| - REIVINDICAÇÕES - 1. VIGA TRELIÇADA, do tipo que compreende um banzo superior e inferior (11, 21, 31) e dois conjuntos de diagonais (12, 22, 32) , as diagonais (12, 22, 32) de um conjunto sendo dispostas segundo uma mesma direção angularmente defasada da direção das diagonais do outro conjunto, ditas diagonais (12, 22, 32) tendo seus extremos superior e inferior respectivamente fixados em regiões de nós (N) dos banzos, dita viga sendo caracterizada pelo fato de cada um ,dos banzos (11, 21, 31) superior e inferior ser provido de pelo menos um alinhamento longitudinal de furos transversais (14, 25, 35) separados entre si, para cada conjunto de diagonais (12, 22, 32) , por pelo menos uma distância (dl, d2) pré-determinada, sendo que cada diagonal (12, 22, 32) compreende, em cada um de seus extremos superior e inferior, um só furo passante a ser alinhado com um furo transversal (14, 25, 35) dos banzos (11, 21, 31) superior e inferior, respectivamente, cada conjunto de furos transversais e passantes, alinhados entre si, recebendo e retendo um pino de fixação (25A, 35A) . 2. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de cada um dos conjuntos de diagonais (12, 22, 32) compreender pelo menos duas diagonais paralelas, proximamente adjacentes entre si e dispostas entre as diagonais adjacentes do outro conjunto de diagonais, e tendo seus extremos superior e inferior fixados em um mesmo nó (N) dos banzos (11, 21, 31) superior e inferior, respectivamente. 3. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de os furos transversais providos em cada nó (N) de cada um dos banzos superior e inferior serem distanciados entre si por uma distância (dl, d2) predeterminada para permitir a fixação de diagonais de diferentes comprimentos nos banzos superior e inferior, de vigas treliçadas apresentando diferentes alturas. 4. Viga treliçada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de cada um dos banzos superior e inferior compreender um perfil simétrico (21, 31) em forma aproximada de "Z", com duas abas superior (22, 32) e inferior (23, 33), de mesma dimensão, e uma seção intermediária (24, 34) dispostas ortogonalmente às abas, paralelas e afastadas entre si, cada uma sendo incorporada em um extremo da extremidade da seção intermediária, referido perfil compreendendo furos transversais dos nós (N) , dos banzos superior e inferior, providos na seção intermediária. 5. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de o perfil simétrico (21, 31) em forma aproximada de "Z" adicionalmente compreender uma pequena porção central (34b) disposta na seção intermediária (34) . 6. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de os furos transversais (25, 35) dos nós (N) , de cada um dos banzos, providos em pelo menos uma das porções superior (34a) e inferior ( 34c) da seção intermediária (34 ) do respectivo perfil (21, 31). 7. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de uma ou mais regiões dos nós (N) do Perfil (31) de um ou ambos os banzos superior e inferior ser reforçada por uma extensão de perfil (31A) ) tendo suas abas extremas e suas seção intermediária assentadas, respectivamente, sobre as abas extremas e lateralmente contra a seção intermediária da região do nó (N) do perfil, sendo pelo menos uma das porções (34a, 34b) da extensão de perfil provida com os mesmos furos transversais providas em cada nó (N) de cada um dos banzos superior e inferior, para recebimento e retenção dos respectivos pinos de fixação (50) . 8. Viga treliçada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizada pelo fato de cada aba do perfil incorporar, em seu extremo livre, uma pequena aba voltada na direção do plano da outra aba, mas inclinada para fora. 9. Viga treliçada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, caracterizada pelo fato de cada um dos banzos superior e inferior compreender dois perfis em forma aproximada de "Z", dispostos lado a lado, com as abas que definem a respectiva borda longitudinal extrema da viga treliçada, dispostas de modo coplanar e voltadas uma em direção à outra, sendo os furos transversais em cada nó (N) praticados nas porções de seção intermediária (24, 34) mais internas de cada par de perfis, entre as quais são ensanduichados os extremos superior e inferior, respectivamente, das diagonais (26, 36) . 10. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de cada diagonal compreender um perfil em forma de "C", com suas abas laterais assentadas contra as porções de seção intermediária mais internas dos dois perfis formadores de cada um dos banzos superior e inferior. 11. VIGA TRELIÇADA, do tipo que compreende um banzo superior e inferior (11, 21, 31) e dois conjuntos de diagonais (12, 22, 32), as diagonais (12, 22, 32) de um conjunto sendo dispostas segundo uma mesma direção angularmente defasada da direção das diagonais do outro conjunto, ditas diagonais (12, 22, 32) tendo seus extremos superior e inferior respectivamente fixados em regiões de nós (N) dos banzos, dita viga sendo caracterizada pelo fato de cada um dos banzos (11, 21, 31) superior e inferior ser provido de pelo menos um alinhamento vertical de furos transversais separados entre si, para cada conjunto de diagonais, por pelo menos uma distância pré-determinada, sendo que cada diagonal compreende, em cada um de seus extremos superior e inferior, um só furo passante a ser alinhado com um furo transversal dos banzos superior e inferior, respectivamente, cada conjunto de furos transversais e passantes, alinhados entre si, recebendo e retendo um pino de fixação (25A, 35A) . 12. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de cada um dos conjuntos de diagonais compreender pelo menos duas diagonais paralelas, proximamente adjacentes entre si e dispostas entre as diagonais adjacentes do outro conjunto de diagonais, e tendo seus extremos superior e inferior fixados em um mesmo nó (N) dos banzos superior e inferior, respectivamente . 13. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de os furos transversais providos em cada nó (N) de cada um dos banzos superior e inferior serem distanciados entre si por uma distância (dl, d2) predeterminada para permitir a fixação de diagonais de diferentes comprimentos nos banzos superior e inferior, de vigas treliçadas apresentando diferentes alturas. 14. VIGA TRELIÇADA, do tipo que compreende um banzo superior e inferior (11, 21, 31) e dois conjuntos de diagonais (12, 22, 32), as diagonais (12, 22, 32) sendo dispostas segundo um direção angularmente defasada uma em relação a outra, ditas diagonais (12, 22, 32) tendo seus extremos superior e inferior respectivamente fixados em regiões de nós (N) dos banzos, dita viga sendo caracterizada pelo fato de cada um dos banzos (11, 21, 31) superior e inferior ser provido de pelo menos um furo transversal, para cada conjunto de diagonais angularmente defasadas entre si, sendo que cada diagonal compreende, em cada um de seus extremos superior e inferior, um só furo passante a ser alinhado com um furo transversal dos banzos superior e inferior, respectivamente, as diagonais sendo sobrepostas e fixadas através dos furos transversais e passantes, alinhadas entre si, recebendo e retendo um pino de fixação (25A, 35A) . 15. Viga treliçada, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de os furos transversais providos em cada nó (N) de cada um dos banzos superior e inferior serem distanciados entre si por uma distância (d2) predeterminada para permitir a fixação de diagonais de diferentes comprimentos nos banzos superior e inferior, de vigas treliçadas apresentando diferentes alturas. |
Sumário da Invenção
A presente invenção refere-se a uma configuração principal de vigas treliçadas, e configurações adicionais em modalidades alternativas de viga treliçada.
Antecedentes da Invenção
A presente invenção reporta-se às dificuldades inerentes ao processo de produção de vigas treliçadas, dependente do conhecimento prévio das solicitações de vão(s) e carga (s) a que estarão submetidas as referidas vigas .
A presente invenção igualmente reporta-se às dificuldades inerentes à instalação e montagem de vigas treliçadas .
Na técnica corrente, as vigas treliçadas têm de ser produzidas de acordo com o vão e carga desejados e previamente determinados, impossibilitando a armazenagem de material pré-fabricado e determinando maior custo e tempo de preparação da viga.
Ainda que normalmente mais leves que estruturas maciças, as vigas treliçadas acabam sendo preteridas em razão do processo lento e caro de uma produção customizada, além do que projetos de maior detalhamento e complexidade normalmente apresentam uma maior possibilidade de problemas durante a execução.
As vigas treliçadas são, portanto, efetivamente, usadas apenas em situações especificas onde não subsistem dúvidas sobre os seus benefícios comparativamente às vigas maciças.
A presente invenção provê solução nova e inventiva para as limitações verificadas no estado da técnica, pois contempla uma nova configuração de ligação de vigas treliçadas, e processo de fabricação das mesmas, que permitem a fácil industrialização, armazenagem e montagem de peças que compõe vigas, nas mais diferentes configurações e formas, sem limitações de altura e vãos e cargas, tornando mais atraente seu uso, permitindo diminuição substancial de custos e prazos de execução, garantindo a conformidade da viga acabada com o projeto, e permitindo a fácil reposição de partes e peças da viga com maior facilidade, rapidez e menores custos.
Ainda, as peças que compõem a viga resultante da presente invenção apresentam a mesma integridade estrutural e capacidade de carga atualmente verificadas para as vigas treliçadas existentes, com a evidente vantagem de serem produzidas em série e armazenadas preteritamente ao seu uso sem projeto definido para aplicação das mesmas.
Descrição das Figuras A presente invenção é ilustrada pelas figuras 2 a 9 em anexo, sendo que: a Figura 1 e IA compreendem representações da técnica anterior; as Figuras 2, 2A, 2B, 3 e 3A compreendem representações de uma modalidade da presente invenção; as Figuras 4, 4A, 4B, 5, 5A e 5B compreendem representações de uma segunda modalidade da presente invenção, compreendendo um banzo em "Z"; as Figuras 6, 6A e 6B, compreendem representações do banzo em "Z"; a Figura 7 compreende uma representação de uma modalidade da presente invenção; as Figuras 8 e 8A compreendem uma representação de uma outra modalidade da presente invenção; e a Figura 9 representa uma outra modalidade da presente invenção.
Descrição Detalhada das Figuras
A Figura 1 e IA compreendem representações da técnica anterior evidenciando um banzo (10 e diagonais (2) , sendo evidenciado no detalhamento IA a técnica corrente, compreendendo a fixação das diagonais através de dois furos angularmente dispostos (β) no banzo, referida Figura 1 evidenciando ainda o passo (P) entre os nós; As Figuras 2, 2A, 2B, 3 e 3A compreendem representações de uma modalidade da presente invenção, sendo que a Figura 2 ilustra a utilização de duas diagonais em paralelo, com furações de fixação horizontalmente dispostas em relação ao banzo, evidenciando o passo (P); a Figura 2A detalha os conjuntos de diagonais (12) fixadas nos nós ao banzo(ll), em pontos ou furos de fixação (14); e a Figura 2B detalha o corte x-x, evidenciando os elementos de fixação em relação aos banzos (11) e diagonais (12) ;
As Figuras 3 e 3A(detalhamento) representam, de forma esquemática, as vantagens da presente invenção em relação à possibilidade de alturas e vãos diferenciados utilizando-se as mesmas disposições de furação e distância entre furações no banzo.
As Figuras 4, 4Ά, 4B, 5, 5A e 5B compreendem representações de uma segunda modalidade da presente invenção, compreendendo um banzo em "Z", sendo que as Figuras 4, 4A, 4B evidenciam uma primeira modalidade do banzo "em Z"; e as Figuras 5, 5A e 5B uma segunda modalidade do banzo em "Z". As Figuras 4, 4A, 4B evidenciam uma estrutura metálica com banzos superior e inferior (21) e diagonais (26) com furos de fixação (25) , referido banzo possuindo abas superior (22) e inferior (23) , e um corpo intermediária (24 ) , conforme ilustrado na Figura 4A, sendo que na figura 4B é evidenciada a fixação do banzo (21) e diagonais (26) mediante elemento de fixação (25A) .
As Figuras 5, 5A e 5B evidenciam uma segunda modalidade do banzo "em Z" , em uma estrutura metálica com banzos superior e inferior (31) e diagonais (36) com furos de fixação (35), referido banzo possuindo abas superior (32) e inferior (33) , e um corpo particionado em duas partes (34 e 34a) e conforme ilustrado na Figura 5A, sendo que na figura 5B é evidenciada a fixação do banzo (31) e diagonais (36) mediante elemento de fixação (35A) . As Figuras 6, 6A e 6B compreendem representações do banzo em ΛΛ Ζ", evidenciando a Figura 6 a possibilidade de, uma vez rotacionado e invertido, ser o referido banzo encaixável nele mesmo, possibilitando assim sua armazenagem e utilização adicional aprimorada, como por exemplo, elemento de extensão, conexão ou de reforço estrutural (Figuras 6A e 6B) ;
A Figura 7 compreende uma representação de uma modalidade da presente invenção;
As Figuras 8 e 8A compreendem uma representação de uma outra modalidade da presente invenção, com furos de fixação de diagonais no banzo dispostos verticalmente em relação ao referido banzo, a figura 8 compreendendo ainda a aplicação de elemento estrutural adicional entre as diagonais; e
A Figura 9 representa uma outra modalidade da presente invenção, com furos de fixação de diagonais no banzo dispostos verticalmente em relação ao referido banzo, constando apenas dois furos por nó.
Descrição Detalhada da Invenção As vigas treliçadas tradicionais são constituídas basicamente de duas peças principais: os banzos (1), peças longitudinais de grande comprimento, e as diagonais (2) , peças transversais de menor comprimento, posicionadas normalmente entre dois banzos, com suas extremidades ligadas cada uma a um banzo por parafusos e porcas convencionais, podendo compreender ainda um ou mais prumos verticalmente posicionados entre os banzos.
A forma construtiva das vigas é determinada pelo comprimento das diagonais (2) e passo (P - distância entre nós ou pontos de ligação entre o banzo e a diagonal) necessários para obter vão, altura e capacidade de carga desejados .
Em processo convencional, o detalhamento ou determinação de furos nos banzos e tamanho das diagonais só pode ser iniciado após determinação das solicitações, as cargas e vãos aos quais a viga será submetida, e a altura de viga admitida pelo projeto.
0 detalhamento consiste, portanto, na definição das seções das peças, banzos e diagonais, o passo (ou distância) entre os nós e a forma das ligações, que por sua vez definem comprimento da diagonal e a altura da viga.
Conforme já mencionado, as vigas treliçadas convencionais são fabricadas on demand, de acordo com as solicitações determinadas para vãos e cargas projetados, sendo impossível a pré-fabricação e estocagem das peças principais que as compõe em razão de as especificações para vãos e cargas determinarem as furações nos banzos, o cumprimento das diagonais e, principalmente, a angulação (β) das diagonais (2) em relação aos banzos (1).
Nas situações em que se faz necessário transferir esforço aos elementos de ligação mediante dois ou mais furos de fixação, em linha e no sentido longitudinal da diagonal (2), define-se um ângulo (β) para esta em relação ao banzo (1) e, para uma altura da viga, o passo (P) para a disposição dos referidos furos de fixação.
As vantagens mais evidentes da presente invenção em relação à técnica anterior são: a) a pré-furação dos banzos, com dois ou mais furos (14) em tandem (paralelos) para cada meio nó, convenientemente afastados (dl, d2), possibilita uma ampla faixa de angulação para as diagonais para um passo (P) desejado; b) a produção de diagonais (12) de acordo com uma distancia pré-determinada entre os banzos, com apenas um furo, ou par de furos em eixo, para fixação nos banzos (11), em cada uma de suas extremidades; c) a montagem da treliça com duas ou mais diagonais (12) paralelas em mesma angulação intercaladas com duas ou mais diagonais em angulação oposta, em um dado passo (P) definido para a viga (a partir do passo original pré-definido para o banzo) definem uma altura, possibilitando atender ampla gama de vãos e carga com a mesma configuração de banzos(ll), variando tão somente o comprimento e, portanto, a angulação das diagonais, para definição da altura; d) a disponibilidade imediata de peças mais complexas, quais sejam os banzos(ll), e o fornecimento de peças menos complexas, as diagonais (12) , em demanda definida, ou quase imediato em demanda solicitada, permite um fornecimento de elementos estruturais em prazo muito mais curto; e e) o processo de montagem mais simples e as peças padronizadas permitem a composição e instalação de vigas em um menor tempo e com muito menor complexidade .
Em decorrência da configuração representada pela presente invenção, a peça principal, maior e mais trabalhosa, qual seja o banzo (11), pode ser pré-fabricada e consequentemente estocada para posterior utilização; e as diagonais (12) , peças mais simples e de rápida e fácil produção, podem também ser pré-fabricadas e estocadas, com apenas uma furação(14) em eixo em cada uma de suas extremidades, e em comprimentos variáveis.
A presente invenção comporta vigas treliçadas que podem ser construídas de diferentes modos, sendo a configuração a seguir a modalidade preferida, não restritiva ao conceito sobre o qual se pleiteia proteção.
Na configuração da presente invenção, para atender os esforços a serem transferidos pelas diagonais aos banzos, utilizam-se duas diagonais (12) em paralelo em cada seção da viga, cada qual capaz de atender à metade da solicitação pretendida, fixadas ao banzo por um parafuso em cada extremidade, permitindo que a altura possa ser uma variável, tornando a treliça competente para atender diferentes solicitações.
Esta configuração permite a padronização da produção, facilita sua administração e a manutenção de estoques para pronta entrega, reduzindo a praticamente zero o "lead time" normal de um fornecimento deste tipo. Na configuração da presente invenção, um banzo (11) pode ser fabricado e estocado para ser usado com qualquer altura de treliça, altura esta que será definida pela necessidade da demanda verificada.
Os banzos (11) e as diagonais (12) poderão ser calculados levando em conta as restrições de espessura do material, maximizando, com um só eixo, a capacidade das ligações e das peças intervenientes.
A presente invenção provê, portanto, uma viga compreendendo uma peça principal longitudinal, ou banzo (21, 31), com perfil característico em forma de "Z", conforme Figuras 4 a 5B, compreendendo furações (25, 35) espaçadas entre si e localizadas em pontos específicos denominados nós, tais pontos específicos compreendendo no mínimo quatro furações, sendo duas furações para cada par de diagonais (26, 36), tais diagonais (26, 36) sendo ligadas ao banzo (21, 31) por elementos de fixação (25A, 35A) , mais comumente parafusos de fixação em eixo, em suas extremidades, as diagonais (26, 36) em dupla sendo anguladas de acordo com as especificações do projeto. A referida peça em forma de "Z", conforme se observa nas Figuras 4 a 5B, compreende uma chapa em aço perfilada (21, 31) com duas abas, superior (22, 32) e inferior (23, 33), dispostas nas extremidades verticais do banzo, compreendendo ainda uma superfície ou corpo intermediário (2 , 34) entre as duas abas, a referida superfície compreendendo quatro ou mais furos de fixação (25, 35) das diagonais (26, 36), referidos furos estando dispostos na parte central, superior e/ou inferior do corpo intermediário. ' Na segunda modalidade ilustrada pelas figuras 5 a
6B, a referida peça em forma de "Z", compreende uma chapa em aço perfilada com duas abas, superior (32) e inferior (33) , dispostas nas extremidades verticais do banzo (31), compreendendo ainda uma seção superior (34a) , uma seção intermediária (34b) e uma seção inferior (34c) entre as duas abas, a seção superior (34a) estando compreendida entre a aba superior (32) e a seção intermediária (34b) e a seção inferior (34c) estando compreendida entre a aba inferior (33) e a seção intermediária (34b) . Nesta configuração, a seção intermediária (34b) , compreendida entre as seções superior (34a) e inferior (34c) , possui angulação característica em relação a ambas as seções superior e inferior, a referida angulação sendo suficiente para conferir maior resistência ao conjunto, e conferindo maior resistência estrutural à peça. Ainda, as referidas superfícies superior (34a) e inferior ( 34c) compreendem quatro ou mais furos de fixação (35) das diagonais.
A viga treliçada resultante da presente invenção compreende dois banzos(ll, 21, 31) em paralelo ligados por diagonais (12, 22, 32), as referidas diagonais sendo fixadas aos banzos por elementos de fixação (14, 25A, 35A) , em suas extremidades. Os furos de fixação (14, 25, 35) das diagonais da presente invenção são dispostos lado a lado e suficientemente espaçados para permitir a angulação das diagonais.
Em uma modalidade alternativa, cada conjunto de furos de fixação de cada nó compreende um furo adicional, centralmente posicionado entre os demais furos, para fixação de elemento estrutural adicional, verticalmente disposto e fixado por um elemento de fixação aos banzos, em suas extremidades.
Nesse ponto cabe ressaltar que a peça em perfil em V Z" ou banzo (31) pode se constituir em elemento de reforço estrutural (Fig. 6B) ou de emenda (Fig. 6A) na seção do nó. Como elemento de reforço, uma seção do referido banzo (31), contendo todas as furações(35) ou parte delas, é sobreposta a um banzo (31) existente e aparafusada a o mesmo, juntamente com as diagonais (36) , constituindo dessa forma em elemento de reforço do nó. Na modalidade de emenda, dois banzos(31) podem ser interligados em usas furações(35) ou nós e fixados mediante a sobreposição de uma seção do referido banzo (31), contendo todas ou parte das furações.
A possibilidade de uso do banzo em sobreposição de dá pelo fato de o referido banzo (21, 31) possuir geometria característica que permite sua conformação, em sobreposição e após rotacionado, a um outro banzo, conforme ilustrado na Fig. 6.
Ainda, a presente invenção prevê, em modalidade alternativa, a disposição de furações no banzo em sentido vertical, conforme ilustrado pelas figuras 8, 8A e 9, sendo que dentre uma dessas modalidades alternativas o furo de fixação das diagonais é compartilhado por duas diagonais opostas, conforme ilustrado pela Figura 9, tal configuração estando de acordo com o escopo da presente invenção na relação banzo/diagonais.
Ainda, a presente invenção provê um processo de fabricação em série de estruturas para vigas treliçadas compreendendo, em sua configuração básica: a) a fabricação de banzos perfilados com furações longitudinais determinadas e espaçadas entre si; b) a determinação da distância entre os banzos e a angulação necessária às diagonais; c) a fabricação das diagonais em tamanho e espessura especificas; d) a fixação de pelo menos duas diagonais, em paralelo e em angulação pré-determinada, em uma das seções da viga e entre os banzos, mediante o uso de elementos de fixação; e e) a fixação, na seção da viga contígua à seção da primeira fixação de diagonais, de pelo menos duas diagonais entre os banzos, em paralelo e em angulação pré-determinada e oposta à angulação da seção imediatamente anterior, em efeito de treliça, mediante o uso de elementos de fixação; e f) repetição das etapas d) e e) anteriores, quantas vezes necessário for para a conformação da viga treliçada desejada.
Na presente invenção, dependendo da carga e vão determinados para a viga, pode ser fixada apenas uma diagonal por seção da viga treliçada. A presente invenção é caracterizada por admitir a produção antecipada do perfil principal (banzos) para estocagem e entrega imediata uma vez que o perfil é perfurado de tal forma que se possam ligar elementos transversais (diagonais, ou prumos, ou.., ) de diferentes comprimentos, formando treliças e assemelhados com diferentes alturas e capacidades de cargas, próprias para diferentes vãos e carregamentos, independentemente da determinação do vão e das solicitações a serem aplicadas.
A presente invenção caracteriza-se ainda pela forma de ligação em cada nó dos elementos transversais que são unidos aos elementos longitudinais, cada um deles, ligados por um ou um par de parafusos (ou assemelhados) constituindo eixos em quantidade de elementos transversais compatível com as solicitações estruturais da viga transversal desejada.
A explanação acima, não obstante ampla, não exclui outras modalidades que eventualmente possam decorrer da presente invenção, tanto por um modelo construtivo diferenciador quanto por características novas, contempladas em decorrência do desenvolvimento prático da presente invenção, não estando, portanto, limitada a presente invenção aos tópicos acima descritos .