SISTEMA DE UNIÓN DE MÓDULOS ENTRE PLANTAS PARA EDIFICIOS DE CONSTRUCCIÓN MODULAR.

Sistema de conexión de módulos entre plantas para edificios de construcción modular.

El sistema está previsto para unir o conexionar módulos tridimensionales utilizados en la construcción de edificios de baja altura, cuyos módulos tridimensionales son industrializados e incluyen una estructura de forjado inferior y una estructura superior de techo, así como unos pilares y soportes de unión de dichas estructuras, incluyendo además dichos módulos tridimensionales todos los elementos necesarios para formar la zona habitable del edificio, además de sus instalaciones. El sistema de conexión entre módulos se basa en utilizar unos rigidizadores (9) previstos en la estructura (7) del módulo superior, que mediante corte del ala de la correspondiente viga, se establecen alojamientos (10) para ubicación y posicionado de elementos (11) previstos en la estructura de techo (8) del módulo inferior, quedando materializada la unión mediante un pasador alojado en orificios pasantes (12) enfrenados y previstos en los elementos de posicionado (11). En dicha unión colaboran también otros elementos rigidizadores, coincidiendo con la posición de los soportes o pilares correspondientes.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de unión de módulos entre plantas para edificios de construcción modular, previsto concretamente para su aplicación en edificios de baja altura constituidos por módulos tridimensionales industrializados, de manera que la unión entre si de los módulos contiguos se realiza en base al sistema de la invención, siendo el objeto de ésta integrar los medios que van a establecer la unión en los propios elementos de los módulos tridimensionales a unir, de manera que en combinación con la fabricación en taller de los módulos tridimensionales posibilita elevar notablemente el grado de industrialización en la construcción de edificios.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es conocida la construcción modular, así como distintos tipos de medios de conexión entre módu los. Concretamente, uno de los mas utilizados es el sistema de unión por soldadura entre módulos, consiguiendo la fijación de los mismos, siendo las uniones de tipo atornillado y muy utilizadas también en el ensamblaje de elementos estructurales.

Cualquier configuración anterior permite una industrialización de los elementos estructurales, pero deja a un lado la idea de industrialización del edificio global, debiendo ser ejecutados en obra muchos de los cerramientos, divisiones, fachadas, instalaciones, etc., debido a que el uso de las técnicas anteriores implica obligatoriamente no disponer de los oficios anteriores antes de ejecutar la unión.

No obstante, en el Modelo de Utilidad español U 200500982 de la misma solicitante, se describen elementos de conexión para la unión o fijación entre si de estructuras modulares a partir de las cuales se obtienen los módulos tridimensionales que han de materializar el edificio, estando esos elementos de conexión formados a partir de una chapa metálica y de unos perfiles tubulares, de forma que encajan en el módulo inferior y superior, en los que los pilares son pasantes a través de la estructura.

Lo anteriormente comentado implica que los pilares son necesariamente pasantes, con la consecuente implicación en la fabricación industrializada de los elementos 2d del módulo tridimensional.

Por otra parte, las estructuras superIor e inferior, una vez ensambladas quedan ligeramente separadas, 10 que hace imposible una contribución estructural en su conjunto de los elementos de viga, debiendo de ir a uniones atornilladas o soldadas para soportar los esfuerzos rasantes originados.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema de unión que se preconiza ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, estando previsto para su aplicación concreta en la unión de los módulos tridimensionales obtenidos a partir de la estructura modular referida en el Modelo de Utilidad 200500982 comentado en el apartado anterior, estando dichos módulos formados por: una estructura inferior que incluye el forjado, y una estructura superior denominada marco superior o techo, estando los módulos montados sobre un soporte formado por elementos verticales que formarán los soportes del edificio.

Pues bien, según la invención, en la unión entre módulos participan unos elementos rigidizadores de chapa de acero previstos en la estructura de techo del módulo inferior, coincidiendo con la posición de los soportes o pilares, cuyos elementos rigidizadores van colocados entre las alas de los perfiles laminados que conforman el marco superior del módulo tridimensional.

Tales elementos de rigidización permiten dar una continuidad al pilar, de forma que una vez ensamblados los módulos y obtenido el edificio, se asegura la eficiente transmisión de las cargas verticales hasta la cimentación.

Por otro lado y formando también parte de la invención, se ha previsto que en la estructura inferior del módulo superior se incluyan igualmente elementos de acero para rigidización, de forma que aportan igualmente la continuidad a los pilares. En la zona rigidizada mediante dichos elementos, se practica un corte en el ala inferior de la viga para generar un cajeado rectangular que servirá como elemento de conexión y posicionamiento de dicho módulo tridimensional sobre el inmediatamente inferior, para lo cual un elemento de chapa de acero conformado en frío y en forma de "U" se incluye en la parte superior de la estructura de techo, permitiendo el acople sobre el cajeado anteriormente referido, asegurando así el correcto posicionamiento de un módulo sobre el que lo soporta.

El elemento en "U" de la parte supenor de la estructura de techo, denominado en adelante elemento de posicionamiento, está afectado de un orificio pasante y horizontal, de manera que al unir dos módulos de una misma planta, a través de los orificios enfrentados, se coloca y aprieta un tomillo, estableciendo así la unión en la parte superior de los módulos de una misma planta, quedando esa zona preparada para el encastre del módulo de la siguiente planta.

El posicionamiento del módulo de la planta supenor podrá llevarse a cabo, bien haciéndolo descender verticalmente mediante grúa, o bien desplazándolo horizontalmente hacia un lado una vez posado, hasta encajar completamente con el módulo contiguo.

Una vez posicionado el módulo sobre el inmediatamente inferior, las vigas de la estructura inferior del módulo superior y la estructura de techo del módulo inferior, quedan apoyadas completamente entre si a través de sus alas, cuyo apoyo se realiza en la totalidad de la superficie de dichas alas, aprovechando el rozamiento entre ambas superficies de acero para contribuir a absorber los esfuerzos rasantes que se producen al tratar de trabajar conjuntamente las vigas. Esa fuerza de rozamiento no hace posible aprovechar la inercia de ambas vigas en conjunto, pero se aprovecha en un gran porcentaje.

Debe tenerse en cuenta que el alto grado de industrialización y acabados de dichos módulos, hace muy complicada la conexión por medios mecánicos de las vigas, con 10 que el aprovechar ese rozamiento representa un logro importante para el sistema.

Una vez ensamblados los módulos, el nudo establecido en la unión se comporta con continuidad a los esfuerzos verticales, mientras que los esfuerzos horizontales son absorbidos por la fuerza de rozamiento entre vigas, y por el posible ajuste que se produzca en el encaje entre módulos, aunque no es necesario un ajuste extremo, pues se necesita cierto margen para poder ser encastrado en obra. La fuerza de rozamiento con la carga permanente gravitatoria es suficiente para soportar los esfuerzos que se puedan producir, y si bien no es para soportar los esfuerzos rasantes entre vigas, si para soportar los esfuerzos horizontales.

En base al sistema de unión referido, el tiempo de fabricación y montaje de los distintos elementos que participan en la construcción del edificio, se ven reducidos y optimizados, respectivamente, ya que para la fabricación se tiende a fabricar bastidores normalmente rectangulares y escuadrados, sin elementos auxiliares en las esquinas, salvo los de rigidización. En el montaje, el hecho de solamente colocar y encajar un módulo sobre el otro, se simplifican igualmente los tiempos, evitando uniones de difícil ejecución por el acceso a las mismas, y reduciendo por tanto los tiempos de montaje, medios de manutención, etc.

En base a las características referidas, las ventajas que se deducen de la invención pueden resumirse en las siguientes:

-La formación de uniones entre módulos en altura de forma

totalmente industrializada, con igual e incluso mejores prestaciones que otras uniones realizadas en obra por otros métodos de unión mas convencionales.

-La integración de la unión en el propio sistema, de manera

que el diseño, que ya hace posible el correcto funcionamiento,

disminución de tiempo de ejecución y montaje y la sencillez de ejecución, hace que la unión se presente como idónea y adecuada para su uso en los sistemas de construcción industrializada de edificios.

DESCRIPCIÓN DE LOS DmUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Las figuras 1 y 2. -Muestran sendas vistas en alzado y en planta, correspondientes a detalles de los rigidizadores previstos en el marco superior de techo, y que participan en el sistema de unión objeto de la invención.

La figura 3. Muestra una vista en alzado del detalle correspondiente...

1a . -Sistema de conexión de módulos entre plantas para edificios de construcción modular, que siendo aplicable en la ejecución de edificios de baja altura, formados por módulos tridimensionales de construcción industrializada a partir de una estructura metálica, en los que está establecida una estructura de forjado inferior, una estructura de techo superior y unos pilares o soportes que unen estructuralmente dichas estructuras, incluyendo esos módulos tridimensionales todos los elementos necesarios para formar la zona habitable del edificio, además de sus instalaciones, se caracteriza porque incluye unos elementos rigidizadores de chapa de acero (1) previstos en la estructura de techo (2) de cada módulo, coincidiendo con la posición de los pilares (3) del propio módulo, proporcionando un refuerzo a la zona y una continuidad de dichos pilares (3) ; con la particularidad de que sobre la estructura inferior (7) de los módulos superiores (5 y 6) se han previsto elementos rigidizadores (9) de chapa de acero, dando continuidad a los respectivos pilares, estableciéndose en la correspondiente zona un cajeado rectangular (10) originado por cortes del ala inferior de la correspondiente viga, cuyo cajeado (10) constituye un medio de conexión y posicionamiento para un elemento en "U" de chapa de acero, concretamente un elemento de posicionado y rigidización (11) previsto en la parte superior de la estructura de techo (8) del módulo inmediatamente inferior.

2a . -Sistema de conexión de módulos entre plantas para edificios de construcción modular, según reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de posicionado y rigidización (11) de la estructura inferior del módulo, van colocados entre las alas (2') de los perfiles laminados que conforman la estructura de techo del módulo superior.

3a . -Sistema de conexión de módulos entre plantas para edificios de construcción modular, según reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de posicionado y rigidización (11) de la estructura (7) del módulo superior, de cada módulo, están afectados de un orificio pasante y

horizontal (12) para paso de un tornillo o vástago de unión entre módulos contiguos (5 -6) ó (5' -6') de la misma planta.

a . -Sistema de conexión de módulos entre plantas para edificios de construcción modular, según reivindicaciones anteriores, caracterizado 10 porque las alas de los módulos superiores (5 -6) Y de los módulos inferiores (5' -6') , correspondientes a las vigas de estructura inferior y de techo, respectivamente, una vez posicionado el módulo superior sobre el módulo inferior, van apoyadas en toda su superficie de contacto, contribuyendo por el rozamiento entre ambas a soportar los esfuerzos rasantes originados al hacerlas trabajar conjuntamente.

2' 2

4

11

n ---:t-

1I -----3 2'

~U

V------"

FIG. 1

FIG.2

~II

1I 11

\V1

I

I

====11

I

I

" 11

i1

i1

111 I

111 11

" 6'

~

"

FIG.3

! 11I 11

1

!t====:J

~ 11I ~

iI 111 11

" 6'

~

FIG.4

11

FIG.5

FIG.6