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Patent Searching and Data


Title:
SELF-SUPPORTING CONSTRUCTION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/097129
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a construction system which is based on assembling pre-fabricated panels comprising fibre cement, preferably asbestos cement, connecting elements and an upper sill, using an on-site assembly method, said assembly being fixed directly to the ground. The inventive construction system can absorb forces in order to obtain high physical and seismic resistance and said system dispenses with the need for other foundation or support elements.

Inventors:
Peter Jaime, Walter Jose (Panamericana Sur, Kilometro 14 Quito, CP00, EC)
Application Number:
PCT/EC2004/000002
Publication Date:
November 11, 2004
Filing Date:
March 31, 2004
Export Citation:
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Assignee:
Eternit, Ecuatoriana SA. (Panamericana Sur, Kilometro 14 Quito, CP00, EC)
Peter Jaime, Walter Jose (Panamericana Sur, Kilometro 14 Quito, CP00, EC)
International Classes:
E02D27/34; E04B1/343; E04H1/12; E04H9/02; E04H9/14; (IPC1-7): E04B1/02; E02D27/34; E04H9/02
Domestic Patent References:
WO1998051874A11998-11-19
WO1999057387A11999-11-11
Foreign References:
US4145861A1979-03-27
GB1468805A1977-03-30
US4222208A1980-09-16
US4290246A1981-09-22
GB395831A1933-07-27
Attorney, Agent or Firm:
Rosales Kuri, Xavier (Robles 653 y Av. Amazonas, Edificio Proinco Calisto Piso 1, Casilla Quito, 17-03-176, EC)
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Claims:
REIVINDICACIONES MODIFICADAS [recibidas por la Oficina Internacional el 8 de noviembre 2004 (08.1
1. 04) ] 1. Un sistema de construcción, caracterizado por interconectar un conjunto de paneles ondulados de fibrocemento entre sí, con un empotramiento directo en el suelo por lo que no necesita cimentación, con solera de amarre superior, y una cubierta de iguales paneles ondulados, con capacidad de ser autosoportante al trabajar en conjunto, sismorresistente, poseer gran facilidad para el montaje en la obra y a muy bajo costo.
2. Un sistema de construcción con panels, según se menciona en la reivindicación 1, caracterizado porque las placas estructurales se insertan directamente en el suelo formando un sistema monolítico que genera la suficiente resistencia para prescindir de otros elementos de cimentación.
3. Un sistema de construcción con panels, según se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque posee una solera superior con perfiles en forma de"U"que únicamente se inserta en las placas verticales que conforman las paredes, y puede prescindir de otros elementos de unión y sujeción, para formar un anillo de sujeción y que permite al sistema excluir otros elementos de soporte tales como columns o dinteles, y a la vez, constituye el elemento soportante para la cubierta.
4. Un sistema de construcción, según se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque utiliza el suelo, de cualquier tipo de terreno, como parte de la estructura haciendo trabajar a los paneles en forma eficaz en el sentido perpendicular a su plano, contribuyendo a un comportamiento similar a una caja.
Description:
SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN AUTO SOPORTANTE 1. Campo de la invención La presente invención se relaciona con el área de la construcción, especialmente con el diseño de un sistema cuya estructura consiste en paneles prefabricados, con módulos o plandias que en su composición induyen fibrocemento, preferiblemente asbesto cemento, elementos de unión, y solera de sujeción superior y particularmente en lo relativo a su empotramiento directo al suelo y la inserción de los paneles en la solera superior. Estos elementos en su conjunto, y su método de ensamblaje, lo convierten en un sistema auto soportante.

Este sistema es altamente resistente a sismos, huracanes y otros elementos de la naturala, es altamente duradero y tiene bajo costo de construcción ; no necesita mano de obra especializada, ni equipamiento complejo ; es armable a cualquier tipo de terreno, es versátil en cuanto a los recubrimientos y acabados que admite (induso puede prescindir de ellos) y permite la construcción progresiva por etapas de muy diferentes modelos de construcción.

II. Estado de la técnica actual En el estado de la técnica actual se conoce la existenda de distintos sistemas de construcción que induyen elementos prefabricados, por ejemplo, ES 8207612, de ROFIZA SA., US 3, 886, 699 de Bergmann, Jr., PCT/AU94/00335 de Leftmin-Ster Pty. Ltd. Sin embargo, con los sistemas tradicionales no se supera la dificultad técnica que se origina al levantar las estructuras de soporte tradicional porque se necesitan sistemas de cimentaáón, la excavación de bases para los plintos, generalmente profundas y amplis, losas de cimentaáón, etc., lo cual encarece el costo y disminuye la flexibilidad de esos sistemas, especialmente para viviendas pequeñas y edficaciones menores en general.

Por otro lado, el uso de las planchas de fibrocemento actual se limita a paredes sobre elementos estructurales de soporte previamente instalados, esquineros rígidos, paneles individuales y, fundamentalmente, a la conformación de cubiertas.

III. Descripción de la invención El sistema está compuesto por un grupo de elementos estructurales y un método de ensamblaje particular, según se describe a continuación, que lo convierten en un sistema auto soportante, diseñado para cubrir todos los esfuerzos de tracción y compresión que se producen por cargas propias, estables y móviles, y agentes extemos a la misma como terremotos, huracanes, tomados, etc.

En este sistema los elementos estructurales están interconectados entre sí principalmente al incorporar un anillo estructural natural inferior, creado a partir de la inserción de las planchas de fibrocemento en la tierra, fisicamente ligero pero muy resistente, y una solera superior de amarre. El empotramiento en el suelo natural, le da a las planchas una gran resistenda a cargas honzontales perpendiculares al plano y más en su propio plano. Se han ensayado con cargas laterales en los dos senados y el resultado en muy favorable tanto que para las cargas sísmicas de amendas pequeñas, se obtiene resistencias superiors en varias veces. Véase numeral 3.3.

3.1. Descnpción de los componentes 3.1. 1. Paneles : Estructuras onduladas o lisas, de fonma preferiblemente rectangular, pero que pueden ser. cortados con diferente ángulo en uno o varios de sus lados, en atención al diseño deseado (Fig 2). Su ancho varía desde 75mm hasta 1.20 mts y su longitud desde 50cm hasta aproximadamente 10mts de largo. El espesor del panel puede ser desde 3mm hasta 30mm, según las diversas fuerzas que deba resistir y los diferentes usos que tenga.

Los paneles se componen fundamentalmente de planchas onduladas de varios espesores, cuya aplicación depende del uso de la edificadón, y/o placas, ambas de fibrocemento, preferiblemente con crisotilo y cemento, materiales estos inorgánicos resistentes a la pudición por la humedad. Los paneles de fibrocemento, fabricados con la fórmula original, no se deforman, ni oxidan, resisten la humedad de la tierra y la ondulación les otorga una buena inercia en los dos sentidos, lo cual le permite al panel mayor resistencia fsica y condiciones de uso resistentes a sismos, huracanes y otras fuerzas de la naturaleza.

3.1. 2. Elementos de unión : Este sistema utiliza fundamentalmente los sistemas de unión tradicionales para lograr el ensamblaje de las placas entre si y de los módulos a la solera de amarre (Fig 6 y 7).

3.1. 3. Soleras de sujeción, amarre o de repartición de cargas : Las soleras de sujeción o amarre se utilizan en la parte superior de las planchas y sirven para otorgar rigidez y permitir un trabajo de conjunto.

Su uso con el método de empotramiento inferior en el suelo, permite al sistema prescindir de otros elementos de soporte tales como columnas o dinteles. Estas soleras de sujeción, además, constituyen elementos de soporte para la cubierta, formando un sistema auto soportante y sismorresistente (sistema caja), las planchas de cubierta se colocan con ganchos J con la solera como es lo tradicional (Fig. 3). Las soleras son preferiblemente perfiles metálicos en forma de"U"o Canal de poco peso, tales como de tol galvanizado o negro con pintura anticorrosiva, aluminio, o similar. (Fig 5).

En los extremos o uniones de la solera, se realizan cortes paticulares que se ajusten al uso previsto en To L. (Fig 7).

3.2. Descripción del método de ensambla@e.

32.1 Descripción general del método.

1. LIMPIEZA DEL AREA Y NIVELACION DEL TERRENO. Se limpia y nivela el área aproximada para la ubicadón de la edificación y se nivela el terrero (#1 Fig4).

2. REPLANTEO. Luego de la limpieza del terreno se comienza el replanteo que es el trazado de los eges de la excavación según plano.

3. EXCAVACION. Según el plano se comier la excavación, con un ancho aproximado de 30 cm, aunque puede ser mayor o menor según el uso previsto y una profundidad que puede oscilar entre 60 y 100cm principalmente en correspondencia con la altura prevista de las placas (#3 Fig4). Se debe tomar en cuenta los niveles a los cuales se tiene que llegar. Se debe comprobar los niveles de excavación de terreno para no tener que rellenar o excavar en exceso. Y se puede construir un canal perimetral para la recolección de agua (#4 Fig4) 4. COMPACTACION. Se compacta el suelo en la zona al contomo de la plancha (&num 2 Fig4), y al mismo tiempo se comprueban los niveles, para tener una superficie uniforme al colocar las placas.

5. SISTEMA DE COLOCACION DE PLACAS. (Fig 4) De forma general, las placas se introducen en la tierra en una profundidad que varía en atención a las características del suelo el tamaño de la placa, y el destino y uso de la construcción (#3 Fig 4). Las placas se sostienen entre si mediante elementos simples, aprovechando su gran rigidez, con tomillos o pernos con orificios de un diámetro del doble del diámetro que se use y rodelas de metal y caucho, sin que estas uniones sean estrictamente necesarias o las planchas se pueden traslapar sujetándose en las ondulaciones. (#1 Fig 6).

Existe la posibilidad de insertar en el sistema elementos de ventiiadón y accesos, realizando los cortes necesarios en las placas para penmitirel ensamblaje del resto de los elementos de sistema.

AI momento de realizar el ensamblaje de las esquinas y cubiertas deben considerarse los ángulos de empalme de los paneles (&num 2 Fig 6) 6. SISTEMA DE COLOCACION DE LA SOLERA DE AMARRE Y CUBIERTA : Luego de la colocación de todas las planchas o placas al suelo se coloca la solera metálica superior perimetral, que nos permitirá sostener la cubierta. El ensamble entre la pieza metálica de la solera y las placas, se realiza mediante su montaje, insertando en la abertura de la solera, las placas previamente fijadas al suelo. Se coloca la abertura de la solera hacia abajo para hacerla coincidir con el borde de las planchas, formando así un conjunto estable. Se pueden induir además otros elementos de sujeción adiåonal tales como ganchos, pemos, etc., de ser necesario. Luego de esto de procede a colocar las planchas de cubierta mediante ganchos"J"sobre la sofern. (Fig 3).

3.3 Eiemplo explicativo : En una realización preferente de la invención Fig 1, se realizó una construcción sin dmentadón en la base, ni columns o dinteles, de 6 metros de lado, utilizando planchas de un metro de ancho con un espesor de 9 milímetros (&num 4 Fig 1)., tanto en paredes como en cubierta (#2 Fig 1) y solera de metal (#3 Fig 1). Se sugiere colocar la fachada de izquierda a derecha. Se nivela y se aploma las placas de tal manera que los empates estén a plomo. Se apuntalan las placas y se empieza a colocar la siguiente.

Se colocan las placas esquineras para lograr una mayor estabilidad al parar la restructura y se colocan dos a tres tomillos para sujetar hasta color la solera. Para la perforación se puede utilizar un taladro eléchico, y/o un taladro manual. Las placas se compactan con tierra y se apisona y sucesivamente se van colocando todas las planchas que siguen. Se colocan las placas del antepecho y luego la ventana, puerta o cualquier elemento de ventilación o aoceso que se desee, para luego colocar la placa superior y continua la instalación de las placas subsiguientes.

Se considera una carga máxima de cubierta de 100 kg/m2, dando un peso parcial de 4.900 kg, el peso propio de las paredes hasta 1.75 metros medido desde el cumbrero (#1 Fig 1)., con un peso unitario de 60 kg/m2 dando 2.790 kg, por lo que se tiene una carga total de 7.690 kg. Para este ejemplo se ha considerado un coeficiente sísmico de 0.17 de acuerdo a las condiciones de suelo intermedio y la estructuración con el sistema de paneles o placas, por lo que se tiene un Corte Sísmico de 1.307 kg. Se realizaron pruebas sometiendo a cargas horizontales a las placas utilizadas de 3.6 metros de altura, empotrado en el suelo 80 cm y considerando a 2 metros sobre el nivel del suelo el punto de aplicación de la carga horizontal y en el mismo sitio de construcáón, dando como resultado cada plancha de un metro de longitud una resistencia en su plano de 340 kg, por lo que al tener 11 y 10 metros de longitud de planchas en los dos sentidos en la vivienda del ejemplo, la resistencia sísmica es de 3.740 kg y 3.400 kg en cada sentido, valores que superan en el doble al Corte Sísmico 3.3 Listado de Figuras explicativas : Fig 1. Perspectiva de una construcción de ejemplo.

Fig 2. Vista frontal y vista lateral de placas de fibrocemento estructural.

Fig 3. Vista lateral y sección transversal del ensamblaje de la cubierta y el cumbrero.

Fig 4. Empotramiento de la placa en el suelo.

Fig 5. Vista perpendicular y sección transversal de los perfiles tipo"U"utilizados como solera de sujeción.

Fig 6. Detalle de unión de placas de fibrocemento estructural.

Fig 7. Detalle de unión de perfiles de solera.