REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA,

CON CRECIMIENTO HORIZONTAL Y VERTICAL

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema constructivo para la edificación de viviendas o similares, el cual utiliza una cimbra reutilizable de geometría semicurva, sobre la cual se coloca una serie de aligerantes, refuerzo de acero y mortero o concreto, obteniéndose un comportamiento estructural y térmico adecuado, reduciendo el tiempo de construcción, manteniendo un bajo costo, y permitiendo el crecimiento horizontal y vertical de las viviendas.

ANTECEDENTES

El ser humano siempre busca tener un lugar para resguardarse de las inclemencias del tiempo, un lugar dónde descansar y proteger a su familia, así como guardar sus pertenencias.

El desarrollo del sistema constructivo motivo de esta invención, responde a la necesidad de construir en menor tiempo y bajo costo una vivienda, y con esto contribuir a abatir el déficit de vivienda de interés social, procurando siempre mantener la calidad de la vivienda. La construcción de viviendas en general es un proceso que requiere de un tiempo relativamente largo de por lo menos un mes ya que tienen losa o piso de concreto, en cambio este sistema ofrece un tiempo de construcción mínimo, con un proceso sencillo y entendible para la mayoría de las personas con conocimientos básicos de construcción. Las patentes que presentan similitudes o elementos parecidos con la aquí propuesta pueden utilizar materiales como metal, cemento, madera, plástico, e inclusive fibra de vidrio también como es el caso de la patente US4159603 la cual refiere una estructura de forma circular que consta de paneles curvos para las paredes, paneles triangulares para el techo y una columna central para sostenerse que a diferencia de la solicitud aquí presentada no lleva mortero ligero ni se retiran los paneles para ser reutilizados, es decir son en sí la estructura, además la forma es muy diferente al propuesto ya que no presentan la misma geometría ni el mismo uso. La patente US4232494 se refiere a paneles curvos para construcción los cuales llevan en su interior los elementos para hacer una instalación eléctrica de forma tal que queden ocultos el cableado, las mangueras y las cajas de interconexión, además de llevar un elemento a prueba de fuego para evitar cortos, pero una vez más los paneles son parte de la construcción y se quedan fijos, es decir no son reutilizables como los propuestos en esta solicitud de patente. La patente US4915345 es una estructura curva para construir paredes de concreto con un radio de 5 pulgadas. Dicha estructura incluye una serie de paneles metálicos curvos ensamblados en forma lado a lado, es decir se colocan con cierta separación y se vierte el concreto en medio, y al ser retiradas queda una pared de concreto regular de forma curva, y es esta su principal diferencia respecto a la patente solicitada en esta memoria técnica, ya que aunque estos paneles si son reutilizables, son de metal y no utilizan mortero ligero, es por esto que son completamente diferentes.

La aplicación de patente de número US 2002/0059777 Al refiere el uso de hojas delgadas de plástico opaco o transparente para construir estructuras curvas, las cuales son divididas en secciones mediante un programa de computación por lo que es distinto a lo que se propone en esta memoria ya que no son reutilizables los moldes y pueden variar de forma, además, se quedan formando parte de la estructura final en la construcción. La publicación internacional WO 2007/104147 Al la cual describe una estructura a base de plásticos, unidos entre si mediante una estructura tubular que le da rigidez a todo el conjunto, y aunque es reutilizable no es la misma aplicación, difiere en que lo propuesto en esta solicitud de patente es el molde sobre el cual de aplica el material, se deja secar y posteriormente se retira y no es el molde la estructura en sí. Es parte de un sistema para construir edificaciones, en la cual un molde puede ser utilizado para varias construcciones. La patente de número NL/a/2005/000073 consiste en una cimbra metálica permanente para estructuras con superficie recta que tiene como característica principal que utiliza uno o más paneles metálicos rectos de entre los siguientes: Panel cumbrera, Panel recto de techo, Panel curvo de esquina, Panel recto en base, Panel extremo o arriostrado. Estos paneles al ser armados forman una estructura metálica que es el soporte de la vivienda, pero a diferencia de la presente invención dicha estructura se queda embebida en el mortero o concreto utilizado en el zarpeo de la misma.

Así mismo la patente número MX/a/2007/012261 presenta una cimbra neumática removible para construcciones con superficie curva y su método de construcción, donde esta cimbra neumática, tiene la ventaja que después de aplicar el mortero puede recuperarse y es susceptible a ser reutilizada, tal como la presente invención, pero difiere de esta porque solo pueden construirse viviendas tipo domo; y no utiliza moldes tal como esta propuesta. La patente MX/a/2007/012262 presenta una cimbra metálica permanente para estructuras con superficie curva que comprende uno o más paneles metálicos curvos, los cuales pueden ser: regular, de ventana o de puerta, formados de perfiles tubulares, los cuales aunque llevan malla electrosoldada para dar el soporte necesario a los muros de la vivienda, difiere de la presente invención pues solo pueden construirse viviendas tipo domo, además de que los paneles metálicos curvos son parte estructural de la vivienda formando parte permanente de la estructura, por lo que los paneles no son reutilizable, lo cual es una de las ventajas que presenta la invención aquí propuesta respecto a los elementos existentes en el estado del arte. En el documento mexicano MX/a/2007/016077 que hace referencia a un sistema constructivo a base de moldes reutilizables para cimbra de geometría especial semicurva con la gran diferencia de que dicho sistema esta limitado para construcciones de una sola planta, ya que la forma de las cimbras para la cubierta es inclinada o a dos aguas impidiendo la construcción por encima de ella. Esta invención establece un proceso constructivo con las consideraciones estructurales necesarias para permitir fácilmente expandir la construcción tanto en dirección vertical como horizontal, lo cual representa una gran ventaja al reducir el tiempo, costo, optimización de materiales, incremento de la seguridad estructural respecto a los sistemas existentes en el estado del arte. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1. Vista isométrica del sistema con un nivel.

Figura 2. Vista isométrica del sistema con dos niveles.

Figura 3. Vista isométrica del sistema constructivo de un nivel con los moldes laterales curvos armados.

Figura 4. Vista isométrica del sistema constructivo de dos niveles con los moldes laterales curvos armados.

Figura 5. Vista isométrica de la cimbra en un nivel con todos los moldes.

Figura 6. Vista isométrica del molde lateral curvo. Figura 7. Representación esquemática del molde central.

Figura 8. Representación esquemática del molde con preparación para ventana.

Figura 9. Representación esquemática del molde con preparación para puerta.

Figura 10. Vista superior de la losa de azotea con los moldes ensamblados.

Figura 11. Representación esquemática de las componentes de la losa de cimentación. Figura 12. Vista isométrica de la losa de cimentación armada y antes del vaciado.

Figura 13. Corte transversal e isométrica de la losa de cimentación después del vaciado.

Figura 14. Vista isométrica de la cimbra armada y colocación del armado de refuerzo y aislante de hielo seco en el sistema de un nivel.

Figura 15. Vista isométrica del sistema de dos niveles, con el primer nivel terminado y el cimbrado con los moldes y armado del segundo nivel.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN.

La presente invención es un sistema constructivo para la edificación de viviendas de 1 y 2 niveles preferentemente con moldes, tal como lo ilustra la figura 1, 2, 3, 4.; el sistema está constituido por una edificación o superestructura tipo cajón construido con concreto o con mortero creando un continuo de espesor constante como elemento resistente donde los muros interiores de existir no requieren participar estructuralmente. La cimentación está constituida por una losa que constituye también el firme ó por cimentación corrida y firme (No.1). La losa de cimentación se desplanta sobre una plataforma de suelo compactado. La losa de cimentación incluye una cadena o contratrabe y ambas son construidas de concreto y acero de refuerzo (No.2), para el caso de cimentación corrida esta se construirá ya sea de concreto regular o concreto ciclópeo mediante el proceso tradicional.

La superestructura lleva por refuerzo mallas electro soldadas (No.3), así como nervaduras reforzadas regularmente espaciadas (No.4). Al interior del cascaron se colocaran casetones de poliestireno, u otro material ligero permanente o removible (No.5), para espaciar las nervaduras, reducir el peso propio del sistema y proporcionar un buen confort térmico en la vivienda.

El material usado para crear el espesor del cascaron es un concreto o mortero con una resistencia mínima a la compresión de 200 kg/cm2 a los 28 días y con un peso volumétrico normal no mayor a 2400 kg/m3, modulo de elasticidad del orden de 215,000 kg/cm2 y factor de flujo plástico para el cálculo de deflexiones diferidas menor o igual que 2.

El sistema y método constructivo propuesto comprende la integración de diversos moldes para el armado de una cimbra para la edificación de viviendas. Dichos moldes son fabricados a base de un sistema compuesto de madera y acero, pero puede ser fabricados con otros materiales tales como fibra de vidrio, aluminio, etc.; teniendo la ventaja que son reutilizables para la construcción de otros espacios o viviendas ya que estos no quedan embebidos y no forman parte de la estructura definitiva de la vivienda a construir; las figuras 5, 6, 7, 8, 9 presentan los diferentes tipos de moldes a utilizar en la construcción de la vivienda los cuales fueron denominados según su ubicación como: molde lateral curvo para definir muros y techo simultáneamente; molde central para muro y molde para muro con preparación para definir ventana y molde para muro con preparación para definir puerta, respectivamente. A continuación se describen cada uno de los moldes. a) Molde Lateral Curvo para definir muros y techo simultáneamente (Figura 6):

Es una pieza en la que su geometría define dos secciones conectadas entre sí por una sección curva definiendo la mitad de un techo y muro.

Este molde está formado por tres elementos, el primero es un molde recto para definir los muros y este sirve de base tanto para el primer y segundo nivel (No.6); el segundo molde es un molde curvo que sirve para definir la conexión del muro con la losa (No.7) y el tercero molde es otro molde recto el cual define la losa (No.8). Estos moldes tienen además en todo su contorno una ceja preferentemente de 5 cm orientada hacia el interior de la curvatura del molde (No.9), y en la ceja se localizan una pluralidad de orificios, que como se observa en la figura 5 están equidistantes y alineados, y su función es la sujeción del molde lateral curvo para definir muros y techos simultáneamente mediante tornillos con los moldes adyacentes. La figura 6 muestra una vista isométrica del molde lateral curvo para definir muros y techos simultáneamente. En la figura 5, se observan una pluralidad de moldes laterales curvos para definir muros y techos simultáneamente, unidos entre ellos. Los moldes laterales curvos para definir muros y techos simultáneamente se unen entre ellos colocándolos unidos lado a lado ó frente a frente, pero siempre ceja con ceja, para alinear los agujeros y colocar en ellos tornillos con tuerca. b) Molde para muro con preparación para definir ventana, representado en la figura 7 tiene las siguientes características:

El molde para muro con preparación para definir Ventana es una sola pieza que está configurado para colindar en sus extremos laterales con un molde central, y un molde lateral curvo para definir muros y techo simultáneamente.

El molde para muro con preparación para definir ventana, presenta: Una base, un lado con contorno curvo que se une al extremo superior del lado opuesto, que es recto; el lado recto de dichos moldes presenta una apertura con la finalidad de definir un espacio para una ventana y en todo el contorno excepto en la base por la cual se une a la cimentación, y en la apertura para definir la ventana, presenta una ceja con pluralidad de orificios distribuidos equidistantemente y alineados, cuya finalidad es la sujeción del molde mediante tornillos y tuercas con la ceja de iguales características de moldes adyacentes (No.10). Este molde, en todo el contorno excepto en la base por la cual se une a la cimentación, y en la apertura para definir la ventana, presenta una ceja con pluralidad de orificios distribuidos equidistantemente y alineados, cuya finalidad es la sujeción del molde mediante tornillos y tuercas con la ceja de iguales características de moldes adyacentes. El molde para muro con preparación para definir ventana por el lado con contorno curvo, colinda y coincide con el contorno lateral de un molde lateral curvo para definir muros y techo simultáneamente, y por el lado recto, colinda con los lados de mayor longitud de un molde central para muro. Particularmente, la apertura para la ventana es preferentemente cuadrada y con un área menor al 50% del área total del molde, esto con la finalidad mantener la rigidez estructural del molde. c) Molde con preparación para puerta, representado en la figura 8; tiene las siguientes características:

Es de una pieza con una base, por la cual se une a la cimentación; un lado con contorno curvo que se une al extremo superior del lado opuesto a este, que es recto, y presenta una apertura de la base hasta poco antes de llegar al extremo superior, con la finalidad de definir un espacio para una puerta. En todo el contorno excepto en la base por la cual se une a la cimentación, y en la apertura para definir la puerta, presenta una ceja con pluralidad de orificios distribuidos equidistantemente y alineados (No.10), cuya finalidad es la sujeción del molde mediante tornillos y tuercas con la ceja de iguales características de moldes adyacentes como por ejemplo del lado donde tiene la apertura para definir puerta, colinda con un molde central para muro y; por el lado curvo, colinda con un molde lateral curvo para definir muros y techos simultáneamente, el molde para muro con preparación para definir puerta adopta en su extremo superior la forma del molde lateral curvo. La apertura para puerta tiene preferentemente un área menor al 50% del área total del molde, esto con la finalidad mantener la rigidez estructural del molde. d) El Molde central para muro representado en la figura 9, tiene las siguientes características:

Es de una sola pieza, su geometría es rectangular.

Dos de sus lados los de mayor longitud; forman un ángulo recto respecto a la base, y los dos lados restantes, de menor longitud; se unen formando la parte superior del molde, en cuyo extremo superior, coincide con el ángulo que forman al unirse frente a frente dos moldes laterales curvos para definir muros y techo simultáneamente, y en todo el contorno excepto en la base por la cual se une a la cimentación, del molde central para muro, presenta una ceja con pluralidad de orificios distribuidos equidistantemente y alineados, cuya finalidad es la sujeción del molde mediante tornillos y tuercas con la ceja de iguales características de moldes adyacentes (No.10).

El molde central para muro, está configurado para unirse por su extremo superior al extremo superior lateral de dos moldes laterales curvos para definir muros y techo simultáneamente; así como para colindar por sus extremos laterales con un molde con preparación para ventana y un molde con preparación para puerta, o dos moldes con preparación para ventana, o dos moldes con preparación para puerta. Al armar los moldes descritos anteriormente entre sí, se conforma una cimbra para la edificación de viviendas de un nivel con geometría semicurva, con la ventaja de que estos moldes se pueden separar y recuperar para el armado de otras cimbras como se muestra en la figura 10. Para realizar la construcción del segundo nivel, el proceso del uso de los moldes es el mismo, con la única diferencia que estas se colocaran sobre el primer nivel ya colado.

La figura 11, 12, 13 nos muestra las componentes de la losa de cimentación, los cuales son:

• Malla electrosoldada o parrilla de refuerzo equivalente (No.11).

• Una pluralidad de varillas de anclaje (No.12) que van unidas a la contratrabe de cimentación mediante ganchos y alambre recocido.

• Una contratrabe de cimentación (No.13) compuesto por varillas de acero y estribos.

• En la figura 11 y 12 se muestra la losa de cimentación antes del vaciado del concreto en la cual se puede apreciar las componentes y como van unidas entre sí para que el sistema tenga una base sólida antes de empezar la construcción de la vivienda. La figura 13 muestra un corte transversal de la losa de cimentación después del vaciado del concreto en la cual se puede ver cómo quedan los elementos de la losa de cimentación después del vaciado de concreto y se pueden apreciar las varillas de anclaje (No.12) que están colocadas donde se desplanta cada nervadura entre sí alrededor del perímetro de la losa de cimentación, sobre las cuales se procederá posteriormente a amarrar la malla de refuerzo electrosoldada y las nervaduras ya que ésta es el soporte principal de los muros.

En la figura 14 se aprecia una vista del sistema constructivo a base de moldes cuando están colocados y fijados los moldes sobre la losa de cimentación y se comienza a cubrir totalmente la vivienda con las nervaduras (No.14), los aligerantes permanentes o removibles (No.15) y la malla de refuerzo electrosoldada (No.16) para unir todas las nervaduras. Tanto la malla electrosoldada como las nervaduras se amarra a las varillas de anclaje (No.12) que se encuentran alrededor del perímetro de la losa de cimentación. A continuación se presenta el Método de construcción a base de moldes reutilizables para cimbra de geometría especial semicurva con el sistema propuesto, el cual consiste en los siguientes pasos: a) Preparación del Terreno. • Limpieza.

• Nivelación.

• Compactación. b) Trazo de ejes. c) Excavación. Esta consiste en una excavación donde va calzada la dala para dar un buen agarre en el terreno a la losa de cimentación y para sostener las anclas que serán el soporte de los muros de la construcción. d) Aislamiento de la base de la losa de cimentación. e) Cimbrado de la losa de cimentación. Una vez aislada la base de la losa de cimentación, se colocan las fronteras que delimitan el cimbrado del firme.

Las fronteras deben ser elementos lo suficientemente resistentes para contener el vaciado de concreto (por ejemplo madera), dichas fronteras se soportaran con estacas regularmente espaciadas en su perímetro exterior, y serán las encargadas de contener el empuje del vaciado. f) Armado de la losa de cimentación.

• Dala.

Está compuesto por varillas de acero y estribos. El recubrimiento entre el acero del refuerzo del castillo y el suelo debe ser el adecuado para evitar la posible corrosión por la humedad del suelo.

• Malla.

Para la losa de cimentación de espesor constante, se coloca la malla electrosoldada en toda la superficie del firme, incluyendo las banquetas perimetrales. Esta malla se debe amarrar a la cadena perimetral usando alambre en tramos, calzándose sobre la superficie del terreno compactado. Generalmente la presentación de la malla tiene un ancho diferente del de la superficie a cubrir con esta, por lo que se recomienda traslapar al menos 2 cuadros completos entre segmentos de malla para garantizar la continuidad estructural del firme. De manera alternativa, la malla puede sustituirse por una parrilla de varilla. • Anclas.

Las anclas que se utilizan en este sistema son varillas de acero en cada nervadura, en todo el perímetro de la base. Estas varillas no se deben ubicar en la parte exterior de la dala sino hacia el centro de esta para dar espacio suficiente a la cimbra y la estructura de la vivienda. Además cada varilla deberá doblarse en "u" (gancho estándar de 180°) o en gancho estándar de 90° en su extremo inferior y amarrarse a la dala con alambre. Estas anclas deberán salir 50cm del nivel del firme para facilitar el amarre de la estructura de la vivienda. g) Preparación de Concreto de firme de Cimentación, h) Colado de Firme, i) Afine de Firme, j) Armado de Cimbra. La cimbra se compone de una pluralidad de moldes prefabricados para construcción, los cuales se unen a lo largo de la losa de cimentación y son soportados temporalmente con puntales a cada metro en su parte central. Estos puntales (o barrotes), sostienen a la viga de soporte (o polín) que va a todo lo largo de la estructura, y es esta última la que recibe y canaliza el peso de la cimbra y la estructura en el proceso de construcción. Dicha pluralidad de moldes para construcción se ubica al interior de las varillas que vienen de la cimentación, los moldes se unen entre si con tornillería mediante la alineación de sus cejas (No.9) con orificios (No.10) ubicadas a los costados y al frente de cada molde, k) Armado del Refuerzo. Este armado consiste en: una malla de alambre hexagonal colocada sobre toda la superficie superior de la cimbra, esta malla no debe calzarse. Nervaduras en las paredes laterales con varillas de acero y estribos y para los castillos de las esquinas se colocaran también nervaduras con varillas de acero longitudinal y estribos; para la pared frontal y trasera se colocaran nervaduras con varillas de acero longitudinal y estribos. Existen también nervaduras en la losa de azotea que serán de varillas de acero y estribos. Las nervaduras perimetrales y de ventanas serán de varillas de acero y estribos. En los muros y techos del sistema después de haber colocado todas las nervaduras, se colocaran los aligerantes, para posteriormente sujetarlos con las mallas electro soldadas.

1) Aplicación (Zarpeo) de Concreto o mortero exterior.

El zarpeo en muros consiste en el lanzado de la mezcla hacia la estructura, en capas de 1.5 cm promedio hasta rellenar todas las nervaduras y tener una recubrimiento sobre el aligerante de 3 cm y sobre la malla electrosoldada de 1.5 cm, alcanzando así el espesor deseado. El zarpeo en la losa consiste en el lanzado de la mezcla hacia la estructura, en capas de 1.5 cm promedio hasta rellenar todas las nervaduras y tener una recubrimiento sobre el aligerante y sobre la malla electrosoldada, alcanzando así el espesor deseado. Se debe empezar el zarpeo de la estructura por la parte exterior de la vivienda, comenzando por la parte baja de los muros, para posteriormente pasar al zarpeo del techo de la estructura.

Una vez terminado el zarpeo del techo y adquirido una resistencia nominal de 100 kg/cm2 en el material (concreto o mortero), se retira la cimbra dejando puntales hasta que se adquiera la resistencia completa. m) Aplicación (Zarpeo) de mortero interior.

Posteriormente se aplica un capa de 1.5 cm de mortero por el interior y de 0.5 cm como acabado exterior. n) Aplicación de sellador en toda la superficie. o) Aplicación de Impermeabilizante elastomérico. p) Aplicación de Pintura vinil acrílica.

Estos procesos se repetirán para la construcción del segundo nivel de la vivienda como se muestra en la figura 15.