BR112014020957A2 - sistema modular pré-fabricado em concreto armado para construção de edifícios - Google Patents
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Abstract
SISTEMA MODULAR PRÉ-FABRICADO EM CONCRETO ARMADO PARA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS.
A presente invenção se refere a um sistema modular pré- fabricado em concreto armado para a construção de edifícios com peças em "U" e "Box" através da ligação contínua das referidas peças em 3 direções, constituindo assim as fundações, paredes e tetos de um edifício, de 1 ou mais pisos.
Description
“SISTEMA MODULAR PRÉ-FABRICADO EM CONCRETO ARMADO PARA CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS” Campo da invenção
[001] A presente invenção se refere a um sistema modular pré-fabricado em concreto armado para a construção de edifícios com peças em "U" e "Box" (figura 1,2,3 e 4) através da ligação contínua das referidas peças em 3 direções, x, y e z (figura 5), constituindo assim as fundações, paredes e tetos de um edifício, de 1 ou mais pisos. Antecedentes da invenção
[002] Na pré-fabricação de concreto armado há muito tempo que são largamente utilizadas peças com a forma de "U" e "Box" na construção de passagens hidráulicas, passagens agrícolas e outras passagens técnicas para travessia de veículos.
[003] Estas estruturas autoportantes se aplicam enterradas, com secção retangular oca, podendo ser construídas por peças monolíticas, ou por duas peças sobrepostas. Ao serem acoplados umas às outras criam um túnel para diversas funções. Devido a sua geometria ("Box" e "U") e composição (concreto armado), as peças possuem características de desempenho e resistência que lhe garantem uma prolongada vida útil. A forma geométrica destas peças favorece a resistência, porque existe uma redistribuição de esforços, uma vez que são peças únicas, enquanto nas estruturas convencionais compostas por pilares, vigas e lajes existem muitos pontos de fragilidade.
[004] A versatilidade destas estruturas torna as mesmas cada vez mais uma opção onde a resistência, durabilidade e economia são importantes.
[005] No setor da construção o tempo de execução de obra revela-se cada vez mais um fator essencial no custo final do imóvel, o que originou o aparecimento no mercado de inúmeros sistemas modulares pré-fabricados de forma a minimizar este tempo, através da produção em série.
[006] Na presente invenção se usa apenas um único material (concreto armado) e um único elemento (box ou U), enquanto os outros sistemas existentes são compostos por muitos materiais/ elementos (estrutura + paredes + compartimentação + camadas de enchimento + rebocos + revestimentos + etc.).
[007] Na presente invenção o sistema modular faz paredes, tetos e pavimentos de uma vez só e não necessita de nenhum elemento adicional. Nem para compartimentar, nem para revestir, nem para rebocar ou regularizar pavimentos. Sumário da invenção
[008] A presente invenção tem como objeto um sistema modular pré-fabricado em concreto armado para construção de edifícios com peças em "U" e "Box" em que a ligação entre as peças é contínua em 3 direções (x, y e z):
[009] x) são associados no sentido longitudinal das peças, formando um espaço tipo túnel;
[0010] y) são associadas a 90º entre si, com ligações metálicas internas entre as peças;
[0011] z) são associadas em altura, através de pernos metálicos (2).
[0012] Numa modalidade preferencial do sistema da presente invenção, a distância entre os eixos do encaixe das peças no sentido longitudinal x é igual à largura y exterior das peças, e a união entre as peças é elástica ou rígida.
[0013] Outro objeto da presente invenção é a utilização do sistema modular descrito anteriormente para a construção de edifícios. Descrição resumida da invenção
[0014] Na presente invenção é proposto um sistema modular onde se aplicam estas peças na construção de edifícios através de uma associação estudada em termos geométricos (figura 9 e 10) e com sistemas de ligação específicos (1, 4, 5, 6,7, 8,9 e 10), nomeadamente:
[0015] x) Poderão ser associados no sentido longitudinal das peças com os encaixes definidos de acordo com a figura 6 formando um espaço tipo túnel;
[0016] y) Poderão ser associadas a 90º entre si, com ligações metálicas internas entre as peças de acordo com a figura 8, para poder criar comunicações entre compartimentos. Neste caso são incorporados negativos dentro do molde de fabricação da peça para se criar as portas de comunicação entre os espaços;
[0017] 2) Poderão ser associadas em altura, através de pernos metálicos (2) de acordo com a figura 5, para a criação de estruturas multipisos.
[0018] A união entre as peças é conseguida por encaixe macho-fêmea (1, 4, 5,6 e 7), com união elástica ou rígida em função dos materiais de enchimento e selagem a empregar.
[0019] Adicionalmente poderá ser executada uma ligação mecânica, através de pernos (2) e chapas metálicas (8, 9 e 10) de forma a assegurar o eficaz aperto entre as várias peças e a minimizar a abertura desigual de juntas. Estes elementos adicionais de ligação também servem para manter a estabilidade do conjunto e absorver as forças horizontais nos casos dos edifícios de vários pisos, (ver figuras 5,7 e 8).
[0020] A aplicação conjugada ou não destas peças permite criar as fundações, pavimentos, paredes e tetos de um edifício, de uma só vez, sem qualquer colocação de concreto no local e sem necessidade adicional de paredes interiores ou exteriores.
[0021] No entanto embora não necessário, o sistema permite a incorporação de outros elementos construtivos, como por exemplo: paredes em painel e lajes pré- fabricadas em concreto.
[0022] A articulação destas peças permite a criação de vários tipos de espaços interiores, com várias hipóteses de arquitetura (figura 9).
[0023] Em geral as peças serão em concreto armado com as seguintes características: - “Concreto: C16/20, C20/25, C30/37, C35/45 ou outra classe de acordo com o dimensionamento.
- Açoem armaduras e redes eletro soldadas: A400 NR, A400 SD, A500 NR, A5SO0O SD, A5SOO Er ou outra de acordo com o dimensionamento.
- — Recobrimento mínimo de 0,025 m.
[0024] No entanto poderão ser adicionados à composição do concreto componentes, como, por exemplo, fibras para maior resistência e diminuição da taxa de armaduras, ou materiais com características térmicas para melhor comportamento térmico. Poderão também ser incorporados nas paredes, pavimentos e tetos elementos adicionais num qualquer material para aligeirar as peças ou reforçá-las termicamente.
[0025] O sistema proposto tem as seguintes vantagens: - — Possibilidade de industrialização; - — Redução de inúmeras fases de obra (fundações, paredes, rebocos e camadas de enchimento); - — Baixo custo de produção e mão-de-obra reduzida na aplicação do sistema; - — Elevada resistência estrutural e durabilidade; - “Tempo reduzido de execução de obra; - — Flexibilidade do sistema face às necessidades arquitetônicas; - —Possibilidade do faseamento construtivo ao longo da vida útil de uma construção.
[0026] Existem dois tipos de processos produtivos para a fabricação das Box-Culvert, quer se trate de peças monolíticas ou da solução de duas peças tipo "U" sobrepostas ou uma peça em "U".
[0027] O processo para fabricação destas peças para a construção de edifícios, de acordo com a presente invenção, implica a incorporação de uma série de negativos dentro dos moldes para criação de portas e passagens de instalações hidráulicas, eléctricas e telecomunicações. Terão também adicionalmente algumas ligações metálicas adicionais.
1) Moldagem automática num processo muito idêntico ao utilizado na fabricação das manilhas resultando peças monolíticas com um acabamento rugoso devido a desmoldagem imediata ainda com o concreto fresco, o que só possível graças às potentes vibrações induzidas pelo equipamento utilizado que permitem a obtenção de peças de elevada resistência e rigor.
2) Na presente invenção é usada a moldagem manual, em moldes de elevada robustez o que permitem a obtenção de peças com elevada qualidade e rigor que apresentam uma superfície bastante lisa sendo a ligação entre diferentes peças inferiores e superiores controlada e garantida por um sistema de encaixe macho- fêmea.
[0028] Após a produção das peças, serão transportadas para o local da obra e passa-se a fase de montagem de acordo com o projeto.
[0029] O processo de aplicação em obra deste sistema pré-fabricado em concreto consiste essencialmente nas seguintes etapas: - — Abertura da vala e acertos de cotas; - —Preparação da base de assentamento normalmente em Concreto de limpeza ou simplesmente uma caixa de brita; - —Assentamento das peças com recurso a Auto Grua; - —“Selagem das juntas de acordo com o definido no projeto; - —Aplicação de pinturas diretas no concreto; - Aplicação de caixilharias, carpintarias e instalações hidráulicas, elétricas, de telecomunicações e mecânicas.
[0030] Este sistema não necessita de fundação, nem fica fixo ao solo. A peça é autoportante e a sua base faz de fundação, pavimento, paredes e tetos. Ou seja, tem a particularidade de poder ser levada para outro local.
[0031] Com a durabilidade que o concreto tem este sistema é um investimento que pode ser aproveitado no futuro.
[0032] A obra não faz uso de água ou argamassa. É, sem dúvida, um processo modular rápido de montar em obra, por exemplo, um T3 com 22 peças é só encaixar essas 22 peças e aparafusar as mesmas, pelo que 2 dias de trabalho serão o suficiente.
Descrição das figuras
[0033] Para uma compreensão mais fácil da invenção se juntam as figuras que representam modalidades preferenciais do invento que, contudo, não pretendem, limitar o objeto da presente invenção.
[0034] A figura 1 apresenta em vista a geometria da peça tipo "Box" com encaixe tipo "macho" em que: 1 - Encaixe de concreto (macho e fêmea); 2 - Perno de ligação e elevação; 3 - Negativos de instalações eléctricas e telecomunicações; 4 - Negativos de instalações hidráulicas; 5 - Negativos de ventilação.
[0035] A figura 2 apresenta em vista a geometria da peça tipo "Box" com encaixe tipo "fêmea", em que: 1 - Encaixe de concreto (macho e fêmea); 2 - Perno de ligação e elevação; 3 - Negativos de instalações eléctricas e telecomunicações; 4 - Negativos de instalações hidráulicas; 5 - Negativos de ventilação.
[0036] A figura 3 apresenta em vista a geometria da peça tipo "U" com encaixe tipo "macho", em que: 1 - Encaixe de concreto (macho e fêmea); 2 - Perno de ligação e elevação; 5 Negativos de ventilação.
[0037] A figura 4 apresenta em vista a geometria da peça tipo "U" com encaixe tipo "fêmea", em que: 1 - Encaixe de concreto (macho e fêmea); 2 - Perno de ligação e elevação; 5 Negativos de ventilação.
[0038] A figura 5 apresenta em vista as possibilidades de associação de peças, nas diversas direções, em que: 1 - Encaixe de concreto (macho e fêmea); 2 - Perno de ligação e elevação; 3 - Negativos de instalações eléctricas e telecomunicações; 4 - Negativos de instalações hidráulicas; 5 - Negativos de ventilação.
[0039] A figura 6 apresenta em corte os encaixes entre peças, em que: 3 - Negativos de instalações eléctricas e telecomunicações; 6 - "Box" ou "U" com ligação em macho de topo; 7 - "Box" ou "U" fêmea; 8 - "Box" ou "U" macho; 9 - "Box" ou "U" com ligação em fêmea de topo.
[0040] A figura 7 apresenta em vista as ligações mecânicas exteriores adicionais, em que: 2 - Perno de ligação e elevação; 3 - Negativos de instalações eléctricas e telecomunicações; 10 - Chapa de ligação metálica exterior.
[0041] A figura 8 apresenta em vista as ligações mecânicas interiores adicionais, em que: 11 - Cantoneira de ligação metálica exterior.
[0042] A figura 9 apresenta em planta um exemplo de aplicação do sistema a uma moradia habitacional, em que: 12 - Cozinha; 13 - Sala; 14 - Quartos; 15 - Instalações Sanitárias.
[0043] A figura 10 apresenta em vista um exemplo de aplicação do sistema a uma moradia habitacional.
Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES 1 Sistema modular pré-fabricado em concreto armado para construção de edifícios constituído por peças em "U" e "Box" caracterizado pelo fato de que as ligações entre as peças são contínuas nas 3 direções: x) serem associados no sentido longitudinal, y) serem associadas a 90º entre si, z) serem associadas em altura, e por as ligações entre si serem efetuadas por sistemas de encaixe geométrico em concreto nas faces das peças e por ligações metálicas.
- 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que as peças incorporam portas, janelas e passagens para instalações hidráulicas, eléctricas e telecomunicações.
- 3. Sistema de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado pelo fato de que a dimensão x das peças é um múltiplo inteiro da dimensão y das peças.
- 4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3 caracterizado pelo fato de que a união entre as peças é elástica ou rígida.
- 5. Utilização do sistema descrito nas reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de ser usado para construção de edifícios.eq mM Rr E)
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