BR112012017916A2 - modulo estéreo reticulado para a construção de edifícios e método de construção dos mesmos - Google Patents

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Abstract

MÓDULO ESTÉREO RETICULADO PARA A CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS E MÉTODOS DE CONSTRUÇÃO DOS MESMOS. A invenção refere-se à construção edifícios, especialmente com um elemento modular estéreo reticulado que combinado com outros elementos idênticos, permite a construção de recintos quadrangulares capacitados para a construção de habilitação.

Description

| ' 1/9 | . “MÓDULO ESTÉREO RETICULADO PARA A CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS E E MÉTODO DE CONSTRUÇÃO DOS MESMOS” . A presente invenção se refere à construção de edifícios em geral, mais particularmente se referindo à um elemento modular estéreo reticulado que combinado com outros elementos idênticos permite a construção de recintos quadrangulares capacitados para a construção de habitações. Como estado da técnica, apontamos a Patente US 5.105.589, pertencente ao criador da presente invenção, arquiteto Osvaldo N. Rodriguez. Segundo sua reivindicação 1 consiste em uma estrutura modular para casas identificada pela combinação compreender uma pluralidade de células tetraédricas dispostas horizontalmente e verticalmente de uma maneira cumulativa para formar múltiplos espaços de habitações e casas. Cada célula é composta por seis barras, da quais (9-12) são horizontalmente espaçadas, se intersectando entre si à 90º. As outra quatro remanescentes (3, 4, 5 e 6) são diagonalmente dispostas com as citadas anteriormente (9-12), um primeiro para das referidas quatro barras (3-4) tendo primeiros extremos inferiores unidos aos extremos opostos de uma das referidas barras intersectadas (12) e primeiros extremos superiores unidos juntos à um extrema da outra barra intersectada : 9).
Um segundo par das quatro barras (5-6) tendo segundos extremos inferiores unidos aos extremos opostos da referida barra intersectada (12) e ao outro extremo inferior adjacente de cada primeiras das quatro barras (3-4) e tendo segundos extremos superiores unidos juntos ao outro extremo da referida barra intersectada (9). Referidas seis barras formam as bordas de uma célula tetraédrica, referido por barras diagonais (3, 4, 5 e 6) correspondendo às faces laterais de um cubo virtual que define um espaço habitável da casa, referidas barras intersectadas (9-12) de cada conjunto estando em correspondência com barras diagonais de bases opostas do cubo virtual, as barras formando as bordas da célula tetraédrica concedendo barras de um conjunto imediatamente adjacente para prover espaços habitáveis consecutivos selecionados verticalmente e horizontalmente por ao menos uma das referidas barras (9) tendo meios de reforço no momento da carga, que incluem um elemento similar a um elemento da barra (10) e uma estrutura gradeada de tiras entre a barra (9)
' 2/9 , e o elemento similar à um barra (10), e onde as barras remanescentes das ] mencionadas barras são livres dos meios de reforço. : Esta patente norte-americana recorre à um tetraedro modificado mediante uma das barras transformada em um tipo de viga reticulada como apoio para os pisos superiores e outras diferenças que aparecem na reivindicação. Outra realização pertencendo ao mesmo inventor, é a patente Chilena POO 01 06 277 e a patente Argentina No. AR 026905 B1 referida como “Um módulo estrutural para a construção de espaços de habitação em uma série teoricamente infinita em planos horizontais e verticais por justaposição do mesmo em relação à módulos similares”. Consiste em um módulo estrutural para a construção de espaços de habitação em edifícios oferecendo a possibilidade de compatibilizar uma estrutura resistente piramidal com a configuração cúbica de um espaço habitacional, o qual compreende ao menos um conjunto estrutural resistente de barras dispostas segundo uma forma semi-octaédrica que permite definir uma base para o módulo e paredes ortogonais entre si com relação à base para delimitar espaços semicúbicos que ao serem complementados com espaços semi-cúbicos de módulos justapostos formam espaços habitacionais dispostos em uma série infinita no sentido horizontal e vertical.
Tal como se ilustra, parte de um semi-octaedro que se alinha lateralmente com outros iguais simetricamente com sendo um diâmetro no plano da base. Entre os vértices de cada módulo se assenta outra base em tabuleiro, deixando um espaço entre vértices e o plano da base da linha seguinte que é coberto pelos planos das paredes.
De seu resumo surgem as diferenças entre a que se descreve nessa documentação com a estrutura resultante obtida com esta invenção citada. Cada planta se forma juntando-se uma ao lado da outra as estruturas modulares reivindicadas. Os espaços remanescentes de cada semi-octaedro, se cobrem com os painéis que formam as paredes.
A patente US 3.710.528 de domínio público tendo por título “Estruturas para edifícios”, tem como resumo consistir em uma estrutura com um esqueleto em unidades definidas e unidades tetraédricas, algumas das quais tendo seus cumes em um primeiro plano horizontal e as outras tendo seus cumes em um
. 3/9 : segundo plano, as bordas de cada unidade tetraédrica sendo as bordas comuns E de uma unidade octaédrica adjacente. Vigas dispostas em torno das bordas . destas unidades tetraédricas, de painéis retangulares localizados nos planos verticais definidos pelas bordas da unidade tetraédrica que estão agregados àquelas vigas do painel hexagonal são dispostas nos primeiros e segundos planos. Os painéis hexagonais e retangulares definem células com a forma de prismas hexagonais. Nesta última patente os módulos elementares tetraédricos e octaédricos se conjugam de forma adjacente para serem combinados tornando seus respectivos cumes coplanares nos planos sucessivos. A composição é complementada com vigas dispostas em suas bordas. A estrutura de origem é diferente da descrita na presente invenção.
A patente US 4.869.041, de recente domínio público intitulada “Armadura especial com octetos e componentes para monta-la”, é composta por uma pluralidade de espaçadores idênticos utilizando a geometria do octaedro/tetraedro (octetos) na qual os espaçadores ao invés de serem simples membros tubulares, são fabricados como estruturas especiais longitudinais. Um segundo aspecto da invenção refere-se à uma peça conectora para orientar e unir os extremos dos espaçadores para estruturas de octetos.
Em uma configuração da peça conectora tem a forma dos tetraedros inter- penetrantes permitindo a montagem e desmontagem de espaçadores individuais sem perturbar os outros espaçadores. Se descrevem membros de retenção os quais não requerem ferramentas para sua montagem. São várias as diferenças que identificam esta patente US 4.869.041 com relação | 25 à presente invenção. São elas derivadas da geometria do octaedro/tetraedro, dos tetraedros inter-penetrantes que permitem eliminar os espaçadores componentes da estrutura e os meios de retenção incorporados para a união dos diferentes componentes da estrutura. A patente também de domínio público US 4.772.172 trata de uma “Estrutura octagonal composta de múltiplas células regulares gradeadas tetraédricas”.
As células regulares gradeadas tetraédricas (RTL's) podem ser usadas como blocos de construção em uma duas e três estruturas dimensionais de superiores condições de leveza, resistência e rigidez. As estruturas reticuladas podem ser
' 4/9 D pensadas como consistindo de pelo menos três cubos imaginários sem bordas, ' onde cada célula contém um par de RTL's e cada par sendo formado : inteiramente à partir de seis elementos intersectados em ângulos retos de braços com igual comprimento unidos nas oito vértices.
Cada uma das oito vértices, corresponde à um canto de uma célula cúbica imaginária e cada uma das referidas células cúbicas juntas com outra do referido RTL, compartilhando uma interface com pelo menos outra célula cúbica e pelo RTL da referida estrutura gradeada.
Estas estruturas podem ser formadas em cadeias em linha reta e cruzes em ângulo retos tridimensionais auxiliando as construções convencionais com simples métodos de fabricação e rápidas reparações no local.
Na patente se reivindica uma estrutura gradeada consistindo ao menos ter células cúbicas imaginárias desprovidas de bordas, onde cada célula contém um par de estruturas gradeadas regulares tetraédricas e cada par de estruturas regulares tetraédricas sendo formado exclusivamente de 6 intersecções em ângulo reto igualmente armados de iguais comprimentos unidas em 8 vértices cada vértice correspondendo à um canto de uma das referidas células cúbicas | com cada uma das referidas células cúbicas, junto com cada um do referido par | de estruturas tetraédricas regularem compreendendo uma interface com ao Í menos outra célula cúbica e o par de células regulares cúbicas da referida | estrutura gradeada.
Voltam a aparecer registradas a combinação dos módulos tetraédricos que em | determinadas partes formam um esqueleto e cruzes em ângulos retos.
Estas situações se encontram na presente invenção composta somente com módulos elementares tetraédricos e se agregando tensores ou escoras inexistentes nas patentes anteriores.
Conceitualmente, o modulo estéreo reticulado para construção de edifícios está integrado por uma pluralidade de elementos tetraédricos convencionais à cada um dos quais sendo incorporados, fixando-os à um par de seus vértices, um par de tensores de um comprimento determinada, igual à altura do tetraedro com o qual se constrói um modulo, para a edificação em um só piso de ao menos uma habitação, se utilizando um só modulo e tendo-se que dois dos vértices do tetraedro são ancorados à fundação e um dos referidos tensores sendo fixado na posição por um de seus extremos à um dos vértices do tetraedro, ao passo que
, 5/9 o outro tensor se encontra também fixado à outro dos vértices pertencentes ao % mesmo tetraedro, de modo que a direção dos referidos tensores paralelamente . montados, sejam orientados na direção vertical da construção; entre cada um i dos respectivos extremos de cada tensor e a vértice do tetraedro fixada à fundação se dispondo de um painel quadrangular integrante do piso, completando-se a casa com os painéis das paredes, ao menos uma das quais sendo prevista com as aberturas, terminando a casa com o painel de teto fixado à estrutura assim formada, para a edificação de pelo menos um segundo piso, na unidade montada pela primeira plante, se lhe fosse justaposto um segundo módulo rotacionado à 90º, coincidindo a barra horizontal inferior do módulo com a barra horizontal superior do módulo da primeira planta.
Se fixam os tensores correspondentes aos respectivos vértices, se montando o painel quadrangular do piso que constitui o teto da primeira planta, se continuando com o mesmo procedimento de forma sucessiva para cada planta, alternando os módulos até completar a altura requerida.
Um objetivo adicional da presente invenção é de proporcionar uma simples — disposição modular estéreo reticulada integrada por perfis resistentes mediante — cuja combinação podendo obter-se o esqueleto ou armadura para suportar casas cujo esqueleto se pode armar em plantas estendidas tanto na forma adjacente longitudinal como superpostas na direção vertical.
O objetivo fundamental da presente invenção é prover uma nova configuração da invenção definida por um único módulo, mediante o qual, adicionando-se alguns tensores se agregam os painéis necessários para a formação do piso, teto e as paredes necessárias para a construção da casa.
Outro objetivo da invenção que será descrito a seguir será obter a estrutura que define a armadura de um edifício com características de grande resistência capaz de resistir aos esforços de tração, compressão e flexão de qualquer natureza, tanto de cargas próprias como de origem natural como fortes ventos, resultando assim em uma estrutura anti-sísmica.
Um outro objetivo da presente invenção, consiste no procedimento que se segue para obter diversas construções, aplicando o modulo estéreo articulado da invenção. |
: 6/9 Com a finalidade de uma melhor compreensão da invenção de maneira que a - mesma possa ser realizada na prática com facilidade, descrição detalhada da . mesma será feita, com relação aos desenhos em anexo, apresentados em caráter exemplificativos e não limitativos, cujos componentes poderão ser selecionados entre diversos equivalentes sem fugir do princípio estabelecido pela presente invenção, nos quais: - A Figura 1 representa uma vista em perspectiva, seguindo a sequência da invenção, de como se gera o modulo estéreo reticulado básico à partir de seus | elementos componentes essenciais para se atingir a edificação de um recinto — habitável; - A Figura 2 consiste em outra vista parcial em perspectiva seguindo a sequência de montagem dos elementos sucessivos empilhados para se obter o esqueleto em várias plantas de um edifício. A última da série corresponde à duas unidades adjacentes; - A Figura 3 é uma vista em perspectiva parcial de várias plantas com o piso colocado em processo de construção. Se ilustra como exemplo apenas quatro cubículos para conformar quatro recintos contínuos; - A Figura 4 corresponde à uma vista em perspectiva do esqueleto ilustrado na figura precedente, configurado aqui para seis plantas com um recinto sem teto previsto com uma porta e uma janela.
Nas figuras descritas precedentemente os mesmos caracteres de referência indicam partes iguais ou correspondentes.
Nas Figura 1 se ilustra uma sucessão de imagens que permitem ilustrar o processo de construção de um só recinto. Unidade que repetida irá multiplicando a quantidade de casas de uma determinada construção.
Os elementos básicos estão representados em —l- e —ll- por um tetraedro construído por meio de seis perfis, sucessivamente denominados como barras — 1-, -2-, -3-, -4-, -5- e —6- perfeitamente fixados entre si por seus respectivos extremos, dando lugar aos vértices —7-, -8-, -9-, -10-.
A seção das barras será eleita de acordo com as cargas e esforços que haverão na construção.
Na Figura 1-1l, se poderá observar o tetraedro, com o agregado em um par de suos vértices dos tensores —11- e —12-.
. 7/9 ' Na seguinte Figura 1-1ll se adiciona meio painel do piso —13- fixado ao extremo % do tensor —11- e dos vértices —-9- e —10-. . Seguindo com a Figura IV se poderá observar que foi completado o piso em —14- | da unidade por meio de outro painel do piso, utilizando o tensor —12- para mantê- lo em posição com os vértices —-9- e -10-.- O piso se suporta nos vértices coincidentes com extremos de tensores e a barra horizontal coincidente com o piso. Passando para a Figura V, se encontra agregado entre o vértice —8- o tensor — 12-e o vértice -10- o painel correspondente à parede divisória de ambientes designada com o número 16. Se tem adicionado entre o vértice 8, e o tensor 12 e o vértiice—-10-o painel divisório de ambientes designado pelo número
15. Na seguinte Figura VI se incorpora o painel frontal —17-, entre o vértice —7- o tensor —11- e o vértice —10-. Este painel frontal —17- tem incorporado a porta de acesso —18- e uma janela —19-. Na Figura VII se incorpora a célula da última parede —20-, completando-se a caso em VIll com o teto —21-. Na Figura 2 os croquis Ill e IV construídos da mesma maneira já explicada, resulta que no tetraedro reticulado, com a ajuda dos tensores -11- e -12- e os meio-painéis —13- e —-14- se forma a planta do piso. Se nota agora que no esquema IX, que para construir em cima outra planta, se deve recorrer à um conjunto modular similar ao já obtido em Il pela rotação de 90º. Se poderá observar agora que coincidem os vértices —7- inicial com o —8- do segundo tetraedro e o —-8- com o —7-. No extremo distal do conjunto aparecem o —9- e 9 ---10-. Coincide a barra —2- do primeiro tetraedro com o —2- do segundo e os tensores do segundo —11- e —12- que passam agora a depender dos vértices —9- e —10-. No esquema X, o conjunto básico modular do terceiro tetraedro, a volta a se intersectar deixando em posição igual à do primeiro empregado como base e assim seguindo aos seguintes esquemas XII e para a primeira coluna XIII. Importante destacar que os tensores “suspensos” dos nós correspondentes, poderão ser substituídos por escoras -P- e apontar em particular que são necessários para último piso (ver Figuras 3 e 4).
i 8/9 Em todos os casos, a fundação, obviamente será a adequada ao volume total da - edificação.
. No diagrama XIIl são mostradas colunas adjacentes que se mostram da | | mesma maneira alternando os módulos básicos e seus tensores. Na figura se poderá mostrar que os perfis que ficam à vista designados por 4- e os sucessivos 4'-. 4"- e 4"- ficando alinhados, O mesmo ocorrerá com os —-50 na face distal do edifício. Os painéis necessários para as paredes, levarão as aberturas que forem necessárias segundo um plano de cada construção | distinta. | 10 Todos os croquis que se incluem nas diferentes possibilidades construtivas, se desenvolvem de forma similar (ver explanação nas figuras).
Interessante observar como alguns pisos são suspensos de seus tensores dos nós -N- de encontro com os vértices dos tetraedros que coincidem nos exteriores ou também nos interiores —-M-. O procedimento para a construção de edifícios, de acordo com a descrição acima se desenvolve de acordo com as seguintes etapas: 1º passo, se prepara a fundação adequada para o edifício e se ancoram os primeiros módulos tetraédricos, por dois dos vértices livres, de modo que os tensores montados nos restantes vértices são apoiados sobre a referida base; no 2º passo, se procede na montagem da placa quadrangular do piso por metades, de modo que três de seus cantos consecutivos coincidam com os extremos dos tensores e dos vértices do primeiro tetraedro; no 3º passo se procede a montagem dos conjuntos adjacentes até completar a planta baixa, dispondo dos sucessivos conjuntos modulares de modos que as barras externas integrantes de cada deles adotem inclinações opostas; no 4º passo, se fixam entre si os vértices que coincidem, se montando as placas dos pisos e tetos conjuntamente com os painéis das paredes, dotados das aberturas planificadas, no 5º passo se justapõem conjuntos modulares para configurar uma segunda planta, com seus tensores ou escoras dispostos à 90º correspondentes aos da primeira planta e para fixar rigidamente entre si aos vértices que coincidem em cada nó, montando as placas dos pisos e tetos correspondentes; no 6º passo, se continua com o mesmo procedimento de forma sucessiva para cada planta, alternando os módulos até completar a altura requerida.
: 9/9 Uma vez estabelecidos os diferentes componentes da versão da invenção, % desenvolvidos para explanar sua natureza, se complementa seguidamente a : descrição, com relação funcional e operacional de suas partes e do resultado que proporcionam.
Para tornar mais simples a explanação, durante a descrição construtiva da invenção, foram introduzidos os detalhes da montagem que contribuem a mostrar a função do significado de cada elemento. | Importante destacar que a disposição estéreo articulada de cada módulo, dá lugar | durante a construção a nós de encontro dos vértices dos mesmos nos quais se dever ! | 10 proporcionar uma boa vinculação que unifique as condições estáticas e dinâmicas de | cada um.
Em princípio se pode empregar a solda elétrica ou a provisão de algum | meio intermediário de cada vértice para facilidade.
O mesmo caso ocorre nos caso de as barras forem de distintos materiais. | A maneira de disposição dos módulos orientados em diferentes ângulos, permite que a construção adquira uma grande resistência estrutural em qualquer direção espacial em que possa ser solicitado por eventuais sobrecargas.
Desta forma se relata uma das possibilidades construtivas que levam a consolidar a invenção e a forma em que a mesma funciona, complementando-se a mesma com a síntese da mesma compreendida pelas reivindicações em anexo.

Claims (6)

  1. SJ 1/2
    REIVINDICAÇÕES s 1. “MÓDULO ESTÉREO RETICULADO PARA A CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS”, : do tipo que utiliza elementos do tipo do tetraedro estéreo reticulado e painéis quadrangulares para a construção de paredes, pisos e tetos, caracterizado por ser integrado por uma pluralidade de elementos tetraédricos (1) convencionais à cada um dos quais o mesmo se incorpora fixando-os à um par de seus vértices, um par de tensores (11 e 12) de um comprimento determinado, com o que se constrói o modulo para a edificação de um só piso de ao menos uma casa, se utilizando um único módulo que tenha duas dos vértices do tetraedro sendo ancoradas na fundação e um dos referidos tensores sendo fixado na posição por um de seus extremos à uma de seus vértices do tetraedro, enquanto que o tensor se encontra também fixado à outra dos vértices pertencentes ao mesmo tetraedro, de modo que a direção dos referidos tensores paralelamente montados, estejam orientadas na direção vertical d construção, entre cada um dos respectivos extremos de cada tensor e os vértices do tetraedro sendo fixados à fundação dispondo de um painel quadrangular integrante do piso, completando-se a habitação com os painéis das paredes, ao menos uma | das quais sendo prevista com aberturas, terminando a habitação com o painel do teto fixado à estrutura assim formada para a edificação de mais moradias em uma planta se agregando lateralmente conjuntos similares ao primeiro, alternando a inclinação | das barras externas dos conjuntos modulares, o encontro dos vértices dos tetraedros | se unindo entre si dando lugar a dois nós na armadura, as plantas sucessivas, por ao | menos um segundo piso para cada unidade montada para a primeira planta se | | justapondo à um segundo módulo rotacionado à 90º, com os tensores fixados às | vértices opostas do tetraedro correspondente, deixando montados em cruz com relação aos primeiros módulos, os perfis laterais sendo inclinados à partir da armadura para vários pisos, sendo orientados de forma paralela entre si.
  2. 2. “MÓDULO ESTÉREO RETICULADO PARA A CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por referidos painéis quadrangulares de piso e paredes serem integrados por metades triangulares.
  3. 3. “MÓDULO ESTÉREO RETICULADO PARA A CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS”, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por referidos tensores serem substituídos por escoras.
    . 2/2
  4. 4. “MÓDULO ESTÉREI RETICULADO PARA A CONSTRUÇÃO DE % EDIFÍCIOS”, de acordo com as reivindicações 1, 2 e 3, caracterizado por cada ' um dos tensores e escoras citados se complementarem por um par de barras | montadas em ângulo reto em seus extremos.
  5. 5. “MÉTODO PARA A CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender as etapas de preparar a fundação adequada para o edifício e se ancorar os primeiros módulos tetraédricos por dois de seus vértices livres, de modo que os tensores montados nos restantes vértices sejam apoiados sobre referida base, proceder a montagem da placa quadrangular do piso de modo que três de seus cantos consecutivos coincidam com os extremos dos tensores e dos vértices do primeiro tetraedro, proceder a montagem dos conjuntos adjacentes até completar a planta baixa, dispondo os sucessivos conjuntos modulares de modo que as barras externas integrantes de cada um adotem inclinações opostas, fixar entre si os vértices que coincidem, montando-se as placas de pisos e tetos conjuntamente com os painéis de paredes dotados das aberturas planificadas, justapor os conjuntos modulares para configurar uma segunda planta com seus tensores rotacionados à 90º dos correspondentes aos da primeira planta e fixar rigidamente entre si aos vértices que coincidem, montando as placas de pisos e tetos correspondentes, e continuar o mesmo procedimento de forma sucessiva para cada planta, alternando os módulos até completar a altura adequada, podendo-se substituir os tensores mencionados por respectivas escoras.
  6. 6. “MÉTODO PARA A CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS”, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4 e 5, caracterizado por a etapa que provê a ancoragem dos conjuntos modulares como casas tenha cada planta, completando a armadura cujos painéis formadores das paredes incluam as aberturas necessárias, sendo portas ou janelas.
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