ES2762852T3 - Hormigón compuesto mejorado y sistema y método de entramado para la construcción de edificios - Google Patents

Abstract

Sistema (1) de construcción de edificios compuesto, que comprende: un armazón (10), una placa (11) de pared unitaria, y una capa (13) de hormigón; comprendiendo dicha placa (11) de pared unitaria una parte (111) exterior y una parte (112) incrustada; en el que dicha placa (11) de pared unitaria se une a dicho armazón (10) con dicha parte (111) exterior cubriendo un lado (101) exterior de dicho armazón (10) y dicha parte (112) incrustada se dispone dentro de dicho armazón (10), proporcionando dicha placa (11) de pared unitaria un aislamiento exterior e interior para dicho sistema; y en el que dicha capa (13) de hormigón se proporciona en dicha parte (111) exterior de dicha placa (11) de pared unitaria; caracterizado porque el sistema (1) de construcción de edificios compuesto comprende, además, uno o más soportes (14) de barra de refuerzo unidos a dicho armazón (10) en dicho lado (101) exterior de dicho armazón (10).

Description

DESCRIPCIÓN

Hormigón compuesto mejorado y sistema y método de entramado para la construcción de edificios Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

Esta invención se refiere a sistemas y métodos de construcción de edificios y más particularmente a sistemas y métodos que incluyen un compuesto de hormigón, entramado, y otros materiales y estructuras.

2. Descripción de la técnica relacionada

Normalmente, la construcción de edificios convencional comprende tres sistemas y métodos principales: (1) construcción de travesaños de madera; (2) construcción de bloque de hormigón; y (3) construcción de panel de hormigón. El sistema de construcción de travesaños de madera requiere carpinteros expertos para ensamblar las piezas y cortar la madera según dibujos estructurales que requieren interpretación experta. La construcción de bloque de hormigón, en la que el perímetro de una unidad de alojamiento está comprendido por bloques de escoria o bloques de hormigón dispuestos de manera estructuralmente correcta, es lenta de colocar en su sitio y requiere un gran número de albañiles expertos para llevarla a cabo de manera eficaz. La construcción de panel de hormigón, en la que se colocan paneles fundidos previamente en su sitio contra o junto con un sistema de entramado, requiere equipos pesados para elevar y colocar los paneles de hormigón, así como una fuerza de trabajo experta para construir la estructura que proporciona la plantilla de armazón para los paneles.

Por consiguiente, el desarrollo de mejores sistemas de construcción para construir unidades de alojamiento económicas, eficaces y construidas de manera fácil se ha ralentizado debido a la necesidad de una labor experta para ensamblar los componentes requeridos para la unidad de alojamiento. En muchos locales, la labor experta es escasa y/o prohibitivamente costosa, lo que ha limitado la capacidad de construir unidades de alojamiento económicas en masa, particularmente en países subdesarrollados. Otros problemas relacionados con la tecnología de construcción de edificios actual incluyen la necesidad de construir unidades de alojamiento a un bajo coste y rápidamente, la capacidad de construir unidades de alojamiento que tengan una construcción flexible que no requiera un gran mantenimiento, sea estructuralmente resistente, y proporcione un aislamiento deseado de los elementos. Por tanto, en muchos países, las aspiraciones de tener unidades de alojamiento actualizadas han disminuido poco a poco.

Además, los métodos de construcción actuales se basan, normalmente, en armazones de travesaños de acero que tienen aislamientos pulverizados o colocados en el lado interior de la pared de travesaño. Una disposición de este tipo no es tan eficaz como parece porque puede conducirse el calor desde las superficies de pared directamente a los elementos de armazón, evitando el aislamiento circundante. Proporcionar un aislamiento externo, es decir, aislamiento colocado en el exterior del armazón de travesaño puede resultar útil, pero hasta la fecha no ha sido un medio fiable para aplicar tal aislamiento. Además, el aislamiento colocado solo de manera externa no proporcionará suficiente protección frente a frío y calor y, por tanto, el aislamiento en rollo o de pulverización tendrá que seguir proporcionándose en la pared interior. Por tanto, esto puede hacer que la construcción resulte costosa, voluminosa, y laboriosa.

Se han realizado varios intentos para la provisión de métodos de construcción más económicos y más eficaces, sin embargo, ninguno ha solventado de manera adecuada la necesidad de una construcción fácil de ensamblar, aunque estructuralmente sólida y aislante. Por ejemplo, la patente estadounidense 4.751.803 de Zimmerman describe un método de construcción en el que travesaños de hormigón fundidos previamente que tienen elementos de sujeción en saliente se usan para construir el entramado de las paredes de una estructura. Las paredes se ensamblan en un plano horizontal y se une un aislamiento de lámina rígida a los travesaños de hormigón y se dispone un material textil metálico sobre el aislamiento de lámina. Entonces, se vierte el hormigón sobre el aislamiento, el material textil metálico, y los elementos de sujeción en saliente para formar una superficie exterior a prueba de agua. Se unen vigas a los travesaños. Tras la construcción, la estructura puede transportarse al sitio de construcción y ensamblarse. La patente también da a conocer una “plantilla” para ensamblar la estructura. Por tanto, al tiempo que proporciona medios para prefabricar paredes de edificio, Zimmerman se basa en el uso de una plantilla o molde de forma en el que se vierte el hormigón antes del transporte al sitio de construcción. Esto limita en gran medida la accesibilidad de la invención porque las losas de hormigón vertidas relativamente pesadas son costosas y difíciles de transportar a ubicaciones remotas, particularmente aquellos casos en los que se desea una construcción económica. Además, la estructura de entramado de travesaño compleja hace que el sistema resulte costoso de fabricar y ensamblar. Finalmente, el sistema no permite un aislamiento ni externo ni interno de las paredes.

La patente estadounidense 5.522.194 de Graulich describe un núcleo de panel de plano de edificio que tiene dos caras recubiertas con un material cementoso mediante el que el núcleo es una placa de aislamiento de espuma de célula cerrada. Un listón o red de metal se dispone sobre la espuma antes de aplicar el cemento. El panel de núcleo incluye una pluralidad de elementos de canal verticales con revestimiento de metal separados que se fijan a una estructura de soporte y una lámina de refuerzo de acero que abarca la cara de cada panel, comprendiendo, por tanto, un armazón que rodea la placa de aislamiento de espuma. Se aplica cemento sobre la red de metal y la placa de espuma para dar como resultado un panel de construcción unitario. Aunque proporciona un sistema relativamente sólido, esta invención de construcción presenta la desventaja de que no tiene medios para prefabricar ningún aspecto del diseño y requiere un ensamblado extensivo de los elementos de armazón alrededor de la placa de espuma durante la construcción del sistema. El ensamblado no puede completarse usando herramientas manuales habituales mediante labor no experta. Además, la placa de espuma no se dispone en el exterior del armazón y, por tanto, la rigidez estructural y las propiedades aislantes se ven comprometidas.

De manera similar, la patente estadounidense 6.519.904 de Phillips describe una pared de hormigón reforzada vertical que tiene una pluralidad de paneles aislantes separados horizontalmente uno con respecto a otro formados por un material de poliestireno. Un par de elementos laterales verticales con forma de canal se disponen sobre los bordes laterales respectivos del panel aislante durante la instalación en el sitio. Los paneles se montan entonces entre un par de elementos de seguimiento con forma de canal inferior y superior opuestos que se extienden horizontalmente para definir los extremos inferior y superior de la pared vertical. Un material textil de metal se une al exterior de los elementos laterales y elementos horizontales y se aplica hormigón sobre el material textil de metal, placa de aislamiento, y elementos de entramado. De nuevo, la estructura de entramado compleja se dispone alrededor de la placa de espuma e incluye numerosas partes interconectadas que hacen que el sistema sea difícil de ensamblar y no adecuado para la construcción de edificios económica por trabajadores no expertos. Finalmente, el método de construcción no proporciona aislamiento ni interno ni externo en la superficie de pared.

Por el contrario, la presente invención proporciona un sistema de construcción de edificios mejorado diseñado para solventar los problemas señalados anteriormente y proporciona un producto sistematizado que permita la construcción de edificios para uso residencial o comercial, que pueda construirse de manera económica, que no necesite una labor experta de alto nivel ni costosa, que se extremadamente fuerte y resistente al clima, que tenga unas excelentes capacidades de aislamiento térmico interno y externo, y requiera un bajo mantenimiento. Por tanto, la presente invención está dirigida a la resolución eficaz de los problemas y desventajas anteriormente mencionados de la técnica anterior. Sin embargo, en vista del sistema y los métodos de construcción de edificios existentes en el momento de la presente invención, no resultaba obvio para aquellos expertos habituales en la técnica pertinente cómo podrían satisfacerse las necesidades identificadas de una manera ventajosa.

La patente estadounidense 8.065.846 B2 de McDonald et al. describe un panel de edificio modular según el preámbulo según la reivindicación 1.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un sistema de construcción de edificios compuesto, que comprende: un armazón, una placa de pared, y una capa de hormigón. La placa de pared comprende una parte exterior y una parte incrustada en la que la placa de pared se une al armazón con la parte exterior cubriendo un lado exterior del armazón y la parte incrustada se dispone dentro del armazón. Por tanto, la placa de pared proporciona aislamiento exterior e interior para el sistema. La placa de pared puede unirse al armazón mediante un adhesivo o mediante elementos de sujeción habituales. La capa de hormigón se pulveriza sobre la parte exterior de dicha placa de pared, formando un sistema de construcción compuesto duradero resistente.

Uno o más soportes de barra de refuerzo se unen al armazón en el lado exterior de dicho armazón y se alejan de la placa de pared. Los soportes de barra de refuerzo se fijan al armazón mediante uno o más pernos de llave que pasan a través de la placa de pared y al interior del armazón y se enganchan de manera bloqueada con el armazón. El armazón puede incluir orificios de llave correspondientes a los extremos de bloqueo de los pernos de llave, pernos que pueden fijarse insertándolos y haciéndolos rotar dentro del armazón. Una rejilla metálica puede unirse al uno o más pernos de llave y se separa de la placa de pared y los soportes de barra de refuerzo mediante lo que la rejilla y la barra de refuerzo proporcionan una estructura de soporte para la capa de hormigón. En algunas realizaciones, la capa de hormigón presenta 3 pulgadas de grosor.

En algunas realizaciones, el armazón incluye una pluralidad de elementos de entramado exteriores y uno o más elementos transversales. La parte incrustada de la placa de pared incluye uno o más canales configurados para alojar el uno o más elementos transversales del armazón y, por tanto, encajarse de manera ajustada en el interior del armazón. En algunas realizaciones, los elementos de entramado exteriores y el uno o más elementos transversales incluyen una o más aberturas para el guiado de cables eléctricos o sistemas de fontanería y las aberturas están adaptadas para recibir conductos para proteger los cables eléctricos y los sistemas de fontanería. La placa de pared también puede incluir canales para alojar los conductos. Uno o más cables de guiado pueden unirse al armazón mediante pernos de llave en el lado exterior de dicho armazón, estando los cables de guiado separados de dicha placa de pared y adaptados para indicar la profundidad de la capa de hormigón que va a aplicarse.

En algunas realizaciones, las secciones de armazón se fabrican usando un sistema informático que prefabrica y realiza la codificación de las secciones de armazón para un fácil ensamblado. El lado interior de los armazones está configurado para recibir tabiquería seca u otro material de acabado. En algunas realizaciones, el armazón comprende acero de alta resistencia y la placa de pared comprende poliestireno expandido. La placa de pared puede dimensionarse de manera que la profundidad de la parte incrustada es mayor que la profundidad de la parte exterior de dicha placa de pared. En cualquier caso, la placa de pared proporciona un aislamiento externo e interno significativo: una ventaja sustancial con respecto a la técnica anterior.

Una unidad de alojamiento o edificio puede construirse proporcionando una o más secciones de armazón estando cada una prefabricada y codificada según un plano de edificio. Las secciones de armazón se ensamblan en conjunto para formar una estructura de alojamiento. Entonces, la placa de pared se une a las secciones de armazón, los soportes de barra de refuerzo y la rejilla metálica se unen a la placa de pared, el cable de guiado se instala y entonces se pulveriza hormigón sobre la rejilla metálica, barra de refuerzo, y placa de pared hasta que se forma una capa de hormigón relativamente gruesa. Opcionalmente, el cable de guiado puede usarse para indicar la profundidad del hormigón que va a aplicarse. Una vez que el hormigón se ha curado, puede proporcionarse un acabado con pintura, estuco, u otros materiales de acabado de unidad de alojamiento conocidos. Puede realizarse el acabado del lado interior del armazón con tabiquería seca.

La integridad estructural del presente sistema de construcción se ve potenciada en gran medida debido a la capa de hormigón relativamente gruesa aplicada a la combinación de placa de pared-armazón. La estructura completa puede soportar vientos con fuerza huracanada, terremotos, y otras condiciones climáticas, mediante lo que la estructura supera reglamentos para la construcción de edificios nacionales y locales para ese fin. La presente invención proporciona una mejora sustancial con respecto a la técnica anterior en cuanto a la simplicidad y el coste de construcción, dado que no requiere trabajadores expertos tales como albañiles, carpinteros, y similares. La prefabricación y codificación de las secciones de armazón potencia la facilidad de construcción incluso más. Más importante, la placa de pared expandida proporciona aislamiento tanto interno como externo en una única pieza fácil de ensamblar que también proporciona una superficie para adherirse a la capa de hormigón. Las propiedades aislantes interna y externa combinadas de la placa de pared proporcionan una ventaja significativa con respecto a otros sistemas de construcción de edificios conocidos y también proporcionan una mejora en la modularidad y en la facilidad de instalación.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un compuesto de construcción de edificios estructuralmente aislante y sólido.

Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de construcción de edificios que no requiera labores expertas para su ensamblado y construcción.

Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de construcción de edificios que incluya una capa de hormigón relativamente gruesa que proporcione una rigidez estructural sustancial a un menor coste. Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de construcción de edificios que proporcione aislamiento interno y externo sin necesidad de aplicaciones de guata de aislamiento o aislamiento mediante pulverización.

Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de construcción de edificios que incorpore una pieza de placa de pared unitaria que tenga una parte exterior para el aislamiento externo y adherencia al hormigón, así como una parte incrustada recibida con el armazón para el aislamiento interno. Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de construcción de edificios que utilice pernos de llave de bloqueo recibidos en secciones de armazón que permiten el ensamblado rápido de soportes de barra de refuerzo y guías de cable para mejorar adicionalmente la velocidad, precisión, y calidad del sistema de construcción de edificios.

Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de construcción de edificios que pueda ensamblarse más rápidamente que los métodos de construcción habituales, incluso con el uso de trabajadores no expertos.

Según estos y otros objetos que resultarán evidentes a continuación en el presente documento, ahora se describirá la invención actual con referencia particular a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista esquemática en despiece ordenado de una realización del sistema de construcción de edificios de la presente invención.

La figura 2 es una vista recortada en sección transversal de una realización del sistema de construcción de edificios de la presente invención.

La figura 3 es una vista en perspectiva de una realización del sistema de construcción de edificios de la presente invención.

La figura 4 es otra vista en perspectiva de una realización del sistema de la presente invención.

La figura 5 es una vista en perspectiva de aspectos de la configuración del armazón y la placa de pared de la presente invención.

La figura 6 es una vista en perspectiva de una realización de la placa de pared de la presente invención que muestra la parte incrustada, la parte exterior, y los canales.

Las figuras 7A-7C representan diversas realizaciones de los pernos de llave y el enganche de sujeción de llave usado con el armazón de la presente invención.

La figura 8 es una vista en perspectiva de otra realización de la presente invención, que utiliza arcos de soporte útiles para la aplicación de hormigón.

La figura 9 es una vista esquemática de una capa de hormigón que se pulveriza sobre la placa de pared/armazón según el presente sistema.

Descripción detallada

La presente invención supera las desventajas de la técnica anterior incorporando una combinación de hormigón pulverizado sobre una placa aislante interna y externa que está recubriendo un armazón de travesaño de acero. Con referencia a la figura 1, se muestra una vista esquemática en despiece ordenado de una realización del sistema de la presente invención dispuesta y construida según una realización de la presente invención. Se muestra una sección, o una parte de un sistema 1 de construcción compuesto, que comprende un armazón 10, una placa 11 de pared, una rejilla 12 de soporte, y una capa 13 de hormigón. El sistema 1 se proporciona como una estructura de pared para un edificio o unidad de alojamiento y, normalmente, se ensamblará en secciones tal como se describe en detalle a continuación.

Con referencia a las figuras 1 y 2, la placa 11 de pared se fija a y se dispone en un lado 101 exterior del armazón 10. En algunas realizaciones, la placa 11 de pared se fija al armazón 10 mediante un adhesivo tal como epoxi o pegamento. En algunas realizaciones, la placa 11 de pared se sostiene además a un armazón 10 mediante uno o más pernos 30 de llave recibido a través de la placa 11 de pared y que termina dentro de una parte del armazón 10. Una pluralidad de pernos 30 puede proporcionarse a través de la placa 11 de pared y en el armazón 10 para proporcionar una unión fija de los dos componentes. Específicamente, los pernos 30 pueden incluir ojales que están configurados para recibir y fijar un soporte 14 de barra de refuerzo y/o un cable 15 de guiado que proporcionan soporte y guiado adicionales para la aplicación de la capa 13 de hormigón, tal como se comenta en detalle adicional a continuación. En algunas realizaciones, los pernos 30 de llave se configuran para enganchar de manera bloqueada los orificios de llave prefabricados proporcionados en el armazón 10 para permitir una fácil instalación, tal como se describe adicionalmente a continuación. Sin embargo, pueden usarse otros elementos de sujeción en lugar de pernos, tales como tornillos, clavos, grapas, y similares.

En algunas realizaciones, también se proporciona la rejilla 12 de soporte que está separada de, pero unida a la placa 11 de pared. La rejilla 12 puede comprender una rejilla de material textil de metal, una rejilla de barra de refuerzo, o rejilla rígida similar que proporciona soporte estructural adicional para la capa 13 de hormigón. En algunas realizaciones, la rejilla 12 se une o bien al soporte 14 de barra de refuerzo o bien a uno o más pernos 30 mediante amarres 35 que se reciben tanto alrededor de la rejilla 12 como del soporte 14 de barra de refuerzo o un perno 30. Pueden emplearse otros medios de conexión de la rejilla 12, que incluyen abrazaderas, tornillos, pernos, grapas, y similares. En algunas realizaciones, la rejilla 12 metálica se dispone entre la placa 11 de pared y el cable 15 de guiado de manera que el cable 15 de guiado se encuentra fuera del sistema 1. El soporte 14 de barra de refuerzo se dispone entre la placa 11 de pared y la rejilla 12. Además, uno o más soportes 14 de barra de refuerzo está dotados de pernos correspondientes, y los soportes 14 de barra de refuerzo pueden disponerse horizontalmente y/o verticalmente, o de manera similar a un armazón alrededor de la periferia del armazón 10. En algunas realizaciones, la capa 13 de hormigón se pulveriza sobre la rejilla 12 de manera que el hormigón se adhiere a la placa 11 de pared y tiene un grosor que se extiende alejándose de la placa 11 de pared. La rejilla 12 y/o la barra 14 de refuerzo proporcionan soporte estructural para la adherencia de la capa 13 de hormigón a la placa 11 de pared. En algunas realizaciones, la capa 13 de hormigón se aplica en múltiples aplicaciones de capa delgada con el fin de garantizar la adherencia y rigidez estructural con respecto a placa 11 de pared. El cable 15 de guiado se dispone a través de la placa de pared y puede proporcionar guiado durante la aplicación de la capa 13 de hormigón, es decir, para delimitar la profundidad deseada de la aplicación de la capa 13 de hormigón. Tal como se representa en la figura 2, la capa 13 de hormigón se aplica de manera que la rejilla 12 y la barra 14 de refuerzo se disponen dentro de la capa 13 de hormigón; o, dicho de otro modo, la capa 13 de hormigón se dispone en cada lado de rejilla 12 y/o la barra 14 de refuerzo y, en muchos casos, se dispondrá a través de la rejilla 12, en los que la rejilla 12 incluye huecos 121 intersticiales (figura 1) a modo de su configuración de rejilla. En algunas realizaciones, se prefiere que la capa 13 de hormigón tenga un grosor de aproximadamente 2-3 pulgadas extendiéndose desde la placa de pared, sin embargo, el grosor puede variar dependiendo de la aplicación y el plano de edificio deseados. La rejilla 12 proporciona soporte para y capta la capa 13 de hormigón durante la aplicación para impedir que el hormigón se deslice hacia abajo de la pared superficie. Los soportes 14 de barra 14 de refuerzo proporcionan refuerzo estructural una vez que la capa 13 de hormigón se ha dispuesto. En la figura 2, se aprecia que el cable 15 de guiado proporciona una designación de la profundidad de capa 13 de hormigón que va a aplicarse. En algunas realizaciones, el cable 15 de guiado estará alineado con el borde exterior de la capa 13 de hormigón. Sin embargo, con fines ilustrativos en la figura 2, se muestra el cable 15 de guiado contenido en el interior de la capa de hormigón de algún modo, no se requiere una configuración de este tipo, ni debe estar limitada la profundidad de la capa 13 de hormigón ni la relación con el cable 15 de guiado a la mostrada en la figura 2.

En algunas realizaciones, el armazón 10 de travesaño de la presente invención se construye a través del uso de una máquina de fabricación que forma los travesaños a partir de metal bobinado (acero, aluminio, y similares) y marca los componentes con codificación para permitir una construcción fácilmente ensamblada, rápida por los trabajadores que no necesitan habilidades de construcción de alto nivel, en su lugar, solo necesitan hacer coincidir las marcas para el ensamblaje. La figura 4 muestra un ejemplo de una sección del armazón 10 mostrada como teniendo una forma generalmente cuadrada o rectangular. El armazón 10 se muestra desde una vista en perspectiva del lado 102 interior con la placa 11 de pared unida al lado exterior del armazón 10. El armazón 10 puede incluir elementos 103 de entramado exteriores y uno o más elementos 104 transversales, que funcionan como travesaños, proporcionando un sistema estructural de soporte para la construcción de edificios móvil.

La placa 11 de pared comprende un material aislante y está configurada para proporcionar tanto aislamiento externo como interno para el sistema de construcción en una pieza unitaria. Tal como se muestra en las figuras 1, 2, 4, 5 y 6, la placa 11 de pared está configurada como teniendo una parte 111 exterior y una parte 112 incrustada en donde la parte 112 incrustada está configurada para recibirse dentro de cavidades 140 interiores del armazón 10 y la parte exterior se dispone en el lado exterior del armazón 10. En algunas realizaciones, la parte 112 incrustada y la parte 111 exterior son unitarias y solidarias, construidas de manera homogénea como la placa 11 de pared. La parte 111 exterior proporciona aislamiento externo y proporciona una superficie de adhesión a la capa 13 de hormigón. La parte 112 incrustada proporciona aislamiento interno y añade rigidez al sistema 1 de construcción una vez ensamblado. En algunas realizaciones, la parte 112 incrustada es más profunda que la parte 111 exterior, por ejemplo, la parte 112 incrustada puede tener una profundidad de 2 pulgadas extendiéndose en el armazón 10 mientras que la parte 111 exterior tiene una profundidad de 1 pulgada extendiéndose hacia el exterior desde el armazón 10.

En algunas realizaciones, la parte 112 incrustada incluye uno o más canales 113 que se configuran para alojar los elementos 104 transversales del armazón 10. Esto permite que la parte 112 incrustada de la placa 11 de pared se encaje de manera ajustada y fija dentro de las cavidades 140 internas del armazón 10 con un movimiento mínimo, lo que facilita la construcción y el ensamblado y proporciona un aumento de rigidez y estabilidad al sistema 1 de construcción. La figura 5 demuestra la configuración de la parte 111 exterior y la parte 112 incrustada de placa 11 de pared, así como el encaje de la misma en el interior de las cavidades 140 internas del armazón 10 por medio de canales 113. La figura 6 muestra la placa 11 de pared junto con la parte 111 exterior, la parte 112 incrustada, y los canales 113. Se aprecia que el grosor relativo de la parte 111 exterior y la parte 112 incrustada puede variar dependiendo de la aplicación deseada y las propiedades estructurales y aislantes deseadas. Además, la configuración, tamaño, y forma de los canales 113 puede variar dependiendo de la configuración del armazón 10. Por consiguiente, la presente invención no se limita a las configuraciones mostradas en las figuras.

En algunas realizaciones, los elementos 103 y 104 de entramado incluyen una o más aberturas 105 perforadas a su través. Las aberturas 105 se configuran para recibir y canalizar cableado eléctrico, sistemas de fontanería, y similares. En algunas realizaciones, los conductos 106 se proporcionan a través de aberturas 105 y proporcionan protección para cableado o sistemas de fontanería que pasan a su través. Tal como se muestra en la figura 4, en algunas realizaciones la parte 112 incrustada de la placa 11 de pared tiene una profundidad que aloja y no bloquea las aberturas 105 y los conductos 106, conductos que son adyacentes al interior de la superficie de la placa 11 de pared. En otras realizaciones, puede desearse que la profundidad de la parte 112 incrustada sea algo más profunda, en donde de otro modo cubriría o bloquearía las aberturas 105. Sin embargo, en este caso, pueden proporcionarse canales 113 adicionales que se alinean con las aberturas 105 y, por tanto, alojan los conductos 106 de manera similar a como los canales 113 alojan los elementos 104 transversales del armazón 10.

En algunas realizaciones, el interior del armazón 10 en el lado 102 interior del armazón 10 puede recibir y contener material 107 de aislamiento que puede verterse, pulverizarse, o aplicare en láminas o rollos al mismo. En algunas realizaciones, el aislamiento se aplicará a la parte trasera de la parte 112 incrustada de la placa 11 de pared, que se dispone dentro del armazón 10. Sin embargo, el material 107 de aislamiento puede no ser necesario en situaciones y climas en los que la placa 11 de pared con la parte 112 incrustada proporciona un aislamiento suficiente. Por consiguiente, el material seleccionado para la placa 11 de pared puede variar dependiendo de características de aislamiento deseadas tal como se comenta adicionalmente a continuación. Adicionalmente, la profundidad de la parte 112 incrustada de la placa 11 de pared puede aumentarse con el fin de aumentar su capacidad de aislamiento, dependiendo de la aplicación y la instalación deseadas.

Se aprecia adicionalmente que el lado 102 interior del armazón 10 es, normalmente, el lado orientado hacia el interior del edificio u hogar particular y el lado 101 exterior (que recibe la placa 11 de pared, la rejilla 12, y la capa 13 de hormigón) es el exterior del edificio u hogar. Puede realizarse el acabado del lado 102 interior con material de pared interior habitual tal como tabiquería seca, placa de yeso, panel de lámina, y similares.

El resultado de la presente invención es una estructura de armazón 10 de alojamiento o edificio combinada cubierta con una placa 11 de pared exterior aislante a la que se ha aplicado una capa 13 de hormigón pulverizado. Cada armazón 10 tal como se describió anteriormente comprende al menos una parte de una pared de un edificio o estructura de alojamiento. Esta configuración proporciona una resistencia y una durabilidad sustanciales y supera huracanes, terremotos y otros requisitos de clasificación de resistencia frente al clima habituales usados actualmente en todo el mundo. Este aumento de la resistencia se logra, en primer lugar, debido a la capa 13 de hormigón relativamente gruesa combinada con el armazón 10 rígido y combinada, adicionalmente, con la placa 11 de pared con profundidad extendida que proporciona aislamiento interno en el armazón. Según la presente invención, puede ensamblarse una unidad de alojamiento en cuestión de tres o cuatro días en lugar de en meses utilizando el sistema de construcción de edificios de la presente invención; se necesitan unas habilidades mínimas por el personal de ensamblado y la fabricación puede personalizarse para cumplir con reglamentos locales, sistemas de fontanería y requisitos eléctricos. La mayoría de las únicas unidades familiares se prevén para encontrarse en de los mil doscientos a los mil quinientos metros cuadrados de espacio habitable. Las unidades pueden construirse como unidades independientes o en múltiples configuraciones familiares y, en ese sentido, el tamaño y la configuración particulares de una unidad de alojamiento dada construida según la presente invención no se ven limitadas.

Para mejorar adicionalmente la facilidad de ensamblado del sistema 1 de construcción de la presente invención, el armazón 10 está configurado para recibir de manera bloqueada una pluralidad de pernos 30 que tienen diversas configuraciones. En algunas realizaciones, los pernos 30 se reciben en pestañas del armazón 10 en diversos puntos a lo largo del armazón 10 tal como se desee para la aplicación particular. De nuevo con referencia a la figura 1, se muestran dos conjuntos de pernos 30 en los que el primer conjunto está configurado para recibir y retener un soporte 14 de barra de refuerzo y un segundo conjunto está configurado para recibir y retener un cable 15 de guiado.

Con referencia a las figuras 7A-7C, se muestran diversas realizaciones de la configuración perno 30 de llave/orificio de llave de la presente invención. La figura 7A representa una realización de un perno 30 de llave configurado como un perno enfoscado. El extremo proximal del perno 30 incluye un conector 31 macho de nudo de corbata o de tipo burbuja y el extremo distal incluye un ojal 32 de recepción. Una pestaña 33 de perno puede proporcionarse próxima al conector 31 macho. En esta realización, el ojal 32 de recepción es relativamente pequeño y está configurado para recibir el cable 15 de guiado. La figura 7B representa otra realización de a perno 30 de llave configurad as a soporte perno. El extremo proximal incluye un conector 31 macho de nudo de corbata o de tipo burbuja y el extremo distal incluye un ojal 32 de recepción. De nuevo, una pestaña 33 de perno puede proporcionarse próxima al conector 31 macho. En esta realización, el ojal 32 es algo más largo y está configurado para recibir y enganchar un soporte 14 de barra de refuerzo.

Tal como se muestra en la figura 7C, el armazón 10 puede incluir una o más pestañas 301 que pueden comprender partes dobladas o selladas del armazón 10. Uno o más orificios 302 de llave se proporcionan a través de las pestañas 301 y proporcionan un punto de entrada para el conector 31 macho de pernos 30 de llave. En algunas realizaciones, un perno 30 de llave pasa a través de la placa 11 de pared y al interior del orificio 31 de llave del armazón 10 y entonces se hace rotar 90 grados de manera que el conector macho se engancha de manera bloqueada con la pestaña 301 del armazón 10. La disposición de orificio 302 de llave - perno 30 de llave permite hacer funcionar de manera sencilla y fácil los medios de unión de barra de refuerzo y cable de guiado al armazón 10, lo que proporciona un soporte y un guiado de aplicación de hormigón añadidos para el sistema 1 de construcción. Se aprecia que los orificios 302 de llave pueden proporcionarse en cualquier lugar en el armazón 10 y no necesariamente tienen que estar en la pestaña 301. Además, de nuevo con referencia a las figuras 1-4, se aprecia que pueden usarse dos o más pernos de llave en conjunto para soportar un soporte 14 de barra de refuerzo y/o un cable 15 de guiado. En algunas realizaciones, los orificios 302 de llave se proporcionan en puntos equidistantes a lo largo del armazón 10 y los pernos 30 de llave se proporcionan en los mismos de manera que el peso de la barra 14 de refuerzo y/o el cable 15 de guiado puedan soportarse de igual modo a lo largo del armazón.

Se aprecia adicionalmente que, en algunas realizaciones, la longitud de los pernos 30 de llave utilizados para el cable 15 de guiado son sustancialmente más largos que la longitud de los pernos 30 de llave usados para soportar la barra 14 de refuerzo. Esta configuración permite que el cable 15 de guiado se extienda correctamente más allá de la superficie de placa 11 de pared con el fin de delinear la profundidad o grosor máximos de la capa 13 de hormigón que va a aplicarse. Por consiguiente, puede utilizarse una variedad de longitudes variables de perno 30 de llave para el cable 15 de guiado para proporcionar una guía para diversas profundidades deseadas de la capa 13 de hormigón.

Los requisitos de configuración de pared, pies cuadrados, ventanas, puertas, eléctricos, de fontanería, ventilación y otros requisitos se tienen en consideración para su análisis por un programa de software informático para el cálculo del número de pies necesarios para los armazones 10, las dimensiones y colocación del armazón 10, recortes para la colocación de sistemas de fontanería y cables eléctricos, colocación de ventanas, puertas y requisitos de ventilación, así como el dimensionado para cumplir reglamentos locales y nacionales y las mejores puesta en práctica para la ubicación en la que van a construirse los hogares. El resultado de los análisis de múltiples etapas es una salida computarizada de requisitos del armazón 10 que puede alimentarse a una máquina de fabricación de armazón. Entonces, la máquina de fabricación de armazón puede producir los armazones 10 en secciones, incluyendo los elementos transversales y los elementos exteriores necesarios para la construcción de la unidad. Normalmente, los armazones se fabrican a partir de bobinas enrolladas de material de metal laminado tal como acero o aluminio, pero también puede comprender madera u otros materiales según sean adecuados para la aplicación particular. En algunas realizaciones, una sección de armazón de acero que tiene una capa de hormigón de 3 pulgadas (7,62 cm) aplicada a la misma puede soportar al menos 50.000 psi (344,73786 MPa) de presión y, por tanto, se prefiere como material de clasificación de clima en determinadas aplicaciones. Dado que la totalidad de la estructura de armazón se fabrica, normalmente, en secciones discretas, las secciones de armazón se marcan en cada extremo con un número de codificación. Los cabeceros y umbrales se marcan del mismo modo con números en todas las ubicaciones en donde interaccionarán con las secciones de armazón o cualquier montante de pieza, elemento transversal, y similares. Normalmente, las secciones de armazón 10 se producen en el orden de ensamblado, de modo que las piezas se ensamblan en el orden de fabricación.

Cuando se construye un edificio real, se preparan los cimientos y la base de la unidad, que pueden ser de losas de hormigón o una plataforma estructural de que puede estar cubierta con placas de madera, placas aisladas u otros materiales de plataforma, que, opcionalmente, pueden estar cubiertos por material de pulverización de hormigón y allanarse. Las paredes del edificio o estructura de alojamiento que se proporcionan como secciones de armazón 10 según el presente sistema se ensamblan, normalmente, en plano sobre el suelo usando atornilladores mecánicos que fijan los armazones a cabeceros, umbrales u otras piezas de refuerzo. Cuando se completa el ensamblado del lado de la pared expuesto, se labra, perforando secciones de armazón 10 en conjunto hasta que se completa y se coloca la pared en su sitio. Al repetir este procedimiento, cada pared del edificio o unidad de alojamiento se ensambla y puede comprender una o más secciones de armazón 10. Los trabajadores solo necesitan hacer coincidir las marcas en el extremo de las secciones de armazón y otros componentes para ensamblar correctamente las paredes u otras estructuras. Después de que las paredes estén erguidas, un conjunto de cabecero, si fuera necesario, puede instalarse para proporcionar estabilidad a los paneles de pared, y pueden colocarse las estructuras de techo. Las estructuras de techo se ensamblan de la misma manera que las unidades de pared.

Los lados 101 exteriores de los armazones 10 se cubren entonces con la placa 11 de pared, proporcionando, por tanto, propiedades de aislamiento interno y externo, parte 112 incrustada de la placa 11 de pared que se recibe en las cavidades 140 del armazón 10. La placa 11 de pared puede fijarse al armazón 10 mediante un adhesivo, epoxi, o similares. La placa de pared puede fijarse adicionalmente a las secciones del armazón 10 con elementos de sujeción y/o, en algunas realizaciones, pueden proporcionarse pernos 30 de llave a través de la placa de pared, proporcionando, por tanto, dos fines (1) proporcionar sujeción adicional de la placa 11 de pared al armazón y (2) proporcionar medios para unir la barra 14 de refuerzo y/o el cable 15 de guiado al conjunto. Si se desean soportes 14 de barra de refuerzo, los soportes se proporcionan en los ojales del uno o más pernos 30 de llave. La rejilla 12 puede entonces sujetarse a los pernos 30 o la barra 14 de refuerzo mediante amarres 35 de cable, mediante lo que la rejilla 12 ayuda con la aplicación de la capa 13 de hormigón y añade resistencia a la tracción a la capa 13 de hormigón. Si se desea un cable 15 de guiado, se fija a través de los ojales de uno o más pernos de llave y, por tanto, el cable 15 de guiado puede definir la profundidad de la capa 13 de hormigón que va a aplicarse sobre la placa 11 de pared. Se aprecia que la placa 11 de pared está configurada con canales 113 que coinciden con la configuración del armazón 10, incluyendo cualquier elemento 104 transversal y conducto 106 según se desee.

La capa 13 de hormigón, en algunas realizaciones, se aplica mediante una aplicación de pulverización y se representa en la figura 9. Múltiples capas de hormigón delgadas pueden aplicarse hasta que la capa 13 de hormigón tiene un grosor adecuado, por ejemplo 2-3 pulgadas (5,08 - 7,62 cm). En algunas realizaciones, el cable 15 de guiado designa la profundidad de la aplicación del hormigón. Es deseable que la rejilla 12 y la barra 14 de refuerzo se ubiquen sustancialmente en la parte intermedia de la capa de hormigón y, por tanto, la rejilla 12 y la barra 14 de refuerzo se alejan de la placa 11 de pared y la superficie de pared exterior final de la capa 13 de hormigón. Una vez que la capa 13 de hormigón se ha curado, se forma la estructura de alojamiento y pueden tener lugar las labores de acabado. Las secciones de armazón 10 de techo pueden construirse de una manera similar, pero normalmente estarían cubiertas con un material de techado de elección como la placa 11 de pared, preferiblemente un material que proporciona una buena resistencia al agua y un buen aislamiento.

Con referencia a la figura 8, para ayudar adicionalmente a la aplicación de la capa 13 de hormigón y particularmente con respecto a aplicaciones de múltiples niveles o de múltiples pisos, uno o más arcos 70 de soporte pueden fijarse a uno o más pernos 30. Los arcos 70 pueden comprender tiras de metal u otro material rígido y tienen una anchura que se extiende hacia el exterior desde la superficie de la placa 11 de pared. Los arcos 70 pueden disponerse entre la placa 11 de pared y la rejilla 12 metálica y se proporcionan con el fin de captar la capa 13 de hormigón durante la aplicación de pulverización. La geometría y la ubicación de los arcos 70 no se limita, y pueden proporcionarse otras tiras similares en la placa 11 de pared para cumplir este fin.

La placa 11 de pared puede comprender una variedad de materiales de construcción de edificios conocidos en la técnica y resulta particularmente útil porque proporciona tanto aislamiento externo como interno en una única pieza, fácil de instalar. En algunas realizaciones, la placa 11 de pared comprende un material de poliestireno expandido adecuado que proporciona propiedades aislantes. En algunas realizaciones, la placa 11 de pared comprende lo que se conoce en la técnica como “placa azul” que está configurada para aceptar y reaccionar con la capa 13 de hormigón para una adhesión y durabilidad óptimas. Pueden utilizarse otros materiales similares a espuma como placa 11 de pared y tales materiales pueden tratarse químicamente para aceptar la adherencia del cemento. Tal como se conoce en la técnica, la “placa azul” es, normalmente, un material de aislamiento de placa de espuma que comprende poliisocianurato, poliestireno extruido, espuma de poliestireno expandido, y combinaciones de los mismos. El material de la placa 11 de pared puede seleccionarse según su “valor R” o valor de resistencia térmica y puede tener, preferiblemente, un valor de R entre 4,5 y 5,0, que es habitual en placas azules conocidas en la técnica. Sin embargo, en algunas realizaciones la placa 11 de pared comprende, principalmente, poliestireno expandido que puede tener un valor de R de 12 o más, dependiendo del grosor total. Un valor R de este tipo proporciona una mejora significativa con respecto a métodos de construcción habituales. Se aprecia que se contemplan otros materiales que incluyen estiroespuma compuesta, placas de espuma y similares a espuma conocidas en la técnica, siempre y cuando tengan unas características de aislamiento, resistencia, y adherencia de cemento/yeso mejoradas. En cualquier caso, se aprecia que la presente invención proporciona una ventaja significativa con respecto a la técnica anterior porque la placa 11 de pared proporciona tanto aislamiento interno como externo, así como proporciona una superficie para que la capa 13 de hormigón se adhiera.

La aplicación de la capa 13 de hormigón es más rápida y más eficaz cuando se pulveriza, tal como se muestra en la figura 9. La mezcla de hormigón puede personalizarse con aditivos para conseguir una mejor adherencia a la placa 11 de pared y puede ajustarse en cuanto al tiempo de secado. Un uso adicional de aditivos elastoméricos al hormigón reduce el agrietamiento de la superficie de hormigón, y ayuda a crear una envuelta estanca al agua. El grosor del hormigón es en función de la resistencia deseada y puede aumentar para una instalación de tipo comercial.

Tal como se mencionó anteriormente, las paredes interiores pueden estar cubiertas con materiales de tabiquería seca habituales y si se desea un aislamiento adiciona puede lograrse usando aislamiento soplado, guata, o tipo de placa, instalado en el lado 102 interior del armazón 10. Sin embargo, el aislamiento adicional no resulta necesario en muchos casos debido a las propiedades aislantes externas e internas sustanciales de la placa 11 de pared extendida. El hormigón exterior, tras haberse curado, puede pintarse o realizarse un acabado con un material de acabado tal como estuco para proporcionar el aspecto deseado. Cuando se construyen múltiples unidades idénticas, el producto puede ensamblarse rápidamente y dejarlo preparado para su uso. El método de construcción de las unidades consiste en fabricar los armazones, marcar los armazones, ensamblar los armazones en las paredes, estructuras y conjuntos, cubrir las paredes exteriores con la placa de pared, añadir la rejilla a la superficie exterior de la placa de pared; pulverizar la parte exterior con la placa de pared con la cantidad deseada de cemento; permitir que el hormigón realice el curado. Mediante el seguimiento de estas etapas se obtiene una estructura muy resistente para una unidad comercial o alojamiento construido rápidamente, económico.

El hormigón combinado, con estructura de placa y armazón crea una estructura compuesta con unas propiedades inesperadamente resistentes para resistir terremotos, huracanes y otros efectos perjudiciales, así como para proporcionar unas increíbles propiedades aislantes internas y externas para el peso y el coste dados de los materiales. El producto final tiene una resistencia superior para una unidad de alojamiento que puede construirse rápida y económicamente con una labor que presenta unos grupos de destreza mínimos. Existen numerosas variaciones que pueden emplearse con respecto a los materiales seleccionados con el fin de cumplir las condiciones locales y para satisfacer la necesidad a la que se hace referencia.

La presente invención se ha mostrado y descrito en el presente documento en relación con lo que se considera como las realizaciones preferidas y más prácticas. Sin embargo, se reconoce que pueden alejarse de la misma dentro del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Sistema (1) de construcción de edificios compuesto, que comprende:

   un armazón (10),

   una placa (11) de pared unitaria, y una capa (13) de hormigón;

   comprendiendo dicha placa (11) de pared unitaria una parte (111) exterior y una parte (112) incrustada; en el que dicha placa (11) de pared unitaria se une a dicho armazón (10) con dicha parte (111) exterior cubriendo un lado (101) exterior de dicho armazón (10) y dicha parte (112) incrustada se dispone dentro de dicho armazón (10), proporcionando dicha placa (11) de pared unitaria un aislamiento exterior e interior para dicho sistema; y

   en el que dicha capa (13) de hormigón se proporciona en dicha parte (111) exterior de dicha placa (11) de pared unitaria;

   caracterizado porque el sistema (1) de construcción de edificios compuesto comprende, además, uno o más soportes (14) de barra de refuerzo unidos a dicho armazón (10) en dicho lado (101) exterior de dicho armazón (10).
2. 2. Sistema (1) de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que dichos soportes (14) de barra de refuerzo se fijan a uno o más pernos (30) de llave enganchados de manera bloqueada con dicho armazón (10).
3. 3. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 2, que comprende, además, una rejilla (12) metálica unida a dicho uno o más pernos (30) de llave y separada de dicha placa (11) de pared unitaria, proporcionando dicha rejilla y dichos soportes (14) de barra de refuerzo una estructura de soporte para dicha capa (13) de hormigón.
4. 4. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que dicha capa (13) de hormigón tiene un grosor de 3 pulgadas (7,62 cm).
5. 5. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que dicho armazón (10) incluye una pluralidad de elementos (103) de entramado exteriores y uno o más elementos (104) transversales.
6. 6. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 5, en el que dicha parte (112) incrustada de dicha placa (11) de pared unitaria incluye uno o más canales (113) configurados para alojar dicho uno o más elementos (104) transversales de dicho armazón (10).
7. 7. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 5, en el que dichos elementos (103) de entramado exteriores y dichos uno o más elementos (104) transversales incluyen una o más aberturas (105) para el guiado de cables eléctricos o sistemas de fontanería.
8. 8. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 7, en el que dichas aberturas (105) están adaptadas para recibir conductos (106) para proteger dichos cables eléctricos y dichos sistemas de fontanería.
9. 9. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, que comprende, además, uno o más cables (15) de guiado unidos a dicho armazón (10) mediante pernos (30) de llave en dicho lado (101) exterior de dicho armazón (10), estando dichos cables (15) de guiado separados de dicha placa (11) de pared unitaria y adaptados para indicar la profundidad de dicha capa (13) de hormigón.
10. 10. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de armazón (10) está prefabricado y codificado para su ensamblado.
11. 11. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que un lado (102) interior de dicho armazón (10) está configurado para recibir tabiquería seca.
12. 12. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que dicho armazón (10) comprende acero.
13. 13. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que dicha placa (11) de pared unitaria comprende poliestireno expandido.
14. 14. Sistema de construcción de edificios compuesto según la reivindicación 1, en el que la profundidad de dicha parte (112) incrustada de dicha placa (11) de pared unitaria es mayor que la profundidad de dicha parte (111) exterior de dicha placa (11) de pared unitaria.