ES1078110U - Matrix for the construction of prefabricated metal structures for buildings (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Matriz para la construcción de estructuras metálicas prefabricadas para edificaciones. Matrix for the construction of prefabricated metal structures for buildings.
La presente invención recae en una matriz para la construcción de estructuras metálicas prefabricadas para edificaciones cuyo desarrollo se basa en un sistema de perfiles atornillados. Sobre la citada matriz se realizan todos los cálculos exigidos por el código técnico de la edificación con cargas mayoradas de tal modo que sea valida para la construcción en cualquier lugar de la península tanto de la matriz como de las posibles submatrices. The present invention rests on a matrix for the construction of prefabricated metal structures for buildings whose development is based on a system of bolted profiles. On the mentioned matrix all the calculations required by the technical code of the building are carried out with increased loads in such a way that it is valid for the construction in any place of the peninsula of both the matrix and the possible sub-matrices.
Empezando a tomar unidades del sistema matriz desde la última planta hacia abajo (con dependencia de las dimensiones deseadas), puede ser considerado como una unidad constructivamente viable y por supuesto continúa cumpliendo la normativa. Starting to take units of the matrix system from the last floor downwards (depending on the desired dimensions), it can be considered as a constructively viable unit and of course continues to comply with the regulations.
También cabría la posibilidad de que la unidad a ejecutar fuese una suma de estructuras matriz completas o incluso una suma de submatrices. It would also be possible that the unit to be executed was a sum of complete matrix structures or even a sum of sub-matrices.
Existe, de este modo, la posibilidad de generar un elevado número de componentes prefabricados a las medidas estándar de la matriz que complementan las instalaciones de un edificio, como losas prefabricadas para forjados, cerramientos de fachadas, escaleras, barandillas, instalaciones y similares. There is, thus, the possibility of generating a high number of prefabricated components to the standard measures of the matrix that complement the facilities of a building, such as prefabricated slabs for slabs, façade fences, stairs, railings, installations and the like.
La presente invención se incluye en el área de las estructuras metálicas prefabricadas para edificación. The present invention is included in the area of prefabricated metal structures for building.
Las estructuras actuales diseñadas para la construcción de viviendas en nuestro país son en su mayoría fabricadas con hormigón armado, ya que este sistema resulta más económico que la fabricación del mismo edificio en estructura metálica, siendo no obstante la estructura metálica más rápida de ejecutar que la de hormigón armado y sin necesidad de esperar los tiempos de fraguado del hormigón. The current structures designed for the construction of houses in our country are mostly made of reinforced concrete, since this system is cheaper than the manufacture of the same building in a metal structure, however the metal structure is faster to execute than the of reinforced concrete and without waiting for the setting times of the concrete.
La presente invención se desarrolla a partir de una unidad metálica atornillada, para una edificación, a la que denominamos “matriz”, de altura, anchura y longitud determinada, cuyas vigas y pilares hemos calculado en cumplimiento con el Código Técnico de la Edificación, para resistir unas condiciones de cargas mayoradas, de tal modo que este edificio pueda ser construido en cualquier lugar de la península (altas cargas de viento, nieve, uso, sismo, …). The present invention is developed from a bolted metal unit, for a building, which we call a “matrix”, of determined height, width and length, whose beams and pillars we have calculated in compliance with the Technical Building Code, for resist some conditions of heavy loads, so that this building can be built anywhere on the peninsula (high loads of wind, snow, use, earthquake, ...).
Hemos verificado que cualquier subestructura contenida en el sistema “matriz” (empezando a tomar unidades desde la última planta hacia abajo) pueda ser considerado como una unidad constructivamente viable y por supuesto continua cumpliendo la normativa. We have verified that any substructure contained in the “matrix” system (starting to take units from the last floor downwards) can be considered as a constructively viable unit and of course continues to comply with the regulations.
También cabría la posibilidad de que la unidad a ejecutar fuese una suma de estructuras matrices completas o incluso una suma de submatrices. It would also be possible that the unit to be executed was a sum of complete matrix structures or even a sum of sub-matrices.
A continuación exponemos las principales ventajas que se obtienen con esta invención con carácter meramente enunciativo y no limitativo, a saber: The following are the main advantages that are obtained with this invention with a purely enunciative and non-limiting nature, namely:
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- La simplificación de la elaboración de cálculos de estructuras que arquitectos y calculistas desarrollan, ya que sólo existe un sistema matriz y sus submatrices, de los cuales garantizamos su resistencia y seguridad, por lo que no es necesario realizar un cálculo estructural individual para cada nuevo proyecto. Simplemente partiendo de los datos de número de plantas del edificio a construir y las dimensiones de la finca en las que se ubicará, elegimos la submatriz, matriz o conjunto de matrices, según dimensiones, que se ajuste a lo deseado. Para dimensiones que no se ajusten a un número entero de reparticiones entre pilares se emplean voladizos o porciones de pórticos, hasta completar la medida necesaria. The simplification of the elaboration of calculations of structures that architects and calculators develop, since there is only one matrix system and its submatrices, of which we guarantee its resistance and safety, so it is not necessary to perform an individual structural calculation for each new project . Simply starting from the data of the number of floors of the building to be built and the dimensions of the farm in which it will be located, we choose the submatrix, matrix or set of matrices, according to dimensions, that fits the desired. For dimensions that do not fit an integer number of distributions between pillars, overhangs or portions of porches are used, until the necessary measure is completed.
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- La simplificación de la elaboración de la estructura en taller, ya que en este, se realiza una fabricación en serie de los elementos metálicos (pilares, vigas, voladizos…) y se almacenan hasta su expedición. The simplification of the elaboration of the structure in the workshop, since in this one, a mass production of the metallic elements (pillars, beams, cantilevers ...) is carried out and stored until it is shipped.
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- La simplificación del montaje de la construcción en obra ya que al ser un sistema de uniones atornilladas su ejecución es sencilla y muy rápida, sin tiempos de espera como ocurre en el caso del fraguado de las estructuras de hormigón. The simplification of the assembly of the construction on site since being a system of bolted joints its execution is simple and very fast, without waiting times as occurs in the case of setting concrete structures.
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- Como ventaja importante se puede considerar la velocidad característica de la ejecución de las estructuras metálicas pero también aporta un bajo coste, gracias a que lo que vamos a desarrollar, es una estructura prefabricada y de fabricación en serie. As an important advantage, the characteristic speed of the execution of the metal structures can be considered, but it also provides a low cost, thanks to what we are going to develop is a prefabricated structure and mass production.
Para completar la descripción que se ha efectuado y una mejor comprensión de esta memoria se acompañan los dibujos adjuntos que muestran un ejemplo de realización preferente, no limitativa, del objeto de la invención y en los que: To complete the description that has been made and a better understanding of this report, the accompanying drawings that show a preferred, non-limiting embodiment of the object of the invention and in which:
La figura 1 es una vista en perspectiva del modelo matriz de 5 plantas (P1, P2, P3, P4, P5) numeradas de arriba abajo, también observamos que tiene 3 pórticos de anchura y 4 pórticos de largo. Figure 1 is a perspective view of the 5-floor matrix model (P1, P2, P3, P4, P5) numbered from top to bottom, we also observe that it is 3 porches wide and 4 porches long.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un ejemplo de submatrices de distinta altura y longitud. Hemos elegido una estructura para una edificación de 4 plantas de altura, 3 pórticos de anchura y 4 pórticos de largo y otra estructura para otra edificación de 3 plantas de altura, 3 pórticos de anchura y 7 pórticos de largo. Figure 2 is a perspective view of an example of sub-matrices of different height and length. We have chosen a structure for a building of 4 floors high, 3 porches wide and 4 porches long and another structure for another building 3 stories high, 3 wide porches and 7 long porches.
La figura 3 es una vista en perspectiva de un conjunto de submatrices. Hemos elegido una estructura para una edificación combinación de dos submatrices, una de 4 plantas de altura, 3 pórticos de anchura y 4 pórticos de largo y otra de 3 plantas de altura, 3 pórticos de anchura y 7 pórticos de largo. Figure 3 is a perspective view of a set of sub-matrices. We have chosen a structure for a combination building of two sub-matrices, one of 4 floors high, 3 portals wide and 4 portals long and another 3 floors high, 3 portals wide and 7 portals long.
La figura 4 contiene una vista en perspectiva de la unión viga-pilar con los detalles de la misma conteniendo la placa de anclaje y su atornillado. Figure 4 contains a perspective view of the beam-pillar joint with the details thereof containing the anchor plate and its screwing.
La Figura 4 a es una vista frontal de la Figura 4. Figure 4 a is a front view of Figure 4.
La figura 4 b es una vista lateral de la figura 4. Figure 4b is a side view of Figure 4.
La Figura 5 es una vista en corte de las zapatas y la forma de fijación de los pilares. Figure 5 is a sectional view of the shoes and the way of fixing the pillars.
De conformidad con los adjuntos diseños y partiendo de los datos de número de plantas del edificio a construir y las dimensiones de la finca en las que se ubicará, elegimos la submatriz, matriz o conjunto de matrices, según dimensiones, que se ajuste a la edificación deseada. In accordance with the attached designs and based on the data of the number of floors of the building to be built and the dimensions of the farm in which it will be located, we choose the submatrix, matrix or set of matrices, according to dimensions, that fits the building desired.
Se desarrolla a partir de una estructura metálica atornillada, para una edificación, a la que denominamos “matriz”, de altura, anchura y longitud determinada, cuyas vigas y pilares hemos calculado en cumplimiento con el Código Técnico de la Edificación, para resistir unas condiciones de carga mayoradas, de tal modo que este edificio pueda ser construido en cualquier lugar de la península (altas cargas de viento, nieve, uso, sismo…). It is developed from a bolted metal structure, for a building, which we call “matrix”, of a certain height, width and length, whose beams and pillars we have calculated in compliance with the Technical Building Code, to withstand certain conditions Mayados cargo, so that this building can be built anywhere on the peninsula (high loads of wind, snow, use, earthquake ...).
Las secciones de los pilares (P1, P2, P3, P4, P5) disminuyen según ascendemos en altura, puesto que las plantas inferiores soportan acumulativamente más cargas. Las vigas de todas las plantas poseen la misma sección. The sections of the pillars (P1, P2, P3, P4, P5) decrease as we ascend in height, since the lower floors cumulatively support more loads. The beams of all the plants have the same section.
No existen límites, en cuanto que se puede realizar una edificación tan ancha y larga como se desee, tan solo teniendo en cuenta la necesidad de emplear juntas de dilatación, tal y como se realiza en las construcciones actuales para longitudes mayores de 40 metros. There are no limits, as long as you can build as wide and long as you want, just taking into account the need to use expansion joints, as is done in current constructions for lengths greater than 40 meters.
Este tipo de edificación parte de una base común con zapatas de hormigón (Z) y su correspondiente armadura (A) metálica apoyadas sobre una base de hormigón de limpieza (5). Los Pilares (P) están soldados a una placa base (B) apoyada sobre un mortero de nivelación (M) y atornillados a los pernos de anclaje (4) embebidos en las zapatas de hormigón. Las secciones de los pilares (P) disminuyen al ir avanzando en altura mientras las secciones de las vigas This type of building starts from a common base with concrete footings (Z) and its corresponding metal reinforcement (A) resting on a concrete cleaning base (5). The Pillars (P) are welded to a base plate (B) resting on a leveling mortar (M) and bolted to the anchor bolts (4) embedded in the concrete shoes. The sections of the pillars (P) decrease when advancing in height while the sections of the beams
(V) serán iguales en todas las plantas. (V) will be the same in all plants.
Los pilares están formados por un perfil de sección con forma de H en el cual llamamos alas (6) a sus lados paralelos y alma (7) al elemento transversal que une las alas entre sí. The pillars are formed by an H-shaped section profile in which we call wings (6) to their parallel sides and soul (7) to the transverse element that joins the wings together.
La unión viga-pilar se realiza adosando la viga (V), que poseerá placas de anclaje (1) en sus extremos, con taladros (2), al pilar (P), cuyas alas (6) también han sido taladradas, haciendo coincidir los agujeros de uno y otro elemento y pasando a su través tornillos (3) que fijaran la unión. Dicha unión se encuentra reforzada por un rigidizador (R) soldado a la viga(V) y a la placa de anclaje(1) que atornilla al pilar(P). The beam-pillar joint is made by attaching the beam (V), which will have anchor plates (1) at its ends, with holes (2), to the pillar (P), whose wings (6) have also been drilled, matching the holes of one and another element and passing through it screws (3) that will fix the union. Said joint is reinforced by a stiffener (R) welded to the beam (V) and to the anchor plate (1) that bolts to the pillar (P).
Estas placas de anclaje, sus taladros así como los taladros de los pilares se realizan en taller como parte del proceso de fabricación del mismo. These anchor plates, their drills as well as the pillar drills are made in the workshop as part of the manufacturing process.
Un voladizo es un piso que vuela de la línea de pilares, formado por vigas que están ancladas a pilares en uno de sus extremos y libres en el otro. Se denomina pórtico al conjunto de dos pilares unidos entre sí por una viga. A cantilever is a floor that flies from the pillar line, formed by beams that are anchored to pillars at one end and free at the other. Gantry is called the set of two pillars joined together by a beam.
Una vez en obra el ensamblaje a ejecutar seria: Once the assembly to be executed would be:
- 1. one.
- Atornillar las placas base de los pilares de la planta baja a los pernos de anclaje que sobresalen de las zapatas. Screw the base plates of the ground floor pillars to the anchor bolts that protrude from the shoes.
- 2. 2.
- Atornillar las vigas a la parte superior de los pilares de planta baja, creando el forjado que será el suelo de planta primera. Screw the beams to the top of the ground floor pillars, creating the slab that will be the first floor floor.
- 3. 3.
- Atornillar los pilares de planta primera sobre los pilares de planta baja. Screw the first floor pillars onto the ground floor pillars.
4. Atornillar las vigas a la parte superior de los pilares de planta primera, creando el forjado que será 5 el suelo de planta segunda, continuando con este sistema de ensamblaje en las plantas sucesivas. 4. Screw the beams to the top of the first floor pillars, creating the slab that will be the second floor floor, continuing with this assembly system in the successive floors.
En longitudes superiores a 40 metros se deberán emplear juntas de dilatación. En taller se realiza una fabricación en serie de los elementos metálicos tales como pilares, vigas, voladizos y similares. In lengths greater than 40 meters, expansion joints must be used. In the workshop, a mass production of metal elements such as pillars, beams, overhangs and the like is carried out.
Para dimensiones que no se ajusten a un número entero de reparticiones entre pilares se emplean voladizos o porciones de pórticos, hasta completar la medida necesaria. For dimensions that do not fit an integer number of distributions between pillars, overhangs or portions of porches are used, until the necessary measure is completed.
10 La estructura metálica prefabricada para edificaciones tiene como característica que cualquier subestructura contenida en el sistema matriz, empezando a tomar unidades desde la última planta hacia abajo, puede ser considerada por separado, como una unidad constructivamente viable. 10 The prefabricated metal structure for buildings has the characteristic that any substructure contained in the matrix system, beginning to take units from the last floor down, can be considered separately, as a constructively viable unit.
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