ES2285877B1 - Sistema estructural para edificaciones. - Google Patents
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Abstract
Sistema estructural para edificaciones; caracterizado porque comprende: - módulos estructurales (1) autorresistentes prismáticos, que se disponen adosados lateralmente en cada una de las plantas y superpuestos verticalmente en las sucesivas plantas de la edificación, un dispositivo de tensado mecánico horizontal que establece la compresión en dirección horizontal de los módulos estructurales (1) adosados lateralmente y conformantes de cada una de las plantas de la edificación y un dispositivo de tensado mecánico vertical, que establece la compresión en dirección vertical de los módulos estructurales (1) apilados verticalmente en la edificación.
Description
Sistema estructural para edificaciones.
La presente invención se refiere a un sistema
estructural para edificaciones, consistente en unos módulos
estructurales que se disponen adosados lateralmente en cada una de
las plantas y superpuestos verticalmente en las sucesivas plantas de
la edificación, así como de un dispositivo de tensado mecánico
horizontal que establece la compresión en dirección horizontal de
los módulos estructurales adosados lateralmente y un dispositivo de
tensado mecánico vertical, que establece la compresión en dirección
vertical de los módulos estructurales (1) apilados verticalmente en
la edificación.
Desde hace tiempo se ha buscado el abaratamiento
en los costes de construcción, sin pérdida de calidad, sustituyendo
la colocación casi artesanal de ladrillos por la colocación
"in situ" de módulos prefabricados.
Los módulos prefabricados existentes pueden
tener unas dimensiones correspondientes a una pequeña vivienda; sin
embargo, la construcción de edificaciones con este tipo de módulos
prefabricados, mediante el adosado lateral y superposición de los
mismos, plantea diferentes problemas tales como una falta de
estabilidad ante posibles esfuerzos laterales debidos a seismos, al
viento o a causa de asentamientos o movimientos del edificio, por
lo que actualmente en las edificaciones realizadas con este tipo de
módulos no se practica la construcción de alturas superiores a tres
plantas, o lo que es lo mismo a tres módulos.
De otra parte, estos módulos pueden presentar
pequeños errores constructivos, de modo que las superficies
laterales y horizontales del mismo no sean perfectamente
perpendiculares, ello determina que la acumulación de errores en el
apilado múltiple pueda resultar fatal para la estabilidad de la
edificación.
Las edificaciones realizadas actualmente con
este tipo de módulos requieren costosas juntas de dilatación que,
además de encarecer el coste de la construcción, la complican de
forma importante.
El sistema estructural para edificaciones objeto
de esta invención presenta una serie de particularidades
constructivas orientadas a proporcionar una serie de ventajas como:
la eliminación de las costosas juntas de dilatación, rapidez de
montaje con materiales sencillos, fiabilidad en la transmisión de
cargas estructurales controladas, mantenimiento de una flexibilidad
estructural evitando posibles fisuras como ocurre en la
construcción tradicional, garantía de seguridad y estabilidad del
edificio durante cualquier fase de ejecución, así como aislamiento
acústico mediante el corte de frecuencias en la transmisión
acústica, aérea o de impacto.
Para ello, y de acuerdo con la invención, este
sistema estructural comprende:
- unos módulos estructurales autorresistentes
que definen contenedores prismáticos que se adosan lateralmente en
cada una de las plantas y se superponen en las sucesivas plantas de
la edificación,
- un dispositivo de tensado mecánico horizontal
que establece la compresión en dirección horizontal de los módulos
estructurales adosados lateralmente y conformantes de cada una de
las plantas de la edificación y
- un dispositivo de tensado mecánico vertical
que establece la compresión en dirección vertical de los módulos
estructurales apilados verticalmente en la edificación.
Los mencionados módulos estructurales conforman
simultáneamente la estructura de la edificación y las paredes las
viviendas.
Dichos módulos estructurales están compuestos
por, al menos, cuatro paneles prefabricados de hormigón pretensado
de alta resistencia, ensamblados mecánicamente y provistos los
extremos de un marco de acero que asegura la ortogonalidad o
perpendicularidad entre los paneles horizontales y los paneles
verticales de un mismo módulo estructural.
La incorporación en los módulos del mencionado
marco de acero impide la acumulación de errores de desfase angular
cuando se apilan o superponen un número más o menos elevado de
módulos estructurales.
Una característica fundamental de este sistema
estructural está determinado por la incorporación de los
dispositivos de tensado horizontal y vertical que producen un
efecto de compresión en los módulos y que permiten conseguir un gran
monolitismo del conjunto, sin perder en ningún momento la
elasticidad necesaria en cualquier construcción.
El dispositivo de tensado mecánico horizontal
comprende unos tirantes horizontales que se van colocando entre los
módulos correspondientes a plantas consecutivas a medida que se va
construyendo el edificio. Los tirantes mencionados disponen en sus
extremos de unos terminales roscados para el montaje, en cada uno
de dichos terminales, de una placa de material antideslizante, de
una placa de acero y de una tuerca de apriete.
Al realizar el apriete de las tuercas situadas
en cada uno de los extremos de dichos tirantes, las
correspondientes placa antideslizante y placa de acero actúan contra
el módulo extremo de la hilera o hileras de módulos horizontales a
ligar de forma compresiva, proporcionándoles la estabilidad y
seguridad necesaria para continuar la construcción mediante la
colocación de los módulos correspondientes a la planta inmediata
superior.
El dispositivo de tensado mecánico vertical
comprende, al igual que el anterior, unos tirantes de acero
galvanizado con funda de protección, dispuestos verticalmente entre
las sucesivas columnas de módulos apilados o superpuestos;
disponiendo dichos tirantes verticales de unos terminales extremos
roscados para el montaje en cada uno de dichos terminales de una
placa de material antideslizante, una placa de acero y una tuerca
de apriete. El apriete de las tuercas correspondientes a estos
tirantes verticales se realiza una vez terminada la estructura, es
decir alcanzada la altura deseada.
Los tirantes horizontales y verticales pueden
estar compuestos por cables de acero o por varillas roscadas,
también de acero, calculándose las tensiones a añadir a los
tirantes según las diferentes situaciones de alzada, viento o riesgo
de seismos.
En cualquier caso los tirantes horizontales y
los tirantes verticales forman un entramado o malla, que aplica
unas compresiones tanto en sentido horizontal como en sentido
vertical a los diferentes módulos constitutivos de la construcción,
proporcionándole al conjunto un gran monolitismo, sin perder en
ningún momento la elasticidad necesaria de la construcción,
proporcionando los mencionados tirantes horizontales y verticales
un efecto de "empaquetado" o "ligado compresivo" que hace
trabajar al conjunto de los módulos o unidades como un único
edificio.
Este sistema presenta otras ventajas tales como
la posibilidad de eliminar las juntas de dilatación, bastando para
ello con interrumpir los tirantes horizontales aproximadamente cada
50 metros.
En esta invención se ha previsto además que los
marcos metálicos de los módulos constructivos puedan incorporar
soportes adecuados para la fijación de estructuras metálicas anejas
o para la recepción de un módulo de hormigón trabajando en
voladizo.
Asimismo se ha previsto que los paneles
prefabricados conformantes de las superficies horizontales y
verticales de los módulos estructurales puedan ser continuas o
presentar aberturas para ventanas, balcones, escaleras u otras zonas
de paso.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista esquemática en
perspectiva de un ejemplo de realización de uno de los módulos
constructivos.
- La figura 2 muestra una vista en perspectiva
de varios módulos alineados horizontal y verticalmente,
sensiblemente distanciados entre sí, y los tirantes horizontales
encargados de realizar una unión compresiva de los mismos en
dirección horizontal.
- La figura 3 muestra una vista análoga a la
anterior en la que también se han representado los tirantes
verticales.
- La figura 4 muestra un detalle en perspectiva
de una porción extrema de uno de los tirantes en la que se puede
observar la funda de protección y el terminal roscado,
encontrándose enfrentados con éste una placa antideslizante, una
placa metálica y la correspondiente tuerca de apriete.
- Las figuras 5, 6 y 7 muestran sendos ejemplos
de realización de módulos estructurales provistos respectivamente
de una abertura lateral para ventana, de una abertura superior para
el paso de la escalera y de una abertura lateral para un
balcón.
- La figura 8 muestra un detalle en perspectiva
de una de las esquinas de un módulo constructivo provisto de un
anclaje para el acoplamiento de una pieza metálica destinada a
soportar en voladizo una plancha de hormigón.
Como se puede observar en las figuras adjuntas,
los módulos estructurales, referenciados genéricamente como (1),
definen unos contenedores prismáticos compuestos por unos paneles
prefabricados (2) ensamblados mecánicamente y provistos en los
extremos de un marco de acero (3) que asegura la perpendicularidad
entre los paneles horizontales y los paneles verticales del
módulo.
Como se puede observar en la figura 2 para
construir una edificación basta con alinear una primera fila de
módulos (1) que constituirán la primera planta de la edificación,
de forma que queden adosados lateralmente aunque en la mencionada
figura 2 estos módulos se han representado ligeramente distanciados
para facilitar la explicación.
Los módulos (1) correspondientes a cada planta
se relacionan entre sí mediante unos tirantes horizontales (4)
situados entre los módulos (1) de las sucesivas plantas de la
edificación. Dichos tirantes horizontales (4) pueden estar
compuestos por un vástago roscado o por un cable de acero provisto
de una funda de protección (41), tal como se muestra en la figura
4, presentando en cualquier caso unos terminales extremos roscados
(42) para el montaje de una placa de material antideslizante (43),
por ejemplo neopreno, de una placa metálica (44) y de I a
correspondiente tuerca de apriete (45).
Mediante el apriete de las tuercas extremas
(45), los módulos (1) de una misma planta quedan sometidos a una
compresión horizontal que produce un efecto de empaquetado de los
mismos.
Para la realización de las plantas sucesivas se
repite la misma operativa colocando una nueva hilera de módulos y
los correspondientes tirantes (4) de compresión horizontal, con lo
que se consigue la estabilidad de los módulos ya colocados durante
cualquier fase de construcción de la edificación.
Como se puede observar en la figura 3, una vez
alcanzada la altura deseada los módulos (1) apilados verticalmente
son sometidos a una compresión vertical por medio de unos tirantes
verticales (5) análogos a los tirantes horizontales (4) es decir
provistos de terminales roscados de las correspondientes placas
extremas de compresión y tuercas de apriete.
En este caso las placas inferiores de los
tirantes (5) se encontrarán preferentemente ancladas a la
cimentación del edificio.
Los tirantes (4 y 5) forman por tanto una maya o
retícula que establece tanto la compresión de los módulos (1) en
dirección horizontal como en dirección vertical proporcionándole a
la construcción un gran monolitismo, lo que permite superar
ampliamente las tres alturas aconsejadas en las construcciones
modulares actuales.
Como se puede observar en las figura 5, 6 y 7
los paneles prefabricados de hormigón (2) pueden presentar
diferentes aberturas, presentando concretamente en la figura 5 una
abertura lateral (21) para la colocación de una ventana, en la
figura 6 una abertura superior (22) para el paso de una escalera y
en la figura 7 una abertura lateral (23) para un balcón o
similar.
Como se puede observar en la figura 8, los
módulos (1) pueden presentar además anclajes exteriores (6) para la
fijación de estructuras metálicas auxiliares o soportes (7) que
permitan el montaje exterior en voladizo de placas de hormigón
prefabricado, por ejemplo para la definición de balcones o terrazas
exteriores.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (6)
1. Sistema estructural para edificaciones;
caracterizado porque comprende:
- módulos estructurales (1) autorresistentes que
definen contenedores prismáticos, que se disponen adosados
lateralmente en cada una de las plantas y superpuestos
verticalmente en las sucesivas plantas de la edificación,
- un dispositivo de tensado mecánico horizontal
que establece la compresión en dirección horizontal de los módulos
estructurales (1) adosados lateralmente y conformantes de cada una
de las plantas de la edificación y
- un dispositivo de tensado mecánico vertical,
que establece la compresión en dirección vertical de los módulos
estructurales (1) apilados verticalmente en la edificación.
2. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los módulos estructurales (1) están
compuestos por, al menos, cuatro paneles prefabricados (2) de
hormigón pretensado de alta resistencia, ensamblados mecánicamente y
provistos en los extremos de un marco de acero (3) que asegura la
ortogonalidad entre los paneles horizontales y verticales (2) de un
mismo módulo estructural (1).
3. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de tensado mecánico
horizontal comprende unos tirantes (4) de acero galvanizado con
funda de protección (41), dispuestos horizontalmente entre las
hileras de módulos (1) correspondientes a dos plantas consecutivas
de la edificación y provistos de unos terminales extremos (43)
roscados para el montaje, en cada uno de dichos terminales, de una
placa de material antideslizante (43), de una placa de acero (44) y
de una tuerca (45) encargada de establecer el apriete del
mencionadas placas (43, 44) contra el correspondiente módulo
extremo de la hilera o hileras de módulos horizontales a ligar de
forma compresiva.
4. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de tensado mecánico
vertical comprende unos tirantes (5) de acero galvanizado, con funda
de protección, dispuestos verticalmente entre las sucesivas
columnas de módulos apilados y provistos, al igual que los tirantes
horizontales (4), de unos terminales extremos roscados para el
montaje en cada uno de dichos terminales de una placa de material
antideslizante, una placa de acero y una tuerca encargada de
establecer el apriete vertical de las mencionada placas contra el
correspondiente módulo extremo de la columna o columnas de módulos
apilados a ligar de forma compresiva.
5. Sistema, según las reivindicación 1,
caracterizado porque los marcos metálicos (3) de los módulos
constructivos (1) pueden incorporar soportes (6) adecuados para la
fijación de estructuras metálicas auxiliares o de piezas (7) para el
soporte de placas de hormigón en voladizo.
6. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los paneles prefabricados (2)
conformantes de las superficies horizontales y verticales de los
módulos estructurales (1) pueden ser continuas o presentar aberturas
(21, 22, 23) para ventanas, escaleras, balcones u otras zonas de
paso.
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