el núcleo de forma multicapa. Además de esto, la unión de las chapas por medio de estas piezas auxiliares permite aumentar la

resistencia a la abolladura de dichas chapas, así como

coarta el pandeo de la chapa comprimida, aumentando el

momento último de la pieza.

Los flejes también permiten la unión entre

elementos contiguos longitudinalmente hablando, pudiendo disponer de pestañas que unan además de las chapas de un mismo elemento, las del contiguo.

De la misma manera, para realizar elementos de medidas concretas capaces de conectarse entre ellos de manera longitudinal, se dispone de unas placas terminales del elemento estructural a modo de cabezales perpendiculares a dicha distribución longitudinal, tapando los extremos no cubiertos por la chapa metálica que forma el cajón, y que se fija a dicho cajón mediante soldadura u otros sistemas de unión mecánicos. Dichos cabezales disponen de medios de unión, para poder acoplar longitudinalmente dos elementos estructurales consecutivos cerrados mediante dichos cabezales. Estos medios de unión habitualmente están formados mediante unas perforaciones que atraviesan dichos cabezales coincidiendo con las zonas de pliegue de la chapa perfilada, para que se fijen entre sí mediante medios de unión como la tortillería de alta resistencia o similares. Pueden establecerse otro tipo de unión mecánica o mediante el ensamblaj e directo entre dichos cabezales gracias a formas complementarias.

Los elementos estructurales disponen de unos medios de unión lateral para solidarizarse a otros elementos estructurales, para así poder formar la superficie necesaria sin tener que realizar diseños de dichos elementos personalizados para cada construcción. Estos medios de unión lateral se pueden formar mediante elementos auxiliares de unión mecánica o mediante soldadura, incluso de forma preferida se realiza dicha unión lateral mediante una pestaña como continuación de la pieza que forma el cajón, que se adapta al elemento

estructural siguiente, pudiendo realizarse la

solidarización por método de soldadura, así como

mediante fijación mecánica.

Este agrupamiento de elementos estructurales puede

realizarse previamente al montaje en el emplazamiento de la construcción, realizando conjuntos...

a -"SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" de los utilizados como elementos constructivos sin la utilización de materiales del tipo cemento, hormigón o similares susceptibles de fraguado en su constitución, ni de perfiles metálicos con resistencia estructural, quedando formados por un núcleo polimérico entre chapas metálicas, caracterizado en que el sistema está compuesto por al menos un elemento estructural que se constituye por un cajón o casetón formado por una o más piezas de chapa metálica perfilada, que crean una envolvente de sección rectangular y cerrada sobre si misma, a cuyo espacio interior se fija un núcleo que está formado por al menos una pieza de material polimérico de manera que encaja y completa la forma interior perfilada del cajón o casetón, tiendo embebido en dicho núcleo polimérico al menos dos perfiles longitudinales, los cuales se solidarizan a la chapa perfilada mediante unos medios de unión, disponiendo dicho elemento estructural de medios de unión a otros elementos estructurales tanto de forma longitudinal como de forma lateral.

a "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" según la la reivindicación caracterizado en que el cajón está formado por dos piezas de chapa metálica en forma de "L" apaisada, que se solidarizan formando una sección rectangular cerrada.

3a "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" según la la reivindicación caracterizado en que el núcleo está formado por varias capas de polímero quedando abrazadas mediante piezas auxiliares de unión,

las cuales están formadas por unos flejes preferentemente metálicos que abarcan como mínimo el ancho de todas las capas de polímero del núcleo 4a "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO"

3a

según la reivindicación caracterizado en que los flejes disponen de pestañas orientadas hacia el elemento estructural contiguo, abarcando parte de él y fijándose a él por medios mecánicos.

Sa "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO"

según la la reivindicación caracterizado en que los perfiles embebidos en el núcleo se sitúan en la parte más exterior de las caras opuestas del núcleo que quedan libres, es decir, las caras correspondientes al lado largo de su sección rectangular, que no se unen a ningún otro elemento estructural.

6a "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO"

según la la reivindicación caracterizado en que los perfiles embebidos en el núcleo disponen de una forma de "omega", en "T" o similar y están constituidos preferentemente de acero galvanizado.

7a "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" según la la reivindicación caracterizado en que los medios de unión entre los perfiles embebidos en el

núcleo y la chapa perfilada que forma el cajón del

elemento estructural, se realiza mediante fijaciones

mecánicas.

aa "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO"

según la la reivindicación caracterizado en que los elementos estructurales incorporan como medios de unión laterales a otros elementos estructurales, unas pestañas que coinciden en forma con el extremo contiguo del

elemento al que se une, quedando encima de él y solidarizándose preferiblemente por medios mecánicos.

ga "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" según la la reivindicación caracterizado en que los elementos estructurales incorporan en las caras transversales libres de la chapa perfilada que forma el cajón o casetón, de una chapa metálica a modo de cabezal, de sección rectangular que se une por soldadura a dicho cajón o casetón, disponiendo de unas perforaciones para su unión con el elemento siguiente que también incorpora de dicho cabezal, aprovechando los pliegues del perfilado utilizando uniones mecánicas resistentes.

loa "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" según la la reivindicación caracterizado en que los elementos estructurales se unen formando módulos de varios elementos, añadiendo entre cada módulo añadido lateralmente, una pieza de conexión para que sea solidarizada, preferentemente por soldadura, a los dos elementos que une, disponiendo dicho módulo de unos terminales con pestañas de acoplamiento a otros módulos, elementos estructurales o piezas de la construcción.

a "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" según la la reivindicación caracterizado en que la chapa metálica que forma el caj ón, está realizada preferentemente de acero galvanizado con un espesor superior a 1, 5 mm.

a "SISTEMA DE FORJADO Y ESTRUCTURAS EN SECO" según la la reivindicación caracterizado en que el núcleo está formado por Poliestireno expandido de una densidad igualo mayor a los 20 kg/m3.

15 23

\

14 17

Fig. 1 13

Fig.2

Fig.3

I I I

!

/ ________~-~_~J--, , ____ -~ I

29

Fig.4

22 25

Fig.5

21

25 25

Fig. 6a Fig. 6b

10

\ / /

Fig.7 27