SISTEMA ESTRUCTURAL DE VIGA CELOSÍA.

La viga celosía se caracteriza por sus cuatro elementos básicos y su vinculación para optimizar un sistema estructural portante,

utilizable por ejemplo en cubiertas de techos y/o entrepisos de edificios.La descripción de sus elementos es:-Un cordón superior (3) formado por un tubo de acero estructural, del largo de la viga.- Un cordón inferior (4) formado por dos barras de redondo de acero, del largo de la viga, separados entre sí, contenidos en un mismo plano y paralelos, efectuando un quiebro al aproximarse a los apoyos.- El alma de la viga lo forma una chapa de acero plegada en sentido longitudinal formando dos nervios (1) y posteriormente el plegado en sentido transversal coincidente con las diagonales (2) que vinculan y unen al cordón superior (3) del inferior (4).- Las placas de acero (6) situadas en cada extremo, sirven de apoyo y fijación de la viga celosía

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200703449.

Solicitante: FAJARDO BUSTO, JUAN ANTONIO.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: FAJARDO BUSTO,JUAN ANTONIO.

Fecha de Solicitud: 27 de Diciembre de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 29 de Noviembre de 2011.

Clasificación PCT:

  • E04C3/08 CONSTRUCCIONES FIJAS.E04 EDIFICIOS.E04C ELEMENTOS ESTRUCTURALES; MATERIALES DE CONSTRUCCION (para puentes E01D; especialmente concebidos para aislamiento o cualquier otra protección E04B; elementos utilizados como auxiliares para la construcción E04G; para minas E21; para túneles E21D; elementos estructurales con un campo de aplicación más amplio que el de la industria de la edificación F16, concretamente F16S). › E04C 3/00 Elementos de construcción de forma alargada concebidos para soportar cargas (como ayudas a la construcción E04G). › de alma discontinua, p. ej. de alma formada con elementos análogos a barrotes; Armaduras metálicas en forma de enrejado (E04C 3/10, E04C 3/11 tienen prioridad).
  • E04C3/09 E04C 3/00 […] › hechas, al menos en parte, de un material plegado o en bandas deformadas o incluso aún en forma de hoja.

Fragmento de la descripción:

Sistema estructural de viga celosía.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector técnico de la construcción-edificación.

Estado de la técnica

La utilización de la viga celosía como elemento estructural ha tenido a lo largo de la historia innumerables aplicaciones, como puentes, hangares y actualmente se utiliza en obras singulares para cubrir grandes superficies.

Los antecedentes más recientes es utilizar un mismo componente "tubo de acero estructural" para fabricar los elementos de la viga celosía.

Explicación de la técnica

La viga celosía con sus características propias y la adecuación inventiva de sus elementos estructurales que la componen, propician y generan un sistema constructivo estandarizado que favorece y simplifica la ejecución de la cubierta y/o entrepisos, incluso el soporte para la instalación del falso techo inferior, con múltiples soluciones de acabado.

Los elementos básicos que componen el armado de la viga celosía lo forman:

a) Un cordón superior ubicado en el plano horizontal compuesto por un tubo de acero estructural (3) que se extiende a lo largo de la viga y soporta esfuerzos de compresión. b) Un cordón inferior ubicado en el plano horizontal, compuesto por dos barras de redondo de acero (4) separadas y en paralelo se extiende a lo largo de la viga soportando esfuerzos de tracción y que al aproximarse a los extremos, produce un quiebro con respecto al plano, atraviesa la placa de apoyo de la viga (6), e intercepta al cordón superior (3) en coincidencia de sus ejes de simetría (13) y (14) y centro de apoyo de la placa (9) que recibe a la viga celosía. c) El alma (1) corresponde a la zona intermedia, que zigzaguea a lo largo de la viga celosía y tiene como misión de separar y vincular el cordón superior (3) con el cordón inferior (4), soportando esfuerzos de tracción y compresión.

    El proceso constructivo a realizar es el siguiente:

    Se determina el espesor requerido de la chapa de acero lisa y se planifica el mecanizado.

    Se realizan los cortes y orificios necesarios del material sobrante, que permita su posterior plegado, ajuste de uniones; quedando el alma (1) terminada.

    Se procede al plegado de la chapa en sentido longitudinal y genera dos nervios, en forma de dos omegas unidas, que le otorga rigidez, según el dimensionado y forma pre-establecido, para lograr la inercia suficiente y el canal adecuado por el que penetre el cordón inferior (4).

    A continuación la chapa de acero plegada se somete a un plegado transversal (2) al sentido antes efectuado, formando sucesivos pliegues inclinados, con ángulos de 45º y 135º con respecto al plano horizontal. Estos tramos de pliegues que zigzaguea (serpentea), genera diagonales, cuyos vértices forman ángulos de 90º, en forma de V unidas y continuas a lo largo de la viga celosía, sobresaliendo a ambas caras laterales del cordón superior (3) un ala (5) correspondiente al mismo pliegue de chapa. El punzonado realizado inicialmente a la chapa, proporciona al plegado que los nervios en la parte superior de la V quede enrasada con el plano horizontal y en la parte inferior, los pliegues de los nervios estén cerrados, otorgando continuidad a la chapa de acero. Las triangulaciones que se forman a lo largo de la viga celosía, pertenecen al alma, que a través de los nervios, formado por dos omegas unidas, dispuestas en diagonales, interceptan y se unen al cordón superior compuesto por un tubo de acero estructural (3) y en la parte inferior, las diagonales interceptan y unen al cordón inferior compuesto por las dos barras de acero (4), separadas en paralelo se insertan dentro de los nervios (1). La intersección de los ejes inercia de los elementos estructurales que componen la viga celosía, formado por las diagonales de chapa de acero plegada (1), tubo estructural (3) y barras de acero (4), son coincidentes en sus uniones y forman los nudos de rigidez de la viga celosía. d) El apoyo de cada extremo de la viga celosía se resuelve colocando una placa de acero en posición horizontal (6), unida por debajo del tubo metálico correspondiente al cordón superior (3) y como continuación del plegado de chapa perteneciente al alma de la viga (2). La placa (6) está provista de dos orificios por el cual atraviesan cada una de las barras de acero (4), separadas y en paralelo, que pertenecen al cordón inferior de la viga. Una vez atravesado cada una de las barras a la placa (6) en cada extremo de la viga, se fijan a esta a través de conectores de acero (7). Los conectares se utilizan para transmitir y vincular los esfuerzos del cordón inferior a la placa, mediante soldaduras entre la parte inferior del conector con la placa. La barra de acero (4) pasante por el interior del conector (7) se suelda a la parte superior del conector con la barra. El eje de inercia (13) correspondiente al cordón superior (3) son coincidentes con el eje de inercia (14) correspondiente al cordón inferior (4) y además con el centro de la placa de apoyo (9) de la viga celosía. La placa de apoyo (6) tiene a ambos extremos laterales, un orificio con forma ovalada (8), que posibilita la fijación de cada extremo de la viga. El soporte de apoyo de la viga celosía se realiza a través de una placa de acero (9) con anclaje a la estructura portante del edificio, mediante elementos y/o sistema constructivo de unión solidaria. Las placas de acero (9) en la que se apoya cada extremo de la viga celosía, tienen dos orificios de forma ovalado (12) ubicado en los extremos y en sentido perpendicular u opuesto a los orificios previstos en la placa de la viga (6), coincidiendo ambos orificios de cada placa en el centro del ancho de la ranura del orificio ovalado. La unión solidaria entre la placa de acero (6) perteneciente a la viga celosía y placa de acero (9) que recibe, apoya y transmite la carga a la estructura del edificio, se materializa utilizando dos tornillos, tuercas y arandelas de acero de sección y resistencia suficiente por cada extremo de apoyo de la viga, que abrazan y ajustan la unión entre las placas. Para evitar que las vigas celosía no trabajen como elementos rígidos con empotramiento a la estructura de apoyo, se coloca una lámina de neopreno (10) como junta de unión elástica interpuesta entre las placas de apoyo (6) y (9), permitiendo absorber los movimientos por dilatación entre distintos elementos y/o materiales, además la viga trabaja simplemente apoyada, comportamiento de la estructura isostática. La disposición y forma de los orificios ovalados, colocados en las placas de apoyo (6) y (9) superpuestas entre la viga celosía y soporte a estructura portante del edificio, son opuestos y perpendiculares entre sí, posibilitando tener un movimiento de tolerancia de ajuste a la hora del montaje en obra. La placa de apoyo (6) perteneciente a la viga celosía tiene una forma rectangular y su espesor está determinado por el cálculo, su dimensión sobrepasa el apoyo hasta encontrarse con el alma de la viga, este aumento de la sección sirve para absorber los esfuerzos de corte, producido próximo a los apoyos. El tubo de acero (11) es un complemento opcional a instalase dentro del tubo (3), introduciéndose un tramo próximo a los apoyos, con el fin de reforzar la estructura, si el cálculo lo requiere, para absorber esfuerzos negativos ó cortantes, ó por razones de prolongar la viga celosía, a partir de los apoyos, utilizando como conector, creando un soporte saliente, donde prolongar el tubo de acero, utilizado por ejemplo como apoyo de alero.

El dimensionado, cálculo y comportamiento estructural de la viga celosía es el establecido y utilizado tradicionalmente.

La unión de los elementos estructurales que forman la viga celosía como ser chapa plegada, tubo metálico, barras de redondo, placas de apoyo, conectores, estarán solidariamente soldados por fusión garantizando una unión adecuada.

Ventajas técnicas que aporta la invención

Aligera la estructura de cubierta y/o entrepiso

 


Reivindicaciones:

1. La viga celosía es un sistema estructural portante, formado por cuatro elementos básicos de acero y son: cordón superior (3); cordón inferior (4); alma ó parte intermedia (1); apoyas (6) y pueden utilizarse en entrepisos y cubierta de techos, caracterizado por:

- Un tubo estructural (3) del largo de la viga celosía y colocado en la parte superior.

- Dos barras de redondo (4) colocadas en paralelo y separadas una de otra, situadas en la parte inferior de la viga celosía y que al llegar a los extremos, produce un quiebro que intercepta y se fijan a la placa de apoyo (6).

- Una chapa plegada en sentido longitudinal, genera dos nervios (1) en forma de omegas, a continuación se realiza el plegado en sentido transversal y se generan las diagonales (2), que unen y vinculan el tubo (3) con las barras (4), coincidiendo el encuentro con sus ejes de simetría.

- Dos placas de apoyo (6) una por cada extremo de la viga celosía, colocadas por debajo del tubo (3) y a continuación de la chapa que forman las diagonales (2) en sus extremos superiores del alma (1). Además atraviesan las barras (4) y se fijan a la placa (6) mediante conectores (7). La placa (6), posee unos orificios (8) que se fijan al soporte de la estructura portante del edificio, mediante tornillos, interponiéndose entre ambos una junta elástica (10).

2. Viga celosía según reivindicación 1 caracterizada por el ala (5) de chapa de acero perteneciente al plegado del alma (1), que sobresale a ambos laterales y forman las diagonales (2).

3. Viga celosía según reivindicación 1, caracterizada por prolongar el largo de la viga a partir del apoyo, utilizando un trozo del tubo (11) que penetra un extremo dentro del codón superior (3) y el otro extremo sirve de conector y soporte del tubo de prolongación.

4. Viga celosía según reivindicación 1 caracterizada por modificar la unidad del cordón inferior, utilizando solamente una barra (4), situada en el centro del ancho y además por consecuencia se modifica el plegado longitudinal para la formación de un nervio (1).

5. Viga celosía según reivindicación 1 y 2, caracterizada por suplementar un perfil angular de acero, apoyado un lado sobre el vértice superior de la pestaña de chapa (2) y el otro lado, unido al lateral del tubo (3), colocado a lo largo y en ambos laterales del cordón superior.

6. Viga celosía según reivindicación 1 caracterizada por cambio de unidad del cordón superior (3), utilizando dos tubos de acero estructural colocados en paralelo separados ó unidos uno del otro.


 

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