BR102020024279A2 - Estrutura modular celular tridimensional pré-moldada em concreto para edifício de múltiplos pavimentos - Google Patents

Abstract

É formada por quatro pilares (2) cujas alturas (H) alcançam a metade do pé direito (3) do pavimento subsequente e quatro vigas (4) posicionadas à altura do piso (P) do referido do pavimento, de forma que a única ligação (L) entre tais estruturas se dê entre pila-pilar (2) acontece numa região onde o momento fletor é mínimo ou zero (X).

Description

ESTRUTURA MODULAR CELULAR TRIDIMENSIONAL PRÉ-MOLDADA EM CONCRETO PARA EDIFÍCIO DE MÚLTIPLOS PAVIMENTOS

[001] Trata a presente solicitação de Patente de Invenção de uma estrutura modular fabricada em concreto pré-moldado composta por quatro pilares e quatro vigas na altura do pé direito dos pavimentos, que devidamente posicionada com outros módulos alternados irão perfazer o esqueleto de um edifício, formatando, assim, os módulos tridimensionais, cujos pilares alcançam a metade do pé direito do pavimento subsequente, prontos para serem unidos numa região onde o momento fletor é mínimo e as referidas vigas recepcionarem pré-lajes ou lajes de concreto moldado in-loco, com formas metálicas incorporadas.

CAMPO DE APLICAÇÃO

[002] A invenção é aplicada no segmento da construção civil, mais especificamente no nicho de estruturas de concreto, com a finalidade de erguer edifícios de múltiplos pavimentos com redução de tempo e recursos.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] De forma tradicional as estruturas pré-moldadas de concreto para edifícios de múltiplos pavimentos são projetadas e produzidas, isoladamente, com elementos lineares de pilares, vigas e lajes sendo conectadas através de ligações, que podem ser rígidas, semirrígidas ou articuladas.

[004] Também é conhecido o sistema de pré-moldagem de modelos planos compostos por pilares e vigas ou paredes de concreto, que posteriormente são conectados a outros elementos pré-moldados planos ou lineares.

[005] Os sistemas tradicionais empregam estaios e/ou escoras para a realização das conexões entre os elementos estruturais e necessitam de alinhamento horizontal e vertical. Esse tipo de fixação temporária entre os elementos estruturais até que a ligação definitiva seja executada torna o processo de montagem mais lento e custoso, além de exigir o alinhamento vertical e horizontal de cada elemento montado.

[006] Por sua vez, as estruturas com ligações articuladas ou semirrígidas entre os elementos apresentam a desvantagem do comprometimento do comportamento estrutural global do edifício relativamente às ações horizontais (vento, sismos e desaprumo). Edifícios de múltiplos pavimentos com ligações articuladas ou semirrígidas exigem pilares com maiores seções transversais, podendo tornar a estrutura pré-moldada economicamente inviável.

[007] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre estruturas pré-moldadas com outras tecnologias, como o PI 9900415-1 intitulado “SISTEMA CONSTRUTIVO DE EDIFICAÇÕES EM GERAL BASEADO EM MÓDULOS PRISMÁTICOS ESTRUTURAIS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO” - caracterizado por ser constituído pela utilização de painéis estruturais de concreto pré moldado, engastados entre si, e ocupando cada um uma face do prisma, formando um ambiente com laje do piso, paredes laterais, e laje do teto, no todo ou em partes. Os prismas ambientes, podem ser acoplados uns aos outros nas obras e construções de um pavimento, sendo que no caso de obras com mais de um pavimento, os prismas ambientes podem ser empilhados e sobrepostos, uns nos outros. Os prismas ambientes podem ser acrescidos de outros elementos construtivos necessários, estruturais ou não, de forma a atender os projetos pertinentes tais como vigas, pilares, cintas, sacadas, ancoragens, chumbadores, arranques e tubos de emendas.

[008] O sistema acima descrito apresenta estrutura de painéis estruturais, ou seja, trabalham como elemento de chapa e não possibilitam grandes aberturas de janelas, portas etc. A invenção proposta utiliza elementos lineares (pilares e vigas) para formação do pórtico espacial estrutural.

[009] O documento WO 2013/122494 intitulado “MODULARY SYSTEM PREFABRICATED IN REINFORCED CONCRETE FOR BUILDING CONSTRUCTION”- refere-se a um sistema modular pré-fabricado em concreto armado para a construção de edifícios com peças em “U” e anéis retangulares através da ligação contínua das referidas peças nos três planos, constituindo assim as fundações, paredes e tetos de um edifício, de um ou mais pavimentos.

[010] O elementos de “U” ou anéis de concreto, muito utilizados como passagem subterrânea, aqui aplicados na construção de edifícios necessitam de uma série de improvisações, vez que conforma túneis que devem ter as paredes quebradas para criar os ambientes, o que não se mostra prático. Além disso, essas peças comportam-se como elementos de chapas.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[011] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada que junto com a laje em concreto configura um módulo tridimensional;

[012] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada que não necessite de elementos construtivos de fixação temporária na fase de montagem, como, por exemplo, escoras e estaios;

[013] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada que não necessite realizar o alinhamento vertical e horizontal durante a montagem;

[014] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada que por apresentar rigidez vertical e horizontal, dispensa qualquer conexão durante a montagem dos módulos tridimensionais visando sua estabilidade;

[015] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada cujas ligações são realizadas apenas entre pilares, numa cota a meia altura do pé direito do pavimento onde o momento fletor, devido às ações horizontais, é mínimo ou nulo;

[016] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada que possui todas as ligações entre os pilares e vigas, de forma monolítica, resultando, assim, numa ótima estabilidade global do edifício no qual for utilizada;

[017] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada capaz de aumentar a produtividade de montagem devido à desnecessidade de alinhamento horizontal e vertical no pavimento;

[018] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada passível de ser utilizada na maioria dos edifícios de múltiplos pavimentos, sem a necessidade de núcleos rígidos ou pilar parede moldados no local;

[019] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada em que todas as ligações são apenas pilar-pilar, como já comentado, realizadas numa cota a meia altura do pé direito do pavimento em que os momentos fletores são mínimos ou nulos para ações horizontais;

[020] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada cuja flexibilização nas dimensões permite sua adaptação a diferentes projetos de arquitetura;

[021] É objetivo da presente invenção propor uma estrutura pré-moldada de ótima relação custo x benefício.

DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO

[022] Ciente do atual estado da técnica, suas lacunas e limitantes, o inventor, pessoa conhecedora da matéria em questão, após estudos e pesquisas, criou a estrutura modular celular tridimensional em concreto para edifício de múltiplos pavimentos, cuja a altura total dos pilares alcançam a metade do pé direito dos pavimentos subsequentes, ao passo que as vigas estão posicionadas à altura dos pisos, de forma que as ligações entre as estruturas se dão apenas entre os pilares. Os módulos tridimensionais são posicionados de forma alternada, conforme o projeto do edifício, guardando um espaçamento frontal e outro lateral, desse modo conformando o esqueleto do edifício propriamente dito, possibilitando, assim, uma montagem rápida, dispensando escoras, estaios e a necessidade de alinhamento vertical e horizontal.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[023] A seguir, explica-se a invenção com referência aos desenhos anexos, nos quais estão representadas de forma ilustrativa e não limitativa:
Fig. 1: Vista em perspectiva da estrutura modular celular tridimensional pré-moldada em concreto para edifício de múltiplos pavimentos;
Fig. 2: Vista em corte esquemático da estrutura modular celular tridimensional pré-moldada em concreto para edifício de múltiplos pavimentos, ilustrando as ligações pilar-pilar num edifício qualquer;
Fig. 3: Vista esquemática da estrutura modular celular tridimensional pré-moldada em concreto para edifício de múltiplos pavimentos, ilustrando os momentos fletores nos pilares num edifício qualquer;
Fig. 4: Vista em planta esquemática da estrutura modular celular tridimensional pré-moldada em concreto para edifício de múltiplos pavimentos, ilustrando as ligações pilar-pilar num edifício qualquer;
Fig. 5: Vista em perspectiva da estrutura modular celular tridimensional pré-moldada em concreto para edifício de múltiplos pavimentos, mostrando uso num edifício qualquer.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[024] A “ESTRUTURA MODULAR CELULAR TRIDIMENSIONAL PRÉ-MOLDADA EM CONCRETO PARA EDIFÍCIO DE MÚLTIPLOS PAVIMENTOS”, objeto desta solicitação de Patente de Invenção é formada por quatro pilares (2) cujas alturas (H) alcançam a metade do pé direito (3) do pavimento subsequente e quatro vigas (4) posicionadas à altura do piso (P) do referido do pavimento, de forma que a única ligação (L) entre tais estruturas se dê entre pilar-pilar (2) numa região onde o momento fletor é mínimo ou zero (X).

[025] Mais particularmente, a invenção trata de uma estrutura (1) modular celular tridimensional pré-moldada em concreto, conforme ilustrado na figura 1, configurada por quatro pilares (2) de extremidade cujas alturas (H) alcançam a metade do pé direito (3) do pavimento subsequente, interligados por quatro vigas (4) posicionadas à altura do piso (P) do referido do pavimento, o que possibilita que as únicas ligações (L) se deem entre pilar-pilar (2), conforme ilustrado na figura 2, numa região onde o momento fletor, pela ação de forças horizontais, é mínimo ou zero (X), conforme ilustrado na figura 3. A estrutura (1) modular celular tridimensional pré-moldada em concreto permite assumir diversos posicionamentos, em planta, sem alteração da sua forma bastando alterar o espaçamento frontal (5) e o espaçamento lateral (6), com a possibilidade de também modificar a quantidade de estruturas (1) modulares celular tridimensionais pré-moldadas em concreto em cada direção, desse modo formando o esqueleto (7) de qualquer projeto de edifício de múltiplos pavimentos, conforme ilustrado na figura 5. Complementa a estrutura (1) modular celular tridimensional pré-moldada em concreto, pré-lajes ou lajes (8) de concreto moldado in-loco, com formas metálicas incorporadas, resultando em módulos tridimensionais. A montagem se dá com o posicionamento das estruturas (1) modulares, conforme o projeto do esqueleto (7) do edifício, com o devido espaçamento frontal (5) e o espaçamento lateral (6), para então colocar as pré-lajes ou lajes (8) de concreto sobre as vigas (4). A estrutura (1) modular celular tridimensional pré-moldada em concreto do próximo pavimento é montada sobre a estrutura (1) modular celular tridimensional pré-moldada em concreto do pavimento abaixo, mediante ligação (L) pilar-pilar (2), dimensionada e ensaiada para resistência dos esforços nessa região, como, já comentado, o momento fletor é mínimo ou zero (X). Essas ligações (L) poderão ser grauteadas ou soldadas, a depender do nível de esforços considerados no projeto. As instalações em geral do pavimento poderão ou não estarem incorporadas às pré-lajes.

Claims (3)

1. “ESTRUTURA MODULAR CELULAR TRIDIMENSIONAL PRÉ-MOLDADA EM CONCRETO PARA EDIFÍCIO DE MÚLTIPLOS PAVIMENTOS” caracterizada por quatro pilares (2) de extremidade cujas alturas (H) alcançam a metade do pé direito (3) do pavimento subsequente, os quais são interligados por quatro vigas (4) posicionadas à altura do piso (P) do referido do pavimento; complementa a estrutura (1) modular celular tridimensional pré-moldada em concreto, pré-lajes ou lajes (8) de concreto moldado in-loco, com formas metálicas, resultando em módulos tridimensionais.
2. “ESTRUTURA MODULAR CELULAR TRIDIMENSIONAL PRÉ-MOLDADA EM CONCRETO PARA EDIFÍCIO DE MÚLTIPLOS PAVIMENTOS”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela ligação (L) pilar-pilar (2) se dar onde o momento fletor é mínimo ou zero (X).
3. “ESTRUTURA MODULAR CELULAR TRIDIMENSIONAL PRÉ-MOLDADA EM CONCRETO PARA EDIFÍCIO DE MÚLTIPLOS PAVIMENTOS”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela estrutura (1) modular celular tridimensional pré-moldada em concreto poder assumir diversos posicionamentos, em planta, sem alteração da sua forma, pela alteração do espaçamento frontal (5) e o espaçamento lateral (6), com a possibilidade de também modificar a quantidade de estruturas (1) modulares celular tridimensionais pré-moldadas em concreto em cada direção, desse modo formando o esqueleto (7) de qualquer projeto de edifício de múltiplos pavimentos.

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