Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
THREE-DIMENSIONAL STRUCTURAL SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/018923
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system comprising at least three shaped, interlaced structural elements forming one or more triangles which can absorb forces and movements along the three axes: x, y, z. In this way, the weight of the system is reduced and the three-dimensional structural resistance thereof is improved in relation to other standardised structural systems. The inventive system can be combined with other innovative structural systems or used to reinforce existing systems in order to improve the qualities thereof.

Inventors:
BARBONE GIUSEPPE (ES)
MUELAS ALLEGUE JESUS MA (ES)
Application Number:
PCT/ES2001/000326
Publication Date:
March 06, 2003
Filing Date:
August 23, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BARBONE GIUSEPPE (ES)
MUELAS ALLEGUE JESUS MA (ES)
International Classes:
E04C5/06; E04B1/21; E04B1/58; (IPC1-7): E04B1/19
Foreign References:
US5197254A1993-03-30
FR2599068A11987-11-27
US3221464A1965-12-07
EP0511063A11992-10-28
US3844511A1974-10-29
GB2263287A1993-07-21
Download PDF:
Claims:
1. REIVINDICACIONES a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional. El invento consiste en un sistema compuesto de tres o más elementos estructurales conformados, entrelazados entre sí, formando una o varias triangulaciones las cuales nos permiten absorciones de fuerzas y movimientos en los tres ejes ; x, y, z. De esta manera se obtiene la reducción de peso y el aumento de resistencia estructural tridimensional a diferencia de otro u otros sistemas estructurales normalizados. El sistema se puede combinar con otros sistemas estructurales bien sean de nueva realización o reforzar sistemas ya realizados para aumentar las cualidades de los mismos. Fig. 1/2/3 2a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada por que esta realizada en acero inoxidable Aisi 31618/8 pudiéndose realizar en cualquier tipo de metales (independientemente cual fuese su composición o aleación), vidrios, plásticos, piedras y maderas, material cuya constitución y resistencia fuese la adecuada para el empleo a realizar. 3a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la primera reivindicación caracterizada por la forma de semicírculos contrapuestos lineales de los cuales esta formado cada elemento que constituye el sistema pudiendo ser dichos elementos de cualquier tipo de material según la 2a reivindicación bien estrusionados, laminados, troquelados, torneados o torsionados siendo de cualquier figura geométrica como ; redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares, ovalados, pentagonales, hexagonales, octogonales, , romboidales, trapezoidales, tubulares. Fig. 10/11 4a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada por que los radios de los semicírculos de los que va compuesto cada elemento serán de acuerdo a las necesidades precisas en cada momento para obtener las máximas prestaciones en el conjunto estructurar siendo variables en su longitud y dimensiones. 5a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada porque la estructura se compone de tres o más elementos pudiendo llegar a modulaciones espaciales dentro del conjunto estructural. Fig. 4/5/6/7/8/9 6a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada porque la unión entre los elementos de la misma se podrá realizar de las siguientes maneras : Soldada mediante soldaduras mig, tig, arco sumergido, electrodo, mediante autógena con aportación o sin aportación. Pegadas cuando se trate de materiales no férricos y la unión deba realizarse con algún tipo de resina eposidica, cianocrilato, silicona y otro medio previsto para la unión de los elementos. También se caracterizan las uniones por elementos adicionales adaptados para dicho fin que pueden ser atornillados, embutidos, remachados bien sea manualmente o mecánicamente, prensados neumaticamente, mecánicamente o hidráulicamente. 7a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada porque la longitud de los elementos que forman el sistema tridimensional solamente será prederminada bien sea por los cálculos estructurales a realizar en cada elemento o bien por las limitaciones que tenga las maquina que lo puedan fabricar. 8a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada porque los ángulos de la triangulación que forman los elementos no deberían ser inferiors a 40° aproximadamente. 9a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada porque tanto la longitud d y altura que se pueda generar en la triangulación de los elementos no tendrá ninguna limitación ni en máximo ni en mínimo a excepción de la propia composición estructural que vendrá dada por el calculo de la misma. 10a REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada porque la fabricación de los elementos se realizara de un solo tramo dándole así la homogeneidad en las tensiones formadas por cada elemento siendo un método de fabricación la maquina tipo presentada en la Fig. 11 lla REIVINDICACIÓN : Sistema estructural tridimensional según la la reivindicación caracterizada porque la unión de los tramos estructurales se realizara con los siguientes elementos : Rotula de unión simple. Fig. 12/13 Rotula de unión móvil. Fig. 14/15/16/17 Rótula de unión tridimensional. Fig. 18/19/20/21 Estos sistemas de fijación pueden ser atornillados, fijados mediante cualquier tipo de fijación apropiada, soldados pegados, remachados al sistema estructural tridimensional y a su vez el conjunto se podrá atornillar, fijar mediante cualquier tipo de fijación apropiada, remachar, embutir, en prolongación a otro sistema o en fijación a cualquier superficie o elemento estructural.
Description:
- 2-. DESCRIPCIÓN 1.-TITULO.- Sistema estructural tridimensional.

El invento consiste en un sistema compuesto de tres o más elementos estructurales conformados, entrelazados entre sí, formando una o varias triangulaciones las cuales nos permiten absorciones de fuerzas y movimientos en los tres ejes; x, y, z.

De esta manera se obtiene la reducción de peso y el aumento de resistencia estructural tridimensional a diferencia de otro u otros sistemas estructurales normalizados.

El sistema se puede combinar con otros sistemas estructurales bien sean de nueva realización o reforzar sistemas ya realizados para aumentar las cualidades de los mismos.

2.-SECTOR.- Construcciones arquitectónicas. Construcciones navales, aeroespaciales y cualquier sector donde se pudiera aplicar el sistema.

3. -ESTADO DE LA TÉCNICA.- Los sistemas estructurales actuales se basan en un conjunto de elementos rígidos (elementos conformados, laminados, troquelados) los cuales son unidos entre si bien sean atornillados, soldados, o encastrados. Todos estos elementos que suelen ser rígidos en su constitución tienen determinados todos los esfuerzos en ejes lineales como x-x, y-y; esto implica que deben estar sobredimensionados para los esfuerzos a resistir puesto que las absorciones de los mismos no son tridimensionales sino que son

linealmente o superficiales, no pudiendo absorber los momentos de inercia máximos que se puedan producir en un determinado momento produciéndose una deformación estructural e incluso una rotura de los mismos.

Por ello cuando se calculan dichos elementos se incrementan sus medidas de sección incrementándose proporcionalmente el peso del elemento y en consecuencia todo el conjunto estructural.

4.-EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN.

Se trata de la unión de tres o más elementos en forma de semicírculos continuos y contrapuestos linealmente donde se unen asimétricamente en módulos alternos formando varias triangulaciones entre si generando barras y nudos estructurales totalmente dinámicos.

Con ello obtenemos una regidedez estructural superior a otro elemento tipo que fuere el apropiado para la misma función, pero el peso se reduce en consideración y la resistencia del elemento es la misma en los tres ejes; x, y, z.

Respecto a la absorción de movimiento con el sistema estructural tridimensional se incrementa la estabilidad y la máxima absorción del mismo, puesto que la forma geométrica de los semicírculos conlleva una pretensión estructural añadida en diferencia a cualquier tipo de elemento lineal rígido, la cual al trabajar multidireccionalmente siempre compensa dichos movimientos y esfuerzos.

Esta teoría esta contemplada en el método analítico fundamentado en las condiciones generales de equilibrio; es decir, si en un sistema reticulado todos los esfuerzos están en equilibrio, la suma de los momentos, con respecto a un punto cualquiera del reticulado es igual a 0.

El sistema de unión de los puntos convergentes se puede realizar mediante sistema de soldadura (mig, tig, arco sumergido, electrodo), bien atornillada mediante elementos auxiliares de suportación, bien comprimida por cualquier sistema de compresión y elementos cualificados para proceder a la misma o cualquier otro método de unión

que ofrezca unas garantias comprobadas de resistencia en consideración a los cálculos de resistencia, dilatación, torsión, esbeltez y abollamiento del sistema estructural siempre en consideración al tipo de material que se utilice.

Referente a otros sistemas estructurales, el sistema estructural tridimensional puede formar parte de los mismos, bien sea total o parcial mente. Según los sistemas estructurales definidos como : articulados (sistema isostatico, sistema hiperestatico, sistema hipoestatico), los no articulas, los reticulados y los espaciales, todos ellos utilizan barras fijas sin triangular con perfilaría estándar según norma, sustituyendo estos elementos por barras con sistema estructural tridimensional se obtendría mayor resistencia dinámica y estática, menores cargas puntuales pudiendo ampliar las luces estructurales entre apoyos, obteniendo elementos estructurales de alta resistencia y bajo peso as como mínimas deformaciones en situaciones extremas.

5. -UN MODO DE REALIZACIÓN.

El modelo de realización escogido que se expone a continuación reúne las características siguientes : Fig. l/2/3 1) -Elemento realizados en acero inox Aisi 316-18/8 en perfilaría tipo redondo calibrado diámetro 10 mm.

2) -Los radios de los semicírculos de los que va compuesto cada elemento son de<BR> 50 mm.<BR> <P>3) -La estructura se compone de tres elementos de dimensiones y características iguales.

4) -La unión entre ellos se realiza mediante soldadura tipo"tig"en la intersección de los mismos, con una longitud de unión de 20 mm. Un grado de penetración del 100% puesto que el tipo de soldadura utilizada se realiza con argon al (vació).

5)-La longitud total de la pieza es de 1 mt/l.

6)-Los ángulos de la triangulación no son inferiores a 40°, se mantienen entre 41° y 43° aproximadamente en sus ángulos iguales y 93° en el ángulo restante puesto que la triangulación generada es mediante triángulos isósceles.

7)-La altura de la triangulación es de 63,7 mm. aproximadamente.

8)-La longitud de los lados es de 100 mm por cada uno.

9)-Los elementos se fabrican de un solo tramo por sistema de prensado lo cual garantiza su homogeneidad en las tensiones formadas por cada elemento las cuales son exactas entre si. Fig. 10/11 Este modo de realización se ejecuta para generar una vez comprobado sus características técnicas, mecánicas-dinámicas en laboratorio, las tablas de equivalencia, las cuales nos ayudaran a calcular y definir toda la topología estructural precisa para cada aplicación de la misma. (dimensiones, momentos de inercia, momento resistente, etc...).

6.-APLICACIÓN INDUSTRIAL.

El sistema se fabrica completo en taller, disponiendo de varios modelos y medidas.

La forma de unión de los elementos se realiza mediante encuentros diseñados especialmente para la estructura los cuales pueden ser : - Rotula de unión simple. Fig. 12/13 - Rotula de unión móvil. Fig. 14/15/16/17.

- Rótula de unión tridimensional. Fig. 18/19/20/21.

- Aplique de soportación. (simple, movil, tridimensional). Fig. 22/23/26 - Aplique de refuerzos de nudos. (atornillados, prensados, soldados). Fig. 24/25