WO2016116638A1

WO2016116638A1 - Estructura prefabricada desplegable

Info

Publication number: WO2016116638A1
Application number: PCT/ES2015/070034
Authority: WO
Inventors: Angel VIDAL DE LA FUENTE
Original assignee: Vidal De La Fuente Angel
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-07-28
Also published as: RU2017127770A3; US20170284080A1; CN107109836A; CA2974161A1; RU2017127770A; EP3249126A1; EP3249126A4

Abstract

Estructura constructiva prefabricada desplegable y su procedimiento de montaje. La estructura, de crujías de ancho, longitud y forma deseadas, está compuesta por pórticos formados por pilares y una estructura superior (27). El procedimiento consiste en situar la base (1) sobre una superficie (28) y fijar provisionalmente al menos una porción de dicha base. Esto permite abrir los pórticos con ayuda de estructuras auxiliares creadas al efecto (14). Se fijan entre sí los elementos de la estructura, y a la superficie las porciones de la base que se encuentren en su posición definitiva. Cada uno de los pórticos aún no fijados debe ser, sucesivamente, separado del pórtico fijado más próximo, desplazado hasta su posición final junto con el resto de pórticos anexos aún libres, y fijado adecuadamente a la superficie.

Description

ESTRUCTURA PREFABRICADA DESPLEGABLE

Estructura prefabricada desplegable y su procedimiento de montaje.

La presente solicitud de Patente de Invención se enclava en el sector de la construcción y tiene por objeto una estructura prefabricada desplegable y su procedimiento de montaje. Una vez desplegada, la estructura adquiere el ancho, longitud y forma deseada, a conformar en la fase de despliegue. Está compuesta por pórticos independientes entre sí, formados por al menos dos pilares más una estructura superior.

Para un correcto despliegue y posterior uso de la estructura es necesaria la existencia de una superficie sobre la que realizarlo (28).

Las partes que conforman la estructura son:

Una base construida en una o varias piezas, de materiales y forma susceptibles de ser fijados a la superficie, y preparada para ser cortada o separada en tantas porciones como pilares. Entre sus funciones se encuentran las de mantener el conjunto de la estructura unido en su parte inferior obligando a los pilares a mantenerse erguidos y unidos a ella, permitir poner la estructura completa plegada en pie, permitir la traslación de pilares o conjuntos de ellos sobre porciones de la misma y permitir la fijación de la totalidad o porciones de dicha base a la superficie, transmitiendo los esfuerzos soportados por los pilares.

Los pilares pueden tener la altura que se desee, pudiendo superar incluso el punto de unión con los elementos superiores, y son generalmente verticales, si bien es posible utilizar cualquier otra disposición, y de cualquier sección (circular, triangular, pentagonal, compuesto, etc., o variable). Los pilares pueden ser diferentes entre sí en el mismo pórtico y entre diferentes pórticos.

La estructura superior puede constar de cualquier número de elementos, que no necesariamente tienen que ser idénticos entre sí. Su disposición final puede formar el ángulo deseado, incluso quedando fijados a modo de viga horizontal, lo que facilita la creación de forjados. Además, es posible determinar si los pares invadirán el exterior de la estructura o no. Esto permite el uso del invento en muros preexistentes. Por último, las estructuras superiores serán iguales generalmente en todos los pórticos de una misma estructura, pero pueden tener formas y composiciones diferentes. Los elementos de la estructura superior están unidos entre sí y con los pilares por medio de articulaciones.

La estructura se entrega plegada, en un tamaño inferior al que ocupará una vez desplegada.

Con unos pilares de 267,00 cm de largo y dos pares de 448,00 cm, una estructura de tres pórticos ocuparía un volumen total de 645,53 cm de longitud, 200,00 cm de anchura y 175,00 cm de profundidad (figuras 2, 3 y 4). El peso máximo puede sufrir importantes oscilaciones debido a la diversidad de materiales de construcción y la variabilidad de las dimensiones de pilares y pares. Por ejemplo, una estructura de tres pórticos de hormigón armado tiene una masa cercana a las nueve toneladas. Para el traslado de esta estructura se haría imprescindible un vehículo pesado. El peso en madera o acero, por ejemplo, sería drásticamente inferior y facilitaría aún más la entrega en obra.

Diversas técnicas permiten en la actualidad la ejecución de estructuras constructivas. Las más comunes implican el montaje en destino de piezas independientes prefabricadas o su construcción in situ, exigiendo la disponibilidad y el desplazamiento de varios trabajadores y de maquinaria pesada durante días o semanas, especialmente si se trabaja con hormigón. Estas necesidades suponen el mayor de los costes en la construcción de cualquier tipo de edificación, y limitan extraordinariamente las iniciativas en este sentido.

Si se opta por la utilización de elementos prefabricados, las piezas rígidas (de acero, madera, hormigón prefabricado u otros materiales análogos) han de trasladarse a la obra de manera independiente y colocarse una a una. Este mecanismo requiere la presencia de al menos dos operarios a pie y uno adicional para el manejo de la grúa, cuyo apoyo será necesario a lo largo de todo el proceso. Todo ello implica un elevado coste en taller y en obra.

Cuando no se hace uso de elementos prefabricados, las estructuras de hormigón armado se ejecutan directamente en obra por, al menos, dos operarios más grúa. Para ello, se hace indispensable el uso de encofrados construidos artesanalmente con tablas, puntales y otros componentes. Debido a la progresividad intrínseca del proceso de endurecimiento del hormigón, deben asumirse importantes esperas antes de poder continuar con el siguiente elemento. Por la misma razón, todos los elementos que trabajan a flexión (vigas, losas, etc.) no pueden entrar en carga hasta pasados 28 días desde el hormigonado. Por todo ello, esta técnica es especialmente consumidora de tiempo, pues los periodos de endurecimiento de fragmentos dependientes no pueden solaparse, y de material, dado el elevado número de fases, la pérdida de materiales inducida por inclemencias meteorológicas, el límite en el número de usos de los encofrados, las exigencias en trasporte dado su elevado número, y teniendo en cuenta que cada hormigonado requiere, además, de hormigonera y grúa. Como consecuencia, es también una opción muy exigente en mano de obra.

El procedimiento de montaje objeto de invención, a diferencia de todas estas situaciones, posibilita concentrar el consumo de recursos en la fábrica, y reducirlo en el punto de construcción, donde es más costoso. El traslado de la estructura puede realizarse en un solo viaje y la necesidad de grúa se limita generalmente al tiempo que requiera la descarga inicial, ya que después de esa actividad, no vuelve a ser necesario elevar ninguna pieza de la estructura, con el consiguiente ahorro energético y posibilitando el montaje por una sola persona. Este invento se caracteriza por su escalabilidad y flexibilidad en el despliegue, de modo que es posible beneficiarse del ahorro que genera en edificaciones de formas, tamaños y materiales diversos. En definitiva, simplifica la creación de la estructura necesaria en la construcción y rehabilitación de viviendas, naves, garajes, etc., con un ahorro drástico en el precio de adquisición y en la necesidad de recursos mecánicos y humanos.

Un ejemplo básico de realización de una estructura de planta rectangular, con dos filas de tres pórticos iguales, de pilares verticales, de dos pares por pórtico, de elementos rectos y de sección rectangular y desplegada mediante estructuras auxiliares conformadas por barras metálicas se representa a lo largo de las figuras 1 a 12, para su mejor comprensión, y será descrito en detalle a continuación con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

Fig.1

es una vista esquemática en planta de una superficie preparada para ser usada por la estructura objeto de invención, donde las ubicaciones 18, 19, 20, 21, 22 y 23 corresponden con la situación final de cada uno de los pilares, mientras que el punto 24 representa la ubicación preparada para la fijación provisional del pilar 10.

Fig.2

es una vista en alzado de la estructura recién descargada y aún plegada, posada en la superficie de la figura 1.

Fig.3

es una vista de perfil de la estructura en el mismo estado que en la figura 2.

Fig.4

es una vista en planta de la estructura plegada.

Fig.5

es una vista en planta de la pieza que forma la base con una representación de las porciones en las que se irá a dividir a lo largo del proceso de montaje.

Fig.6

es una vista de perfil de un pórtico en un punto intermedio del proceso de su apertura.

Fig.7

es una vista de perfil de un pórtico una vez abierto.

Fig.8

es una vista en planta de la estructura y la superficie una vez finalizada la apertura de los pórticos.

Fig.9

es una vista en alzado de la estructura y la superficie una vez finalizada la apertura de los pórticos, con las estructuras auxiliares preparadas para desplazar los pórticos segundo y tercero.

Fig.10

es una vista en alzado de la estructura y la superficie una vez finalizado el desplazamiento de los pórticos segundo y tercero.

Fig.11

es una vista en alzado de la estructura y la superficie, una vez finalizado el desplazamiento de los pórticos segundo y tercero, y colocadas las estructuras auxiliares para el desplazamiento del tercero.

Fig.12

es una vista en alzado de la estructura y la superficie una vez finalizado el desplazamiento del tercer pórtico.

Fig.13

es una vista de perfil de un ejemplo de estructura que incluye una cercha como refuerzo en la estructura superior.

Fig.14

es una vista de perfil de un ejemplo de estructura aún plegada en la que de un pilar central se abren pórticos radialmente, donde se han utilizado articulaciones interiores y estructura superior a modo de viga horizontal.

Fig.15

es una vista de perfil de un ejemplo de estructura desplegada en la que de un pilar central se abren pórticos radialmente, donde se han utilizado articulaciones interiores y estructura superior a modo de viga horizontal.

Fig.16

es una vista en planta de un ejemplo de estructura en la que de un pilar central se abren pórticos radialmente.

Fig.17

es una vista de perfil de un ejemplo de estructura en la que al pórtico formado por “pilar-estructura superior-pilar”, se le acopla un conjunto “estructura superior-pilar”, de tal forma que el pilar intermedio (34) es compartido por dos estructuras superiores.

Fig.18

es una vista en planta de un ejemplo de estructura en la que al pórtico formado por “pilar-estructura superior-pilar”, se le acopla un conjunto “estructura superior-pilar”, de tal forma que el pilar intermedio (34) es compartido por dos estructuras superiores.

Fig.19

es la vista esquemática de perfil de un ejemplo de estructura que incorpora elementos intermedios (31) para la creación de plantas adicionales.

Fig.20

es una vista de perfil de un ejemplo de estructura en la que la estructura superior está conformada por un número de elementos superior a dos.

Fig.21

es una vista de perfil de la estructura de la figura 20, en una fase intermedia de apertura de los pórticos en la que los elementos de la estructura superior que están adosados a los pilares han alcanzado su ángulo definitivo de despliegue.

Fig.22

es una vista de perfil de la estructura de la figura 21, una vez finalizada la apertura de los pórticos.

Fig.23

es una vista de perfil de un ejemplo de estructura diseñada con articulaciones desplazadas en los pilares.

A continuación se describirá el proceso de despliegue de la mencionada estructura de tres pórticos (figuras 2, 3 y 4), conformados por dos pilares verticales y dos pares, todos ellos de sección rectangular y rectos, con una base que será dividida mediante cortes. Para ilustrar toda la casuística posible, se comenzará por fijar uno de los pórticos laterales y desplazar longitudinalmente el resto. Sin embargo, la flexibilidad es total, ya que el número de pórticos es indiferente para la técnica y mecanismo de montaje, y la adquisición de pórticos puede realizarse de manera conjunta o separada, según convenga en cada caso, ya que es perfectamente viable utilizar varias estructuras para un único proyecto.

Además, para estructuras con más de 2 pórticos, el proceso más eficiente comenzaría por la fijación de uno de los pórticos centrales en su posición definitiva y seguiría con el desplazamiento en sentidos opuestos de los restantes pórticos, en función del lado al que queden respecto del ya fijado. De modo que el esfuerzo de desplazamiento sea mínimo. Sin embargo, por evitar redundancias en la descripción, ésta comenzará por uno de los extremos.

El montaje comienza con la descarga de la estructura, momento en que el pilar 8 debe quedar colocado en su posición definitiva (18), donde su correspondiente porción de la base (2) será fijada mediante las técnicas apropiadas (soldadura, atornillado, pegado, etc.). Tras la sujeción de la primera porción de la base, el ejemplo actual requiere de una fijación provisional entre la porción de la base (4) del pilar 10 y la superficie en la posición (24). Esta sujeción confiere una posición estática a la primera fila de pilares, y permite abrir sin necesidad de grúa o de maquinaria pesada la segunda hasta su posición definitiva. Para ello, deben montarse una o varias estructuras auxiliares (14) que garantizan la disposición relativa entre conjuntos de pilares mientras se produce la apertura y disponerse el mecanismo de traslación adecuado, por ejemplo, cabrestantes y cables, vehículos tractores, gatos, ruedas, etc. Cuando todos estos elementos están en posición, se realiza un corte longitudinal (17) que divide la base en dos filas (figura 5) y el corte de los elementos rigidizadores entre ambas filas (29). Sólo si todos estos elementos están en disposición es posible abrir la fila libre, que permanecerá erguida gracias a las estructuras auxiliares (figura 6), hasta que tanto el pilar 11 como las articulaciones de la estructura superior (25 y 26) alcanzan su posición definitiva (figuras 7 y 8). Los pares del presente ejemplo (27) están preparados para alcanzar ángulos de 30º y 150º respecto de la horizontal. La porción de la base 5 del pilar 11 será fijada en el punto 21 y la porción 4 del pilar 10, liberada de su sujeción provisional en el 24. Las articulaciones de todos los pórticos serán asimismo inmovilizadas, ya sea mediante fijación de las mismas, o mediante la unión de los elementos definitivos de la estructura entre sí, ya que no volverán a requerir de ninguna movilidad.

Existen múltiples soluciones para la parte superior de la estructura. Tanto las articulaciones que unen los pilares con los pares y éstos entre sí, como la forma de unión de estos puntos, son completamente versátiles, generando un amplio abanico de posibilidades en el acabado tanto de cubiertas como de forjados. Además, cuando la parte superior de la estructura esté compuesta por más de 2 elementos deben llevarse a cabo acciones adicionales para su apertura. En concreto, debe hacerse uso de fijaciones temporales (32) que reduzcan los movimientos de todos esos elementos al protocolo habitual. En tal caso, se procede a la apertura por fases de los pórticos y se van fijando los elementos conforme van alcanzando la posición deseada. Para completar el despliegue hay que realizar esta actividad sucesivamente hasta que todos los elementos superiores estén fijados (figuras 20, 21 y 22).

Las actividades incluidas en el siguiente párrafo detallan el proceso de desplazamiento de los pórticos, y deberán ser realizadas n-2 veces, donde n es el número de pórticos. Esto se debe a que todos los pórticos centrales (es decir, los que no son ni el primero ni el último) comparten una única rutina de desplazamiento. Dado que el presente documento ejemplifica una estructura de tres pórticos, la siguiente rutina se lleva a cabo una sola vez.

Deben montarse las estructuras auxiliares (14) entre los pilares del pórtico más recientemente fijado y el que va a ser desplazado a continuación (figura 9) y eliminar la unión que proporcionan los elementos rigidizadores de los pilares y los pares (29), así como la unión de la base (corte 15 de la figura 5) de ambos pórticos para proceder a su desacoplamiento. Así, toda la estructura aún no fijada (pórticos formados por los pilares 9, 10, 12 y 13) sigue formando un único conjunto móvil, a diferencia de los pórticos ya asegurados. Con el mecanismo de traslación se procede al desplazamiento (figura 10) y fijación del siguiente pórtico (pilares 9 y 12, a través de sus respectivas porciones de la base 3 y 6). Este movimiento puede realizarse de un solo ejercicio si se trata de una estructura de planta rectangular, es decir, si la posición definitiva de los pórticos es paralela. Si se desea que la posición definitiva de los pórticos no sea paralela, deberán realizarse movimientos separados para cada pilar.

Para llevar a cabo el desplazamiento del último de los pórticos deben eliminarse los elementos rigidizadores (29) restantes, instalarse las estructuras auxiliares entre los pórticos último y penúltimo (figura 11), instalarse el mecanismo de traslación, ejecutarse el correspondiente corte en la base (16) y, por último, desplazarse a la posición final donde se fijan las porciones de la base 4 y 7 de los pilares 10 y 13 (figura 12).

Se desmontan por último las estructuras auxiliares y el mecanismo de traslación.

Claims

Estructura constructiva prefabricada de un número cualquiera de pórticos que permite obtener una estructura final de formas y dimensiones variados, que se entrega plegada, que comprende una base (1) construida en una o varias piezas, susceptible de ser fijada a la superficie y preparada para ser cortada o separada en tantas porciones como pilares, unos pilares (8, 9, 10, 11, 12, 13) de dimensiones, forma, sección e inclinación cualesquiera, unidos a la base, que pueden ser diferentes entre sí, una estructura superior (27) compuesta por elementos de longitud, forma y sección cualesquiera, que pueden ser diferentes entre sí, con unos acabados que permiten el encaje de unos con otros en el ángulo que se decida, unidos entre sí y con los pilares por articulaciones u otros elementos móviles (25, 26), que se entregan plegados y se desarrollan en su posición definitiva a lo largo del proceso de despliegue, unos elementos rigidizadores (29) que dan consistencia al conglomerado y permiten la apertura y desplazamiento de grupos de elementos estructurales gracias a unas estructuras auxiliares (14) que garantizan la disposición relativa entre conjuntos de pilares durante los movimientos necesarios para el despliegue.
Estructura prefabricada, según la reivindicación 1, caracterizada porque la base y los pilares conforman una única pieza.
Estructura prefabricada, según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte alta de los pilares y la estructura superior incorporan los elementos necesarios para la configuración de una cercha (30).
Estructura prefabricada según los preceptos de la reivindicación 1, caracterizada porque de un único pilar central (33), se abren diversos pórticos que tienen dicho pilar en común.
Estructura prefabricada según los preceptos de la reivindicación 1, caracterizada porque al pórtico formado por “pilar-estructura superior-pilar”, se le acoplan otros conjuntos “estructura superior-pilar”, de tal forma que los pilares intermedios (34) son compartidos por dos estructuras superiores.
Estructura prefabricada, según la reivindicación 1, caracterizada porque incorpora elementos estructurales intermedios (31) que permiten la creación de plantas adicionales.
Estructura prefabricada, según la reivindicación 1, caracterizada porque el número de elementos que forman la estructura superior es mayor que dos, donde se requiere de unas fijaciones temporales (32) para el despliegue secuencial de los elementos.
Estructura prefabricada, según la reivindicación 1, caracterizada porque las articulaciones se ubican en puntos intermedios de los elementos de la estructura, ya sean pilares o elementos superiores, a modo de articulaciones desplazadas (35).
Procedimiento de conformación de una estructura de acuerdo a la reivindicación 1, que consiste en situar la base (1) sobre una superficie (28), fijar provisionalmente a la superficie al menos una porción de dicha base, abrir los pórticos trasladando los pilares no fijados (11, 12, 13) haciendo uso de un mecanismo de traslación y una o varias estructuras auxiliares (14) que aseguran la estabilidad de la estructura y la disposición relativa entre ambos conjuntos de pilares, inmovilizar definitivamente la unión de los elementos superiores entre sí y con los pilares una vez que han completado su apertura, fijar las porciones de base de los pilares que han adquirido su posición definitiva sobre la superficie y, para cada uno de los pórticos o pilares aún no fijados, sucesivamente, eliminar los elementos rigidizadores (29) que lo unen al pórtico fijado adyacente, desplazarlo haciendo uso de las estructuras auxiliares hasta su posición final junto con el resto de pórticos aún pendientes de fijar que le son contiguos, si estos existen, y fijarlo mediante un método adecuado a la superficie.
Estructura constructiva según la reivindicación 1 desplegada mediante el procedimiento de montaje de la reivindicación 8.
Procedimiento de conformación de la estructura de acuerdo a la reivindicación 8, en la que la función de las estructuras auxiliares (14), de mantener una disposición relativa del pilar desplazado, es asumida por soluciones alternativas, entre las que podría encontrarse el uso de maquinaria pesada.