WO2004097129A1

WO2004097129A1 - Sistema de construccion autosoportante

Info

Publication number: WO2004097129A1
Application number: PCT/EC2004/000002
Authority: WO
Inventors: Walter Jose Peter Jaime
Original assignee: Eternit Ecuatoriana Sa
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2004-11-11
Also published as: ECSP034575A; WO2004097129B1

Abstract

Sistema de construcción basado en la interconexión de paneles prefabricados que en su composición incluyen fibrocemento, preferiblemente asbesto cemento, elementos de unión, y solera superior, mediante un método de ensamblaje en laal obra con sujeción directa al suelo, que tiene capacidad de sumar esfuerzos para obtener alta resistencia física y sísmica y que prescinde de otros elementos de cimentación y soporte.

Description

SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN AUTO SOPORTANTE

I. Campo de la invención

La presente invención se relaciona con el área de la construcción, especialmente con el diseño de un sistema cuya estructura consiste en paneles prefabricados, con módulos o planchas que en su composición incluyen fibrocemenío, preferiblemente asbesto cemento, elementos de unión, y solera de sujeción superior y particularmente en lo relativo a su empotramiento directo al suelo y la inserción de los paneles en la solera superior. Estos elementos en su conjunto, y su método de ensamblaje, lo convierten en un sistema auto soportante. Este sistema es altamente resistente a sismos, huracanes y otros elementos de la naturaleza, es altamente duradero y tiene bajo costo de construcción; no necesita mano de obra especializada, ni equipamiento complejo; es armable a cualquier tipo de terreno, es versátil en cuanto a los recubrimientos y acabados que admite (incluso puede prescindir de ellos) y permite la construcción progresiva por etapas de muy diferentes modelos de construcción.

II. Estado de la técnica actual

En el estado de la técnica actual se conoce la existencia de distintos sistemas de construcción que incluyen elementos prefabricados, por ejemplo, ES 8207612, de ROFIZA SA., US 3, 886,699 de Bergmann, Jr., PCT/AU94/00335 de Leftmin-Ster y. Ltd. Sin embargo, con los sistemas tradicionales no se supera la dificultad técnica que se origina al levantar las estructuras de soporte tradicional porque se necesitan sistemas de cimentación, la excavación de bases para los plintos, generalmente profundas y amplias, losas de cimentación, etc., lo cual encarece el costo y disminuye la flexibilidad de esos sistemas, especialmente para viviendas pequeñas y edificaciones menores en general. Por otro lado, el uso de las planchas de fibrocemento actual se limita a paredes sobre elementos estructurales de soporte previamente instalados, esquineros rígidos, paneles individuales y, fundamentalmente, a la conformación de cubiertas.

III. Descripción de la invención

El sistema está compuesto por un grupo de elementos estructurales y un método de ensamblaje particular, según se describe a continuación, que lo convierten en un sistema auto soportante, diseñado para cubrir todos los esfuerzos de tracción y compresión que se producen por cargas propias, estables y móviles, y agentes externos a la misma como terremotos, huracanes, tornados, etc. En este sistema los elementos estructurales están interconectados entre sí principalmente al incorporar un anillo estructural natural inferior, creado a partir de la inserción de las planchas de fibrocemento en la tierra, físicamente ligero pero muy resistente, y una solera superior de amarre. El empotramiento en el suelo natural, le da a las planchas una gran resistencia a cargas horizontales perpendiculares al plano y más en su propio plano. Se han ensayado con cargas laterales en los dos sentidos y el resultado en muy favorable tanto que para las cargas sísmicas de viviendas pequeñas, se obtiene resistencias superiores en varias veces. Véase numeral 3.3.

3.1. Descripción de los componentes 3.1.1. Paneles: Estructuras onduladas o lisas, de forma preferiblemente rectangular, pero que pueden ser cortados con diferente ángulo en uno o varios de sus lados, en atención al diseño deseado (Fig 2). Su ancho varía desde 75mm hasta 1.20 mts y su longitud desde 50cm hasta aproximadamente 10mts de largo. El espesor del panel puede ser desde 3mm hasta 30mm, según las diversas fuerzas que deba resistir y los diferentes usos que tenga. Los paneles se componen fundamentalmente de planchas onduladas de varios espesores, cuya aplicación depende del uso de la edificación, y/o placas, ambas de fibrocemenfo, preferiblemente con crisotilo y cemento, materiales estos inorgánicos resistentes a la pudrieron por la humedad. Los paneles de fibrocemento, fabricados con la fórmula original, no se deforman, ni oxidan, resisten la humedad de la tierra y la ondulación les otorga una buena inercia en los dos sentidos, lo cual le permite al panel mayor resistencia física y condiciones de uso resistentes a sismos, huracanes y otras fuerzas de la naturaleza.

3.1.2. Elementos de unión: Este sistema utiliza fundamentalmente los sistemas de unión tradicionales para lograr el ensamblaje de las placas entre si y de los módulos a la solera de amarre (Fig 6 y 7).

3.1.3. Soleras de sujeción, amarre o de repartición de cargas: Las soleras de sujeción o amarre se utilizan en la parte superior de las planchas y sirven para otorgar rigidez y permitir un trabajo de conjunto. Su uso con el método de empotramiento inferior en el suelo, permite al sistema prescindir de otros elementos de soporte tales como columnas o dinteles. Estas soleras de sujeción, además, constituyen elementos de soporte para la cubierta, formando un sistema auto soportante y sismorresistente (sistema caja), las planchas de cubierta se colocan con ganchos J con la solera como es lo tradicional (Fig.3). Las soleras son preferiblemente perfiles metálicos en forma de "U" o Canal de poco peso, tales como de tol galvanizado o negro con pintura anticorrosiva, aluminio, o similar. (Fig 5).

En los extremos o uniones de la solera, se realizan cortes particulares que se ajusten al uso previsto en To L (Fig 7). 3.2. Descripción del método de ensamblaje.

3.2.1 Descripción general del método.

1. LIMPIEZA DEL ÁREA Y NIVELACIÓN DEL TERRENO. Se limpia y nivela el área aproximada para la ubicación de la edificación y se nivela el terrero (#1 Fig4). 2. REPLANTEO. Luego de la limpieza del terreno se comienza el replanteo que es el trazado de los ejes de la excavación según plano.

3. EXCAVACIÓN. Según el plano se comienza la excavación, con un ancho aproximado de 30 cm, aunque puede ser mayor o menor según el uso previsto y una profundidad que puede oscilar entre 60 y 100cm principalmente en correspondencia con la altura previsía de las placas (#3 Fig4). Se debe tomar en cuenta los niveles a los cuales se tiene que llegar. Se debe comprobar los niveles de excavación del terreno para no tener que rellenar o excavar en exceso. Y se puede construir un canal perimetral para la recolección de agua (#4 Fig4)

4. COMPACTACION. Se compacta el suelo en la zona al contorno de la plancha (#2 Fig4), y al mismo tiempo se comprueban los niveles, para tener una superficie uniforme al colocar las placas. 5. SISTEMA DE COLOCACIÓN DE PLACAS. (Fig 4) De forma general, las placas se introducen en la tierra en una profundidad que varía en atención a las características del suelo el tamaño de la placa, y el destino y uso de la construcción (#3 Fig 4). Las placas se sostienen entre si mediante elementos simples, aprovechando su gran rigidez, con tomillos o pernos con orificios de un diámetro del doble del diámetro que se use y rodelas de metal y caucho, sin que estas uniones sean estrictamente necesarias o las planchas se pueden traslapar sujetándose en las ondulaciones. (#1 Fig 6).

Existe la posibilidad de insertar en el sistema elementos de ventilación y accesos, realizando los cortes necesarios en las placas para permitir el ensamblaje del resto de los elementos del sistema. Al momento de realizar el ensamblaje de las esquinas y cubiertas deben considerarse los ángulos de empalme de los paneles (H2 Fig 6) 6. SISTEMA DE COLOCACIÓN DE LA SOLERA DE AMARRE Y CUBIERTA: Luego de la colocación de todas las planchas o placas al suelo se coloca la solera metálica superior perimetral, que nos permitirá sostener la cubierta. El ensamble entre la pieza metálica de la solera y las placas, se realiza mediante su montaje, insertando en la abertura de la solera, las placas previamente fijadas al suelo. Se coloca la abertura de la solera hacia abajo para hacerla coincidir con el borde de las planchas, formando así un conjunto estable. Se pueden incluir además otros elementos de sujeción adicional tales como ganchos, pernos, etc., de ser necesario. Luego de esto de procede a colocar las planchas de cubierta mediante ganchos "J" sobre la solera. (Fig 3). 3.3 Ejemplo explicativo:

En una realización preferente de la invención Fig 1, se realizó una construcción sin cimentación en la base, ni columnas o dinteles, de 6 metros de lado, utilizando planchas de un metro de ancho con un espesor de 9 milímetros (#4 Fig 1)., tanto en paredes como en cubierta (#2 Fig 1) y solera de metal (#3 Fig 1). Se sugiere colocar la fachada de izquierda a derecha. Se nivela y se aploma las placas de tal manera que los empates estén a plomo. Se apuntalan las placas y se empieza a colocar la siguiente. Se colocan las placas esquineras para lograr una mayor estabilidad al parar la estructura y se colocan dos a tres tomillos para sujetar hasta colocar la solera. Para la perforación se puede utilizar un taladro eléctrico, y/o un taladro manual. Las placas se compactan con tierra y se apisona y sucesivamente se van colocando todas las planchas que siguen. Se colocan las placas del antepecho y luego la ventana, puerta o cualquier elemento de ventilación o acceso que se desee, para luego colocar la placa superior y continuar la instalación de las placas subsiguientes.

Se considera una carga máxima de cubierta de 100 kg/m2, dando un peso parcial de 4.900 kg, el peso propio de las paredes hasta 1.75 metros medido desde el cumbrera (#1 Fig 1)., con un peso unitario de 60 kg m2 dando 2.790 kg, por lo que se tiene una carga total de 7.690 kg. Para este ejemplo se ha considerado un coeficiente sísmico de 0.17 de acuerdo a las condiciones de suelo intermedio y la estructuración con el sistema de paneles o placas, por lo que se tiene un Corte Sísmico de 1.307 kg. Se realizaron pruebas sometiendo a cargas horizontales a las placas utilizadas de 3.6 metros de altura, empotrado en el suelo 80 cm y considerando a 2 metros sobre el nivel del suelo el punto de aplicación de la carga horizontal y en el mismo sitio de construcción, dando como resultado cada plancha de un metro de longitud una resistencia en su plano de 340 kg, por lo que al tener 11 y 10 metros de longitud de planchas en los dos sentidos en la vivienda del ejemplo, la resistencia sísmica es de 3.740 kg y 3.400 kg en cada sentido, valores que superan en el doble al Corte Sísmico

3.3 Listado de Figuras explicativas:

Fig 1. Perspectiva de una construcción de ejemplo. Fig 2. Vista frontal y vista lateral de placas de fibrocemento estructural. Fig 3. Vista lateral y sección transversal del ensamblaje de la cubierta y el cumbrera. Fig 4. Empotramiento de la placa en el suelo. Fig 5. Vista perpendicular y sección transversal de los perfiles tipo "U" utilizados como solera de sujeción. Fig 6. Detalle de unión de placas de fibrocemento estructural. Fig 7. Detalle de unión de perfiles de solera.

Claims

REIVINDICACIONES

1.) Un sfetema de construcαón con paneles, caracterizado por empotrar directamente las placas al suelo, y utilizar una solera de amarre superior, en una combinadón que le otorga al sistema la capaddad de ser auto soportante, presdndiendo de la dmentadón íradidonal y de otros elementos de soporte, poseer alta resistenda sísmica, gran fadlidad para el montaje en la obra, y muy bajo costo.

2.) Un sistema de construcdón con paneles, según se mendona en la reivindicadón 1, caracterizado poique las placas estructurales se inserten directamente en el suelo formando un sistema monolítico que genera la sufidente resistenda para presdndir de otros elementos de dmentadón.

3.) Un sistema de construcdón con paneles, según se describe en la reivindicadón 1, caracterizado porque posee una solera superior con perfiles en forma de "U" que únicamente se inserta en las placas verticales que conforman las paredes, y puede presdndir de otros elementos de unión y sujedón, para formar un anillo de sujedón y que permite al sistema exduir otros elementos de soporte tales como columnas o dinteles, y a la vez, constituye el elemento soportante para la cubierta.

4.) Un sistema de construcdón con paneles, según se describe en la reivindicadón 1, caracterizado porque se utiliza el suelo, de cualquier tipo de terreno, como parte de la estructura y para dar rigidez a la construodón.