ELEMENTO ESTRUCTURAL PREFABRICADO OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto el registro de un elemento estructural prefabricado, que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a las técnicas utilizadas hasta el momento.

Más concretamente, la invención propone el desarrollo de un elemento estructural prefabricado, que por su particular disposición, permite facilitar sumamente los trabajos de obtención de una viga final en obra, así como mejorar las condiciones de transporte hasta la propia obra.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es conocida en el actual estado de la técnica la utilización del hormigón armado como material para la construcción.

El hormigón armado es el resultado de la combinación de forma inteligente del hormigón y el acero en base a las características de cada material. El acero, normalmente en forma de barras, se dispone en el interior del hormigón, quedando adherido a este, lo que permite trabajar de forma conjunta a ambos materiales. Para incrementar la adherencia entre estos dos materiales, se pasó en su momento de utilizar barras de acero liso a barras de acero corrugado.

Se trata pues, de un material compuesto, donde la función principal del hormigón es la de soportar tensiones de compresión y la función principal del acero es la de soportar tensiones de tracción, ya que hormigón no resiste bien este último tipo de tensiones, dando lugar a la aparición de fisuras en el mismo. Otras características del hormigón y el acero hacen del hormigón armado un material con grandes virtudes como material de construcción, como puede ser su durabilidad. Con el hormigón armado se puede construir gran tipología de estructuras. No obstante, la aparición de fisuras en el hormigón ante tensiones de tracción, y una limitada resistencia a compresión del hormigón, son factores limitantes para su uso en determinadas estructuras, como pueden ser elementos con grandes luces o sometidos a grandes cargas.

Basado en los principios del hormigón armado es conocido también otro tipo de material compuesto, llamado hormigón pretensado. Las estructuras realizadas con elementos de hormigón pretensado generalmente son menos costosas y de mayor durabilidad que las estructuras hechas de acero laminado. Su objetivo es el de resolver las limitaciones que presenta el hormigón armado, mediante el uso de hormigones y aceros de alta resistencia. La idea fundamental del hormigón pretensado radica en pretensar o postensar los alambres o cordones de acero de alta resistencia (armadura activa) dispuestos en el interior del hormigón, lo que transmite una compresión al hormigón, alejándolo así de las situaciones de descompresión y fisuración. Además del acero activo, también se emplean barras de acero corrugado (armadura pasiva) como en el hormigón armado.

Por criterio de notación suele denominarse habitualmente "estructuras de hormigón pretensado" a aquellas estructuras que se construyen con hormigón de alta resistencia, armadura pasiva y armadura activa pretesa o postesa.

En las armaduras pretesas se sigue el siguiente proceso: tesado de la armadura previo al fraguado del hormigón, transferencia de la fuerza de pretensado y anclaje de la armadura al hormigón de forma continua por adherencia con el hormigón endurecido. En las armaduras postesas se sigue el siguiente proceso: tesado de la armadura posterior al fraguado del hormigón, transferencia de la fuerza de pretensado, fijación de los elementos de anclaje de la armadura, y relleno de vainas con material adherente o no adherente.

El hormigón pretensado ha permitido construir estructuras en las que no hubiera sido posible utilizar únicamente hormigón armado. Actualmente, el hormigón pretensado es uno de los materiales de construcción más utilizados, tanto en obra civil e industrial, como en edificación.

En las últimas décadas el uso de elementos prefabricados de hormigón pretensado (generalmente con armadura pretesa) se ha impuesto en la construcción de gran tipología de estructuras. Ello se explica por los beneficios que proporciona este tipo de producto, entre los que están: la posibilidad de construir elementos de gran luz que soporten grandes cargas, la industrialización del proceso, la calidad durante la fabricación, la velocidad de producción, la facilidad de transporte y colocación en obra de los elementos, el ahorro de material, la resistencia al fuego, la durabilidad, etc.

En el campo de los elementos prefabricados pretensados, es muy necesario que la cantidad de material a emplear en el elemento prefabricado sea mínimo, y que éste pueda completarse en una fase posterior en obra, por los enormes beneficios que ello conlleva para la empresa prefabricadora: reducción del tiempo de prefabricacion, reducción del material utilizado en la fabricación del prefabricado, reducción de las dimensiones de los moldes, reducción del peso de la pieza prefabricada, lo que repercute directamente en el coste del transporte y el alcance territorial del producto, etc.

También es sumamente útil, dados los beneficios que ello conlleva a la empresa constructora, que por un lado, el elemento prefabricado sea autoportante, y por otro lado, que el elemento prefabricado sea capaz de soportar las cargas que provienen de los trabajos de hormigonado de aquellas partes del elemento que deben ejecutarse en obra, sin necesidad de apuntalar las piezas prefabricadas durante estos trabajos ni disponer estructuras adicionales para conformar encofrados autoportantes. Es necesario comentar que en determinadas actuaciones, es inviable emplear elementos de apuntalamiento o determinadas estructuras auxiliares, como pueden ser en estructuras sobre cauces de ríos, en estructuras sobre carreteras o vías ferroviarias en servicio, etc.

Estas dos cualidades útiles (mínimo material para construir el prefabricado y capacidad autoportante incluyendo los trabajos de hormigonado) son contrapuestas: a menor cantidad de material empleado en la producción del elemento prefabricado, mayor necesidad de apuntalar dicho elemento en obra, puesto que éste no será autoportante, y viceversa.

Es por ello que actualmente los elementos prefabricados autoportantes para luces y cargas considerables, son aquellos que tienen gran parte de su sección final hormigonada en la fase de prefabricacion, puesto que dicha sección requiere unas determinadas propiedades mecánicas que no tendría en otro caso. Concretamente, en el caso de vigas prefabricadas autoportantes (normalmente pretensadas) para luces y cargas considerables, suele procederse a prefabricar prácticamente todo el elemento (a excepción de la capas de compresión). A modo de ejemplo, tenemos las vigas en H invertida (con al menos un nervio para el alma), donde suelen prefabricarse las dos alas y el alma, o bien el ala inferior y el alma; las vigas artesas, donde suele prefabricarse la losa inferior y los dos nervios laterales; las vigas en T invertida, donde suele prefabricarse el ala inferior y el alma; las vigas en T, donde suele prefabricarse el ala superior y el alma; las placas alveolares, donde suele prefabricarse toda la placa; etc.

En todos estos elementos se deja parte de la armadura de acero corrugado de espera que sirve para unir estructuralmente la pieza prefabricada con las partes que se hormigonan posteriormente en obra, con el objetivo de que el elemento terminado trabaje como una única pieza. Debe destarcarse que esta armadura en espera no tiene ninguna función estructural por sí misma hasta que se hormigona la sección en la obra, momento en el que pasa a trabajar conjuntamente con el hormigón endurecido.

Después de todas las consideraciones explicadas, el problema que por tanto se plantea es el de diseñar un elemento prefabricado con una sección prefabricada de dimensiones mínimas, sencillo de producir y de peso reducido para facilitar su transporte. El elemento debe ser autoportante y capaz de soportar los trabajos de hormigonado una vez dispuesto en obra, sin necesidad de utilizar elementos auxiliares de apuntalamiento o encofrados autoportantes.

El elemento debe poder cubrir luces considerables y soportar, durante su vida útil, elevadas cargas de diseño. Estos requerimientos son muy típicos de estructuras para obra civil e industrial (como por ejemplo puentes, etc.), y en algunos casos puntuales, de edificación. Actualmente no son conocidos elementos con estas prestaciones. Sí se conocen, no obstante, elementos especialmente empleados en forjados y cubiertas de edificación, de poco canto, y que sólo en algunos casos, bajo determinadas condiciones, son autoportantes para luces reducidas (luces típicas de edificación). Se demuestra que incrementando las dimensiones de estos elementos homotéticamente, para cubrir las luces y cargas previstas en el planteamiento del presente diseño, dichos elementos no serían autoportantes y no serían capaces de soportar las cargas de diseño. Esto se debe a varios factores, entre ellos, la geometría de la sección y el pandeo de determinadas barras de acero comprimidas. También existen elementos con un mayor grado de prefabricación que el elemento objeto de la presente invención (con todos los inconvenientes que ello supone), que se han expuesto anteriormente, con características similares en cuanto a la propiedad autoportante.

La presente invención contribuye a solucionar y solventar la presente problemática, pues aúna, de forma innovadora e inventiva, conceptos de la técnica del hormigón armado y pretensado, y conceptos de la técnica de estructuras metálicas de acero laminado, aplicados sobre barras de acero corrugado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un elemento estructural prefabricado, y se caracteriza esencialmente por el hecho de que comprende una base de hormigón pretensada y al menos una estructura vertical de barras, tal que la base de hormigón comprende una armadura activa longitudinal y/o una armadura pasiva longitudinal y/o transversal; tal que la estructura vertical de barras está conformada por una pluralidad de estribos verticales transversales con forma de "U" invertida a modo de montantes dispuestos consecutivamente, que se alternan con otra pluralidad de estribos inclinados transversales también con forma de "U" invertida a modo de diagonales, más largos que los estribos verticales transversales anteriormente citados, tal que las diagonales unen la parte superior e inferior de los montantes consecutivos, y disponiendo estos montantes y diagonales de unas patillas en su parte inferior abierta en contacto con la base de hormigón estando dichas patillas embebidas en la base de hormigón, y por lo tanto los montantes y diagonales están unidos a la misma base de hormigón, y en la parte superior de los montantes y diagonales están dispuestas al menos una barra longitudinal a modo de cordón que recorre al menos parcialmente la pluralidad de los diferentes montantes y diagonales. Preferentemente, en el elemento estructural prefabricado la armadura activa longitudinal y/o la armadura pasiva longitudinal y/o transversal están en el interior de la base de hormigón pretensada.

Además de ello, en el elemento estructural prefabricado, las barras integrantes de la estructura vertical, o los alambres o cordones integrantes de la armadura activa longitudinal, o las barras integrantes de la armadura pasiva longitudinal y/o transversal, son metálicas o de aleación.

Por añadidura, en el elemento estructural prefabricado, las barras integrantes de la estructura vertical, o los alambres o cordones integrantes de la armadura activa longitudinal, o las barras integrantes de la armadura pasiva longitudinal y/o transversal, son de acero.

Añadidamente, en el elemento estructural prefabricado, las barras integrantes de la estructura vertical o de la armadura pasiva longitudinal y/o transversal son de acero corrugado, y los alambres o cordones integrantes de la armadura activa longitudinal son de acero de alta resistencia.

Igualmente, en el elemento estructural prefabricado, la estructura vertical dispone de una estructura de barras en forma de cruces de arriostramiento transversales en unos planos verticales y transversales a la base de hormigón y estando dichos planos formados por los estribos verticales transversales con forma de "U" invertida a modo de montantes, y la estructura vertical dispone además de unas barras horizontales transversales que unen las dos barras del montante en los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento transversales.

En tal sentido, en el elemento estructural prefabricado, la estructura vertical dispone de unas barras horizontales longitudinales paralelas a la base de hormigón pretensada que recorren al menos parcialmente la longitud de la estructura vertical y que unen cada uno de los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento transversales.

Del mismo modo, en el elemento estructural prefabricado, la estructura vertical dispone de otras cruces de arriostramiento longitudinales al menos entre el primer y segundo montante de los dos extremos de la propia estructura vertical y en unos planos verticales que recorren longitudinalmente la base de hormigón y que contienen los montantes consecutivos.

Asimismo, en el elemento estructural prefabricado, las cruces de arriostramiento transversales se componen de unas barras dobladas en zig-zag, con un gancho en su extremo superior y una patilla en su extremo inferior. Preferentemente, en el elemento estructural prefabricado, las barras dobladas en zig-zag que componen las cruces de arriostramiento transversales presentan un tramo recto en los puntos de doblado, adecuado para una soldadura con otras barras metálicas o de aleación. Alternativamente, en el elemento estructural prefabricado, las barras horizontales transversales presentan un gancho en cada uno de sus extremos.

Además de ello, en el elemento estructural prefabricado, las cruces de arriostramiento longitudinales se componen de dos barras dobladas en zig-zag, con una patilla en cada uno de los extremos de las barras.

Por añadidura, en el elemento estructural prefabricado, las barras dobladas en zig-zag que componen las cruces de arriostramiento longitudinales presentan un tramo recto en los puntos de doblado, adecuado para una soldadura con otras barras metálicas o de aleación.

Añadidamente, en el elemento estructural prefabricado, las siguientes barras están soldadas:

- los montantes con las diagonales en su parte superior;

- los ganchos de las cruces de arriostramiento transversales con los montantes y/o diagonales;

- los ganchos de las cruces de arriostramiento transversales con los cordones superiores;

- las diagonales y/o montantes con los cordones superiores;

- los tramos rectos en los puntos de doblado de las cruces de arriostramiento transversales con los montantes;

- los ganchos de las barras horizontales transversales que unen los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento transversales con los montantes;

- las barras horizontales longitudinales que unen los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento transversales con los montantes;

- los tramos rectos en los puntos de doblado de las cruces de arriostramiento longitudinales con los montantes.

- las patillas superiores de las cruces de arriostramiento longitudinales con los montantes. Del mismo modo, el elemento estructural prefabricado, comprende una única estructura vertical, o dos estructuras verticales, o tres estructuras verticales, o cuatro estructuras verticales. Alternativamente, un procedimiento de fabricación de un elemento estructural prefabricado, comprende una colocación de la estructura vertical con las patillas de los montantes y diagonales presentes en la estructura vertical insertadas entre algunas de las armaduras, y con las patillas de las cruces de arriostramiento transversales y longitudinales presentes en la estructura vertical situadas en la región de la futura base de hormigón, y posteriormente un hormigonado de las armaduras.

Añadidamente, en un procedimiento de fabricación de un elemento estructural prefabricado, la elaboración de la estructura vertical y sus uniones se realiza fuera de una pista de tesado, y posteriormente se sitúa la estructura vertical en la pista de tesado.

De manera alternativa, en un procedimiento de fabricación de un elemento estructural prefabricado, la elaboración de la estructura vertical y sus uniones se realiza total o parcialmente en una pista de tesado. Además de ello, en un procedimiento de fabricación de un elemento estructural prefabricado, se utiliza un accesorio provisional que sostiene temporalmente a las barras que conforman la estructura vertical para su adecuado montaje, y utilizándose tal que primero se sitúan los cordones superiores sostenidos por el elemento provisional, en los que a su vez, se cuelgan y disponen adecuadamente los montantes y las diagonales, seguidos de las cruces de arriostramiento transversales mediante los ganchos, seguidos de las cruces de arriostramiento longitudinales, seguidos de las barras horizontales transversales mediante los ganchos que atan los puntos de unión de barras, y finalmente las barras horizontales longitudinales, y con posterioridad se sueldan entre sí las barras metálicas o de aleación.

Por añadidura, en un procedimiento de fabricación de un elemento estructural prefabricado, las soldaduras de las barras metálicas o de aleación de la estructura vertical se realizan antes del hormigonado, fraguado y endurecimento de la base de hormigón pretensada, o al menos una de tales soldaduras se realizan posteriormente al hormigonado, fraguado y endurecimento de la base de hormigón pretensada. Preferentemente, en un procedimiento de fabricación de un elemento estructural prefabricado, un orden de fabricación es el siguiente:

- Colocación de la armadura pasiva en una pista de tesado, en caso de requerirse tal armadura.

- Colocación de la armadura activa en la pista de tesado.

- Tesado de la armadura activa.

- Colocación y/o montaje de la estructura vertical en la pista de tesado.

- Hormigonado y vibrado de la base de hormigón pretensada.

- Transferencia del pretensado mediante el corte de la armadura activa.

Gracias a la presente invención, se consigue un elemento conformado por un ala inferior de hormigón, en la que normalmente se colocarán armaduras activas y en algunos casos pasivas, que se une a una estructura vertical de barras metálicas o de aleación, que formará parte de la futura alma y ala superior del elemento, disponiendo al menos de un nervio. El alma se hormigonará en obra, al igual que la capa de compresión del ala superior (en caso de disponerse tal capa).

Este elemento estructural prefabricado trabaja como estructura mixta. Ante cargas verticales descendentes, el ala inferior actúa como cordón traccionado y la estructura vertical de barras metálicas o de aleación dispone de barras que actúan como diagonales traccionadas, montantes comprimidos y cordones comprimidos. En un caso de inversión de cargas, los elementos cambian sus papeles.

El funcionamiento de este elemento se basa en la geometría elegida para la estructura de barras del alma, que queda unida al ala inferior. La estructura tridimensional contempla unas determinadas uniones entre barras, así como el correcto arriostramiento de las mismas. Esto último evita el pandeo de las barras comprimidas, lo cual es fundamental y supone el núcleo del éxito del presente diseño, ya que permite a este elemento tan sencillo, cubrir grandes luces para construir elementos que pueden soportar gran variedad de cargas de diseño.

Con el elemento estructural prefabricado de la presente invención, se reduce el tiempo de prefabricación, puesto que sólo es necesario hormigonar y pretensar una base de hormigón de poco espesor, lo que asegura un fraguado rápido del hormigón. Otros productos que requieren hormigonar una mayor parte de su sección requieren un mayor intervalo de tiempo de prefabricación, ya que aumenta el tiempo de fraguado y porque es posible que deban hormigonarse las diferentes partes de la sección por fases, pudiendo ser necesario levantar el elemento y transportarlo de una zona a otra de la fábrica para realizar dichos hormigonados.

Se reducen notablemente las dimensiones de los moldes de prefabricado respecto a los productos actuales con funciones similares. También se reduce notablemente el peso de la pieza prefabricada respecto a los productos actuales con funciones similares, lo que repercute directamente en el coste del transporte y el alcance territorial del producto, que depende de dicho coste.

Prácticamente cualquier empresa de prefabricados es capaz de fabricar este elemento con la maquinaria de que dispone. Asimismo, una empresa constructora también sería capaz de fabricar este elemento. El producto está, por tanto, al alcance de todo el sector.

Se trata de un elemento resistente al fuego, lo que supone una ventaja a la alternativa de utilizar vigas metálicas y mixtas.

Gracias a la geometría del elemento, éste puede funcionar fácilmente como jácena.

El elemento estructural prefabricado de la presente invención está concebido para su uso preferente en obra civil, aunque para un experto en la materia su uso pudiera ser extendido a otros ámbitos. Otras características y ventajas del elemento estructural prefabricado resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales:

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1 .- Es una representación esquemática y en perspectiva de un tramo de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención, donde se observa la base de hormigón pretensada y la estructura vertical.

Figura 2.- Es una representación esquemática de una sección transversal de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención. Figura 3.- Es una representación esquemática de la sección longitudinal de un tramo de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención. Figura 4.- Es una vista de una representación esquemática de una sección longitudinal de un tramo con el extremo apoyado, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 5.- Es una vista de una representación esquemática de una sección longitudinal de un tramo con arriostramiento en el plano longitudinal, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 6.- Es una vista de un estribo montante, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 7.- Es una vista de un estribo diagonal, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 8.- Es una vista de las barras que conforman las cruces de arriostramiento para el arriostramiento transversal, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 9.- Son unas vistas de la barra horizontal que une las dos barras del montante en los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 10.- Es una vista de las barras que conforman las cruces de arriostramiento para el arriostramiento longitudinal, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 1 1 .- Son unas vistas de las soldaduras en la unión superior entre una diagonal, un montante, un cordón superior y una de las barras que forma parte de una cruz de arriostramiento transversal, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 12.- Es una vista de las soldaduras en los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento transversales, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 13.- Es una vista de las soldaduras en los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento transversales y longitudinales, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 14.- Es una representación esquemática secuencial de una opción de encofrado único para el alma y el ala superior mediante aligeramiento, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención. Figura 15.- Es una representación esquemática secuencial de una opción de encofrado de alma y ala superior con encontrado del alma y encontrado perdido para el ala superior, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 16.- Es una representación esquemática secuencial de una opción de encofrado único para el alma y el ala superior mediante molde curvilíneo, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 17.- Es una vista esquemática de una sección longitudinal de un tramo de un elemento con estribos dobles, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 18.- Es una vista esquemática de una sección transversal de un tramo de un elemento estructural prefabricado donde se han aumentado las barras a modo de cordones superiores, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 19.- Es una representación esquemática secuencial de un proceso de hormigonado de una sección de un elemento con un alma de dos nervios, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 20.- Es una representación esquemática de una sección transversal y longitudinal de un elemento con un número variable de cruces de arriostramiento transversales y longitudinales, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 21 .- Es una representación esquemática secuencial de un proceso de colocación en obra y hormigonado por fases de la misma hasta tener la viga final, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

Figura 22.- Es una vista esquemática secuencial de un posible proceso de construcción de unos nervios transversales, de una modalidad de realización preferida del elemento estructural prefabricado de la invención.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

Tal y como se muestra en las figuras, el elemento estructural prefabricado, comprende una base de hormigón 1 pretensada y al menos una estructura 2 vertical de barras, tal que la base de hormigón 1 comprende una armadura activa 3 longitudinal y/o una armadura pasiva 4 longitudinal y/o transversal; tal que la estructura 2 de barras está conformada por una pluralidad de estribos verticales transversales con forma de "U" invertida a modo de montantes 6 dispuestos consecutivamente, que se alternan con otra pluralidad de estribos inclinados transversales también con forma de "U" invertida a modo de diagonales 7, más largos que los estribos verticales transversales anteriormente citados, tal que las diagonales 7 unen la parte superior e inferior de los montantes 6 consecutivos, y disponiendo estos montantes 6 y diagonales 7 de unas patillas 61 , 71 en su parte inferior abierta en contacto con la base de hormigón 1 estando dichas patillas 61 , 71 embebidas en la base de hormigón 1 , y por lo tanto los montantes 6 y diagonales 7 están unidos a la misma base de hormigón 1 , y en la parte superior de los montantes 6 y diagonales 7 están dispuestas al menos una barra longitudinal a modo de cordón 5 que recorre al menos parcialmente la pluralidad de los diferentes montantes 6 y diagonales 7.

Tal y como se puede apreciar en la figura 1 , el elemento estructural prefabricado de la invención comprende una base de hormigón 1 pretensada inferior y una estructura 2 vertical de barras sensiblemente perpendicular a la citada base de hormigón 1 pretensada, ambas diferenciadas entre sí.

En la realización preferida descrita en las figuras, el elemento estructural prefabricado de la invención presenta una geometría de elemento estructural lineal. En esta modalidad de realización preferida descrita, el hormigón utilizado es hormigón de alta resistencia adecuado para estructuras de hormigón pretensado.

Se entiende por vertical una dirección sensiblemente perpendicular a la base de hormigón 1 pretensada.

El elemento estructural prefabricado de la invención es autoportante y es capaz de soportar las cargas derivadas de los trabajos de hormigonado del alma y ala superior de la futura viga, sin necesidad de apuntalamientos ni estructuras adicionales para encofrados autoportantes.

En la fase de previga prefabricada, la base de hormigón 1 pretensada y la estructura 2 vertical trabajan de forma conjunta, dando lugar a una estructura mixta.

Es común en los casos de estructuras mixtas la utilización de barras o perfiles de acero laminado, aunque en esta modalidad de realización preferida se emplean barras de acero corrugado. Es esta estructura mixta la que permite soportar las cargas durante su fase de utilización como previga prefabricada.

Por tanto, en esta modalidad de realización preferida descrita, las barras integrantes de la estructura 2 vertical y las barras integrantes de la armadura pasiva 4 longitudinal y/o transversal son de acero corrugado, aunque en otras modalidades de realización, pudieran ser utilizados otros tipos de materiales con las prestaciones adecuadas. Asimismo, en esta modalidad de realización preferida descrita, las barras que integran la armadura activa 3 longitudinal son de acero de alta resistencia, aunque en otras modalidades de realización, pudieran ser utilizados otros tipos de materiales con las prestaciones adecuadas.

En otras modalidades de realización, las barras integrantes de la estructura 2 vertical, o de la armadura pasiva 4 longitudinal y/o transversal, así como los alambres o cordones de la armadura activa 3 longitudinal, pudieran estar hechas de otros materiales, como por ejemplo de tipo sintético, como fibras de carbono, etc., que presentaran unas prestaciones adecuadas.

La estructura 2 vertical y tridimensional tiene dos funciones diferenciadas. Durante la fase de previga prefabricada, las barras correctamente soldadas forman parte de la estructura resistente, capaz de soportar los esfuerzos ocasionados cuando el objeto de la presente invención deba autosoportarse y sea sometido a solicitaciones varias debidas a su transporte, colocación en obra, etc.

Tras los trabajos de hormigonado de la sección, la estructura 2 vertical pasa a formar parte del armado del alma y del ala superior de la futura viga que se configure, contribuyendo a soportar las tensiones generadas por los esfuerzos cortantes, rasantes, torsores, axiles, y momentos flectores generados por las cargas de diseño, además de cumplir otras funciones, como controlar la retracción y fluencia, dotar a las partes afectadas de la armadura mínima, limitar la flecha del elemento, etc.

En la figura 1 se pueden apreciar también en el interior de la base de hormigón 1 pretensada unas armaduras activas 3 longitudinales y una armaduras pasivas 4 longitudinales y/o transversales. Las armaduras 3,4 pueden disponerse en la base de hormigón 1 pretensada con diferentes espaciados, homogéneos o no. En esta modalidad de realización, la armadura activa 3 longitudinal y/o la armadura pasiva 4 longitudinal y/o transversal están en el interior de la base de hormigón 1 .

La base de hormigón 1 pretensada y las armaduras activas 3 y las armaduras pasivas 4 de su interior, conforman el cordón traccionado de la estructura en celosía formada por un elemento estructural prefabricado de la invención.

Las armaduras 3, 4 citadas de la base de hormigón 1 pretensada serán las encargadas de soportar las tensiones generadas por los axiles y momentos flectores ocasionados cuando el objeto de la presente invención deba ser autoportante y sea sometido a diferentes solicitaciones varias, como por ejemplo debidas a su transporte, colocación en obra, etc., además de cumplir otras funciones, como controlar la retracción y fluencia, limitar la flecha del elemento, limitar las tensiones en la sección, etc. En una determinada longitud desde los extremos de un elemento estructural prefabricado, puede ser necesario incorporar una mayor cantidad de acero bajo el/los nervio/s del alma, para atar la última biela a cortante.

En las figuras 1 y 2 también se puede apreciar la estructura 2 vertical formada por barras de acero corrugado. Se pueden diferenciar las barras longitudinales superiores que actúan como cordones 5 comprimidos, que proporcionan el brazo de palanca necesario para soportar, junto con la base de hormigón 1 pretensada y las armaduras 3,4, las tensiones generadas por axiles y momentos flectores en la fase previga prefabricada, a la vez que formarán parte de la armadura del ala superior de la viga una vez configurada y terminada.

Se pueden apreciar también los estribos que actúan como montantes 6 comprimidos y los estribos que actúan como diagonales 7 traccionadas. Ambos estribos permiten absorber las tensiones generadas por el esfuerzo cortante en la fase de previga prefabricada, y formarán parte de la armadura del alma de la viga una vez terminada.

También es posible apreciar cómo se unen estos elementos entre sí. Es precisamente esta geometría en celosía la que dota al elemento estructural prefabricado de la invención de la capacidad para resistir las cargas. Tal y como se ha explicado, esta estructura 2 vertical principal y tridimensional de barras de acero corrugado está conformada por unos estribos verticales transversales con forma de "U" invertida (que actúan como montantes 6 comprimidos), que se alternan con otros estribos inclinados transversales más largos también con forma de "U" invertida (que actúan como diagonales 7 traccionadas) que unen la parte superior e inferior de estribos verticales contiguos (constituidos por los montantes 6 comprimidos).

Estos estribos disponen de unas patillas 61 , 71 en su parte inferior abierta en contacto con la base de hormigón 1 pretensada. Estas patillas 61 , 71 (más detalladas en figuras posteriores) quedarán embebidas en el hormigón de la base de hormigón 1 pretensada, y por lo tanto, los estribos quedarán unidos a la misma.

En la parte superior de los estribos se disponen dos cordones 5 comprimidos longitudinales de acero corrugado.

En caso de existir una inversión de carga, los elementos cambiarán su papel de compresión/tracción.

Finalmente, es posible visualizar el resto de barras de acero corrugado, cuya finalidad es la de arriostrar las diferentes barras comprimidas, lo cual es fundamental para el correcto funcionamiento de la estructura, y en ello radica gran parte de la innovación e inventiva de la presente invención.

Para arriostrar los montantes 6 en los planos transversal y longitudinal perpendiculares a la base de hormigón 1 pretensada, se disponen, además de los elementos citados, unas cruces de arriostramiento transversales 8, unas barras horizontales transversales 9, unas barras horizontales longitudinales 10, y unas cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales que se describirán en posteriores figuras. Las cruces de arriostramiento mencionadas en la presente memoria, también son conocidas habitualmente como cruces de San Andrés.

Para arriostrar los cordones 5 comprimidos en el plano horizontal y en el plano vertical longitudinal perpendicular a la base de hormigón 1 pretensada, se utilizan los montantes 6, las diagonales 7, las cruces de arriostramiento transversales 8 y las barras horizontales transversales 9.

La geometría adoptada para la estructura optimiza la cantidad de acero corrugado a utilizar tanto en la fase de previga prefabricada (estructura 2 vertical formando parte de una celosía) como en la fase de futura viga configurada (estructura 2 vertical como armado interior de la futura viga configurada).

En la figura 2 se aprecian con más detalles los diferentes elementos citados anteriormente. Adicionalmente se observan los ganchos 81 de unión de las barras que conforman las cruces de arriostramiento 8 transversales con los cordones 5 superiores comprimidos, las dos pequeñas patillas 82 inferiores, así como las patillas 61 de la parte inferior de los montantes 6. Las diagonales 7 poseen las mismas patillas 71 que los montantes 6. Es aconsejable que las patillas 61 , 71 de los montantes 6 y diagonales 7 pasen por debajo de alguna de las armaduras activas 3 o armaduras pasivas 4 de la base de hormigón 1 pretensada, tal y como se aprecia en la figura 2, ya que ello mejora notablemente el anclaje de estas barras a la base de hormigón 1 pretensada. En la figura 3 se observa una sección longitudinal de un tramo de un elemento estructural prefabricado de la invención propuesta. Se pueden visualizar los elementos citados anteriormente, así como su geometría en sección, observándose de forma clara el mecanismo de funcionamiento estructural de la celosía. En esta figura, las diagonales 7 se inclinan de arriba a abajo de izquierda a derecha entre montantes 6, aunque en el tramo de un elemento prefabricado simétrico a este tramo, las diagonales 7 se dispondrán de forma opuesta, según una simetría axial vertical (de arriba a abajo de derecha a izquierda entre montantes 6).

En base a la geometría adoptada, frente a una solicitación de cargas verticales descendentes, la base de hormigón 1 pretensada actúa a tracción, los estribos verticales transversales actúan como montantes 6 comprimidos, los estribos inclinados transversales actúan como diagonales 7 traccionadas, y las barras longitudinales superiores actúan como cordones 5 comprimidos. En caso de una inversión de cargas, los papeles de los elementos cambian. Estos son los principales elementos resistentes de la estructura 2 vertical. La base de hormigón 1 pretensada traccionada y los cordones 5 comprimidos aportan un brazo mecánico capaz de soportar las tensiones generadas por los axiles y los momentos flectores, y los montantes 6 y diagonales 7 están dispuestos con una geometría adecuada para soportar las tensiones generadas por los esfuerzos cortantes.

Debe asegurarse, no obstante, que ninguna de las barras comprimidas de la estructura pandee, dada la elevada esbeltez de las mismas. Como se ha comentado, esto es fundamental para el correcto funcionamiento de la celosía, y en la solución hallada a este problema radica gran parte de la innovación de la presente invención.

Las barras con especial riesgo de pandeo son los montantes 6 comprimidos y los cordones 5 comprimidos.

Para evitar que los montantes 6 comprimidos pandeen en el plano transversal perpendicular a la base de hormigón 1 pretensada, se dispone, en el plano formado por las dos barras del montante 6, una estructura de barras de acero corrugado en forma de cruces de arriostramiento 8, junto con unas barras horizontales transversales 9 que unen las dos barras del montante 6 en los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento 8. Esta estructura permite fijar los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento 8, logrando una estructura asimilable a un pórtico intraslacional en un plano transversal a un elemento.

Para evitar que los montantes 6 comprimidos pandeen en los planos longitudinales perpendiculares a la base de hormigón 1 pretensada que contienen a las barras de los montantes 6, se disponen unas nuevas barras horizontales longitudinales 10 de acero corrugado que unen cada uno de los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento 8 situados a la misma cota y lado del montante 6 (estas nuevas barras horizontales longitudinales 10 servirán también de armadura de piel para la sección final de la viga).

Adicionalmente, se dispone, al menos entre el primer y segundo montante 6 de los dos extremos de un elemento, unas nuevas cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales en los dos planos longitudinales perpendiculares a la base de hormigón 1 pretensada que contienen a las barras de los montantes 6. Gracias a estas nuevas cruces de arriostramiento 1 1 , quedan fijos los puntos de unión entre estas nuevas barras horizontales longitudinales 10 y los montantes 6, logrando que la celosía sea intraslacional en esta dirección.

En la figura 4 se observa uno de los tramos extremos del objeto de la invención. Se pueden observar las cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales. Gracias a estas cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales y a las barras horizontales longitudinales 10, se evita el pandeo de los montantes 6 del elemento estructural prefabricado en los planos longitudinales perpendiculares a la base de hormigón 1 pretensada que pasan por las barras de los montantes 6. Ello se debe a que los montantes 6 junto con los cordones 5 comprimidos y las barras horizontales longitudinales 10 forman pórticos intraslacionales en la dirección longitudinal de estos planos.

Tal y como se observa en la figura 5, en algunos casos puede ser necesario disponer un mayor número de cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales entre montantes 6 para rigidificar el conjunto y asegurar el comportamiento intraslacional del mismo en dirección longitudinal.

Para evitar que los cordones 5 comprimidos pandeen en el plano horizontal paralelo a la base de hormigón 1 pretensada, se aprovecha la estructura en forma de cruces de arriostramiento 8 transversales descritas anteriormente dispuesta en el plano formado por las dos barras del montante 6. Se limita así la longitud de pandeo en el plano horizontal de los cordones 5 comprimidos, puesto que los montantes 6 se comportan como pórticos intraslacionales en el plano transversal perpendicular a base de hormigón 1 pretensada, fijando, por lo tanto, sus puntos extremos, donde se sitúan los cordones 5 comprimidos.

Para evitar que los cordones 5 comprimidos pandeen en el plano vertical perpendicular a la base de hormigón 1 pretensada, se aprovecha la estructura de montantes 6 y diagonales 7 a los que van unidos estos cordones 5, limitando así la longitud de pandeo de los mismos. En la figura 6 puede observarse la geometría de un estribo que actúa como montante 6 de la estructura 2 vertical. Puede verse la patilla 61 inferior de la pieza. En otras modalidades de realización preferidas, es posible adoptar otra tipología de anclaje para unir estas barras de acero corrugado a la base de hormigón 1 pretensada. En la figura 7 puede observarse la geometría de un estribo que actúa como una diagonal 7 de la estructura 2 vertical. Puede verse la patilla 71 inferior de la pieza. En otras modalidades de realización preferidas, es posible adoptar otra tipología de anclaje para unir estas barras de acero corrugado a la base de hormigón 1 pretensada.

Según se aprecia en la figura 8, las cruces de arriostramiento 8 que se colocan en los planos formados por las dos barras de los montantes 6, se componen de dos barras dobladas en zig-zag, con un gancho 81 en su parte superior para unirse con las barras superiores longitudinales que conforman los cordones 5 comprimidos, y dos pequeñas patillas 82 en su parte inferior, parte que quedará embebida en la base de hormigón 1 pretensada. En los puntos de doblado de estas cruces de arriostramiento 8 se aconseja dejar un pequeño tramo 83 recto para la correcta soldadura entre barras. En otras modalidades de realización preferidas es posible adoptar otra tipología de anclaje para unir estas barras de acero corrugado a la base de hormigón 1 pretensada.

En la figura 9 pueden observarse las barras horizontales transversales 9 que unen las dos barras de los montantes 6 en los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento 8 transversales. Se pueden apreciar los ganchos 91 en los extremos de la barra para unirlas fácilmente mediante soldaduras al resto de barras.

En la figura 10 aparecen representadas las cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales que se colocan en los dos planos longitudinales perpendiculares a la base de hormigón 1 pretensada que contienen a las barras de los montantes 6, al menos entre el primer y segundo montante 6 de los dos extremos de un elemento, se componen de dos barras dobladas en zig-zag, con una pequeña patilla 1 1 1 en cada uno de sus extremos. En los puntos de doblado de estas cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales se aconseja dejar un pequeño tramo 1 12 recto para la correcta soldadura entre barras.

En la unión entre las barras, únicamente se efectúa unión con soldadura en las siguientes barras: los montantes 6 con las diagonales 7 en su parte superior; los ganchos 81 de las cruces de arriostramiento 8 transversales con los montantes 6 y/o diagonales 7; los ganchos 81 de las cruces de arriostramiento 8 transversales con los cordones 5 superiores; las diagonales 7 y/o montantes 6 con los cordones 5 superiores; los pequeños tramos 83 rectos que se aconseja dejar en los puntos de doblado de las cruces de arriostramiento 8 transversales con los montantes 6; los ganchos 91 de las barras horizontales transversales 9 que unen los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento 8 transversales con los montantes 6; las barras horizontales longitudinales 10 que unen los puntos de convergencia de las cruces de arriostramiento 8 transversales con los montantes 6; los tramos rectos 1 12 que se aconseja dejar en los puntos de doblado de las cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales con los montantes 6, las patillas 1 1 1 superiores de las cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales con los montantes 6.

En algunos casos, puede ser necesario realizar alguna soldadura adicional entre determinadas barras. Asimismo, en algunos casos puede ser necesario no realizar alguna de las soldaduras descritas entre determinadas barras.

En la figura 1 1 se pueden ver en mayor detalle las soldaduras 12 de montantes 6, diagonales 7 y cruces de arriostramiento 8 transversales con los cordones 5 superiores comprimidos. Es fundamental la unión entre barras para asegurar el correcto funcionamiento estructural de la celosía.

En la figura 12 se pueden ver en mayor detalle las soldaduras 12 de montantes 6, cruces de arriostramiento 8 transversales, barras horizontales transversales 9, y barra horizontal longitudinal 10. Es fundamental la unión entre barras para asegurar el correcto funcionamiento estructural de la celosía.

En la figura 13 se pueden ver los detalles de las soldaduras 12 de montantes 6, cruces de arriostramiento 8 transversales, barras horizontales transversales 9, barra horizontal longitudinal 10 y cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales. Es fundamental la unión entre barras para asegurar el correcto funcionamiento estructural de la celosía.

El número de cruces de arriostramiento 8 transversales y cruces de arriostramiento longitudinales 1 1 depende fundamentalmente del canto de la futura viga, de la armadura de piel del alma, y de la necesidad de limitar la longitud de pandeo de los montantes 6.

Existen diversos moldes para el encofrado del alma y de la losa de compresión de la viga. Es posible utilizar un aligeramiento, que permite hormigonar primero el alma y posteriormente el ala superior de la futura viga. No obstante, en caso de que sea necesario adoptar un intereje entre las vigas y/o la distancia entre nervios sea considerable, es posible que la cantidad de material de aligeramiento a utilizar haga inviable este método. En tal caso, es posible utilizar encontrados planos verticales unidos por berenjenos u otros elementos para el hormigonado del alma de la viga, y prelosas u otros elementos como encofrado perdido para el ala superior. En la figura 14 esquemática se representa secuencialmente un posible procedimiento de utilización del elemento de la invención para construir por fases la viga final a partir del elemento estructural prefabricado de la invención. El primer esquema corresponde a una sección transversal de un conjunto de un objeto de la invención apoyado por sus extremos en obra, con un aligeramiento 13 entre las estructuras 2 verticales unidas a las bases de hormigón 1 pretensadas. Este aligeramiento 13 servirá de encontrado perdido de los nervios y de la losa de compresión de las vigas finales. El segundo esquema corresponde a la finalización de los trabajos de hormigonado de los nervios 14 de las futuras vigas. También se puede ver la armadura de la losa de compresión 15 colocada en su situación final. Finalmente en el tercer esquema se puede ver el hormigonado final de la losa de compresión 16, utilizando el contorno superior del aligeramiento como base de encofrado.

En la figura 15 esquemática se representa secuencialmente otro posible procedimiento constructivo de utilización del elemento estructural prefabricado de la invención para construir por fases la viga final a partir de un elemento prefabricado de la invención. El primer esquema corresponde a una sección transversal de un conjunto de un objeto de la invención apoyado por sus extremos en obra, donde se observan las estructuras 2 verticales unidas a las bases de hormigón 1 pretensada, con los moldes de encontrado verticales 17 para el hormigón de los nervios, unidos entre ellos para soportar el empuje del hormigón. El segundo esquema corresponde a la finalización de los trabajos de hormigonado de los nervios 14 de las futuras vigas. También se puede ver como se coloca una prelosa 18 a modo de encontrado perdido para la losa de compresión de la futura viga. Por otro lado, se observa como se ha dispuesto la armadura de la losa de compresión 15 de las futuras vigas en su situación final. Finalmente en el tercer esquema se puede ver el hormigonado de la losa de compresión 16 sobre las prelosas 18.

En la figura 16 esquemática se representa secuencialmente otro posible procedimiento constructivo de utilización de un elemento estructural prefabricado de la invención para construir por fases la viga final a partir de un elemento prefabricado de la invención. El primer esquema corresponde a una sección transversal de un conjunto de un objeto de la invención apoyado por sus extremos en obra, donde se observan las estructuras 2 verticales unidas a las bases de hormigón 1 pretensada, con unos moldes semicirculares o semiovalados 19 que actúan como encofrado perdido para los nervios y la losa de compresión de las vigas finales. El segundo esquema corresponde a la finalización de los trabajos de hormigonado de los nervios 14, que en este caso tienen unos contornos curvos. También se puede ver la armadura de la losa de compresión 15 colocada en su situación final. Finalmente en el tercer esquema se puede ver el hormigonado final de la losa de compresión 16.

En los elementos con luces considerables se puede dar la necesidad de duplicar algunos de los montantes 6, especialmente los próximos a los apoyos, para evitar el pandeo de los mismos. También puede darse la necesidad de incrementar el número de cordones 5 comprimidos. Y en el caso de luces mayores, se puede disponer más de una estructura 2 vertical en el alma de un elemento. En la figura 17 se observa una sección longitudinal de un tramo del elemento prefabricado donde se han duplicado los montantes 6. Se trata de una posible alternativa para evitar el pandeo de los montantes 6 en el caso de luces considerables, especialmente de los montantes 6 próximos a los apoyos, que son los más solicitados a compresión. En algún caso extremo, podría llegar a triplicarse alguno de los montantes 6. Debido a que las barras de los montantes 6 deben ser previamente dobladas, sus diámetros suelen estar limitados a un máximo. Dado que es posible que no puedan disponerse diámetros superiores a ese máximo para reducir la esbeltez de los montantes 6, debe recurrirse a duplicar dichas barras, en determinados casos. Análogamente, en la figura 18 se observa una sección transversal de un tramo del elemento estructural prefabricado donde se han duplicado e incluso triplicado los cordones 5 comprimidos superiores. Con ello se consigue que el elemento estructural prefabricado de la invención tenga mayor capacidad mecánica, y por tanto pueda vencer luces mayores, así como cargas de hormigonado del o los nervios mayores. Además, se limita drásticamente el pandeo de estos cordones 5 comprimidos.

En la figura 19 se observa una sección transversal del elemento estructural prefabricado de la invención en el que se ha duplicado la estructura 2 vertical de barras de acero corrugado en celosía que conforma los nervios 14 de la futura viga. Se trata de una posible alternativa para evitar el pandeo de los montantes 6 y de los cordones 5 comprimidos en el caso de luces considerables.

En este caso, primero debe de hormigonarse uno de los nervios, puesto que si se hormigonaran todos los nervios a la vez, disponer varios nervios no supondría ninguna ventaja respecto a disponer un único nervio, puesto que, aunque se dispusiera mayor cantidad de acero, también existiría mayor carga al hormigonarse todos los nervios a la vez. Por ello, primero debe hormigonarse sólo un nervio (mientras, todas las celosías verticales resisten la carga de hormigonado de ese nervio). Una vez endurecido el primer nervio se debe hormigonar un segundo nervio (las celosías de los nervios no hormigonados, trabajarán como celosía, mientras que los nervios hormigonados y endurecidos parcialmente trabajarán como sección de hormigón), y así sucesivamente. Estas fases permiten al elemento soportar mayores cargas. En la figura 20 se observa una sección longitudinal del elemento estructural prefabricado de la invención junto con una sección transversal del mismo. Como se observa, el número de cruces de arriostramiento 8 transversales y cruces de arriostramiento longitudinales 1 1 para el arriostramiento de las barras comprimidas, puede ser variable. El número de cruces de arriostramiento transversales 8 depende fundamentalmente del canto de la futura viga, de la armadura de piel del alma, y de la necesidad de limitar la longitud de pandeo de los montantes 6.

En el caso de que la viga que se desee configurar a partir de un elemento de la invención, sea más larga que las longitudes existentes habituales en el mercado de las barras a modo de cordones 5 y las barras horizontales longitudinales 10, se debe de proceder a unir tramos sucesivos de tales cordones 5 y barras horizontales longitudinales 10.

Es aconsejable no hacer esta unión en la zona central de la viga final, o sea, es mejor no unir dos barras consecutivas de la misma longitud. Esto se explica porque en el centro de la viga final (donde iría esta unión), las barras longitudinales comprimidas sufren las compresiones más elevadas. Por ello, es mejor hacer esta unión a uno de los lados de un elemento, es decir, coger una barra más larga, y otra/s barra/s más corta/s, tal que complete/n la longitud del elemento estructural prefabricado. En estructuras de hormigón armado, donde no se aprovecha previamente la geometría de las barras de acero del armado como estructura en sí misma, para unir barras de armadura suelen solaparse sin más, unas con otras, para que la futura viga hormigonada funcione correctamente (es la denominada longitud de solape). Pero en el caso de la presente invención no es suficiente, puesto que cada barra debe tener continuidad mecánica antes de que se vierta el hormigón del nervio y de la losa de compresión en obra, ya que antes de ese vertido dichas barras forman parte de una estructura en celosía.

Para ello pueden existir varios posibles procedimientos.

Uno sería solapando las barras y soldándolas a lo largo del solape. Tal opción es contemplable en el caso de barras de pequeño diámetro, como los cordones 5 en elementos estructurales lineales prefabricados de pequeña luz, o las barras horizontales longitudinales 10.

Otro procedimiento sería uniendo las barras por los extremos, o dejando cierto solape, por ejemplo aprovechando algún punto de unión con otras barras, como los montantes 6. Posiblemente es lo más recomendable en el caso de barras de poco diámetro, como por ejemplo las barras horizontales longitudinales 10 allí donde se unen con los montantes 6 y las cruces de arriostramiento 8 transversales.

Otro procedimiento sería mediante uniones mecánicas, técnica que también es utilizada en estructuras de hormigón armado, sobre todo para unir barras de diámetros elevados. Esta opción sería la más adecuada en el caso de barras de gran diámetro, como los cordones 5 en elementos estructurales lineales prefabricados con luces significativas.

En la figura 21 esquemática se observa secuencialmente el proceso constructivo de un elemento estructural prefabricado objeto de la invención en una la sección longitudinal, apoyado en sus extremos. En el caso de la figura, se apoya sobre dos pantallas de las que se pueden ver los espaldines. En el primer esquema se observa la geometría (base de hormigón 1 pretensada y estructura 2 vertical). La geometría de la viga prefabricada, las uniones entre las barras de acero corrugado y los arriostramientos de las barras comprimidas, es lo que permite al elemento estructural prefabricado ser autoportante y soportar las cargas de hormigonado de las partes de la viga final a ejecutar en obra. En el segundo esquema se observa la misma sección longitudinal con el nervio 14 hormigonado.

En el tercer esquema, se observa la misma sección logitudinal con la losa de compresión 16 hormigonada. En función de las necesidades, esta losa de compresión 16 puede prolongarse hasta la estructura contigua y unirse estructuralmente a la misma o no. Posteriormente a esta fase, se aplicarán las cargas de diseño al elemento.

Finalmente, en el cuarto esquema, se observa la misma sección longitudinal con las cargas de diseño actuando.

Otra ventaja de la presente invención respecto a las vigas existentes en el mercado es que no tiene prefabricado el/los nervio/s del alma, ya que se trata de una de las partes que se hormigona en obra. Gracias a ello, si se dejan los correspondientes espacios con los aligeramientos u otros sistemas, es posible construir nervios transversales a lo largo de toda la estructura a realizar de forma sencilla. Estos nervios podrán ir armados con barras de acero corrugado dispuestas en obra. La función de estos nervios es evitar el "efecto piano" o "tecleteo" de las diferentes vigas una vez colocadas en obra. Se trata de un efecto común en todas las vigas prefabricados autoportantes para cargas y luces considerables del mercado, en las que por el hecho de disponer de nervios longitudinales prefabricados, no es posible hormigonar en obra unos nervios transversales de forma sencilla.

Estos nervios pueden servir también como elemento estructural en la dirección transversal, rigidificando el conjunto, lo que supone una ventaja respecto a los actuales productos del mercado, que no lo permiten de forma sencilla.

Estos nervios pueden ser continuos o discretos, y en función del espaciado que se deje entre aligeramientos para su construcción, pueden convertirse en verdaderos macizados de hormigón.

En la figura 22 se observa secuencialmente un modo sencillo de construir nervios continuos 21 en sentido transversal al objeto de la invención para evitar el "efecto piano" o "tecleteo". Para ello debe dejarse un espacio adicional entre los aligeramientos 13 y posteriormente hormigonar los nervios longitudinales 14 y transversales 21 . Es posible disponer una armadura 20 en los nervios transversales. En función de la distancia dejada entre aligeramientos contiguos, mayor o menor será el ancho de estos nervios, pudiendo llegar a generar verdaderos macizados (continuos o puntuales) para cargas puntuales o en faja, en caso de requerirse. Estos nervios pueden servir también como elemento estructural en la dirección transversal, rigidificando el conjunto.

Los nervios transversales 21 pueden ser armados, y en su construcción se puede dejar un espacio transversal para situarlos y hormigonarlos simultáneamente a los nervios longitudinales 14, quedando así unidos estructuralmente. Un procedimiento de fabricación de un elemento estructural prefabricado de la invención, comprende una colocación de la estructura 2 con las patillas 61 ,71 presentes en la estructura 2 insertadas entre algunas de las armaduras 3,4, y con las patillas 82, 1 1 1 presentes en la estructura 2 situadas en la región de la futura base de hormigón 1 , y posteriormente un hormigonado de las armaduras 3,4.

La elaboración de la estructura 2 y sus uniones se efectúa fuera de una pista de tesado, y posteriormente se sitúa la estructura 2 en la pista de tesado, o también puede elaborarse total o parcialmente la estructura 2 y sus uniones en la propia pista de tesado. Para la elaboración de la estructura 2 vertical , se utiliza un accesorio provisional que sostiene temporalmente a las barras que conforman la estructura 2 vertical para su adecuado montaje, y utilizándose tal que primero se sitúan los cordones 5 superiores sostenidos por el elemento provisional, en los que a su vez, se cuelgan y disponen adecuadamente los montantes 6 y las diagonales 7, seguidos de las cruces de arriostramiento 8 transversales mediante los ganchos 81 , seguidos de las cruces de arriostramiento 1 1 longitudinales, seguidos de las barras horizontales transversales 9 mediante los ganchos 91 que atan los puntos de unión de barras, y finalmente las barras horizontales longitudinales 10, y con posterioridad se sueldan entre sí las barras de acero corrugado.

La realización de las soldaduras 12 de las barras de acero corrugado de la estructura 2 vertical se puede efectuar antes o después del hormigonado, fraguado y endurecimento de la base de hormigón 1 . Un orden de fabricación del elemento estructural prefabricado de la invención es el siguiente:

- Colocación de la armadura pasiva 4 en una pista de tesado, en caso de requerirse tal armadura.

- Colocación de la armadura activa 3 en la pista de tesado.

- Tesado de la armadura activa 3.

- Colocación y/o montaje de la estructura 2 vertical en la pista de tesado.

- Hormigonado y vibrado de la base de hormigón 1 .

- Transferencia del pretensado mediante el corte de la armadura activa 3.

Puede resultar más ventajoso realizar las soldaduras de la estructura 2 vertical antes del hormigonado de la base de hormigón 1 pretensada, en cuanto proporciona un estado tensional y una flecha del elemento estructural prefabricado contrarios a los que solicitarán al elemento estructural prefabricado durante la fase de previga prefabricada.

La geometría de las diferentes barras que conforman la estructura 2 vertical asegura el correcto funcionamiento estructural del elemento estructural prefabricado a la vez que facilita el proceso de fabricación del mismo (ensamblaje de barras y unión de barras metálicas o de aleación mediante soldaduras).

Es posible dividir el procedimiento de construcción del elemento estructural prefabricado en dos partes: por un lado la estructura 2 vertical, y por otro lado la base de hormigón 1 pretensada y sus armaduras 2,3. Esto permite que el proceso de producción sea rápido. El elemento estructural prefabricado de la presente invención presenta evidentes ventajas en su fabricación, pues al ser sólo necesario hormigonar y pretensar una base de hormigón de poco espesor, se asegura un fraguado rápido del hormigón, disminuyendo por tanto notablemente su tiempo de fabricación. La necesidad que presentan otros productos de hormigonar una mayor parte de su sección, comporta un mayor tiempo de prefabricación, por el incremento del tiempo de fraguado y porque es posible que deban hormigonarse las diferentes partes de la sección por fases, siendo por tanto incluso ser necesario levantar el elemento y transportarlo de una zona a otra de la fábrica para efectuar dichos hormigonados. Los moldes de prefabricado necesarios son de dimensiones más reducidas que los utilizados para los productos actuales con funciones similares. El peso de la pieza prefabricada también resulta sustancialmente inferior con respecto a los productos actuales con funciones similares, lo cual supone una notable reducción en los costes de transporte y contribuye también a ampliar la difusión territorial del producto.

La fabricación del elemento estructural prefabricado de la presente invención es viable para casi cualquier empresa de prefabricados con la maquinaria habitualmente disponible. Asimismo, una empresa constructora también sería capaz de fabricar este elemento.

Presenta una elevada resistencia al fuego, siendo por tanto ventajosa su utilización frente a la alternativa de utilizar vigas metálicas y mixtas, y además, su geometría permite que pueda ser utilizado como jácena. Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación de un elemento estructural prefabricado de la invención, podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.