WO2016119762A1 - Sistema constructivo modular estructural - Google Patents

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WO2016119762A1
WO2016119762A1 PCT/CO2016/050001 CO2016050001W WO2016119762A1 WO 2016119762 A1 WO2016119762 A1 WO 2016119762A1 CO 2016050001 W CO2016050001 W CO 2016050001W WO 2016119762 A1 WO2016119762 A1 WO 2016119762A1
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WO
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module
plate
perimeter
support
construction system
Prior art date
Application number
PCT/CO2016/050001
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jaime Leonardo BARBOSA PEREZ
Luis Felipe QUINTERO GOMEZ
Original Assignee
Universidad Eafit
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/02—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements
    • E04B1/08—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements the elements consisting of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
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    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/19—Three-dimensional framework structures
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general

Definitions

  • the present invention is related to modular construction systems. Specifically, it relates to the modular construction systems manufactured comprising metal profiles.
  • OSC systems for its acronym in English Off-Site Construction
  • these components are manufactured outside the construction area.
  • the categories covered by this construction system are described, including:
  • Modular Building it consists of the manufacture of volumetric rooms or blocks, which are manufactured under a supervised environment, to then be transported and installed permanently on a pre-established base. These systems have pre-assembled service networks. This category has as fundamental characteristic the fact of being transportable, therefore its dimensions conform to the conventional means of transport (Lawson, Ogden, & Bergin, 2012).
  • Ojf-site preassembly is the process in which construction components, materials and prefabricated parts are outside the construction area. The pieces are pre-assembled and transported. They are generally non-volumetric pieces such as beams, columns, bathrooms, floors, pipes or stairs.
  • Off-Site Preassembly being composed of a greater number of elements therefore generate a greater number of joints at the construction site. These unions increase construction times, disruption in the environment and level of accident due to increased work on site (Court, Pasquire, Gibb, & Bower, 2009).
  • the MPOSS (for its acronym in Modular Preassembly Off-Site System) is a modular model of standardized surface extension. The modules are prefabricated and pre-assembled outside the construction area in a closed and supervised space, then they are transported to the building site for final assembly.
  • the construction model contemplates a transportable surface modular structure.
  • the transportable surface incorporates a support structure, floor, partial service networks and finishes.
  • Each of the elements is supported by means of column-type receiving elements, assembled by means of traditional removable joints which form a gantry-like structure, to then be covered by means of pre-structured facade-type walls.
  • FIG. 1 corresponds to an isometric view of the mezzanine module, in which the perimeter beams, the rib and the trab brackets are displayed.
  • FIG. 2 shows the articulation of the structural profiles of the nerve, through souls.
  • FIG. 3 shows the perforations in the skate and the soul of the structural profile of the perimeter fence.
  • FIG. 4 shows the arrangement of the trabe support in the structural profile of the perimeter fence, and the perforations of the trabe support.
  • FIG. 5 shows a modality of a receiving column module with two corbels.
  • FIG. 6 shows a modality of receiving column module of a corbel beam.
  • FIG. 7 shows a modality of a receiver column module with three corbels.
  • FIG. 8 shows a modality of a receiving column module with four corbels.
  • FIG. 9 shows the facade module and a zoom of the perimeter supports fixed to the structural framework, and of the base support that is fixed to the perimeter fence.
  • FIG. 10 shows a mode of the floor module.
  • FIG. 11 shows a mode of the floor module.
  • FIG. 12 shows a mode of the floor module comprising a flat area and an inclined area.
  • FIG. 13 shows the articulation of the floor module and the mezzanine module by means of plates and receivers.
  • FIG. 14 corresponds to a construction made with the constructive system of the invention.
  • the present invention corresponds to a modular construction system comprising a module of receiving columns, a mezzanine module, a floor module and a facade module.
  • the receiver column module comprises a vertical support and a bracket beam;
  • the construction system is arranged on a surface or floor by means of the vertical support.
  • the mezzanine module comprises an inner nerve and perimeter trabs.
  • the inner nerve is made up of parallel structural profiles articulated perpendicularly with other structural profiles in parallel between the souls. Perimeter trabs join the end of the structural profiles of the inner nerve.
  • the mezzanine module articulates the module of receiving columns by articulating the perimeter beams with the brace beams, the mezzanine module being perpendicular to the vertical support.
  • the floor module is arranged on the mezzanine module, and fixed to it.
  • the facade module comprises a structural frame consisting of structural profiles, perimeter supports fixed to the structural frame, a facade and a base support that is fixed to the perimeter fence.
  • the perimeter supports are articulated with the base support for the articulation of the facade module with the mezzanine module.
  • the joints are made by means of fasteners that go through perforations arranged in the components to be articulated. Detailed description of the invention.
  • the present invention corresponds to a modular construction system.
  • the construction system comprises four modules: a mezzanine module (200),
  • mezzanine module (200) In the case of a construction that comprises more than one mezzanine module (200), these can be articulated using plates (32) and receivers (33) (which will be described later). Mezzanine module (200).
  • the mezzanine module (200) is shown, which is made up of: - perimeter fence (1);
  • each of the structural mezzanine modules (200) has a rectangular shaped geometry which is defined by four perimeter beams (1), inside the inner ribs (2) are connected, interlocked in a longitudinal and perpendicular direction, and finally the trabe support (3) joins at the ends of each perimeter bar (1).
  • the inner rib (2) is a structure formed by structural profiles (4) of double symmetry or simple symmetry, open or closed section, verb and grace structural profiles such as I, C, T, angled, square profile , among others.
  • the structural profiles described herein are not limited by the forms explicitly described, but may comprise additional forms, in such a way that they allow their structural adaptation as an internal nerve (2).
  • the inner rib (2) is formed by structural profiles (4) in parallel, articulated perpendicularly with other structural profiles (4) in parallel, such that the distribution of structural profiles (4) forms a network.
  • the articulation between structural profiles (4) perpendicular to each other, is done by joining between the souls (5).
  • the union between the souls (5) can be carried out by means of fasteners, welding and a combination of these.
  • an articulation plate (34) is used which comprises perforations (7) concentric with the perforations (7) of the souls (5) of the structural profiles (4).
  • the fasteners pass through the perforations (7) of the articulation plate (34) and the souls (5).
  • the perimeter fence (1) is a structural profile (4) of double symmetry or simple symmetry, of open section, verb and grace structural profiles such as profile in I, C, T, at an angle, among others.
  • the perimeter fence (1) is a structural profile (4) with perforations (7) along the core (5) and the skate (6), the length of the perimeter fence (1) corresponds between 75% and 55 % of the length not braced.
  • the trabe holder (3) is a rectangular section plate with perforations (7). At each end of each perimeter fence (1), a trab bracket (3) is fixed.
  • Receiver column module (100).
  • the receiver column module (100) is the module responsible for the support of all modules on the floor or surface where the construction built with the construction system is arranged.
  • the receiver column module (100) consists of: a vertical support (8);
  • module supports (12).
  • the vertical support (8) is a structural profile (4) (structural profile (4) not indicated in FIG. 5 of double symmetry or simple symmetry, open or closed section, verb and grace structural profiles such as I-profile, C, T, angled, square, among others, in such a way as to allow its structural adaptation as an inner nerve (2).
  • the joint plate (9) is a rectangular plate welded at the ends of the vertical support (8) Each joint plate (9) has perforations (7) along the perimeter. union (9) allows to connect modules of receiving columns (100).
  • the corbel beam (10) is a structural profile (4) (structural profile (4) not indicated in FIG. 5) of double symmetry or simple symmetry, open or closed section, verb and grace structural profiles such as I profile , C, T, angled, square, among others.
  • the bracket beam (10) is attached to the vertical support (8) preferably in the vicinity of the joint plate (9).
  • the connection between the bracket beam (10) and the vertical support (8) is preferably carried out by welding.
  • the length of the corbel beam (10) corresponds to the algebraic subtraction of the total length of the unbraced beam and the perimeter beam (1) divided by two.
  • the transition plate (11) is a plate preferably although not limited to a rectangular section.
  • the transition plate (11) joins the vertical support (8) and the beam-bracket (10), so that the transition plate (11) acts as a foot friend.
  • the connection between the transition plate (11) to the vertical support (8) and the beam-bracket (10) is preferably carried out by welding.
  • the periphery of the transition plate (11) through which it is welded to the corbel beam (10) has a length greater than that of the corbel beam (10), such that it extends beyond the corbel beam (10) In the portion of the transition plate (11) extending beyond the corbel beam (10), the perimeter beam (1) is supported during the construction of the construction system (assembly described below).
  • the transition plate (11) comprises a support plate (13) attached at the end extending beyond the bracket beam (10).
  • the connection between the support plate (13) and the transition plate (11) is preferably carried out by welding.
  • the support plate (13) is welded in such a way that the plate is parallel to the cross section of the vertical support (8).
  • the module support (12) is a rectangular plate welded to the end of the bracket beam (10), such that the module support (12) is perpendicular to the cross section of the vertical support (8).
  • the module support (12) comprises perforations (7).
  • brace beams (10) it will comprise.
  • the receiving column module (100) is comprised of a vertical support (8), two joining plates (9), a transition plate (11) with a support plate (13), a module support (12 ) and a corbel beam (10).
  • This receiver column module design (100) is useful for assembling with a perimeter fence (1).
  • the receiver column module (100) is formed by a vertical support (8), two connecting plates (9), two transition plates (11) each with a support plate (13), two module supports (12) and two beam brackets (10).
  • the brace beams (10) are separated from each other at 90 °.
  • This receiver column module design (100) is useful for use at corner perimeter edges, since it serves as support for at least one mezzanine module (200).
  • the receiving column module (100) is comprised of a vertical support (8), two connecting plates (9), three transition plates (11) each with a support plate (13), three module supports ( 12) and three brace beams (10).
  • the brace beams (10) are separated from each other at 90 °.
  • This receiver column module design (100) is useful for use on internal perimeter edges, that is, at junction points of at least two mezzanine structural modules (200), since these two mezzanine structural modules can be assembled (200).
  • the receiving column module (100) is comprised of a vertical support (8), two connecting plates (9), four transition plates (11) each with a support plate (13), four module supports (12) and four brace beams (10).
  • This receiver column module design (100) is useful for internal use, that is, at junction points of four mezzanine structural modules (200), since this four mezzanine module (200) can be assembled.
  • the facade module (400) is the module on which the elements of the external and internal facade are arranged in the construction system.
  • the facade module (400) serves as the structural support of the facade.
  • the facade module (400) is comprised of: a structural frame (14);
  • the structural framework (14) is a framework formed by structural profiles (4) of double symmetry or simple symmetry, of open or closed section, verb and grace structural profiles such as profile in I, C, T, angled, square, between others.
  • the perimeter support (15) is a structural profile (4) of simple symmetry, open section, verb and grace structural profiles such as an L profile.
  • the perimeter support (15) is fixed to the structural framework (14) in such a way that one of the faces of the perimeter support (15) can be arranged to articulate the base support (35).
  • the base support (35) is a structural profile (4) of simple symmetry, open section, verb and grace structural profiles such as an L profile. A person versed in the field will understand that the structural profiles described herein are not limited by the forms explicitly described, but may comprise additional forms.
  • the base support (35) is fixed to the perimeter fence (1) by welding.
  • Each base support (35) has terminals (36), which are operatively arranged, in such a way that they allow supporting and articulating the perimeter supports (15).
  • the facade (42) is a plate that is articulated to the structural frame (14), by means of screws, or other fasteners.
  • the facade (42) fulfills the function of finishing surface of the side walls of the construction.
  • the facade (42) can be a metal sheet, polymer, concrete, among others.
  • the dimensions of the facade (42) determine the dimensions of the facade module (400).
  • the floor module (300) is arranged on the mezzanine module (200).
  • the floor module (300) is comprised of: - base plate (16);
  • the base plate (16) is a flat plate on which the other components of the floor module (300) are arranged. In one embodiment of the invention, the base plate (16) has a smooth surface finish. In one embodiment of the invention, the base plate (16) is made of fiberglass. The base plate (16) is the plate that has contact with the mezzanine module (200).
  • the support plate (17) is a plate comprising a base (20) and projections (21).
  • the base (20) is a drawer-shaped structure which is supported along the perimeter on the base plate (16).
  • the assembly between the base (20) and the base plate (16) generates a bedroom which is filled with polyurethane resin (22) by adhering the base (20) and the base plate (16).
  • the transit plate (18) is a plate comprising an adjustment face (23) and a transit face (24).
  • the traffic face (24) has a friction relief (25) for the transit of people.
  • the adjustment face (23) comprises a coupling relief (26).
  • the relief coupling (26) partially or totally copies the geometry of the cross section of the projections (21).
  • the distribution of the coupling reliefs (26) must be equal to the pattern geometry of the projections (21) of the support plate (17).
  • a single transit plate (18) covering the entire support plate (17) can be used or several transit plates (18) that fit on the support plate (17) can be used, covering it.
  • the coupling between the projections (21) and the coupling reliefs (26) makes it possible to restrict the horizontal displacement of these.
  • the joint stop (19) is a plug type element that non-permanently connects the transit plate (18) with the projection (21) of the support plate (17).
  • the joint stop (19) has a coupling geometry that matches the section resulting from the union of the corners of the traffic plates (18).
  • the joint stop (19) is arranged in the resulting geometry in such a way that it puts pressure on the transit plate (18) and the support plate (17).
  • the joint stop (19) comprises a perforation (7) that matches the perforation (7) present in the support plate (17), such that through these perforations fasteners can be arranged.
  • the floor module (300) is comprised of: primary plate (27);
  • the primary plate (27) is a rectangular geometry plate.
  • articulation means that can be guides (30) or coupling terminal (31), by means of which several primary plates (27) can be articulated on the same plane.
  • a primary plate (27) may comprise on its faces of greater length: - guides (30) on its two faces;
  • the acoustic insulation (28) is arranged on the primary plate (27).
  • acoustic insulation (28) isolates vibrations from the secondary plate (29).
  • the acoustic insulator (28) is neoprene.
  • the secondary plate (29) is a rectangular geometry plate.
  • the secondary plate (29) is arranged on the acoustic insulation (28).
  • the face opposite the face in contact with the acoustic insulation (28), has friction reliefs (25).
  • articulation means that can be guides (30) or coupling terminal (31), by means of which several secondary plates (29) can be articulated on the same plane .
  • a secondary plate (29) may comprise: guides (30) on both sides;
  • the module junction plate (37) (illustrated in FIG. 11) is a plate that extends into the periphery of the primary plate (27).
  • the module joining plate (37) allows the articulation of the floor module (300) with mezzanine modules (200).
  • the modules joining plate (37) is used in the floor modules (300) located on the periphery of the mezzanine module (200).
  • the floor module (300) is comprised of: a primary plate (27);
  • the primary plate (27) is a rectangular geometry plate. In the faces of greater length of the primary plate (27), they have articulation means that can be guides (30) or coupling terminal (31), by means of which several primary plates (27) can be articulated on the same plane.
  • a primary plate (27) may comprise: guides (30) on both sides;
  • the acoustic insulation (28) is arranged on the primary plate (27). In addition to isolating acoustic waves, the acoustic insulator (28) isolates vibrations from the pending plate (38). In one embodiment of the invention, the acoustic insulator (28) is neoprene.
  • the pendant plate (38) is a rectangular geometry plate.
  • the pending plate (38) has a flat area (39) and an inclined area (40), with a negative inclination.
  • the inclined area (40) extends from the flat area (39) to a grid (41).
  • the grid (41) It is located in the central part of the pendant plate (38).
  • the face opposite the face in contact with the acoustic insulation (28), has friction reliefs (25).
  • guides (30) or coupling terminal (31) are arranged, by means of which several pendant plates (38) can be articulated on the same plane.
  • a pendant plate (38) may comprise: guides (30) on both sides;
  • the articulation of the mezzanine module (200) of the two adjacent perimeter beams (1), plates (32) and receivers (33) are used, which are arranged in the perimeter beams (1).
  • the stage (32) is a rectangular-shaped stage comprising perforations (7).
  • the length of separation of the centers of the perforations (7) of the plate (32) must be equal to the distance of separation of the centers of the perforations (7) of the perimeter beams (1) to be articulated. Clamping elements are passed through the perforations (7).
  • receivers (33) when the surface where the nut used in the perimeter link joint (1) is not flat, receivers (33) are used.
  • the receiver (33) has a flat face on which the nut rests and a face that conforms to the contour of the non-flat surface of the perimeter fence (1).
  • the fasteners to be used can be verb and screw-nut grace, and rivets.
  • the construction is comprised of: two mezzanine modules (200);
  • Each mezzanine module (200) consists of eleven ribs with structural profiles (4), known in the technical area as WF 6x9 of A36 steel.
  • Two of the structural profiles (4) have a length of 6m, and are positioned parallel to each other.
  • the other nine structural profiles (4) have a length of 1.5m.
  • Three structural profiles (4) of 1, 5m in length, are continuously positioned in such a way that they are perpendicular to the 6m structural profiles, and are articulated with these by welding between the souls.
  • One of the structural profiles (4) of 1.5m is arranged between the two structural profiles (4) of 6m.
  • the articulation of the souls of the structural profiles (4) is made at 5m from the end of the structural profiles (4) of 6m.
  • the mezzanine module (200) comprises two perimeter beams (1) of 2, lm and two perimeter beams (1) of 3.6m.
  • the perimeter beams (1) of 2, lm are articulated with the ends of the structural profiles (4) of 6m.
  • the perimeter bars (1) of 3.6m are articulated with the ends of the structural profiles (4) of 1.5m. Throughout the perimeter beams (1) perforations (7) of 1 ⁇ 2 inches in diameter are made every 200 mm apart, both in the skate (6) and in the soul (5).
  • the trabe support (3) is a rectangular profile of 1/4 inch thick AISI / SAE 1020 steel.
  • the locking bracket (3) has six perforations (7) of 1/4 inch in diameter.
  • the receiver column module (100) corresponds to those outlined in FIG. 5.
  • Each module of receiving columns (100) consists of a vertical support (8) connecting plates (9), two transition plates (11) each with a support plate (13), two module supports (12 ) and two brace beams (10).
  • the bracket beams (10) are separated from each other by 90 °.
  • the vertical support (8) is a structural profile (4), known in the technical area as 7 x 7 inch PTEC with 7 mm thickness in A500 grade C steel.
  • the joining plates (9) are made of steel AISI / SAE 1020 1 inch thick.
  • the junction plate (9) has perforations (7) of 5/8 inch in diameter.
  • the brace beams (10) are structural profiles (4), of those known in the technical area as WF 6x15 of A36 steel.
  • One of the brace beams (10) has a length of 1, 2m and the other a length of 0.7m.
  • the module holder (12) is a rectangular profile of 1/4 inch thick AISI / SAE 1020 steel.
  • the module support (12) has six perforations (7) of 1 ⁇ 2 inch in diameter, which are concentric to the perforations (7) of the trabe support (3).
  • the transition plate (11) is a rectangular plate with perforations (7).
  • the transition plate (11) is manufactured in AISI / SAE 1020 steel of 1 ⁇ 2 inch thick, 0.2 meters wide by 1.35 and 0.85 meters long respectively.
  • the transition plate (11) is spot welded to the bracket beam (10) and with continuous welding bead to the vertical support (8).
  • the support plate (13) is a rectangular plate made of AISI / SAE 1020 steel, 1/2 inch thick, 100mm wide and 150mm long.
  • the vertical support (8) has a length of 5m.
  • the brace beams (10) are located 3m from one of the ends of the vertical support (8).
  • These modules comprise two joining plates (9), one for each end of the vertical support (8).
  • the vertical support (8) has a length of lm.
  • These modules comprise a connecting plate (9), located at the end of the vertical support (8) opposite the end where the brace beams (10) are located.
  • the 5m vertical support receiver columns (100) modules (8) are fixed to the surface by means of fasteners that pass through the perforations (7) present in the plates union (9).
  • the end of the vertical support (8) in contact with the end floor closest to the corbels (10).
  • a receiver column module (100) of vertical support (8) of lm is articulated. The articulation is carried out by means of the joining plates (9) of the modules of receiving columns (100) that allow the passage of fasteners through the perforations (7).
  • the four modules of receiving columns (100) are articulated one for each corner of the mezzanine module (200).
  • the perimeter bars (1) are arranged on the support plates (13), such that the locking supports (3) and the module supports (12) are located adjacently. Clamping elements pass through the perforations (7) present in the trab brackets (13) and the module brackets (12) articulating these two modules.
  • the construction comprises eight mezzanine modules (200). In the lower mezzanine module (200) four floor modules (300) of those shown in FIG. 11. In the upper mezzanine module (200) four floor modules (300) of those shown in FIG. 12.
  • the four floor modules (300), of the lower mezzanine module (200), are made of fiberglass.
  • the primary plate (27) and the secondary plate (29) have dimensions of 1500mm x 3500mm x 5mm.
  • the acoustic insulation (28) is rubber.
  • the dimension of the modules joining plate (37) is 60mm wide by 5mm thick by 1.5m long.
  • the floor modules (300) are articulated through the joint plate modules (37) to the perimeter beams (1), by means of fasteners that pass through the perforations (7) present in the skate (6) of the perimeter beams ( one).
  • the four floor modules (300), of the upper mezzanine module (200), are made of fiberglass.
  • the primary plate (27) and the pendant plate (38) have a dimension of 1500mm x 3500mm x 5mm.
  • the acoustic insulation (28) is rubber.
  • the dimension of the modules joining plate (37) is 60mm wide by 5mm thick by 1.5m long.
  • the inclination zone (40) of the pending plate (38) has a declination of 2 o .
  • the grid (41) is 150mm wide by 70mm high by 2.0m long.
  • Twenty-four facade modules (400) are used in the construction. Twelve facade modules (400) are 3mx2m and twelve are 3m x l, 5m. Six facade modules (400) of 3m x 2m are arranged on each side of the construction of 6m in length. On each side of the 4.5m construction, six facade modules (400) of 3m x l, 5m are arranged.
  • the structural frame (14), of the facade module (400) is made up of four structural profiles (4) of AISI / SAE 1020 steel of rectangular cross-section of 100mm x 50mm and 2mm thick; that articulate to form a rectangular frame of 1.3m x 2.0m.
  • the perimeter support (15) is a structural profile (4) of 50mm x 100mm L cross section and 3/8 inch thick in AISI / SAE 1020 steel.
  • the perimeter support (15) has 1 ⁇ 2 holes (7) inch in diameter
  • the base support (35) is made of AISI / SAE 1020 L-shaped steel composed of two 3/8 inch thick plates which are joined by welding.
  • the terminals (36) are welded to the base support (35).
  • the terminals (36) are made of AISI / SAE 1020 steel.
  • the terminals (36) have perforations (7) of 1 ⁇ 2 inch in diameter.
  • the terminals (36) are operatively distributed to the base support (35) such that the perforations (7) of the terminals (36) and the perimeter support (15) are concentric. Clamping elements are passed through the perforations (7).
  • the facades (42) are articulated to the structural frames (14).
  • the dimensions of the facades (42) are: - twelve facades (42) of 3mx2m each; Y

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Abstract

La presente invención corresponde a un sistema constructivo modular que comprende un módulo de columnas receptoras, un módulo de entrepiso, un módulo de piso y un módulo de fachada. El módulo de columnas receptoras comprende un soporte vertical y una viga ménsula; mediante el soporte vertical se dispone el sistema constructivo en una superficie. El módulo de entrepiso comprende un nervio interior y trabes perimetrales. El nervio interior se conforma de perfiles estructurales en paralelo articulados perpendicularmente con otros perfiles estructurales en paralelo entre las almas. Los trabes perimetrales se unen al extremo de los perfiles estructurales del nervio interior. El módulo de entrepiso de articula al módulo de columnas receptoras mediante la articulación de los trabes perimetrales con las vigas ménsulas, quedando el módulo de entrepiso perpendicular al soporte vertical. El módulo de piso se dispone sobre el módulo de entrepiso. Y el módulo de fachada comprende un marco estructural conformado por perfiles estructurales, apoyos perimetrales fijados al marco estructural, una fachada y un soporte base que se fija al trabe perimetral. Los apoyos perimetrales se articulan con el soporte base para la articulación del módulo de fachada con el módulo de entrepiso. Las articulaciones se realizan mediante elementos de sujeción que atraviesan perforaciones dispuestas en los componentes a articular.

Description

SISTEMA CONSTRUCTIVO MODULAR ESTRUCTURAL
Campo de invención La presente invención está relacionada con sistemas constructivos modulares. Específicamente, se relaciona con los sistemas constructivos modulares fabricados que comprende perfiles metálicos.
Descripción del estado de la técnica
La utilización de sistemas OSC (por sus siglas en ingles de Off-Site Construction) son utilizados principalmente para la construcción de edificaciones, en este sistema los componentes son fabricados fuera del área de construcción. En el artículo "Off-Site Construction of Apartment Building" (Boyd, Khalfan, & Maqsood, 2013) se describen las categorías que comprende este sistema constructivo, entre ellas:
• Modular Building: consiste en la fabricación de habitaciones volumétricas o bloques, los cuales son fabricados bajo un ambiente supervisado, para luego ser transportados e instalados de manera permanente en una base preestablecida. Estos sistemas tienen pre- ensambladas las redes de servicio. Esta categoría tiene como característica fundamental el hecho de ser transportable, por lo tanto sus dimensiones se ajustan a los medios convencionales de transporte (Lawson, Ogden, & Bergin, 2012).
• Ojf-site preassembly: es el proceso en el cual los componentes de la construcción, materiales y piezas prefabricadas están fuera del área de construcción. Las piezas son pre-montadas y transportadas. Generalmente son piezas no volumétricas como vigas, columnas, baños, pisos, tuberías o escaleras.
No obstante las ventajas de los dos sistemas, estos poseen limitaciones técnicas tales como:
• Modular Building: estos sistemas poseen uniones complejas, rigidez arquitectónica debido a su estandarización, limitación de almacenamiento debido a su volumen e igualdad en los componentes estructurales de soporte estructural (Boyd, Khalfan, & Maqsood, 2013) (Lawson, Ogden, & Bergin, 2012).
• Off-Site Preassembly: al estar compuesto por una mayor cantidad de elementos generan por consiguiente una mayor cantidad de uniones en el sitio de construcción. Estas uniones aumentan los tiempos de construcción, disrupción en el ambiente y nivel de accidentalidad debido al aumento del trabajo en obra (Court, Pasquire, Gibb, & Bower, 2009). Los MPOSS (por sus siglas en ingles de Modular Preassembly Off-Site System) es un modelo modular de extensión superficial estandarizado. Los módulos son prefabricados y pre- ensamblados fuera del área de construcción en un espacio cerrado y supervisado, posteriormente son transportados al sitio de edificación para su ensamble final. El modelo constructivo contempla una estructura modular superficial transportable. La superficie transportable incorpora una estructura de soporte, piso, redes de servicios parciales y acabados. Cada uno de los elementos es soportado por medio de elementos receptores tipo columna, ensamblados por medio de uniones tradicionales desmontables las cuales conforman una estructura tipo pórtico, para luego ser recubierta por medio de paredes tipo fachada pre- estructurada.
Por tal motivo los MPOSS subdividen la construcción en subsistemas independientes no volumétricos. Esto permite una disminución en el espacio para el almacenaje e independencia dimensional de cada uno de los elementos estructurales de soporte. Debido a esta subdivisión, se reducen el número de componentes y uniones disminuyendo la accidentalidad entre 50-70% (Court, Pasquire, Gibb, & Bower, 2009), disminución del tiempo de construcción entre 50-70% (Boyd et al., 2013; Lawson et al., 2012; Tam, Tam, Zeng, & Ng, 2007), disminución del desperdicio entre 40-70% (Jaillon & Poon, Life cycle design and prefabrication in buildings: A review and case studies in Hong Kong, 2014), otorgándole a la edificación la capacidad de ser desmontable y reutilizable en un 100%.
En la patente de Broberg (Estados Unidos de America Patente n° US20050210762A1, 2003) se divulga una construcción modular del tipo que comprende marcos verticales, columnas y una pluralidad de módulos de volumen prefabricados en perfiles metálicos. En la parte superior de las columnas se encuentran dos vigas que se articulan mediante tornillos, y fijadas a la columna. Las paredes son de piezas prefabricadas que se articulan al marco conformado por vigas y columnas. Los módulos son elaborados en perfiles de lámina metálica. Breve descripción de las figuras.
La FIG. 1 corresponde a una vista isométrica del módulo de entrepiso, en la cual se visualiza los trabes perimetrales, el nervio y los soportes trabe.
La FIG. 2 muestra la articulación de los perfiles estructurales del nervio, mediante las almas.
La FIG. 3 muestra las perforaciones en el patín y el alma del perfil estructural del trabe perimetral.
La FIG. 4 muestra la disposición del soporte trabe en el perfil estructural del trabe perimetral, y las perforaciones del soporte trabe.
La FIG. 5 muestra una modalidad de módulo de columna receptora de dos vigas ménsulas.
La FIG. 6 muestra una modalidad de módulo de columna receptora de una viga ménsula.
La FIG.7 muestra una modalidad de módulo de columna receptora de tres vigas ménsulas. La FIG. 8 muestra una modalidad de módulo de columna receptora de cuatro vigas ménsulas.
La FIG. 9 muestra el módulo de fachada y un zoom de los apoyos perimetrales fijados al marco estructural, y del soporte base que se fija al trabe perimetral. La FIG. 10 muestra una modalidad del módulo de piso.
La FIG. 11 muestra una modalidad del módulo de piso.
La FIG. 12 muestra una modalidad del módulo de piso que comprende una zona plana y una zona inclinada. La FIG. 13 muestra la articulación del módulo de piso y el módulo de entrepiso mediante platinas y receptores.
La FIG. 14 corresponde a una construcción elaborada con el sistema constructivo de la invención.
Breve descripción de la invención.
La presente invención corresponde a un sistema constructivo modular que comprende un módulo de columnas receptoras, un módulo de entrepiso, un módulo de piso y un módulo de fachada.
El módulo de columnas receptoras comprende un soporte vertical y una viga ménsula; mediante el soporte vertical se dispone el sistema constructivo en una superficie o piso.
El módulo de entrepiso comprende un nervio interior y trabes perimetrales. El nervio interior se conforma de perfiles estructurales en paralelo articulados perpendicularmente con otros perfiles estructurales en paralelo entre las almas. Los trabes perimetrales se unen al extremo de los perfiles estructurales del nervio interior. El módulo de entrepiso de articula al módulo de columnas receptoras mediante la articulación de los trabes perimetrales con las vigas ménsulas, quedando el módulo de entrepiso perpendicular al soporte vertical.
El módulo de piso se dispone sobre el módulo de entrepiso, y se fija al mismo. El módulo de fachada comprende un marco estructural conformado por perfiles estructurales, apoyos perimetrales fijados al marco estructural, una fachada y un soporte base que se fija al trabe perimetral. Los apoyos perimetrales se articulan con el soporte base para la articulación del módulo de fachada con el módulo de entrepiso.
Las articulaciones se realizan mediante elementos de sujeción que atraviesan perforaciones dispuestas en los componentes a articular. Descripción detallada de la invención.
La presente invención corresponde a un sistema constructivo modular. El sistema constructivo comprende cuatro módulos: un módulo de entrepiso (200),
un módulo de columnas receptoras (100),
un módulo de fachada (400), y
un módulo de piso (300).
En caso de elaborarse una construcción que comprende más de un módulo de entrepiso (200), estos se pueden articular utilizando platinas (32) y receptores (33) (los cuales se describirán más adelante). Módulo de entrepiso (200).
Haciendo referencia a la FIG. 1, se muestra el módulo de entrepiso (200), que está conformado por: - trabe perimetral (1);
nervio interior (2); y
soporte trabe (3).
Haciendo referencia a la FIG. 1, cada uno de los módulos estructurales de entrepiso (200) tiene una geometría en forma rectangular la cual es definida por cuatro trabes perimetrales (1), en su interior se conectan los nervios interiores (2), entrelazados en dirección longitudinal y perpendicularmente, y por último el soporte trabe (3) se une en los extremos de cada uno de trabes perimetrales (1). Haciendo referencia a la FIG. 2, el nervio interior (2) es una estructura conformada por perfiles estructurales (4) de simetría doble o simetría simple, de sección abierta o cerrada, verbo y gracia perfiles estructurales tales como perfil en I, C, T, en ángulo, cuadrado, entre otros. Una persona versada en la materia entenderá que los perfiles estructurales aquí descritos no se encuentran limitados por las formas explícitamente descritas, sino que pueden comprender formas adicionales, de tal forma que permitan su adaptación estructural como nervio interior (2). Siguiendo con la FIG. 2, el nervio interior (2) se conforma de perfiles estructurales (4) en paralelo, articulados perpendicularmente con otros perfiles estructurales (4) en paralelo, de tal forma que la distribución de los perfiles estructurales (4) configuran una red.
La articulación entre perfiles estructurales (4) perpendiculares entre sí, se realiza mediante la unión entre las almas (5). La unión entre las almas (5) se puede realizar mediante elementos de sujeción, soldadura y una combinación de estas. En caso de articulación mediante elementos de sujeción se utiliza una placa de articulación (34) la cual comprende perforaciones (7) concéntricas con las perforaciones (7) de las almas (5) de los perfiles estructurales (4). Los elementos de sujeción pasan a través de las perforaciones (7) de la placa de articulación (34) y las almas (5).
El trabe perimetral (1) es un perfil estructural (4) de simetría doble o simetría simple, de sección abierta, verbo y gracia perfiles estructurales tales como perfil en I, C, T, en ángulo, entre otros. Haciendo referencia a la FIG. 3, el trabe perimetral (1) es un perfil estructural (4) con perforaciones (7) a lo largo del alma (5) y del patín (6), La longitud del trabe perimetral (1) corresponde entre el 75% y 55% de la longitud no arriostrada.
Haciendo referencia con la FIG. 4, el soporte trabe (3) es una placa de sección rectangular con perforaciones (7). En cada uno de los extremos de cada trabe perimetral (1), se fija un soporte trabe (3).
Módulo de columnas receptoras (100).
El módulo de columnas receptoras (100) es el módulo responsable del soporte de todos los módulos sobre el piso o superficie donde se disponga la construcción construida con el sistema constructivo.
Haciendo referencia a la FIG. 5, el módulo de columnas receptoras (100) se conforma de: un soporte vertical (8);
dos placas de unión (9);
vigas ménsulas (10);
- placa de transición (11); y
soportes de módulos (12).
El soporte vertical (8) es un perfil estructural (4) (perfil estructural (4) no indicado en la FIG. 5 de simetría doble o simetría simple, de sección abierta o cerrada, verbo y gracia perfiles estructurales tales como perfil en I, C, T, en ángulo, cuadrado, entre otros, de tal forma que permitan su adaptación estructural como nervio interior (2). Una persona versada en la materia entenderá que los perfiles estructurales aquí descritos no se encuentran limitados por las formas explícitamente descritas, sino que pueden comprender formas adicionales. La placa de unión (9) es una placa rectangular soldada en los extremos del soporte vertical (8). Cada placa de unión (9) tiene perforaciones (7) a lo largo del perímetro. La placa de unión (9) permite conectar módulos de columnas receptoras (100).
La viga ménsula (10) es un perfil estructural (4) (perfil estructural (4) no indicado en la FIG. 5) de simetría doble o simetría simple, de sección abierta o cerrada, verbo y gracia perfiles estructurales tales como perfil en I, C, T, en ángulo, cuadrado, entre otros. Una persona versada en la materia entenderá que los perfiles estructurales aquí descritos no se encuentran limitados por las formas explícitamente descritas, sino que pueden comprender formas adicionales. La viga ménsula (10) se une al soporte vertical (8) preferiblemente en inmediaciones de la placa de unión (9). La unión entre la viga ménsula (10) y el soporte vertical (8), se realiza preferiblemente mediante soldadura. La longitud de la viga ménsula (10) corresponde a la resta algebraica de la longitud total de la viga no arriostrada y el trabe perimetral (1) dividido entre dos. Siguiendo con la FIG. 5, la placa de transición (11) es una placa preferiblemente aunque no limitada a una sección rectangular. La placa de transición (11) se une al soporte vertical (8) y a la viga-ménsula (10), de tal manera que la placa de transición (11) haga las veces de pie de amigo. La unión entre la placa de transición (11) al soporte vertical (8) y la viga-ménsula (10), se realiza preferiblemente mediante soldadura. La periferia de la placa transición (11) a través de la cual se suelda a la viga ménsula (10), tiene una longitud superior a la de la viga ménsula (10), de tal manera que se extienda más allá de la viga ménsula (10). En la porción de la placa transición (11) que se extiende más allá de la viga ménsula (10), se apoya el trabe perimetral (1) durante el montaje de sistema constructivo (montaje que se describe más adelante). En una modalidad de la invención; haciendo referencia a la FIG 5, la placa de transición (11) comprende una placa apoyo (13) unida en el extremo que se extiende más allá de la viga ménsula (10). La unión entre la placa apoyo (13) y la placa de transición (11), se realiza preferiblemente mediante soldadura. La placa apoyo (13) se suelda de tal manera que la placa es paralela a la sección transversal del soporte vertical (8).
Haciendo referencia a la FIG. 5, el soporte de módulo (12) es una placa rectangular soldada al extremo de la viga ménsula (10), de tal manera que el soporte modulo (12) sea perpendicular a la sección transversal del soporte vertical (8). El soporte de módulo (12) comprende perforaciones (7).
Dependiendo de la ubicación del módulo de columna receptora (100), el diseño del mismo puede variar en el número de vigas ménsulas (10) que comprenderá.
Haciendo referencia a la FIG. 6, el módulo de columna receptora (100) se comprende de un soporte vertical (8), dos placas de unión (9), una placa de transición (11) con una placa de apoyo (13), un soporte de módulo (12) y una viga ménsula (10). Este diseño de módulo de columna receptora (100) es útil para ensamblar con un trabe perimetral (1).
Haciendo referencia a la FIG. 5, el módulo de columna receptora (100) está conformado por un soporte vertical (8), dos placas de unión (9), dos placas de transición (11) cada una con una placa de apoyo (13), dos soportes de módulo (12) y dos viga ménsulas (10). Las vigas ménsulas (10) están separadas una de la otra a 90°. Este diseño de módulo de columna receptora (100) es útil para uso en bordes perimetrales esquineros, dado de que sirve de soporte para al menos un módulo de entrepiso (200). Haciendo referencia a la FIG. 7 el módulo de columna receptora (100) se comprende de un soporte vertical (8), dos placas de unión (9), tres placas de transición (11) cada una con una placa de apoyo (13), tres soportes de módulo (12) y tres vigas ménsulas (10). Las vigas ménsulas (10) están separadas una de la otra a 90°. Este diseño de módulo de columna receptora (100) es útil para uso en bordes perimetrales internos, es decir, en puntos de unión de al menos dos módulos estructurales de entrepiso (200), dado que se puede ensamblar a estos dos módulos estructurales de entrepiso (200).
Haciendo referencia a la FIG. 8, el módulo de columna receptora (100) se comprende de un soporte vertical (8), dos placas de unión (9), cuatro placas de transición (11) cada una con una placa de apoyo (13), cuatro soportes de módulo (12) y cuatro vigas ménsulas (10). Este diseño de módulo de columna receptora (100) es útil para uso interno, es decir, en puntos de unión de cuatro módulos estructurales de entrepiso (200), dado que se puede ensamblar a este cuatro módulo de entrepiso (200).
Módulo de fachada (400).
El módulo de fachada (400), es el módulo sobre el cual se dispone los elementos de la fachada externa e interna en el sistema constructivo. El módulo de fachada (400) hace las veces del soporte estructural de la fachada.
Haciendo referencia a la FIG: 9, el módulo de fachada (400) se comprende de: un marco estructural (14);
- apoyos perimetrales (15);
un soporte base (35); y,
- fachada (42).
El marco estructural (14) es un marco conformado por perfiles estructurales (4) de simetría doble o simetría simple, de sección abierta o cerrada, verbo y gracia perfiles estructurales tales como perfil en I, C, T, en ángulo, cuadrado, entre otros. Una persona versada en la materia entenderá que los perfiles estructurales aquí descritos no se encuentran limitados por las formas explícitamente descritas, sino que pueden comprender formas adicionales.
El apoyo perimetral (15) es un perfil estructural (4) de simetría simple, de sección abierta, verbo y gracia perfiles estructurales tales como perfil en L. El apoyo perimetral (15) se fija al marco estructural (14) de tal manera que una de las caras del apoyo perimetral (15) se pueda disponer para articular el soporte base (35).
El soporte base (35) es un perfil estructural (4) de simetría simple, de sección abierta, verbo y gracia perfiles estructurales tales como perfil en L. Una persona versada en la materia entenderá que los perfiles estructurales aquí descritos no se encuentran limitados por las formas explícitamente descritas, sino que pueden comprender formas adicionales. El soporte base (35) se fija al trabe perimetral (1) por soldadura. Cada soporte base (35) posee terminales (36), los cuales se disponen operativamente, de tal manera que permiten apoyar y articular los apoyos perimetrales (15).
Haciendo referencia a la FIG. 9, la fachada (42) es una placa que se articula al marco estructural (14), mediante tornillos, o demás elementos de sujeción. La fachada (42) cumple la función de superficie de acabado de las paredes laterales de la construcción. La fachada (42) puede ser una lámina metálica, polímero, concreto, entre otras. Las dimensiones de la fachada (42) determinan las dimensiones del módulo de fachada (400).
Módulo de piso (300). El módulo de piso (300) se dispone sobre el módulo de entrepiso (200).
En una modalidad de la invención, y haciendo referencia a la FIG. 10, el módulo de piso (300) está comprendido por: - placa base (16);
placa soporte (17);
placa de tránsito (18); y, tope unión (19).
La placa base (16) es una placa plana sobre la cual se disponen los demás componentes del módulo de piso (300). En una modalidad de la invención, la placa base (16) tiene acabado superficial liso. En una modalidad de la invención, la placa base (16) es fabricada en fibra de vidrio. La placa base (16) es la placa que tiene contacto con el módulo de entrepiso (200).
La placa soporte (17) es una placa que comprende una base (20) y salientes (21). La base (20) es una estructura en forma de cajón la cual está apoyada a lo largo del perímetro sobre la placa base (16). El ensamble entre la base (20) y la placa base (16) genera una recamara la cual se rellena con resina de poliuretano (22) adhiriendo la base (20) y la placa base (16). Los salientes (21) sobre salen de la base (20) formando una geometría de patrón.
La placa de tránsito (18) es una placa que comprende una cara de ajuste (23) y una cara de tránsito (24). La cara de tránsito (24) posee un relieve de fricción (25) para el tránsito de personas. La cara de ajuste (23) comprende un relieve acople (26). El relieve acople (26) copia parcial o totalmente la geometría de la sección transversal de los salientes (21). La distribución de los relieves acoples (26) debe ser igual a la geometría de patrón de los salientes (21) de la placa de soporte (17). Se puede utilizar una sola placa de tránsito (18) que cubra toda la placa soporte (17) o se puede utilizar varias placas de tránsito (18) que se acoplen sobre la placa soporte (17), cubriendo a esta. El acople entre los salientes (21) y los relieves de acople (26) permite restringir el desplazamiento horizontal de estas.
El tope unión (19) es un elemento tipo tapón el cual une de manera no permanente la placa de tránsito (18) con el saliente (21) de la placa soporte (17). El tope unión (19) posee una geometría de acople que concuerda con la sección resultante de la unión de las esquinas de las placas de tránsito (18). El tope unión (19) es dispuesto en la geometría resultante de tal manera que realiza presión sobre la placa tránsito (18) y la placa soporte (17). El tope unión (19) comprende una perforación (7) que concuerda con la perforación (7) presente en la placa soporte (17), de tal manera que a través de estas perforaciones se pueden disponer elementos de sujeción. En una modalidad de la invención, y haciendo referencia a la FIG. 11, el módulo de piso (300) está comprendido por: placa primaria (27);
- aislante acústico (28);
placa secundaria (29); y,
placa unión módulos (37).
La placa primaria (27) es una placa de geometría rectangular. En las caras de mayor longitud de la placa primaria (27) se disponen medios de articulación que pueden ser guías (30) o terminal de acople (31), mediante los cuales se pueden articular varias placas primarias (27) sobre un mismo plano. Una placa primaria (27) puede comprender en sus caras de mayor longitud: - guías (30) en sus dos caras;
una guía (30) y una terminal de acople (31) en ambas caras;
cara terminal de acople (31) en sus dos caras; o,
una guía (30) en una cara y una terminal de acople (31) en la otra cara. El aislante acústico (28) se dispone sobre la placa primaria (27). Además de aislar ondas acústicas, el aislante acústico (28) aisla las vibraciones provenientes desde la placa secundaria (29). En una modalidad de la invención, el aislante acústico (28) es de neopreno.
Haciendo referencia a la FIG. 11 , la placa secundaria (29) es una placa de geometría rectangular. La placa secundaria (29) se dispone sobre el aislante acústico (28). La cara opuesta a la cara en contacto con el aislante acústico (28), tiene relieves de fricción (25). En las caras paralelas de mayor longitud de la placa secundaria (29) se disponen medios de articulación que pueden ser guías (30) o terminal de acople (31), mediante los cuales se pueden articular varias placas secundarias (29) sobre un mismo plano. Una placa secundaria (29) puede comprender: guías (30) en sus dos caras;
una guía (30) y una terminal de acople (31) en ambas caras; cara terminal de acople (31) en sus dos caras; o,
una guía (30) en una cara y una terminal de acople (31) en la otra cara.
La placa unión módulos (37) (ilustrada en la FIG. 11) es una placa que se extiende en la periferia de la placa primaria (27). La placa unión módulos (37) permite la articulación del módulo de piso (300) con módulos de entrepiso (200). La placa unión módulos (37) se utiliza en los módulos de piso (300) localizados en la periferia del módulo de entrepiso (200).
En una modalidad de la invención, y haciendo referencia a la FIG. 12 el módulo de piso (300) está comprendido por: una placa primaria (27);
un aislante acústico (28); y
una placa pendiente (38).
La placa primaria (27) es una placa de geometría rectangular. En las caras de mayor longitud de la placa primaria (27), poseen medios de articulación que pueden ser guías (30) o terminal de acople (31), mediante los cuales se pueden articular varias placas primarias (27) sobre un mismo plano. Una placa primaria (27) puede comprender: guías (30) en sus dos caras;
una guía (30) y una terminal de acople (31) en ambas caras;
cara terminal de acople (31) en sus dos caras; o,
una guía (30) en una cara y una terminal de acople (31) en la otra cara.
El aislante acústico (28) se dispone sobre la placa primaria (27). Además de aislar ondas acústicas, el aislante acústico (28) aisla las vibraciones provenientes desde la placa pendiente (38). En una modalidad de la invención, el aislante acústico (28) es de neopreno. La placa pendiente (38) es una placa de geometría rectangular. La placa pendiente (38) posee perimetralmente una zona plana (39) y una zona inclinada (40), de inclinación negativa. La zona inclinada (40) se extiende desde la zona plana (39) hasta una rejilla (41). La rejilla (41) se ubica en la parte central de la placa pendiente (38). La cara opuesta a la cara en contacto con el aislante acústico (28), tiene relieves de fricción (25). En las caras paralelas de mayor longitud de la placa pendiente (38) se disponen guías (30) o terminal acople (31), mediante los cuales se pueden articular varias placas pendiente (38) sobre un mismo plano. Una placa pendiente (38) puede comprender: guías (30) en sus dos caras;
una guía (30) y una terminal de acople (31) en ambas caras;
cara terminal de acople (31) en sus dos caras; o,
- una guía (30) en una cara y una terminal de acople (31) en la otra cara.
Haciendo referencia a la FIG. 13, la articulación del módulo de entrepiso (200) de los dos trabes perimetrales (1) adyacentes, se utilizan platinas (32) y receptores (33), los cuales se disponen en los trabes perimetrales (1).
Haciendo referencia a la FIG. 13, la platina (32) es una platina de forma rectangular que comprende perforaciones (7). La longitud de separación de las centros de las perforaciones (7) de la platina (32) debe ser igual a la distancia de separación de los centros de las perforaciones (7) de los trabes perimetrales (1) a articular. A través de las perforaciones (7) se atraviesan elementos de sujeción.
Haciendo referencia a la FIG 13, cuando la superficie donde se apoya la tuerca utilizada en la articulación de trabes perimetrales (1) no es plana, se utilizan receptores (33). El receptor (33) tiene una cara plana sobre la cual se apoya la tuerca y una cara que se ajusta al contorno de la superficie no plana del trabe perimetral (1).
Los elementos de sujeción a utilizar pueden ser verbo y gracia tornillo - tuerca, y remaches.
Ejemplo
El siguiente ejemplo corresponde a una construcción obtenida del ensamble de los módulos que comprende la presente invención. Haciendo referencia a la FIG. 14, la construcción está comprendida por: dos módulos de entrepiso (200);
- ocho módulos de columna receptora (100);
veinticuatro módulos de fachada (400); y,
ocho módulos de piso (300).
Cada módulo de entrepiso (200) se conforma de once nervios de perfiles estructurales (4), de los conocidos en el área técnica como WF 6x9 de acero A36. Dos de los perfiles estructurales (4) tienen una longitud de 6m, y están posicionados en paralelo entre sí. Los otros nueve perfiles estructurales (4) tienen una longitud de l,5m. Tres perfiles estructurales (4) de l,5m de longitud, se posicionan continuamente de tal manera sean perpendiculares a los perfiles estructurales de 6m, y se articulen con estos mediante soldaduras entre las almas. Uno de los perfiles estructurales (4) de l,5m se dispone entre los dos perfiles estructurales (4) de 6m. La articulación de las almas de los perfiles estructurales (4), se realiza a l,5m del extremo de los perfiles estructurales (4) de 6m. Otros tres perfiles estructurales (4) de l,5m se disponen paralelo a los primeros tres, a una distancia de separación de l,5m y articulados por soldadura a las almas de los perfiles estructurales (4) de 6m. Los últimos tres perfiles estructurales (4) de l,5m se disponen paralelo a los segundos tres, a una distancia de separación de l,5m y articulados por soldadura a las almas de los perfiles estructurales (4) de 6m. Configuración de los perfiles estructurales (4) describen una geometría rectangular de 6m x 3,5m. El módulo de entrepiso (200) comprende dos trabes perimetrales (1) de 2,lm y dos trabes perimetrales (1) de 3,6m. Los trabes perimetrales (1) de 2,lm se articulan con los extremos de los perfiles estructurales (4) de 6m. Los trabes perimetrales (1) de 3,6m se articulan con los extremos de los perfiles estructurales (4) de l,5m. A lo largo de los trabes perimetrales (1) se realizan perforaciones (7) de ½ pulgadas de diámetro cada 200 mm de separación, tanto en el patín (6) como en el alma (5). El soporte trabe (3) es un perfil rectangular de acero AISI/SAE 1020 de 1/4 pulgada de espesor. El soporte trabe (3) posee seis perforaciones (7) de 1/4 pulgada de diámetro. El módulo de columnas receptoras (100) corresponde a las esquematizadas en la FIG. 5. Cada módulo de columnas receptoras (100) está conformada por un soporte vertical (8) placas de unión (9), dos placas de transición (11) cada una con una placa de apoyo (13), dos soportes de módulo (12) y dos vigas ménsulas (10). Las vigas ménsula (10) están separadas una respecto a la otra 90°. El soporte vertical (8) es un perfil estructural (4), de los conocidos en el área técnica como PTEC de 7 x 7 pulgadas con 7 milímetros de espesor en acero A500 grado C. Las placas de unión (9) se fabrican en acero AISI/SAE 1020 de 1 pulgada de espesor. La placa de unión (9) tiene perforaciones (7) de 5/8 de pulgada de diámetro. Las vigas ménsulas (10) son perfiles estructurales (4), de los conocidos en el área técnica como WF 6x15 de acero A36. Una de las vigas ménsulas (10) tiene un largo de l,2m y la otra un largo de 0,7m. El soporte de módulo (12) es un perfil rectangular de acero AISI/SAE 1020 de 1/4 pulgada de espesor. El soporte módulo (12) posee seis perforaciones (7) de ½ pulgada de diámetro, las cuales son concéntricas a las perforaciones (7) del soporte trabe (3). La placa de transición (11) es una platina rectangular con perforaciones (7). La placa de transición (11) se fabrica en acero AISI/SAE 1020 de ½ pulgada de espesor, 0,2 metros de ancho por 1,35 y 0,85 metros de largo respectivamente. La placa de transición (11) se suelda por puntos a la viga ménsula (10) y con cordón de soldadura continuo al soporte vertical (8). La placa de apoyo (13) es una platina rectangular de acero AISI/SAE 1020 de ½ pulgada de espesor, de dimensiones de 100mm de ancho y 150mm de largo.
En cuatro de los módulos de columnas receptoras (100) el soporte vertical (8) tiene una longitud de 5m. Las vigas ménsulas (10) se localizan a 3m de uno de los extremos del soporte vertical (8). Estos módulos comprenden dos placas unión (9), una por cada extremo del soporte vertical (8).
En cuatro de los módulos de columnas receptoras (100) el soporte vertical (8) tiene una longitud de lm. Las vigas ménsulas (10) en uno de los extremos del soporte vertical (8). Estos módulos comprenden una placas unión (9), localizadas en extremo del soporte vertical (8) opuesto al extremo donde se localizan las vigas ménsulas (10).
Los módulos de columna receptora (100) de soporte vertical (8), de 5m, se fijan a la superficie mediante elementos de sujeción que atraviesan las perforaciones (7) presentes en las placas de unión (9). El extremo del soporte vertical (8) en contacto con el piso extremo más cercano a las vigas ménsulas (10). En el otro extremo se articula un módulo de columna receptora (100) de soporte vertical (8) de lm. La articulación se realiza mediante las placas unión (9) de los módulos de columnas receptoras (100) que permiten el paso de elementos de sujeción a través de las perforaciones (7).
Los cuatro módulos de columnas receptoras (100) se articulan uno por cada esquina del módulo de entrepiso (200). Los trabes perimetrales (1) se disponen sobre las placas de apoyo (13), de tal manera que los soporte trabe (3) y los soportes de módulo (12) se localicen adyacentemente. Elementos de sujeción atraviesan las perforaciones (7) presente en los soportes trabe (13) y los soportes de módulo (12) articulando estos dos módulos.
La construcción comprende ocho módulos de entrepiso (200). En el módulo de entrepiso (200) inferior se utilizan cuatro módulos de piso (300) de los mostrados en la FIG. 11. En el módulo de entrepiso (200) superior se utilizan cuatro módulos de piso (300) de los mostrados en la FIG. 12.
Los cuatro módulos de piso (300), del módulo de entrepiso (200) inferior, se fabrican en fibra de vidrio. La placa primaria (27) y la placa segundaria (29) tienen dimensiones de 1500mm x 3500mm x 5mm. El aislante acústico (28) es caucho. La dimensión de la placa unión módulos (37) es de 60mm de ancho por 5mm de espesor por l,5m de largo. A través de la placa unión módulos (37) se articulan los módulos de piso (300) a los trabes perimetrales (1), mediante elementos de sujeción que atraviesan las perforaciones (7) presente en el patín (6) de los trabes perimetrales (1).
Los cuatro módulos de piso (300), del módulo de entrepiso (200) superior, se fabrican en fibra de vidrio. La placa primaria (27) y la placa pendiente (38) tienen una dimensión de 1500mm x 3500mm x 5mm. El aislante acústico (28) es caucho. La dimensión de la placa unión módulos (37) es de 60mm de ancho por 5mm de espesor por l,5m de largo. La zona de inclinación (40) de la placa pendiente (38) tiene una declinación de 2o. La rejilla (41) es de 150mm de ancho por 70mm de alto por 2,0m de largo. Estos módulos de piso (300) se fijan a los trabes perimetrales (1) mediante elementos de sujeción que atraviesan las perforaciones (7) presenten en los patines (5) de los trabes perimetrales (1).
En la construcción se utilizan veinticuatro módulos de fachada (400). Doce módulos de fachada (400) son de 3mx2m y doce son 3m x l,5m. Seis módulos de fachada (400) de 3m x 2m son dispuesto en cado uno de los lados de la construcción de 6m de longitud. En cada uno de los lados de la construcción de 4,5m de longitud se disponen seis módulos de fachada (400) de 3m x l,5m. El marco estructural (14), del módulo de fachada (400), es conformado por cuatro perfiles estructurales (4) de acero AISI/SAE 1020 de sección transversal rectangular de 100mm x 50mm y 2mm de espesor; que se articulan para formar un marco rectangular de 1,3m x 2,0m. El apoyo perimetral (15) es un perfil estructural (4) de sección transversal en L de 50mm x 100mm y 3/8 de pulgada de espesor en acero AISI/SAE 1020. El apoyo perimetral (15) tiene perforaciones (7) de ½ pulgada de diámetro. El soporte base (35) está fabricado en acero AISI/SAE 1020 en forma de L compuesta por dos platinas de 3/8 pulgadas de espesor las cuales son unidas por medio de soldadura. Al soporte base (35) se sueldan los terminales (36). Las terminales (36) se fabrican en acero AISI/SAE 1020. Las terminales (36) tienen perforaciones (7) de ½ pulgada de diámetro. Las terminales (36) están operativamente distribuidas al soporte base (35) de tal manera que las perforaciones (7) de las terminales (36) y el apoyo perimetral (15) sean concéntrica. A través de las perforaciones (7) se atraviesan elementos de sujeción. Las fachadas (42) se articulan a los marcos estructurales (14). Las dimensiones de las fachadas (42) son: - doce fachadas (42) de 3mx2m cada una; y
doce fachadas (42) de 3m x l,5m.
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Se debe entender que la presente invención no se halla limitada a las modalidades descritas e ilustradas, y la persona versada en la técnica entenderá que pueden efectuarse numerosas variaciones y modificaciones que no se apartan del espíritu de la invención, el cual solo se encuentra definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un sistema constructivo modular que comprende: - un módulo de columnas receptoras que comprende un soporte vertical y una viga ménsula, a través el soporte vertical se dispone el sistema constructivo en una superficie; un módulo de entrepiso que comprende un nervio interior conformado por perfiles estructurales en paralelo unidos perpendicularmente con otros perfiles estructurales en paralelo entre las almas, trabes perimetrales unido al extremo de los perfiles estructurales del nervio interior, el módulo de entrepiso se articula al módulo de columnas receptoras mediante los trabes perimetrales con las vigas ménsulas;
un módulo de piso dispuesto sobre el módulo de entrepiso; y
un módulo de fachada que comprende un marco estructural conformado por perfiles estructurales, apoyos perimetrales fijados al marco estructural, un soporte base que se fija al trabe perimetral y una fachada, los apoyos perimetrales se articulan con el soporte base para la articulación del módulo de fachada con el módulo de entrepiso.
2. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud resultante de la articulación de dos vigas ménsulas y el trabe perimetral corresponde a la longitud de la viga no arriostrada donde:
la longitud del trabe perimetral corresponde entre el 75% y 55% de la longitud no arriostrada; y,
la longitud de la viga ménsula corresponde a la resta algebraica de la longitud total de la viga no arriostrada y el trabe perimetral dividido entre dos.
3. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte vertical comprende dos placas unión con perforaciones, cada placa unión está unida en cada extremo del soporte vertical, mediante las placas unión se conectan módulos de columnas receptoras.
4. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de columnas receptoras comprende una placa de transición soldada al soporte vertical y a la viga- ménsula, de tal manera que la placa de transición haga las veces de pie de amigo, y la periferia de la placa transición a través de la cual se suelda a la viga ménsula, tiene una longitud superior a la de la viga ménsula, de tal manera que la placa de transición se extienda más allá de la viga ménsula.
5. El sistema constructivo de la reivindicación 1, que comprende un soporte de módulos soldado al extremo de la viga ménsula, de tal manera que el soporte modulo sea perpendicular a la sección transversal del soporte vertical.
6. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque en cada uno de los extremos del trabe perimetral se fija a un soporte trabe.
7. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de piso está conformado por:
una placa base;
- una placa soporte que comprende una base y salientes, en donde la base es una estructura en cajón que se apoya en la periferia de la placa base, generando una recamara que se rellena con resina adhiriendo la base a la placa base, y los salientes sobre salen de la base formando una geometría de patrón; y,
una placa de transito que comprende una cara de ajuste y una cara de tránsito, la cara ajuste tiene un relieve acople que copia la geometría de la sección transversal de los salientes, y la distribución de los relieves acoples es igual a la geometría de patrón formada por los salientes, la placa transito se dispone encima de la placa soporte.
8. El sistema constructivo de la reivindicación 7 , caracterizada porque una placa de transito está dispuesta en el módulo de piso, los relieves acople copian completamente la geometría de la sección transversal de los salientes.
9. El sistema constructivo de la reivindicación 7, caracterizada porque varias placas de transito se disponen en el módulo de piso que cubren la placa soporte, los relieves acople copian parcialmente la geometría de la sección transversal de los salientes, de tal manera que la articulación de varias placas de transito alrededor de un saliente configuran la geometría de la sección transversal del saliente.
10. El sistema constructivo de la reivindicación 9, caracterizado porque para la articulación de las placas transito con el saliente, se dispone un tope tapón que posee una geometría de acople que concuerda con la sección resultante de la unión de las esquinas de las placas de tránsito, y comprende una perforación a través de la cual se dispone un elemento de sujeción que atraviesa una perforación presente en la placa soporte.
11. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de piso está comprendido por:
- una placa primaria rectangular que comprende medios de articulación en las caras de mayor longitud;
un aislante acústico dispuesto sobre la placa primaria; y,
una placa secundaria rectangular dispuesta sobre el aislante acústico, la placa secundaria comprende medios de articulación en las caras de mayor longitud.
12. El sistema constructivo de la reivindicación 12, caracterizado porque los módulos de piso localizados en la periferia del módulo de entrepiso, comprenden una placa unión que se extiende en la periferia de la placa primaria, mediante la cual se articula el módulo de piso con módulos de entrepiso.
13. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de piso se conforma de:
una placa primaria rectangular que comprende medios de articulación en las caras de mayor longitud;
- un aislante acústico dispuesto sobre la placa primaria; y,
una placa pendiente rectangular que comprende una zona plana localizada en la periferia, una zona inclinada con inclinación negativa hacia el interior de la placa pendiente, una rejilla ubicada en la parte central de la placa pendiente, y medios de articulación en las caras de mayor longitud de la placa pendiente.
14. El sistema constructivo de la reivindicación 1, caracterizado porque la articulación entre trabes perimetrales adyacentes se realiza mediante platinas que comprenden perforaciones concéntricas con las perforaciones presentes en los trabes perimetrales y a través de los cuales se atraviesan elementos de sujeción.
15. El sistema constructivo de la reivindicación 14, caracterizado porque la articulación entre trabes perimetrales adyacentes se realiza mediante platinas y receptores con perforaciones, los receptores se localizan en la superficie no plana de los trabes perimetrales.
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WO2021151217A1 (es) * 2020-01-28 2021-08-05 Syntheon Chile Ltda Sistema constructivo modular ligero, larga durabilidad, con aislación acústica y térmica para la elaboracion de modulos habitacionales

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