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PIEZA DE UNIÓN PARA LA ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE CONS-
TRUCCIÓN MODULAR, Y SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN MODULAR
DESCRIPCIÓN
5
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto una pieza
de unión para la estructura de un sistema de
construcción modular de un edificio, sistema basado en 10
módulos tridimensionales.
Debido a su especial configuración, la pieza de
unión permite hacer solidarios los módulos tanto fr ente
a acciones verticales como en horizontales, a travé s de 15
perfiles tubulares y angulares que forman parte de los
módulos, con lo que el edificio donde se implanta e ste
sistema de construcción modular puede contar con un
mayor número de plantas y cumpliendo la normativas
vigentes en cuanto a seguridad estructural en la 20
edificación.
Asimismo, la pieza de unión permite el
posicionamiento y nivelación de los módulos en su
colocación, absorbiendo posibles tolerancias o 25
desalineamientos que pudieran existir entre unos mó dulos
y otros.
Además la pieza de unión permite el paso de
instalaciones a través de ella, permitiendo la 30
continuidad de éstas a través de los perfiles tubul ares.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos en el estado de la técnica los 35
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sistemas de construcción modular formados por perfi les
de acero conformados en frío. Estos sistemas de
construcción no dejan grandes espacios libres en la s
plantas de los edificios, por lo que los usos del
edificio se limitan a aquellos destinados a alberga r 5
estancias de pequeño tamaño, entre los que se encue ntran
los de uso residencial, hoteles, residencias, no si endo
factible este sistema para usos que requieran espac ios
amplios y diáfanos.
10
También se conocen los sistemas de construcción
modular formados por una combinación de perfiles
conformados en frío y laminados en caliente, con lo s que
se obtienen unas mejores prestaciones en cuanto a
altura, pero siguen presentando los mismos 15
inconvenientes en lo relativo a espacios libres en
planta descritos más arriba.
Igualmente se conocen los sistemas de
construcción modular formados por perfiles de acero 20
laminados en caliente y sin pieza de unión entre
módulos, donde las uniones entre estos son simpleme nte
mediante el apoyo de unos sobre otros, por lo que l os
edificios construidos mediante este sistema general mente
presentan una limitación en altura a 3 plantas y a 25
menudo no cumplen con la normativa de seguridad
estructural.
Asimismo se conocen sistemas de construcción
modular de viviendas formados por perfiles de acero 30
laminados en caliente y con pieza de unión entre mó dulos
como los descritos en la patente con número de
publicación ES2142181 relativa a perfeccionamientos en
los sistemas de construcción modular para viviendas .
35
- 4 -
En el documento anterior, la vivienda es
generada por la repetición de una celda geométrica plana
paralelepipédica, unidad o módulo, sobre una red de
soporte ortogonal que constituye la planta, donde . la
celdilla comprende perfiles de hierro que incluyen en 5
sus lados verticales medios de anclaje con módulos
adyacentes, donde los medios de anclaje están
constituidos por una pletina plegada de manera orto gonal
que permite unir dos perfiles.
10
Sin embargo, la unión llevada a cabo en el
documento anterior necesita de un espacio adicional
entre ambos perfiles, donde los extremos de los
tornillos que se emplean para unir los perfiles que dan
situados en ese espacio intermedio, pudiendo interf erir 15
o dificultar el apriete del resto de tornillos, que dando
además ese espacio adicional inservible para alberg ar
otros perfiles de esquina y requiriendo de elemento s
adicionales que recubran dicho espacio.
20
Asimismo, existen otro tipo de sistemas, como el
recogido en la patente con número de publicación
US2004093825, donde se requiere una pieza de unión para
llevar a cabo la unión de cada uno de los perfiles que
constituyen el sistema, con lo que se incrementa el 25
número de piezas del sistema, así como el tiempo
requerido para unir todas ellas.
La presente invención solventa todos los inconve-
nientes anteriores al proporcionar una pieza de uni ón de 30
un sistema de construcción modular que permite cons tituir
una estructura resistente para un edificio, a base de una
única pieza de unión para cada nudo del edificio do nde
confluyen perfiles horizontales y verticales.
35
- 5 -
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una pieza de
unión para la estructura de un sistema de construcc ión
modular que permite constituir una estructura resis tente 5
para un edificio, sistema que está constituido medi ante
módulos tridimensionales.
La pieza de unión presenta al menos tres tramos
ortogonales entre sí que definen un ángulo triedro, dos 10
de cuyos tramos ortogonales permiten fijar dos de l os
lados de unos perfiles horizontales que se apoyan a su
vez sobre el tercero de los tramos ortogonales de l a
pieza de unión.
15
El perfil tubular se fija a los perfiles
horizontales que se fijan a su vez a la pieza de un ión
en disposición vertical, donde de acuerdo a la inve nción
se fijarán un perfil tubular y dos perfiles horizon tales
en caso de que la pieza de unión presente un ángulo 20
triedro, dos perfiles tubulares y cuatro perfiles
horizontales en caso de que la pieza de unión prese nte
dos ángulos triedros y así sucesivamente hasta ocho
perfiles tubulares y dieciséis perfiles horizontale s en
caso de que la pieza de unión presente ocho ángulos 25
triedros.
Es decir, el perfil tubular se fija a los dos
perfiles horizontales sobre los que descansa y esto s se
fijan a su vez a la pieza de unión en disposición 30
vertical, de manera que los tramos ortogonales que
permiten fijar los lados de los perfiles horizontal es y
del perfil tubular se disponen de manera vertical,
mientras que el tercero de los tramos ortogonales d e la
pieza de unión donde se apoyan los perfiles horizon tales 35
- 6 -
y el perfil tubular se dispone de manera horizontal .
Estos perfiles tubulares forman las aristas
verticales de los módulos que forman la estructura del
edificio. Cuando la pieza de unión se emplea para u nir 5
módulos del interior de dos plantas del edificio, l a
pieza de unión presenta ocho ángulos triedros situa dos
cuatro a cuatro en posiciones opuestas respecto a u n
plano horizontal definido por la separación entre
plantas, para unir cuatro módulos inferiores y cuat ro 10
módulos superiores a través de un perfil tubular y los
perfiles horizontales de cada uno de los ocho módul os.
Si además los módulos se encuentran situados en
la periferia del edificio, los triedros de la pieza de 15
unión se encuentran situados en el mismo lado respe cto
al plano vertical definido por uno de los laterales del
edificio, para unir dos módulos inferiores y dos mó dulos
superiores.
20
Si además los módulos se encuentran situados en
las esquinas del edificio, los triedros de la pieza de
unión se encuentran situados en el mismo cuadrante
respecto a los dos planos verticales que definen un a de
las esquinas del edificio, para unir un módulo infe rior 25
y un módulo superior.
En el caso de los módulos que forman la planta
inferior o superior del edificio y se encuentran
dispuestos en las esquinas del edificio, estos se u nen 30
también a la cimentación o a la cubierta respectiva mente
a través de la pieza de unión que presentará un tri edro.
En el caso de los módulos que forman la planta
inferior o superior del edificio y no se encuentran 35
- 7 -
dispuestos en las esquinas del edificio, se unirán dos
módulos adyacentes a la cimentación o a la cubierta
respectivamente a través de la pieza de unión que
presentará dos triedros dispuestos al mismo lado
respecto al plano horizontal definido por la ciment ación 5
o la cubierta.
En el caso de la unión de módulos interiores de
la planta inferior o superior del edificio a la
cimentación o a la cubierta respectivamente, es 10
evidente, que la pieza de unión presentará cuatro
triedros dispuestos en el mismo lado respecto al pl ano
horizontal definido por la cimentación o la cubiert a.
Una vez definidas todas las posibles formas de 15
la pieza de unión en relación a la disposición de l os
módulos y al número de estos que une, se llevará a cabo
la descripción del resto de elementos del sistema.
Los tramos ortogonales de la pieza de unión 20
permiten fijar dos de los lados del perfil tubular y dos
de los lados de los perfiles horizontales a través de
unos medios de unión que unen dichos lados del perf il
tubular y perfiles horizontales con cada uno de los
tramos ortogonales de la pieza de unión. 25
En caso de que la pieza de unión lleve a cabo la
unión de dos módulos adyacentes en una dirección
horizontal, los medios de unión llevarán a cabo la unión
de lados paralelos de perfiles tubulares y perfiles 30
horizontales pertenecientes a módulos adyacentes a
través del tramo ortogonal de la pieza de unión sit uada
entre ellos.
En el caso de que la pieza de unión lleve a cabo 35
- 8 -
la unión de uno o varios módulos superiores y uno o
varios módulos inferiores, al estar unido un módulo
superior a la pieza de unión a través de los medios de
unión o bien al estar unidos los módulos superiores
adyacentes en una dirección horizontal a través de los 5
medios de unión, los esfuerzos verticales se transm iten
de módulos superiores a medios de unión, de estos a la
pieza de unión, de esta pieza de unión a los medios de
unión de los módulos inferiores y de estos medios d e
unión a los perfiles tubulares de dicho módulo o 10
módulos.
De esta manera, cada pieza de unión permite
hacer solidarios los módulos tanto en vertical como en
horizontal, a través de perfiles tubulares y 15
horizontales que forman parte de los módulos con lo que
el edificio donde se implanta el sistema de constru cción
modular cuenta con la requerida resistencia frente a las
acciones previstas, pudiendo contar con un mayor nú mero
de plantas y cumpliendo la normativas vigentes en c uanto 20
a seguridad estructural en la edificación.
Los módulos están formados por perfiles
tubulares verticales unidos a perfiles horizontales ,
siendo la unión entre ambos rígida, lo que proporci ona 25
al módulo la rigidez necesaria para soportar los
esfuerzos del resto de elementos del edificio, form ando
un paralelepípedo de bases rectangulares.
Sobre estos perfiles horizontales apoyan unos 30
paneles prefabricados que constituyen el forjado de cada
una de las plantas del edificio.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 35
- 9 -
Se complementa la presente memoria descriptiva,
con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo pr efe-
rente y nunca limitativo de la invención.
5
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del
sistema de construcción modular de la presente inve n-
ción.
La Figura 2 muestra una vista en perspectiva ex-10
plosionada de la unión a través de una pieza de uni ón de
ocho módulos que confluyen en la misma, donde solam ente
se ha representado el perfil tubular de cada módulo don-
de se lleva a cabo esa unión.
15
La Figura 3 muestra una vista en planta de la
unión de 4 módulos, 2 superiores y 2 inferiores.
La Figura 4 muestra una vista de la sección AA’
de la Figura 3. 20
La Figura 5 muestra una vista de la sección BB’
de la Figura 3.
La Figura 6 muestra una vista en perspectiva de 25
la pieza de unión de las Figuras 3, 4 y 5.
La Figura 7 muestra una vista en planta de la
unión de 3 módulos a la cubierta o cimentación del edi-
ficio. 30
La Figura 8 muestra una vista en perspectiva de
la pieza de unión junto con los elementos de unión y con
los módulos que se fijan a la cubierta del edificio .
35
- 10 -
La Figura 9 muestra una vista en perspectiva de
la pieza de unión junto con los elementos de unión y con
los módulos que se fijan a la cimentación del edifi cio.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN 5
A la vista de lo anteriormente enunciado, la
presente invención se refiere a una pieza (1) de un ión
de acero que forma parte de un sistema de construcc ión
modular que permite constituir una estructura resis tente 10
para un edificio, sistema basado en módulos (2)
tridimensionales.
La pieza (1) de unión presenta al menos tres
tramos (1.1, 1.2) ortogonales entre sí que definen un 15
ángulo triedro, dos de cuyos tramos ortogonales son
verticales (1.1) y permiten fijar dos de los lados
(2.1.1) de al menos un perfil (2.1) tubular cuadrad o y
dos perfiles (2.2) horizontales del módulo (2)
tridimensional, perfil (2.1) que se apoya sobre el 20
tercero (1.2) de los tramos ortogonales de la pieza s (1)
de unión que es horizontal.
El perfil (2.1) tubular se fija al perfil (2.2)
horizontal y éste (2.2) a la pieza (1) de unión en 25
disposición vertical, donde de acuerdo a la invenci ón se
fijará un perfil (2.1) tubular en caso de que la pi eza
de unión presente un ángulo triedro, dos perfiles ( 2.1)
tubulares en caso de que la pieza de unión presente dos
ángulos triedros y así sucesivamente hasta ocho per files 30
(2.1) tubulares en caso de que la pieza de unión
presente ocho ángulos triedros, tal y como se muest ra en
la Figura 2, que corresponde a un punto de confluen cia
de ocho módulos (2) en el interior del edificio.
35
- 11 -
Los tramos ortogonales (1.1) verticales de la
pieza (1) de unión permiten fijar dos de los lados
(2.1.1) del perfil (2.1) tubular y de los perfiles (2.2)
horizontales a través de unos medios (4) de unión, que
en este ejemplo de realización preferente son unos 5
tornillos de acero que en cooperación con unas tuer cas
unen dos de los lados (2.1.1) del perfil (2.1) tubu lar
con los dos tramos ortogonales (1.1) verticales de la
pieza (1) de unión.
10
En caso de que la pieza (1) de unión lleve a
cabo la unión de dos módulos (2) adyacentes en una
dirección horizontal, los medios (4) de unión lleva rán a
cabo la unión de lados (2.1.1) paralelos de perfile s
(2.1) tubulares y los perfiles (2.2) horizontales 15
adyacentes pertenecientes a módulos adyacentes a tr avés
del tramo ortogonal vertical (1.1) de la pieza (1) de
unión situada entre ellos (2.1).
Los perfiles (2.1) tubulares forman las aristas 20
verticales de los módulos (2) que forman la estruct ura
del edificio, mientras que unos perfiles (2.2)
horizontales laminados en caliente se unen a dichos
perfiles (2.1) tubulares mediante soldadura.
25
Sobre estos perfiles (2.2) horizontales
laminados en caliente y habiendo intercalado unas j untas
de neopreno (6) se apoyan unos paneles (7) prefabri cados
que constituyen el forjado de cada planta.
30
Ocupando los espacios libres entre los paneles
(7) prefabricados y los perfiles (2.1) tubulares y
perfiles (2.2) horizontales se colocan unas placas (8)
de aislamiento acústico para evitar la transmisión de
ruidos de una planta a otra del edificio. 35
- 12 -
El tramo (1.2) de la pieza (1) de unión donde se
apoyan los perfiles (2.2) horizontales presenta un
orificio (1.2.1) que permite el paso de las diferen tes
instalaciones del edificio de manera continua a lo largo 5
de toda la altura del edificio, además de presentar una
superficie horizontal para llevar a cabo el
posicionamiento y nivelación de los módulos.
En caso de que se desee llevar a cabo el 10
arriostramiento de alguno de los módulos (2) se dis ponen
perfiles (2.3) o tirantes diagonales que rigidizan los
módulos (2) frente a esfuerzos horizontales, por ej emplo
del viento, o derivados de su manipulación y transp orte,
tal y como se muestra en la Figura 1. 15
En el caso de los módulos (2) que forman la
planta inferior o superior del edificio, los perfil es
(2.1) tubulares de dichos módulos (2) se unen a la
cimentación o a la cubierta respectivamente a travé s de 20
la pieza (1) de unión que en este caso no presenta un
orificio (1.2.1) para el paso de las instalaciones del
edificio, sino que presenta unos medios de unión (4 )
formados nuevamente por tornillos y tuercas.
25
En las Figuras 3 a 10 se muestran diferentes
ejemplos de unión de módulos (2) mediante piezas (1 ) de
unión, donde el número de triedros de la pieza (1) de
unión varía en función de los módulos (2) a unir en esa
pieza (1) de unión a través de sus respectivos perf iles 30
(2.1) tubulares.
Por ejemplo, las figuras 3, 4, 5 y 6 muestran
una pieza (1) de unión para cuatro módulos (2), dos su-
periores y dos inferiores, estando la pieza de unió n en 35
- 13 -
un lateral de edificio.
De manera equivalente se podrían unir 2, 6 ó 8
módulos, 1, 3 y 4 superiores y 1, 3 y 4 inferiores a
través de piezas (1) de unión con 2, 6 ó 8 triedros res-5
pectivamente.
Asimismo, las figuras 7, 8, y 9 muestran una
pieza (1) de unión para tres módulos (2), superiore s y
fijados a la cubierta en la Figura 8 e inferiores y fi-10
jados a la cimentación en la Figura 9.
De manera equivalente se podrían unir 1, 2 ó 4
módulos bien a la cubierta o bien a la cimentación a
través de piezas (1) de unión con 1, 2 ó 4 triedros res-15
pectivamente.
No alteran la esencialidad de esta invención va-
riaciones en materiales, forma, tamaño y disposició n de 20
los elementos componentes, descritos de manera no l imi-
tativa, bastando ésta para proceder a su reproducci ón
por un experto.
25
30
35
- 14 -
REIVINDICACIONES
5
1ª.- Pieza de unión de un sistema de
construcción modular caracterizada porque presenta al
menos tres tramos (1.1, 1.2) ortogonales entre sí q ue
definen un ángulo triedro, dos de cuyos tramos (1.1 )
ortogonales permiten fijar dos de los lados (2.1.1) de 10
al menos un perfil (2.1) tubular, perfil (2.1) que se
apoya sobre unos perfiles (2.2) horizontales y ésto s
sobre el tercero de los tramos (1.2) ortogonales.
2ª.- Pieza de unión de un sistema de 15
construcción modular caracterizada porque presenta entre
uno y ocho ángulos triedros.
3ª.- Pieza de unión de un sistema de
construcción modular según reivindicación 2 20
caracterizada porque el perfil (2.1) tubular se fij a a
los perfiles (2.2) horizontales y éstos (2.2) a la pieza
(1) de unión en disposición vertical, de manera que los
tramos (1.1) ortogonales que permiten fijar los lad os
(2.1.1) del perfil (2.1) tubular se disponen de man era 25
vertical, mientras que el tercero (1.2) de los tram os
ortogonales de la pieza (1) de unión donde se apoya n los
perfiles (2.2) horizontales y el perfil (2.1) tubul ar se
dispone de manera horizontal.
30
4ª.- Pieza de unión de un sistema de
construcción modular según reivindicación 3
caracterizada porque el tramo (1.2) de la pieza (1) de
unión donde se apoyan los perfiles (2.2) horizontal es
presenta un orificio (1.2.1) que permite el paso de las 35
- 15 -
diferentes instalaciones del edificio de manera con tinua
a lo largo de toda la altura del edificio.
5ª.- Pieza de unión de un sistema de
construcción modular según reivindicación 3 5
caracterizada porque el tramo (1.2) de la pieza (1) de
unión donde se apoyan los perfiles (2.2) horizontal es
presenta una superficie horizontal que sirve para l levar
a cabo el posicionamiento y nivelación de los módul os.
10
6ª.- Sistema de construcción modular que emplea
al menos una de las piezas (1) de unión de cualquie ra de
las reivindicaciones anteriores caracterizado porqu e se
fijan a la misma (1) tantos perfiles (2.1) tubulare s y
horizontales (2.2) como ángulos triedros presente l a 15
pieza (1) de unión.
7ª.- Sistema de construcción modular según
reivindicación 6 caracterizado porque los lados (2. 1.1)
del perfil (2.1) tubular se fijan a los perfiles (2 .2) 20
horizontales y estos (2.2) a los tramos (1.1) ortog ona-
les de la pieza (1) de unión a través de unos medio s (4)
de unión que unen dichos lados (2.1.1) del perfil ( 2.1)
tubular y el perfil (2.2) horizontal con cada uno d e los
tramos (1.1) ortogonales de la pieza (1) de unión. 25
8ª.- Sistema de construcción modular según
reivindicación 7 caracterizado porque los medios (4 ) de
unión unen lados (2.1.1) paralelos de perfiles (2.1 ) tu-
bulares adyacentes a través del tramo ortogonal de la 30
pieza de unión situada entre ellos.
9ª.- Sistema de construcción modular según
reivindicación 6 caracterizado porque los perfiles (2.1)
tubulares forman las aristas verticales de unos mód ulos 35
- 16 -
(2) que forman la estructura del edificio junto con los
perfiles (2.2) horizontales unidos a los perfiles ( 2.1)
tubulares de manera rígida.
10ª.- Sistema de construcción modular según 5
reivindicaciones 7, 8 y 9 caracterizado porque la p ieza
(1) de unión lleve a cabo la unión de uno o varios módu-
los (2) superiores y uno o varios módulos (2) infer io-
res, de manera que al estar unido un módulo (2) sup erior
a la pieza (1) de unión a través de los medios (4) de 10
unión o bien al estar unidos los módulos (2) superi ores
adyacentes en una dirección horizontal a través de los
medios (4) de unión, los esfuerzos verticales se tr ans-
miten de módulos (2) superiores a medios (4) de uni ón,
de estos (4) a la pieza (1) de unión, de esta pieza (1) 15
de unión a los medios (4) de unión de los módulos ( 2)
inferiores y de estos medios (4) de unión a dicho m ódulo
(2) o módulos.
11ª.- Sistema de construcción modular según 20
reivindicación 9 caracterizado porque sobre los per files
(2.2) horizontales apoyan unos paneles (7) prefabri cados
que constituyen el forjado de cada una de las plant as
del edificio o soportan unos perfiles (5) que a su vez
soportan el falso techo de la planta inferior. 25
30
35
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RESUMEN
La presente invención tiene por objeto una pieza
de unión para la estructura de un sistema de
construcción modular de un edificio que permite hac er 5
solidarios módulos tridimensionales tanto frente a
acciones verticales como en horizontales, a través de
perfiles tubulares y angulares que forman parte de los
módulos, con lo que el edificio donde se implanta e ste
sistema de construcción modular puede contar con un 10
mayor número de plantas y cumpliendo la normativas
vigentes en cuanto a seguridad estructural en la
edificación, donde la pieza de unión permite además el
posicionamiento y nivelación de los módulos en su
colocación, absorbiendo posibles tolerancias o 15
desalineamientos que pudieran existir entre unos mó dulos
y otros y permitiendo el paso de instalaciones a tr avés
de ella, con la continuidad de éstas a través de lo s
perfiles tubulares.
20
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