ES2291720T3 - Unidad de construccion modular y metodo de ensamblaje. - Google Patents
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Abstract
Unidad de construcción modular que comprende un armazón hecho a base de entramados de celosía de pared lateral unidos mútuamente por medio de traviesas a la altura del suelo y del techo y de entramados de celosía de pared extrema fijados a los extremos de la estructura resultante; donde cada uno de los entramados de celosía de pared comprende un conjunto de montantes estructurales (20) mútuamente paralelos y espaciados hechos a base de perfiles de acero estructural conformado en frío y unidos firmemente por riostras (22) horizontales o diagonales que están también hechas a base de perfiles de acero estructural conformado en frío; cada una de las traviesas está hecha de un perfil en C de acero estructural conformado en frío y queda unida a los entramados de celosía de pared mediante unión por encamisado en el interior de o en torno a elementos (30, 32) en forma de espolones laterales que se extienden desde los entramados de celosía de pared antes de ser soldada a los mismos; las riostras (22) de cada entramado de celosía de pared están centradas en un plano que está desplazado hacia el exterior con respecto a las dimensiones interiores del armazón; y el revestimiento interior en el interior del armazón comprende paneles murales (44) que quedan conectados a las riostras (22) por medio de barras elásticas de acero conformado en frío (28) cada una de las cuales tiene una parte que constituye un borde longitudinal fijada a las riostras (22) y una parte que constituye el reborde longitudinal opuesto fijada a los paneles murales (44) para así mantener a los paneles murales (44) fuera de contacto con los montantes estructurales (20) y para así definir un prolongado camino térmico desde los paneles murales (44) hasta los montantes estructurales (20) a través de las barras elásticas (28) y a través de una parte longitudinal de cada riostra (22).
Description
Unidad de construcción modular y método de
ensamblaje.
La invención se refiere a unidades de
construcción modular que están destinadas a ser usadas en la
construcción de oficinas, hoteles y bloques de apartamentos
prefabricados en gran medida, y de edificios de naturaleza general
similar. Tales unidades de construcción modular son estructuras con
forma de caja que pueden ser fabricadas y equipadas fuera del sitio
de la obra y pueden luego ser transportadas para ser así llevadas a
pie de obra para proceder al montaje final para formar las
habitaciones internas de un edificio. Una unidad de construcción
modular de este tipo es conocida por el documento
GB-A-2 192 916.
Particularmente en la construcción de hoteles,
apartamentos y residencias estudiantiles es conocida la técnica de
construir los edificios a base de módulos de construcción liviana
cada uno de los cuales es un armazón esquelético de acero hecho a
base de perfiles de acero estructural liviano soldados formando una
estructura con forma de caja y revestidos con tablazón tal como
cartón yeso, madera terciada o paneles de fibras orientadas (OSB).
Cada módulo de construcción se hace inicialmente en forma de un
armazón revestido de este tipo, y es luego equipado al deseado
nivel de decoración interior en una fábrica antes de ser
transportado al sitio de construcción final para su incorporación a
un edificio.
El documento
GB-A-2334045 describe un método de
construcción de un módulo de construcción de este tipo. Los de una
serie de miembros de entramado de idéntica forma rectangular o de
otro tipo son conformados y alineados de forma tal que quedan
mútuamente espaciados y paralelos en calidad de las costillas del
armazón esquelético final. Dichos miembros son entonces unidos unos
a otros mediante una pluralidad de riostras que quedan situadas en
el interior del armazón resultante. Se sujetan a las riostras los
paneles murales. Se añaden los paneles de suelo y de techo, así
como los paneles finales, y se procede a acabar el módulo de acuerdo
con su nivel final de decoración.
Una inevitable característica del módulo del
documento GB-A-2334045 es la de que
todo el módulo se hace y se equipa en una única fábrica. El paso de
construcción inicial de montar la hilera preformada de miembros de
entramado rectangular y unirlos con las riostras horizontales crea
una estructura esquelética de acero con forma de caja. Una vez que
este esqueleto ha sido soldado habiendo sido así convertido en el
armazón o esqueleto con forma de caja final, el transporte de ese
armazón conlleva un importante gasto, siendo necesario un camión o
vehículo con plataforma de carga cerca del suelo para sacar de la
fábrica cada armazón esquelético de este tipo. Por consiguiente,
los armazones son revestidos y equipados en los mismos locales, que
pueden estar a considerable distancia del emplazamiento del
edificio final a construir. Los módulos completamente equipados son
entonces transportados, generalmente por carretera, hasta el
emplazamiento del edificio final para entonces proceder a la
construcción del hotel o bloque de apartamentos a construir. Esto
conlleva unos considerables costes potenciales de transporte.
Otra característica del módulo del documento
GB-A-2334045 es la de que a través
de las riostras queda establecido un camino térmico directo desde
el empanelado interior hasta los miembros de entramado. Un incendio
en el edificio acabado, por consiguiente, tiene un relativamente
corto camino térmico antes de ocasionar la deformación de las
costillas o miembros de entramado que constituyen los montantes
estructurales del edificio acabado. Esto es muy preocupante porque
el acero de los miembros de entramado y de las riostras es de
entramado de acero liviano y puede deformarse fácilmente en caso de
verse sometido a sobrecarga térmica. La altura máxima de un
edificio hecho a base de módulos según el documento
GB-A-2334045 es por consiguiente la
de un relativamente pequeño número de pisos, que típicamente son
poco más o menos cuatro o cinco.
Es un objetivo de la invención el de aportar un
módulo de construcción y un método de construcción mediante el uso
de tales módulos que sirvan tanto para reducir los costes como para
mejorar la resistencia del edificio al fuego en comparación con el
uso de materiales de calidad similar en los métodos de construcción
modular conocidos. Al mejorar la pirorresistencia de cada módulo,
la invención permite la construcción de bloques de viviendas de
mayor altura usando los módulos de construcción de la invención.
La invención comprende una unidad de
construcción modular como la que aquí se especifica en las
reivindicaciones 1 a 15, y un método de construcción de una unidad
de construcción modular como el que aquí se especifica en la
reivindicación 16.
Los módulos de construcción según la invención
pueden ser apilados en un conjunto horizontal y vertical usando
medios de localización de los bordes como los que se describen y
reivindican en la copendiente Solicitud de Patente Nº W068005,
presentada con la presente, y pueden ser unidos horizontal y
verticalmente como se describe y reivindica en la W068006,
presentada con la presente, para así formar edificios de 20 o más
pisos de altura. Si se desea, el exterior de tales edificios puede
ser arriostrado usando miembros estructurales diagonales que pueden
estar por su parte hechos de perfil de acero liviano conformado en
frío. Tales riostras son conocidas per se. Eso puede sin
embargo ser innecesario si las riostras están situadas diagonalmente
en lugar de horizontalmente.
Los perfiles de acero estructural liviano que se
usan en calidad de los montantes estructurales en las unidades de
construcción modular de la invención tienen una excelente
resistencia a los esfuerzos de tracción pero una relativamente mala
resistencia a la compresión. Puede sin embargo lograrse una
adicional resistencia a los esfuerzos de tracción incorporando una
barra o un tubo o un cable dentro de montantes seleccionados de
entre los montantes estructurales. Si se usan barras o tubos,
entonces cada uno preferiblemente abarca toda la altura del
entramado de celosía de pared, que es la altura de todo un piso del
edificio construido, y preferiblemente termina en cada uno de sus
extremos con medios para conectar esa barra o ese tubo a las barras
o los tubos alineados de los pisos verticalmente adyacentes. Eso
une con eficacia los sucesivos pisos del edificio acabado en la
dirección vertical. Si se desea, similares barras, tubos o cables de
refuerzo pueden discurrir horizontalmente de extremo a extremo o de
lado a lado del módulo de construcción a través del entramado de
celosía de pared o a través de las traviesas, para unir mútuamente
los módulos adyacentes del edificio construido en el plano
horizontal.
Particularmente para la construcción de
edificios de más de 20 pisos de altura, o de edificios que sean
susceptibles de verse sometidos a fuerzas de cizallamiento lateral
ocasionadas por los vientos laterales, las paredes exteriores de
los edificios son preferiblemente reforzadas mediante columnas de
alta resistencia a la compresión que se incluyen dentro del espesor
de pared de las unidades de entramado rectangulares preformadas o se
fijan a las partes exteriores de los módulos individuales o de las
pilas de módulos.
Una forma preferida de columna resistente a la
compresión es una que comprende un perfil tubular hueco de acero
llenado con hormigón, y preferiblemente con hormigón armado con
barras de acero. El perfil de acero puede ser conformado en
caliente, por ejemplo en forma de perfil tubular de acero de sección
rectangular o circular, o bien puede hacerse de acero liviano
conformado en frío similar al acero que se usa en el resto del
módulo de construcción. Las columnas resistentes a la compresión
individuales pueden tener la altura de una única unidad de
construcción modular, o bien pueden tener la altura de dos o más
pisos en el edificio final. En el primero de los casos, las
columnas resistentes a la compresión pueden ser incorporadas en los
entramados de celosía de pared individuales. En el segundo de los
casos, dichas columnas resistentes a la compresión pueden ser
unidas al exterior del módulo de construcción montado o al exterior
del edificio montado. Si se desea, las columnas resistentes a la
compresión pueden ser columnas de hormigón premoldeado y
opcionalmente armado, cada una de las cuales se pone en un espacio
vacío establecido entre dos o más montantes estructurales paralelos
mútuamente espaciados, y el entramado de celosía de pared puede ser
construido en torno a esas columnas.
La invención también aporta un método de
construcción de la unidad de construcción modular de la invención
cuando dicho proceso de construcción se divide para incrementar la
rentabilidad entre dos sitios de fabricación como se especifica en
la reivindicación 17 en la presente. Los entramados de celosía de
pared lateral y de pared extrema se hacen y se ensamblan en el
primer sitio, y también será en general conveniente fabricar en el
primer sitio todos los otros elementos metálicos conformados en
frío, incluyendo las traviesas y todos los otros elementos
metálicos conformados que deban ser usados en el proceso de montaje
final. Esto significa que pueden estar previstos en ese primer
sitio todos los aparatos para conformar en frío los miembros
estructurales a base de acero liviano. También es convenientemente
efectuado en ese primer sitio el ensamblaje de los entramados de
celosía de pared, que es una operación especializada que requiere un
alto grado de precisión. El ensamblaje de los entramados de celosía
de pared se hace en general colocando los miembros estructurales
conformados de acero individuales en un utillaje de montaje, y
uniendo luego mútuamente los componentes mediante soldadura por
puntos, soldadura de costuras o soldadura de botón. El producto
final de ese primer sitio de fabricación es por consiguiente una
serie de entramados de celosía de pared que son esencia planos y
opcionalmente una serie de miembros estructurales que son en
esencia lineales, tales como las traviesas, todos los cuales pueden
cargarse en posición horizontal en un camión o vagón de ferrocarril,
lo cual permite cargar juntamente en un único camión o vagón los
componentes de varias unidades de construcción modular. Desde el
primer sitio, esos componentes son entonces transportados al
segundo sitio de fabricación, que típicamente sería un sitio
regional relativamente cercano a la zona en la cual el edificio
final debe ser construido a base de una serie de módulos montados.
En el segundo sitio, los entramados de celosía de pared son montados
con las traviesas para formar el armazón, y se procede a revestir y
equipar el armazón. El traslado del armazón desde el segundo sitio
sí requiere un único camión o vehículo con plataforma de carga cerca
del suelo para transportar cada módulo de construcción individual
al emplazamiento del edificio final para la construcción del
edificio, pero mediante un uso estratégico de los sitios regionales
de montaje puede hacerse que toda la operación resulte mucho más
económica que el método de montaje del documento
GB-A-2334045, que requiere que las
unidades montadas sean transportadas desde un único sitio de
fabricación y montaje donde se lleva a cabo todo el trabajo de
precisión así como el trabajo de montaje y equipamiento, que no es
de precisión.
Preferiblemente, tanto los montantes
estructurales como las traviesas son de perfil en C. Como es
perfectamente sabido, un perfil de este tipo comprende una cara
trasera, dos caras laterales y dos caras delanteras. Puede lograrse
resistencia adicional incluyendo una o varias indentaciones en una o
varias de las caras trasera, laterales y delanteras, y si se desea
puede incrementarse adicionalmente la resistencia incluyendo una
faldilla vuelta hacia el interior en una de las caras delanteras o
en ambas. Puede crearse una aún mayor resistencia uniendo por
encamisado dos perfiles en C, uno de los cuales estará indentado
mientras que el otro no estará indentado o bien estará indentado en
la dirección opuesta, de forma tal que el ensamblaje de los dos
perfiles en C crea una estructura tubular con una o varias formas
tubulares continuas que discurren longitudinalmente en el perfil
compuesto final.
Los elementos en forma de espolones que se
extienden desde los entramados de celosía de pared pueden ser en T
en planta, comprendiendo cada uno de ellos dos brazos de los cuales
uno queda montado dentro del perfil en C del correspondiente
montante estructural y el otro se extiende transversalmente desde el
mismo en forma de espolón para admitir un extremo de una
correspondiente traviesa, que es encamisada dentro de ese espolón o
en torno al mismo antes de ser soldada al mismo.
Los montantes estructurales, las traviesas e
incluso las riostras son sin embargo preferiblemente elementos
estructurales de construcción hechos de acero laminado en frío con
perfiles como los que se describen y reivindican en la copendiente
Solicitud de Patente Nº W068007 y como los que se especifican en la
reivindicación 9 en la presente. Tales perfiles están basados en
general en un perfil en C, pero haciendo el máximo uso de curvas de
gran diámetro en lugar de las caras planas convencionales. Estos
perfiles reciben aquí el nombre de perfiles en C multicurvas. El
documento W068007 también describe piezas de fijación adecuadas para
unir mútuamente tales elementos de construcción hechos en forma de
perfiles en C multicurvas para así formar con los mismos un
entramado de celosía tal como el que sería usado según esta
invención. En un típico entramado de celosía en el que se usen
solamente montantes estructurales, traviesas y riostras perfilados
con sección en C multicurvas, las riostras serían de longitudes
cortas, abarcando cada una solamente un único espacio intermedio
entre montantes estructurales adyacentes, siendo dichas riostras
unidas a los montantes estructurales mediante piezas de fijación en
T o piezas de fijación en K según el documento W068007. Como
alternativa, las riostras podrían ser más anchas que los montantes
estructurales, pasando éstos últimos completamente a través de
acanaladuras ovales estampadas en las riostras durante la
construcción. Serían necesarias soldaduras para afirmar las uniones
y dar rigidez al entramado de celosía.
Las barras elásticas de acero conformadas en
frío que conectan los paneles murales a las riostras son
preferiblemente perfiles en Z de los cuales ambos ángulos
conformados son obtusos. Una parte que constituye un borde
longitudinal de un perfil en Z de este tipo es una faldilla que es
sujetada a las riostras, preferiblemente por una línea vertical de
puntos de fijación a medio camino entre los montantes estructurales
adyacentes. Los paneles murales del revestimiento interior son
fijados a la parte que constituye el borde longitudinal opuesto del
perfil en Z, que como tal borde está también formado como faldilla
del borde. El método de fijación que se use para fijar los paneles
murales a las barras elásticas puede ser cualquier conveniente
método de montaje, tal como el de usar tornillos autorroscables.
Los dos ángulos obtusos del perfil en Z preferido proporcionan
elasticidad al montaje del revestimiento interior en el interior
del armazón, siendo esa elasticidad suficiente para reducir la
transmisión del sonido entre los paneles murales y el armazón. Los
paneles murales en ningún punto están en contacto con los montantes
estructurales o con las riostras, porque son mantenidos a distancia
por las barras elásticas. No hay por consiguiente una directa
transmisión del sonido de los paneles murales a los montantes
estructurales, y lo que es mucho más importante es que queda
establecido un prolongado camino térmico entre los paneles murales
y los montantes estructurales, pasando primeramente por las barras
elásticas a las riostras y luego longitudinalmente por las riostras
antes de la unión de éstas a su vez a los montantes estructurales.
Este prolongado camino térmico proporciona una excelente protección
térmica para los montantes estructurales en caso de declararse un
incendio dentro de la unidad de construcción modular.
Preferiblemente los paneles murales que se usan como revestimiento
interior en el interior del armazón comprenden dos gruesos de cartón
yeso para así proporcionar un aún mayor aislamiento acústico y
térmico.
El revestimiento interior del interior del
armazón también comprende paneles de suelo y de techo.
Preferiblemente se aplican sobre la parte superior del armazón
adicionales paneles externos con el espesor y la resistencia de los
paneles de suelo. Esto último significa que cuando las unidades de
construcción modular están siendo ensambladas para así formar con
las mismas un edificio, esos paneles externos adicionales aplicados
sobre la parte superior del armazón pueden soportar el peso de los
obreros que proceden al ensamblaje del edificio, sin necesidad de
habilitar andamiajes o pasarelas.
La Figura 1 es un esquema que ilustra la
convención de dibujo de las Figuras 2a a 2e;
las Figuras 2a y 2b son los alzados de las
estructuras esqueléticas de dos entramados de celosía de pared
lateral de una unidad de construcción modular según la
invención;
las Figuras 2c y 2d son los alzados de las
estructuras esqueléticas de dos entramados de celosía de pared
extrema de la unidad de construcción modular;
la Figura 2e es una vista en planta de las
viguetas de suelo y de techo de la unidad de construcción
modular;
las Figuras 3 a 8 son secciones practicadas por
los planos de sección 3-3 a 8-8
respectivamente de las Figuras 2c, 2d y 2b;
las Figuras 9 a 12 son detalles ampliados en
sección de las zonas indicadas respectivamente con los números 9 a
12 en la Figura 2e;
la Figura 13 es una vista en planta de una pieza
en bruto de chapa de acero que es doblada para construir una
primera parte de un elemento en forma de espolón para sujetar
firmemente las traviesas a los entramados de celosía de pared,
estando las líneas de doblado previstas dibujadas como líneas de
trazos;
la Figura 14 es una vista en perspectiva de la
pieza en bruto de la Figura 13 ya doblada con su forma final;
la Figura 15 es una vista en perspectiva que
corresponde a la Figura 14 pero con una chapa de refuerzo
añadida;
la Figura 16 es una vista en perspectiva que
corresponde a la Figura 15 pero con dos perfiles en C verticales
añadidos para darle al elemento en forma de espolón un perfil en
general en T en la vista en planta;
la Figura 17 es una vista en perspectiva de un
diseño alternativo del elemento en forma de espolón;
las Figuras 18a a 18j son perfiles en C
alternativos que pueden ser usados para los montantes
estructurales;
las Figuras 18k a 18n son perfiles en C
multicurvas alternativos como los que se describen en el documento
W068007;
la Figura 19 ilustra la sección de una riostra
que está destinada a ser usada con los perfiles en C de las Figuras
18a a 18j;
la Figura 20 ilustra la sección de una barra
elástica de acero para soportar los paneles murales y mantenerlos a
distancia de los montantes estructurales;
la Figura 21 es una sección vertical de una
columna resistente a la compresión que está destinada a ser usada
en la construcción de un edificio alto hecho a base de módulos según
la invención;
la Figura 22 es una sección horizontal de dos
montantes estructurales que están encabalgados sobre una columna
resistente a la compresión hecha a base de hormigón armado
premoldeado, estando dicha columna destinada a ser usada como
alternativa a la de la Figura 21; y
la Figura 23 es un alzado lateral de un
entramado de celosía preferido que usa montantes estructurales y
riostras que tienen la sección que se ilustra en la Figura 18k.
Haciendo primeramente referencia a las Figuras 1
y 2, la unidad de construcción modular de la invención se hace
construyendo en primer lugar dos entramados de celosía de pared
lateral como los que se ven en las Figuras 2a y 2b y dos entramados
de celosía de pared extrema como los que se ven en las Figuras 2c y
2d. Cada entramado de celosía de este tipo comprende un conjunto de
montantes estructurales 20 que son mútuamente paralelos y están
mútuamente espaciados y firmemente unidos entre sí por riostras
horizontales 22. Los montantes estructurales 20 son perfiles en C
de acero estructural liviano conformado en frío que pueden tener
cualesquiera de los perfiles generales que se ilustran en las
Figuras 18a a 18j. En las Figuras 18a a 18h el perfil en C está
ilustrado ya sea sin indentar (Figura 18a) o bien con una o varias
indentaciones 23 conformadas en las caras trasera 20a, laterales
20b o delanteras 20c del perfil. Las Figuras 18e, 18f, 18g y 18h
muestran cómo el perfil en C incluye una faldilla 24 vuelta hacia
el interior en cada una de las caras delanteras 20c del perfil. Las
Figuras 18i y 18j muestran cómo el perfil en C puede ser
adicionalmente reforzado mediante la inclusión de adicionales
perfiles en C para crear perfiles tubulares para así contar con una
resistencia adicional.
Para montantes estructurales con la forma de las
Figuras 18a a 18j, las riostras 22 son de sección en sombrero de
copa, como la que se muestra en la Figura 19, y son soldadas
mediante soldadura por puntos o soldadura de botón a la parte
trasera de los montantes estructurales 20 como se ve en las Figuras
2a a 2d. Para contar con una rigidez incrementada, cortos perfiles
espaciadores 26 de sección similar pueden ser posicionados entre
los montantes estructurales 20 adyacentes y soldados mediante
soldadura por puntos a las riostras 22.
Las Figuras 18k a 18n muestran cómo los
montantes estructurales pueden tener el perfil de un perfil en C
multicurvas como el que se describe y reivindica en el documento
W068007, en cuyo caso las riostras y las traviesas pueden también
tener cualquiera de los mismos perfiles generales.
Discurriendo verticalmente hacia abajo en cada
estructura de celosía de pared lateral y de pared extrema y fijadas
a las riostras 22 ya sea directamente o bien a través de los
miembros espaciadores 26 hay las de un conjunto vertical de barras
elásticas de acero conformado en frío 28 cada una de las cuales
tiene una sección en Z con ángulos obtusos como la que se ilustra
en la Figura 20.
Extendiéndose lateralmente desde cada montante
estructural 20 hay un par de elementos 30 y 32 en forma de
espolones como los que se muestran en las Figuras 8 y 7,
respectivamente. Los elementos 32 en forma de espolones son de
distintos tamaños para ajustarse a los tamaños de las
correspondientes traviesas a la altura del suelo y del techo, pero
cada uno está construido como se muestra en las Figuras 13 a 16. La
Figura 13 muestra una pieza en bruto 34 de chapa de acero que es
doblada por las líneas de trazos para así darle la configuración
general que se muestra en la Figura 14. Esa forma es entonces fijada
contra la deformación soldando en su sitio mediante soldadura por
puntos una chapa de refuerzo 36 como se muestra en la Figura 15,
estando las líneas de los puntos de soldadura ilustradas mediante
hileras de círculos en la Figura 15. Finalmente se sueldan mediante
soldadura por puntos un par de perfiles en C verticales a lo largo
del borde vertical como se muestra en la Figura 16, para así crear
una vista general en planta que es en T. La barra transversal de la
T, que es la que queda definida por los dos perfiles en C 38, queda
alojada en los entrantes de los montantes estructurales 20 en los
mismos sitios como los perfiles en C de refuerzo 25 que están
ilustrados en las Figuras 18i y 18j, dejando que el pie de la T
quede transversalmente en voladizo como espolón 30 o 32. Sobre o en
cada elemento saliente 30, 32 en forma de espolón es encamisada una
traviesa 40 del suelo o del techo del módulo, como se ilustra en la
Figura 2e. Las traviesas de refuerzo pueden soldarse en su sitio
según se requiera para así obtener una mayor rigidez
estructural.
La Figura 17 muestra una forma constructiva
alternativa para los elementos 30, 32 en forma de espolones. Una
única pieza de perfil en C 40 está provista de una cabeza 42 de
sección en sombrero de copa, siendo las dos unidas mútuamente
mediante soldadura por puntos o soldadura de botón. El perfil en
sombrero de copa 42 forma la barra del elemento en T en forma de
espolón resultante y queda alojado en el perfil en C de los
montantes estructurales. El perfil en C 40 sobresale en forma del
espolón.
Si los montantes estructurales y las traviesas
tienen los perfiles de las Figura 18k a 18n, los elementos en forma
de espolones son conectados como se describe en mi copendiente
Solicitud de Patente Nº W068007.
Una vez que el armazón esquelético ha sido
ensamblado como se ha descrito anteriormente, el mismo es revestido
por ejemplo con cartón yeso 44 como se muestra en las Figuras 3 y 4.
Preferiblemente se usan dos láminas de cartón yeso 44 tanto en las
paredes como en el techo. También se añade pavimento 46 (véase la
Figura 4), que puede consistir por ejemplo en paneles de madera
terciada, de cartón de papel usado o de fibras orientadas
(OSB).
La unión del revestimiento de cartón yeso 44 al
armazón esquelético se hace a través de las barras elásticas de
acero 28, que están dimensionadas de forma tal que mantienen a los
paneles murales de cartón yeso 44 a distancia de los montantes
estructurales 20, como se muestra en las Figuras 3 y 4. Puede
apreciarse que el espaciamiento que ahí se ilustra es
extremadamente pequeño, pero incluso un pequeño espaciamiento logra
establecer un aislamiento acústico junto con un largo y sinuoso
camino térmico desde los paneles murales de cartón yeso 44 hasta
los montantes estructurales 20, puesto que todo calor resultante por
ejemplo de un incendio interno en el módulo acabado tiene que pasar
lateralmente a través de las barras elásticas 28 a las riostras 22,
y luego longitudinalmente a lo largo de esas riostras 22 a los
montantes estructurales 20.
Después de haber sido el revestimiento interno
sujetado firmemente en posición como se ha descrito, el módulo de
construcción puede ser completamente equipado en una fábrica antes
de ser transportado al emplazamiento del edificio, donde será
elevado en posición al lado o encima de otros módulos similares,
para así crear el edificio acabado. Los herrajes finales de puertas
y ventanas, junto con las conexiones eléctricas y de fontanería,
son incorporados a cada unidad de construcción modular antes de que
la unidad sea ensamblada con otras para así formar un edificio, y
luego todo lo que es necesario es proceder a la conexión de esas
acometidas y acabar el edificio con una fachada de revestimiento
final que podría ser de ladrillo o madera, para así completar un
edificio con toda la decoración interior.
Otros detalles de la estructura quedan de
manifiesto a la luz de las Figuras 9 a 12. Se muestran en la Figura
9 elementos de un marco de puerta 50 que comprenden montantes que
constan de un perfil en LC con un perfil en SC insertado. La Figura
10 muestra un detalle de entramado de esquina. Se prevén en las
esquinas montantes estructurales 52 que constan cada uno de un
perfil en LC con un perfil en SC insertado. Las Figuras 11 y 12
muestran cómo se obtiene una mayor resistencia estructural en una
pared exterior creando la pared extrema exterior como un emparedado
de un primer conjunto de montantes estructurales 20 unidos entre sí
por riostras 22, y unido al exterior de eso un segundo conjunto de
montantes estructurales 20' unidos entre sí con riostras 22'.
Externamente se completa el módulo con un angular inferior 54 y un
angular superior 56 para acabar las esquinas, e internamente con un
angular inferior 58 y un angular superior 60, todo ello como se
muestra en las Figuras 3 y 4.
En la práctica, los entramados de celosía de
pared lateral y de pared extrema de las Figuras 2a a 2d son creados
en una primera fábrica. Si se desea, los elementos en forma de
espolones pueden ser soldados en posición en ese sitio de
ensamblaje inicial; o como alternativa puede preverse que los mismos
sean encajados en su sitio y soldados en posición en un segundo
sitio de ensamblaje menos especializado, siempre que los entramados
de celosía de pared lateral y pared extrema sean provistos de
adecuados medios de localización para permitir que esos elementos
en forma de espolones sean colocados en una posición final
plenamente localizada antes de ser soldados en su sitio. Los
elementos en esencia planos son entonces transportados por carretera
o por ferrocarril a ese segundo sitio, que es un sitio regional
donde con los mismos se construye el módulo acabado. Ante todo los
dos entramados de celosía de las paredes laterales son unidos uno al
otro por medio de las traviesas 30 y 32 a la altura del suelo y del
techo. Entonces se procede a presentar y soldar en posición los
entramados de celosía de las paredes extremas. A continuación se
sujeta firmemente en posición el revestimiento interior, y
preferiblemente se fija sobre el techo del módulo una lámina
adicional de revestimiento de techo exterior. El revestimiento de
techo puede ser por ejemplo de panel OSB de plena resistencia de
pavimento. Finalmente se procede a pintar y decorar el interior del
módulo hasta el nivel final deseado, incluyendo, de ser necesario,
alfombras y elementos de mobiliario general tales como armarios
fijos, antes de que el módulo acabado sea trasladado del segundo
sitio de ensamblaje al emplazamiento del edificio final.
El apilamiento de los módulos adyacentes y la
firme unión mutua de los mismos son como se describe y reivindica
en mis otras tres Solicitudes de Patente W068005, W068006 y W068007,
presentadas con la presente. Como ya se ha descrito, los módulos
pueden ser apilados y ensamblados para formar con los mismos
edificios de hasta veinte pisos de altura. Sin embargo, para
construir edificios más altos o edificios que se vean sometidos a
severos esfuerzos laterales en virtud de su ubicación en un entorno
ventoso o de su forma geométrica alta y esbelta, puede ser deseable
reforzar las paredes exteriores usando riostras o columnas
resistentes a la compresión. Las columnas resistentes a la
compresión pueden ser incorporadas en las paredes de las unidades
de entramado rectangulares preformadas, o bien pueden ser fijadas al
exterior de los módulos individuales o de las pilas de módulos. En
el primer caso los montantes estructurales se harían con la misma
altura como las paredes individuales de las unidades de
construcción; y en el segundo caso podrían tener la altura de un
único piso del edificio o la altura de dos o más pisos. La figura 21
ilustra una forma de columna resistente a la compresión que se hace
a base de llenar una columna metálica tubular 62 con hormigón 63. El
montante de acero 62 puede hacerse a base de perfil de acero
liviano conformado en frío. Se forma con el relleno de hormigón 63
un pico abovedado 64 en la parte superior, con una correspondiente
hendidura abovedada 65 en la parte inferior. Cuando las columnas
resultantes son colocadas una sobre la otra para así constituir un
refuerzo exterior para el edificio acabado, el pico 64 de cada
columna encaja entonces en el correspondiente entrante 65 de la
correspondiente columna del piso inmediatamente superior, lográndose
así una segura localización. La Figura 21 también muestra cómo se
prevén barras de acero de refuerzo 66 que les proporcionan mayor
resistencia estructural a las columnas resistentes a la compresión.
Si las columnas no son incorporadas en las paredes de los módulos
individuales, las mismas pueden ser entonces fijadas a las paredes
exteriores, por ejemplo mediante soldadura.
La Figura 22 muestra cómo las columnas
resistentes a la compresión pueden ser incorporadas en el entramado
de celosía de pared. Se prevé una columna prefabricada 71 de
hormigón armado que abarca la altura del entramado de celosía de
pared. Pueden preverse en las partes superior e inferior un pico y
una hendidura correspondientes a los numerados con los números de
referencia 64 y 65 en la Figura 21. La columna 70 está configurada
para quedar situada entre dos montantes estructurales 20 que tienen
cada uno el perfil que se ilustra en la Figura 18n, y se sueldan al
exterior de los montantes 20 armaduras de acero 71 para mantener
unido al conjunto. Ese montante estructural compuesto reforzado
puede ser entonces incorporado en un entramado de celosía de pared
como se indica en otro sitio en esta descripción.
La Figura 23 ilustra un entramado de celosía de
pared muy preferido para su incorporación a un módulo de
construcción según la invención. Los montantes estructurales 20 y
las riostras 22 tienen el perfil de cualesquiera de las Figuras 18k
a 18n. Las riostras 22 están conectadas diagonalmente en
triangulación para proporcionar una máxima resistencia. Cada
riostra 22 está unida a sus correspondientes montantes estructurales
20 y a la riostra adyacente 22 por medio de un par de chapas de
acero prensado 72 que están posicionadas una en el exterior y una en
el interior del entramado de celosía de pared y soldadas a los
montantes 20 y a las riostras 22. Las líneas de trazos 73 indican
las líneas de unión de las barras elásticas de acero 28.
Los módulos de construcción individuales
constituidos como se ha descrito no tienen que ser rectangulares en
la vista en planta. Puede realizarse cualquier forma en planta.
Módulos trapezoidales pueden colocarse unidos para crear edificios
rectos o curvados. Los módulos pueden incluir elementos tales como
balcones que queden situados en la pared exterior del edificio
acabado. Las paredes incluso no tienen que ser rectas, por cuanto
que puede apreciarse por la Figura 23 que para ser usada según esta
invención puede construirse fácilmente una pared curvada a base de
los montantes estructurales y las riostras de perfil en C
multicurvas de mi Solicitud de Patente Nº W068007.
Claims (17)
1. Unidad de construcción modular que comprende
un armazón hecho a base de entramados de celosía de pared lateral
unidos mútuamente por medio de traviesas a la altura del suelo y del
techo y de entramados de celosía de pared extrema fijados a los
extremos de la estructura resultante; donde
cada uno de los entramados de celosía de pared
comprende un conjunto de montantes estructurales (20) mútuamente
paralelos y espaciados hechos a base de perfiles de acero
estructural conformado en frío y unidos firmemente por riostras
(22) horizontales o diagonales que están también hechas a base de
perfiles de acero estructural conformado en frío;
cada una de las traviesas está hecha de un
perfil en C de acero estructural conformado en frío y queda unida a
los entramados de celosía de pared mediante unión por encamisado en
el interior de o en torno a elementos (30, 32) en forma de
espolones laterales que se extienden desde los entramados de celosía
de pared antes de ser soldada a los mismos;
las riostras (22) de cada entramado de celosía
de pared están centradas en un plano que está desplazado hacia el
exterior con respecto a las dimensiones interiores del armazón;
y
el revestimiento interior en el interior del
armazón comprende paneles murales (44) que quedan conectados a las
riostras (22) por medio de barras elásticas de acero conformado en
frío (28) cada una de las cuales tiene una parte que constituye un
borde longitudinal fijada a las riostras (22) y una parte que
constituye el reborde longitudinal opuesto fijada a los paneles
murales (44) para así mantener a los paneles murales (44) fuera de
contacto con los montantes estructurales (20) y para así definir un
prolongado camino térmico desde los paneles murales (44) hasta los
montantes estructurales (20) a través de las barras elásticas (28)
y a través de una parte longitudinal de cada rios-
tra (22).
tra (22).
2. Unidad de construcción modular según la
reivindicación 1, en la que los montantes estructurales (20) son de
sección en C y los elementos (30, 32) en forma de espolones tienen
forma de T o forma de L y comprenden cada uno dos brazos de los
cuales uno queda montado dentro del perfil en C del correspondiente
montante estructural (20) y el otro se extiende transversalmente
desde ahí en forma de un espolón para admitir un extremo de una
correspondiente traviesa.
3. Unidad de construcción modular según la
reivindicación 2, en la que cada brazo del elemento (30, 32) en
forma de espolón está hecho de acero estructural conformado en frío
y tiene una sección en general en C.
4. Unidad de construcción modular según
cualquier reivindicación precedente, en la que cada perfil en C
incluye una o varias indentaciones (23) en las caras trasera,
laterales o delanteras del perfil.
5. Unidad de construcción modular según
cualquier reivindicación precedente, en la que cada perfil en C
incluye una faldilla (24) vuelta hacia el interior en uno de los
elementos delanteros del perfil o en ambos.
6. Unidad de construcción modular según
cualquier reivindicación precedente, en la que en cada entramado de
celosía de pared las riostras (22) están soldadas a los exteriores
de los montantes estructurales (20).
7. Unidad de construcción modular según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que en cada
entramado de celosía de pared las riostras (22) pasan a través de
acanaladuras formadas en los montantes estructurales (20).
8. Unidad de construcción modular según la
reivindicación 7, en la que las acanaladuras son creadas estampando
pasos en la chapa de acero a base de la cual se hacen los montantes
estructurales (20), antes de conformar en frío la chapa de acero
para así formar con la misma el perfil de los montantes
estructurales (20).
9. Unidad de construcción modular según la
reivindicación 1, en la que los montantes estructurales (20), la
traviesas y las riostras (22) están todos ellos hechos a base de
perfiles de acero estructural laminado en frío que comprenden un
par de partes laterales opuestas arqueadas o considerablemente
arqueadas cada una de las cuales se extiende en forma de un arco
total o considerablemente continuo desde una acanaladura central
que desemboca en la correspondiente parte lateral y desde la
correspondiente parte lateral pasando a una parte cóncava arqueada
o considerablemente arqueada de una pared trasera.
10. Unidad de construcción modular según la
reivindicación 8, en la que las riostras (22) están conectadas en
el plano de los montantes estructurales (20) y discurren
diagonalmente de un montante estructural al siguiente.
11. Unidad de construcción modular según la
reivindicación 8 o la reivindicación 9, en la que montantes
estructurales (20) seleccionados y/o traviesas seleccionadas son
reforzados incluyendo dentro de una de las partes laterales
opuestas arqueadas o considerablemente arqueadas o de ambas una
barra o un tubo de refuerzo.
\newpage
12. Unidad de construcción modular según la
reivindicación 11, en la que los extremos de las barras o de los
tubos de refuerzo están provistos de medios de unión para unirlos a
las barras o los tubos de refuerzo de módulos adyacentes, para unir
mútuamente los módulos.
13. Unidad de construcción modular según
cualquier reivindicación precedente, en la que se fijan sobre la
parte superior del armazón paneles externos que proporcionan un
adicional espesor de panel de suelo.
14. Unidad de construcción modular según
cualquier reivindicación precedente, en la que cada una de las
uniones entre los montantes estructurales (20) y las riostras (22)
horizontales y cada una de las uniones entre los elementos en forma
de espolones y los montantes estructurales (20) y las traviesas
incorpora al menos una soldadura que es una soldadura por puntos,
una soldadura de costuras o una soldadura de botón.
15. Unidad de construcción modular según
cualquier reivindicación precedente, en la que se incorporan a la
unidad de construcción modular antes de que esa unidad sea
ensamblada con otras para así formar un edificio herrajes finales
de puertas y ventanas junto con conexiones eléctricas y de
fontanería.
16. Método que es para construir una unidad de
construcción modular según cualquier reivindicación precedente y
comprende los pasos de:
(a) crear un armazón a base de:
(I) construir los entramados de celosía de pared
que comprenden cada uno:
un conjunto de montantes estructurales (20) que
quedan mútuamente paralelos y espaciados y mutua y firmemente
unidos mediante riostras (22) horizontales o diagonales, estando
tanto los montantes estructurales (20) como las riostras (22)
hechos de perfiles de acero estructural conformado en frío, siendo
las riostras (22) centradas en un plano que queda desplazado hacia
el exterior con respecto a las dimensiones interiores del armazón,
y
una hilera de elementos en forma de espolón al
nivel del suelo y una hilera de elementos en forma de espolón al
nivel del techo, extendiéndose tales elementos en forma de espolón
lateralmente desde los montantes estructurales de cada entramado de
celosía de pared;
(II) unir mútuamente los entramados de celosía
de pared para formar el armazón mediante unión por encamisado de
las traviesas de perfil en C de acero estructural conformado en frío
en el interior de o en torno a los elementos en forma de espolones
y luego a base de soldar las traviesas a los elementos en forma de
espolones; y
(III) sujetar firmemente los entramados de
celosía de pared extrema a los extremos opuestos del armazón así
formado; y
(b) revestir el armazón fijando los panales
murales (44) a las riostras a base de fijar una parte que constituye
un borde longitudinal de cada una de las de un conjunto de barras
elásticas de acero conformado en frío (28) a las riostras (22) y
una parte que constituye el borde longitudinal opuesto de cada una
de las barras elásticas (28) a los paneles murales (44) para así
mantener a los paneles murales (44) fuera de contacto con los
montantes estructurales (20) y para así definir un prolongado
camino térmico desde los paneles murales hasta los montantes
estructurales (20) a través de las barras elásticas (28) y a través
de una parte longitudinal de cada riostra (22).
17. Método según la reivindicación 16, en el que
los entramados de celosía de las paredes laterales y de las paredes
extremas se hacen y se ensamblan en un primer sitio de fabricación;
esos entramados ensamblados son transportados a un segundo sitio de
fabricación; los entramados de celosía de las paredes son
ensamblados con las traviesas para formar el armazón en el segundo
sitio de fabricación; y el armazón es revestido y equipado en el
segundo sitio de fabricación.
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