ES2290523T3 - Alineacion vertical y nivelacion de unidades de edificio modulares. - Google Patents
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Abstract
Unidad (1) de edificio modular que comprende un armazón de estructura revestido para definir las paredes de una estancia o estancias, unidades (1) de edificio que cuando están apiladas en una disposición vertical y horizontal actúan conjuntamente para formar las estancias unidas de un edificio, caracterizada porque para la ubicación precisa de un módulo o parte del mismo verticalmente sobre otro en el edificio resultante, cada módulo está dotado alrededor del perímetro de su base de una lengüeta (6) de ubicación que se extiende hacia abajo, y cada módulo está dotado también de una cubierta de tejado externa de entablado (3) resistente a las cargas que se extiende cerca de pero no hasta el perímetro exterior de la parte superior del módulo, y el perímetro externo del módulo 2a chapado con un reborde (2) de acero ligero conformado en frío que presenta una primera parte (2a, 2b) que se solapa alrededor de la parte superior de las paredes de extremo y laterales del módulo y una segunda parte (2c, 2d) que se solapa sobre el borde exterior del entablado (3), de modo que entre las partes primera y segunda del reborde se forma un rebaje (2b, 2c) de ubicación periférica en el que puede situarse la lengüeta (6) de ubicación de un módulo de edificio adyacente verticalmente de manera precisa.
Description
Alineación vertical y nivelación de unidades de
edificio modulares.
La invención se refiere a unidades de edificio
modulares para su uso en la construcción de oficinas, hoteles y
bloques de apartamentos, en gran parte prefabricados, y edificios de
una naturaleza general similar. Tales unidades de edificio
modulares son estructuras similares a cajas que pueden fabricarse y
equiparse fuera de obra y después transportarse a una obra de
construcción para su montaje final para formar las estancias
internas de un edificio. La invención también se refiere a un
método para la construcción de edificios utilizando tales unidades
de edificio modulares, y en particular a la alineación de un
edificio de este tipo y la nivelación de las unidades inferiores o
de planta baja.
Particularmente en la construcción de hoteles,
apartamentos y alojamientos de estudiantes se conoce construir los
edificios a partir de módulos de edificio ligeros cada uno de los
cuales es un armazón de acero de estructura formado a partir de
secciones de acero estructurales ligeras soldadas formando una
estructura similar a una caja y revestidos con entablado tal como
placas de yeso, madera contrachapada o tablero de fibra orientada
(OSB). Cada módulo de edificio se fabrica inicialmente como tal
armazón revestido, y después se equipa según el estándar deseado de
decoración interna en una fábrica antes de transportarse a la obra
de construcción final para su incorporación a un edificio. Se
conocen otros módulos de edificio, fabricados principalmente a
partir de estructuras de madera y entablado de madera. El documento
DE 298 08 134 U da a conocer el módulo de edificio con las
características del preámbulo de la reivindicación 1.
En la obra, los módulos se izan mediante grúa
desde el camión o remolque sobre el que se han transportado, y se
apilan en disposición vertical y horizontal actuando conjuntamente
para formar las estancias unidas del edificio final. Para edificios
de baja altura, la precisión necesaria en el proceso de apilamiento
es relativamente baja. No afecta excesivamente a la estabilidad
final del edificio si los módulos individuales se colocan
verticalmente con precisión uno sobre el otro, y generalmente se
considera adecuado que las unidades de edificio modulares
individuales se manipulen hasta sus posiciones finales de manera
manual a medida que se bajan con la grúa. Para edificios
progresivamente más altos, la precisión de la alineación vertical de
las unidades de edificio individuales en la disposición tiene una
importancia creciente. Hasta ahora, sin embargo, la precisión del
apilamiento ha dependido en su totalidad en la habilidad del
operario de grúa para poder mantener estática la unidad de edificio
más alta, mientras que trabajadores cualificados la maniobran
manualmente hasta la posición alineada verticalmente correcta,
antes de que se libere la tensión en el cable de la grúa y la unidad
de edificio ocupe su posición final encima de las unidades
inferiores en la pila.
Es un objetivo de esta invención proporcionar,
para una unidad de edificio modular y un sistema de edificio de
este tipo, medios para alinear de manera precisa y automática las
unidades de edificio adyacentes verticalmente en la pila. Haciendo
la alineación automática y en gran parte independiente de la
cualificación de los trabajadores de la obra que maniobran las
unidades de edificio modulares hasta su posición, es posible
aumentar la altura de los edificios construidos a partir de tales
unidades modulares utilizando mano de obra no cualificada, desde un
máximo práctico previo de aproximadamente cinco plantas hasta desde
veinte a treinta plantas.
La invención comprende una unidad de edificio
modular tal como se especifica en las reivindicaciones 1 a 6 del
presente documento. Los medios de ubicación de borde, proporcionados
por la lengüeta de ubicación y el rebaje periférico, que actúan
conjuntamente, de módulos adyacentes verticalmente, hace posible
colocar de manera precisa las unidades de edificio modulares una
sobre la otra en la disposición con dependencia mínima de mano de
obra cualificada. Preferiblemente el rebaje periférico presenta una
pared lateral interior que se inclina hacia arriba y hacia adentro
respecto al módulo de edificio, para guiar el módulo de edificio
adyacente verticalmente hasta su posición cuando están apilándose
los módulos unos sobre otros durante la construcción de un edificio
a partir de los mismos. Por tanto el equipo de construcción que
maneja manualmente el módulo hasta su posición a medida que se baja
mediante la grúa tiene simplemente que guiar el módulo que está
izándose hasta su posición a entre aproximadamente dos o tres
centímetros de su posición final, y la pared lateral interior
inclinada del rebaje periférico es suficiente para guiar el módulo
hasta su posición precisa final.
Los módulos de edificio según la invención
pueden construirse tal como se describe y se reivindica en la
solicitud de patente en tramitación junto con la presente número
W068004 presentada con la presente, y estar unidos entre sí
horizontal y verticalmente tal como se describe en el documento
W068006 presentado con la presente. Pueden estar fabricados a
partir de un armazón de estructura revestido de elementos de
edificio estructurales tal como se describe y se reivindica en la
solicitud de patente en tramitación junto con la presente número
W068007 presentada con la presente.
Finalmente, la invención proporciona un método
de construcción tal como se especifica en la reivindicación 7 en el
presente documento.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
unidad de edificio modular según la invención;
la figura 2 es una sección tomada a lo largo de
la línea A-A de una esquina superior de la unidad de
edificio de la figura 1;
la figura 3 es una sección tomada a lo largo de
la línea B-B a través de una esquina inferior de la
unidad de edificio de la figura 1; y
la figura 4 es una vista en perspectiva de una
unidad de nivelación para su uso con la unidad de edificio modular
de las figuras 1 a 3.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
módulo 1 de edificio completo, construido según la solicitud de
patente en tramitación junto con la presente número W068004 del
mismo titular y dotada además de medios de ubicación de borde según
esta invención. El módulo comprende cuatro paredes, un suelo y un
tejado. Se muestra una pared de extremo en la figura 1 que tiene
una ventana. La pared de extremo opuesta (no visible) tendría una
puerta. La pared de la ventana estaría en la parte exterior del
edificio montado y la pared de la puerta estaría en la parte
interior, con las puertas abriendo por ejemplo a un pasillo que
proporciona acceso a cualquiera de los módulos en una fila dada.
Alrededor del borde exterior de la parte
superior del módulo 1 hay un rebaje periférico que está definido
mediante una banda 2 de esquina, tal como se muestra en la figura 2.
La banda 2 de esquina se fabrica a partir de acero estructural
conformado en frío ligero mediante una operación de plegado o
doblado, y comprende una cara 2a frontal, una cara 2b superior más
baja, una cara 2c inclinada y una cara 2d superior más alta. La
cara 2a frontal se fija a los montantes estructurales de la unidad
de edificio modular, por ejemplo mediante soldadura por puntos o
soldadura de tapón. La cara 2b superior más baja se encuentra sobre
los extremos superiores alineados horizontalmente de dichos
montantes estructurales. Entre la cara 2b superior más baja y la
cara 2c inclinada se forma el rebaje periférico que se extiende
alrededor de la totalidad de los cuatro bordes de la parte superior
del módulo 1.
La parte superior del módulo 1 está chapada
externamente con paneles 3 resistentes a las cargas que son lo
suficientemente resistentes para resistir el peso de los miembros
del equipo de construcción que se contratan para construir un
edificio a partir de un número de tales unidades modulares. La cara
2d superior más alta de la banda 2 de esquina se encuentra en un
rebaje formado en la parte superior de los paneles 3 resistentes a
las cargas, y sobre la cara 2d superior más alta está adherida una
banda 4 de aislamiento acústico, por ejemplo una banda de material
de caucho o elastomérico tal como espuma de neopreno de alta
densidad. Otra banda 5 de este tipo de aislamiento acústico se
adhiere sobre la cara 2b superior más baja de la banda 2 de
esquina, para proporcionar buen aislamiento acústico entre módulos 1
apilados adyacentes verticalmente. Una barrera de aislamiento
contra el ruido alternativa podría obtenerse situando la banda 2 de
esquina sobre una capa de revestimiento de caucho o elastomérico u
otro absorbente de ruido.
La figura 3 muestra el detalle de la periferia
de la parte inferior de cada módulo 1, y también muestra cómo ese
detalle de la parte inferior actúa conjuntamente con el rebaje
periférico alrededor del borde superior del módulo verticalmente
por debajo del mismo en el edificio final. Ese módulo por debajo se
muestra en la figura 3 en línea discontinua, pero es exactamente
tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 2.
En la figura 3 las bandas 4 y 5 de aislamiento acústico se muestran
comprimidas, tal como estarían en la práctica, por el peso del
módulo o módulos 1 verticalmente por encima.
El detalle de la parte inferior del módulo 1 se
proporciona mediante una banda de esquina conformada en frío para
definir una lengüeta 6 de ubicación que se extiende hacia abajo en
la que descansan los montantes estructurales (no mostrados) del
módulo. Una pared exterior de la lengüeta 6 se extiende hacia arriba
como una parte 7 de pared exterior de la banda de esquina, que se
fija a la parte exterior del módulo 1 de edificio de estructura
mediante soldadura por puntos o soldadura de tapón por ejemplo. La
pared interna de la lengüeta 6 se dobla para seguir el ángulo de la
cara 2c inclinada de la banda 2 de esquina superior, terminando en
una parte 8 de placa inferior que está soldada a las partes
inferiores de una serie de vigas transversales (no mostradas) que
soportan el suelo del módulo 1. Aunque se ha especificado la
soldadura como método de fijación elegido en el ejemplo particular
ilustrado, otros métodos de fijación tales como pernos, remaches o
incluso adhesivo son posibles alternativas dependiendo de la
permanencia del edificio proyectado y las tensiones a las que se
espera ver expuesto.
Cuando se construye un edificio a partir de un
número de módulos según la invención, en primer lugar se maniobra
una disposición en el nivel más bajo de módulos 1 hasta su posición
y se anclan a los cimientos. Entonces se elevan hasta su posición,
uno por uno, los módulos 1 del siguiente piso mediante la grúa. A
medida que el operador de la grúa baja los módulos 1, una cuadrilla
los empuja hasta su posición. La ubicación de borde proporciona
colocación precisa de los módulos sobre los módulos del suelo por
debajo, y los trabajadores pueden caminar libremente sobre los
tejados de la disposición de módulos 1 de la planta baja debido a
que el entablado 3 superior puede resistir las cargas.
Cuando cada módulo 1 de piso superior está
aproximadamente en su posición, el operador de grúa lo baja sus
últimos pocos centímetros, y las caras 2c inclinadas lo guían
suavemente pero de manera precisa hasta coincidir con el módulo que
está debajo.
Los módulos montados pueden bloquearse entre sí
tal como se describe y se reivindica en la solicitud de patente en
tramitación junto con la presente número W068006 del mismo titular.
Como alternativa puede pasarse un cable continuo a través de las
cavidades de pared definidas por los montantes estructurales
verticales alineados mutuamente de pisos sucesivos del edificio y
tensionarse como un cable continuo que va desde los cimientos del
edificio hasta el tejado, para bloquear los módulos verticalmente
entre sí. En lugar de un cable, puede utilizarse una serie de tubos
o barras interconectados, cada una de un piso de altura, tal como se
describe en la solicitud de patente en tramitación junto con la
presente número W068007 del mismo titular. Pueden utilizarse tubos
o barras interconectadas similares por todo el edificio en el plano
horizontal, pero generalmente será suficiente conectar los módulos
entre sí horizontalmente utilizando placas de canal que se extienden
sobre los bordes de módulos adyacentes horizontalmente que, con
fines de aislamiento contra el ruido se apilan normalmente con un
pequeño hueco horizontal entre los mismos. Las placas de canal no
sólo unen los módulos adyacentes entre sí horizontalmente sino que
impiden también que entre la lluvia entre los módulos adyacentes
durante la construcción.
La figura 4 muestra una unidad de nivelación que
en la práctica se coloca sobre los cimientos o sobre cualquier otra
hilada de un edificio y se nivela de manera precisa antes de que se
icen las siguientes hiladas de módulos de edificio hasta su
posición. A la unidad de nivelación de la figura 4 se le da la
referencia general 10 y comprende una estructura periférica de
secciones 11 en C, cada una fabricada de acero estructural
conformado en frío ligero. En paralelo entre las secciones 11 en C
que forman los bordes largos de la unidad 10 de nivelación de base
hay una serie de vigas 12 transversales de sección en C, cada una
conectada a la viga 11 periférica de sección en C correspondiente
exactamente de la misma manera como se conectan las vigas
transversales de suelo y de techo en los módulos de edificio de las
figuras 1 a 3. Para obtener rigidez adicional, pueden soldarse
separadores (no mostrados) de sección en C a intervalos escalonados
entre pares adyacentes de vigas 12 transversales, para crear un
conjunto rígido global. Si se desea, aunque no se muestra en la
figura 4, ese conjunto puede chaparse sobre su superficie superior
con pavimento resistente a las cargas similar al entablado 3 de la
figura 2.
Alrededor del borde exterior de la unidad 10 de
nivelación de base (aunque de nuevo no se muestra en la figura 4)
hay una banda de esquina que define un rebaje periférico exactamente
igual a la banda 2 de esquina descrita e ilustrada con referencia a
la figura 2 alrededor de la parte superior de cada módulo de
edificio completo según la invención. Por tanto la figura 2 podría
igualmente ser una sección a través de uno de los bordes de la
unidad 10 de nivelación de base de la figura 4, excepto porque la
línea de la figura 2 denominada 1 y que indica que el módulo de
edificio indicaría de hecho la pared exterior de la unidad 10 de
nivelación y los elementos 11 periféricos de sección en C.
En funcionamiento, es mucho más sencillo manejar
una unidad 10 de nivelación que un módulo 1 de edificio equipado
completo. Por tanto, después de preparar los cimientos del edificio,
una unidad 10 de nivelación de este tipo se coloca en su posición
para definir el espacio de cada estancia que va a crearse sobre
suelos sucesivos del edificio terminado. La nivelación de las
unidades 10 de nivelación puede conseguirse mediante la inserción
de cuñas de metal o mediante el uso de gatos, y se lleva a cabo con
precisión hasta que se crea una base nivelada precisa o una hilada
nivelada más baja para las hiladas superiores de los módulos 1 de
edificio individuales del edificio terminado. Como cada unidad 10
de nivelación se coloca y se nivela de manera precisa, puede fijarse
a los cimientos o a la estructura de planta baja mediante pernos de
anclaje, flejes de atado u otros medios de anclaje apropiados (no
mostrados) de modo que la hilera de base para los pisos superiores
del edificio está tanto nivelada como fijada de manera precisa a
los cimientos o a la estructura de planta baja.
A partir de entonces, módulos 10 de edificio
individuales se izan hasta su posición mediante una grúa y se
sitúan mediante los rebajes de borde en las unidades 10 de
nivelación, exactamente tal como se ha descrito anteriormente en
relación al montaje preciso de los pisos superiores del
edificio.
Claims (7)
1. Unidad (1) de edificio modular que comprende
un armazón de estructura revestido para definir las paredes de una
estancia o estancias, unidades (1) de edificio que cuando están
apiladas en una disposición vertical y horizontal actúan
conjuntamente para formar las estancias unidas de un edificio,
caracterizada porque para la ubicación precisa de un módulo
o parte del mismo verticalmente sobre otro en el edificio
resultante, cada módulo está dotado alrededor del perímetro de su
base de una lengüeta (6) de ubicación que se extiende hacia abajo,
y cada módulo está dotado también de una cubierta de tejado externa
de entablado (3) resistente a las cargas que se extiende cerca de
pero no hasta el perímetro exterior de la parte superior del módulo,
y el perímetro externo del módulo 2a chapado con un reborde (2) de
acero ligero conformado en frío que presenta una primera parte (2a,
2b) que se solapa alrededor de la parte superior de las paredes de
extremo y laterales del módulo y una segunda parte (2c, 2d) que se
solapa sobre el borde exterior del entablado (3), de modo que entre
las partes primera y segunda del reborde se forma un rebaje (2b, 2c)
de ubicación periférica en el que puede situarse la lengüeta (6) de
ubicación de un módulo de edificio adyacente verticalmente de manera
precisa.
2. Unidad de edificio modular según la
reivindicación 1, en la que el rebaje (2b, 2c) periférico presenta
una pared lateral interior que se inclina hacia arriba y hacia
adentro respecto al módulo de edificio, para guiar el módulo de
edificio adyacente verticalmente hasta su posición cuando los
módulos están apilándose unos sobre otros durante la construcción
de un edificio a partir de los mismos.
3. Unidad de edificio modular según la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la unidad (1) de
edificio modular comprende un armazón de estructura de montantes y
elementos transversales estructurales de acero revestidos para
definir las paredes de la estancia.
4. Unidad de edificio modular según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en la que el armazón de
estructura revestido está chapado con dicha cubierta de tejado
externa de entablado (3) resistente a las cargas que se extiende
cerca de pero no hasta el perímetro exterior de la parte superior
del módulo, de modo que el borde del entablado se encuentra a lo
largo del borde interior del rebaje de ubicación.
5. Unidad de edificio modular según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en la que el rebaje de
ubicación está revestido con un revestimiento (4, 5) de caucho,
elastomérico u otro absorbente de ruido.
6. Unidad de edificio modular según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el reborde de acero (2)
ligero conformado en frío se coloca sobre una capa de un
revestimiento (4, 5) de caucho, elastomérico u otro absorbente de
ruido.
7. Método de construcción que utiliza unidades
de edificio modulares según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
6, en el que una o más unidades (10) de nivelación que comprende
cada una un armazón de estructura o elementos (11) periféricos de
acero estructurales y elementos (12) transversales que definen un
espacio de una unidad de edificio modular según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, se colocan sobre una cimentación o
estructura de planta baja del edificio, y cada una se nivela y se
sitúa de manera precisa respecto a las unidades de nivelación
adyacentes utilizando cuñas o gatos entre las unidades (10) de
nivelación y los cimientos o la estructura de planta baja del
edificio; y las unidades (10) de nivelación se fijan firmemente a
los cimientos o a la estructura de planta baja del edificio antes
de colocar unidades (1) de edificio modulares sobre las mismas, y
que sitúa esas unidades (1) de edificio modulares mediante
acoplamiento de la lengüeta (6) de ubicación que se extiende
generalmente alrededor del perímetro de la base de cada unidad de
edificio en un rebaje (2b, 2c) periférico formado alrededor de la
unidad (10) de nivelación respectiva en la que puede situarse la
lengüeta (6) de ubicación de la unidad (1) de edificio
correspondiente de manera precisa.
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