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WO1997009494A1 - Esctructura semi-prefabricada de hormigon armado o pretensado para edificacion - Google Patents

Esctructura semi-prefabricada de hormigon armado o pretensado para edificacion Download PDF

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WO1997009494A1
WO1997009494A1 PCT/ES1996/000069 ES9600069W WO9709494A1 WO 1997009494 A1 WO1997009494 A1 WO 1997009494A1 ES 9600069 W ES9600069 W ES 9600069W WO 9709494 A1 WO9709494 A1 WO 9709494A1
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semi
beams
pillars
slab
formwork
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PCT/ES1996/000069
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Inventor
Jaime Enrique Jimenez Sanchez
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/065—Light-weight girders, e.g. with precast parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/04—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or slabs of concrete or other stone-like material, e.g. asbestos cement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/43—Floor structures of extraordinary design; Features relating to the elastic stability; Floor structures specially designed for resting on columns only, e.g. mushroom floors

Definitions

  • the invention refers to a structural system designed for reinforced or prestressed concrete building structures, made up of semi-prefabricated beams using reinforcement and a concrete slab in a lower arrangement whose edge thickness is of the order of 4 or 5 cm, assembled with plates. and with the pillars by means of a formwork platform adhered to the sheet metal of the pillars or to the pillar itself.
  • This system of structures has a universal character of use: homes, commercial galleries, car parks, industrial warehouses, with or without a false ceiling, or plaster, or direct painting, or exposed concrete.
  • the forged or unidirectional structure is the most widespread and used for the execution of houses in block or single-family, and is based on the use of joists or vaults to form the slab, and since they transmit their loads in only one direction, they are called unidirectional.
  • the joists transmit their load to the beams that are ultimately responsible for transmitting all the weight to the pillars and through these to the foundation. It is currently the cheapest system for homes.
  • the waffle slabs differ from the previous ones in transmitting their loads in two directions, forming a grid with their load ribs. Through this grid, the loads are finally transmitted to the pillars. They are used especially in office buildings, car parks, shopping centers, allowing the pillars to be further distanced than with the joist and vault slab. This system begins to be competitive in price in relation to the unidirectional system from spans of 7 meters between pillars.
  • Precast slabs are currently used for large shopping centers or car parks, they are the most economical but they have the drawback that the grid formed by the pillars must be very regular, not allowing major architectural variations with their design.
  • This formwork consists of placing two wooden or metal beams (trusses) parallel to the future beam and separated by 80 or 100 cm, then the boards that will form the bottom of the beam formwork are placed on these two trusses.
  • the trusses are suspended in the air by means of metal props, placing pairs of props every meter. To avoid movements, the formwork is attached to the pillars and then the iron of the beams is placed from pillar to pillar.
  • the structure is completed by means of joists and a vault that, leaning on the boards of one beam, will reach the boards of another beam and will cover the entire surface that was free to complete the structural plate. Every meter and a half it is necessary to shore up the joists since they are not self-resistant by themselves.
  • edges of the structural plate require placing on the boards that form the bottom of the edge beams some metal or wooden risers that will give the shape to the perimeter of the structural plate and will serve as an "in situ" mold for the concrete that is poured. on the plate.
  • the trusses and boards can be removed after three days, but the plate props must be left until 28 days, at which time ⁇ e will remove all the material, leaving the plate ready for use in masonry.
  • the innovation of the invention lies in the combination of a series of well-known classic elements that determine new effects that provide greater speed in the execution of the structure and greater savings in formwork raw materials, with the consequent decrease in construction prices. the structures and consequently of the dwelling.
  • This structural system for reinforced or prestressed concrete building structures is made up of semi-precast beams using reinforcement and a concrete slab, assembled with plates and with the pillars by means of a formwork platform attached to the plate of the pillars or to the pillar itself.
  • the semi-finished beams rest on a formwork platform located around the pillars, absorbing any incidents in tolerance and stakeouts that occur on site.
  • the slab or even other load-bearing beams are supported on the slab or sole of the semi-precast beam, and it can be the slab slab with ribs or the prestressed type with a ceramic, concrete, porexpan, etc. vault.
  • the platform around the pillars can be created without having yet removed the formwork from the pillars (it can even be concreted pillars and slab at the same time).
  • Said platform anchored to the formwork of the pillar or to the pillar itself may have different construction solutions and be made of wood, plastic, sheet metal, etc., made up of a classic formwork board.
  • the semi-prefabricated beams supported on the platforms of two adjoining pillars will be placed props every certain distance to support their own weight and that of the slab that rests on its lower slab or sole.
  • the slab may or may not have girders depending on the type used.
  • the edge beams may have one of their sides completely finished with the same edge as the structure plate, thus avoiding the formwork with risers on site. Only in the immediate vicinity of the pillar and on the formwork platform will it be necessary to use finishing risers.
  • the formwork of the pillars can be used to support the precast beams, not removing said formwork until the second or third day after concreting the plant.
  • the column formwork incorporates a height regulator to favor stripping and adjusting the height of the floor.
  • the speed of execution with respect to the classic girder and unidirectional slab structure will decrease in the order of 30 to 50% of the time currently used (depending on the type of slab used).
  • the improvements introduced by this invention are: savings in formwork time and therefore greater speed of execution, a solution to any architectural construction typology of the structural plate (angled, dropped, edge beams, broaching, elevator shafts and patios, flights , inclined, etc.), cleanliness of the work, savings in nails and wood, savings in stripping time as there are no boards or formwork beams, longer duration of the formwork to avoid breakage of material in stripping, greater security for the formworker when constructing the formwork.
  • Figure 1 Shows a semi-precast beam with reinforcement and a concrete slab, and a slab-type floor with ribs.
  • Figure 2. Shows a pillar formwork with a work platform.
  • Figure 3. Shows a semi-precast beam with reinforcement and a concrete slab on which a load-bearing beam rests.
  • Figure 4. Shows a semi-precast beam resting on the platforms of two adjoining pillars with props every certain distance to support the weight of the semi-precast beam.
  • Figure 5. Shows a meeting point of two beams, pillar and slab.
  • Figure 6.- Shows an edge beam.
  • Figure 7. Shows a meeting point for the edge beam, floor, each finishing riser and pillar.
  • Figure 8. Shows a meeting point for the beam, slabs, and finishing riser and pillar.
  • Figure 9. Shows a meeting point of a dropped beam, another with a greater depth and a pillar.
  • the invention consisting of a semi-prefabricated structure of reinforced or prestressed concrete for building is made up of a horizontal formwork platform (1) located on the formwork (2) of the pillars or on the sides of the pillar. already concreted for the support of semi-prefabricated beams (3) and forged (4), with the semi-prefabricated beams (3) formed by lattices or steel stirrups (5) with a concrete slab or sole (6) at the bottom.
  • the slab (4) is supported on the concrete slab or sole (6), which can be of any type already known today or can also support other load-bearing beams (7).
  • the semi-precast beams (3) supported on the platforms (1) of two adjoining pillars are supported by struts (8) every certain distance to support their own weight and that of the slab (4) that rests on its lower slab or sole. (6) .
  • the semi-precast beams can be edge beams (3'), presenting a lower L-shaped slab (6') that is located on its lower surface and covering one of the sides.
  • the finishes are executed around the pillars with risers (9) and wood on the formwork platform (1).
  • the pillar formwork incorporates a height regulator (10) to favor stripping and adjusting the height of the floor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Forms Removed On Construction Sites Or Auxiliary Members Thereof (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

Esta basada en añadir una suela de hormigón (6) a las vigas ferralladas o pretensadas (3) e incluso laterales con el canto total prefabricado para vigas de borde. Sobre la suela de hormigón (6) de las vigas apoyará el forjado (4). Las vigas (3) apoyarán sobre una plataforma de encofrado creada alrededor de los pilares.

Description

ESCTRUCTURA SEMI -PREFABRICADA DE HORMIGÓN ARMADO O PRETENSADO PARA EDIFICACIÓN
OBJETO DE IA INVENCIÓN
La invención se refiere a un sistema estructural concebido para estructuras de edificación de hormigón armado o pretensado, formado por vigas semi-prefabricadas mediante armadura y losa de hormigón en disposición inferior cuyo espesor de canto es del orden de 4 o 5 cm, ensambladas con placas y con los pilares mediante una plataforma de encofrado adherida a la chapa de los pilares o al propio pilar.
Esta forma de unión resuelve de forma económica cualquier tipo de nudo estructural, ya sea recto, en ángulo, no alineado, viga descolgada, borde, esquina, patio, tres o cuatro vigas, etc.
Este sistema de estructuras tiene carácter universal de utilización: viviendas, galerías comerciales, aparcamientos, naves industriales, con o sin falso techo, o enlucido de yeso, ó pintado directo, u hormigón visto.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los sistemas empleados en la actualidad en estructuras de construcción se clasifican en tres tipos:
- unidireccionales
- reticulares
- prefabricadas
El forjado o estructura unidireccional es el mas extendido y utilizado para la ejecución de viviendas en bloque o unifamiliares, y se basa en la utilización de viguetas o bovedillas para formar el forjado, y dado que transmiten sus cargas en una sola dirección se las denomina unidireccionales. Las viguetas transmiten su carga a las vigas que se encargan finalmente de transmitir todo el peso a los pilares y a través de estos a la cimentación. En la actualidad es el sistema mas barato para viviendas.
Los forjados reticulares se diferencian de los anteriores en transmitir sus cargas en dos direcciones formando una retícula con sus nervios de carga. A través de esta retícula las cargas son finalmente transmitidas a los pilares. Se utilizan especialmente en edificios de oficinas, aparcamientos, centros comerciales, permitiendo distanciar mas los pilares que con el forjado de vigueta y bovedilla. Este sistema comienza a ser competitivo en precio en relación con el unidireccional a partir de luces de 7 metros entre pilares.
Los forjados prefabricados se utilizan actualmente para grandes centros comerciales o aparcamientos, son los mas económicos pero tienen el inconveniente de que la cuadrícula formada por los pilares debe ser muy regular, no permitiéndose hacer grandes variaciones arquitectónicas con su diseño.
Para ejecutar una estructura unidireccional de vigueta y bovedilla, que es la mas económica y adaptable a los requerimientos arquitectónicos para luces de entre 4 y 6 metros, se comienza por replantear la ubicación de los pilares de la vivienda sobre el suelo y a continuación se encofran y hormigonan.
Al día siguiente se desencofran los pilares y se comienza a preparar el encofrado de las vigas principales de carga. Este encofrado consiste en colocar dos vigas de madera o metal (cerchas) paralelas a la futura viga y separadas 80 o 100 cm, después se colocan sobre estas dos cerchas los tableros que harán de fondo del encofrado de vigas. Las cerchas se suspenden en el aire mediante puntales metálicos colocando parejas de puntales cada metro. Para evitar movimientos se sujeta el encofrado a los pilares y a continuación se coloca el hierro de las vigas de pilar a pilar.
La estructura se completa mediante las viguetas y bovedilla que apoyándose sobre los tableros de una viga llegaran hasta los tableros de otra viga y cubrirán toda la superficie que estaba libre para completar la placa estructural. Cada metro y medio es necesario apuntalar las viguetas ya que no son autoresistentes por sí mismas.
Los borde de la placa estructural requieren colocar sobre los tableros que forman el fondo de las vigas de borde unas tabicas de metal o madera que darán la forma al perímetro de la placa estructural y servirán de molde "in situ" para el hormigón que se vierte sobre la placa.
Antes de hormigonar se colocarán los aceros necesarios para soportar el momento flector negativo de la estructura y un mallazo para unir toda la placa. Con el hormigonado se completa la ejecución de la estructura de la planta.
A los tres días pueden retirarse las cerchas y tableros, pero se deberán dejar los puntales de la placa hasta los 28 días, instante en el que εe retirará todo el material, dejando la placa lista para su uso en albañilería.
El solicitante desconoce el empleo de un sistema similar al que propone, al menos en la experiencia de cinco años en el diseño y cálculo de estructuras que posee el autor de la invención y en la documentación de empresas comerciales dedicadas a las estructuras de edificación que posee el mismo.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La innovación de la invención radica en la combinación de un serie de elementos clásicos conocidos que determinan unos efectos nuevos que aportan una mayor rapidez en la ejecución de la estructura y un mayor ahorro de materias primas de encofrado, con la consiguiente disminución de los precios de las estructuras y consecuentemente de la vivienda.
Este sistema estructural para estructuras de edificación de hormigón armado o pretensado está configurado por vigas semi-prefabricadas mediante armadura y losa de hormigón, ensambladas con placas y con los pilares mediante una plataforma de encofrado adherida a la chapa de los pilares o al propio pilar.
Las vigas semi-elaboradas apoyan sobre una plataforma de encofrado ubicada alrededor de los pilares, absorbiendo cuantas incidencias en tolerancia y replanteos se dieran en obra.
Sobre la losa o suela de la viga semiprefabricada apoya el forjado o incluso otras vigas de carga, pudiéndose ser el forjado de losa con nerviaciones o del tipo pretensado con bovedilla tanto cerámica, de hormigón, porexpan, etc.
La plataforma alrededor de los pilares se puede crear sin haber retirado aún el encofrado de los pilares (incluso podrá hormigonarse pilares y forjado a la vez) .
Dicha plataforma anclada al encofrado del pilar o al propio pilar podrá tener soluciones constructivas diversas y ser de madera, plástico, chapa, etc, formada por tablero clásico de encofrado.
El movimiento o cimbreo horizontal de la estructura se impide totalmente con los pilares ya hormigonados anteriormente, o con el encofrado de los mismos debidamente calzado, aplomado y apuntalado. *
A las vigas semi-prefabricadas apoyadas en las plataformas de dos pilares contiguos se les colocará puntales cada cierta distancia para soportar el peso propio y el del forjado que apoya sobre su losa o suela inferior. El forjado podrá o no llevar sopandas en función del tipo que se utilice.
Las vigas de borde podrán llevar uno de sus laterales totalmente acabado con el mismo canto que la placa de estructura, evitando de esta manera el encofrado con tabicas en obra. Únicamente en las inmediaciones del pilar y sobre la plataforma de encofrado será necesario emplear tabicas de remate.
En los sistemas estructurales de viga o jácena y forjado unidireccional clásicos, una vez hormigonado los pilares, se retira el encofrado de los mismos.
En este nuevo sistema se puede aprovechar el trabajo de encofrado de los pilares para apoyar las vigas prefabricadas, no retirándose dicho encofrado hasta el segundo o tercer día de haber hormigonado la planta. El encofrado de pilares incorpora un regulador de altura para favorecer el desencofrado y el ajuste de la altura de la planta.
Cuando se efectúa el desencofrado, no hay material que se deteriore por tumbarlo al suelo desde el techo, como ocurre con los sistemas clásicos de encofrado de jaceñas, asimismo se ensuciarán mucho menos las plantas, y si se utilizan forjados semi-prefabricados tampoco se encontrarán cascotes de bovedilla, ni flejes, ni plásticos, ni palets.
La velocidad de ejecución con respecto a la estructura clásica de jácena y forjado unidireccional se disminuirá del orden del 30 al 50% del tiempo utilizado actualmente (según el tipo de forjado utilizado) .
Si la estructura se utiliza para vivienda y no se quiere que sobresalgan las vigas por debajo del forjado, deberá colocarse un falso techo, lo que favorecerá el diseño de las instalaciones y aire acondicionado. Aunque el coste del falso techo comparado con el guarnecido o enlucido de yeso es de 600 Pts/m2, en la actualidad, el sistema estructural propuesto tiene coste inferior a las 600 Pts/m2 por lo que será de fácil implantación en el mercado.
Las mejoras que introduce esta invención son: ahorro de tiempos de encofrado y por tanto mayor velocidad de ejecución, solución a cualquier tipología constructiva arquitectónica de la placa estructural (vigas en ángulo, descolgadas, de borde, brochales, huecos de ascensor y patios, vuelos, inclinados, etc.), limpieza de la obra, ahorro de clavos y madera, ahorro de tiempos de desencofrado pues no hay tableros ni vigas de encofrado, mayor duración del encofrado por evitarse las roturas de material en el desencofrado, mayor seguridad para el encofrador a la hora de construir el encofrado.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una viga semiprefabricada con armadura y losa de hormigón, y un forjado del tipo de losa con nerviaciones.
Figura 2.- Muestra un encofrado de pilares con plataforma de trabajo.
Figura 3.- Muestra una viga semiprefabricada con armadura y losa de hormigón sobre la que apoya una viga de carga.
Figura 4.- Muestra una viga semiprefabricada apoyada en las plataformas de dos pilares contiguos con puntales cada cierta distancia para soportar el peso de la viga semiprefabricada.
Figura 5.- Muestra un punto de encuentro de dos vigas, pilar y forjado.
Figura 6.- Muestra una viga de borde.
Figura 7.- Muestra un punto de encuentro de viga de borde, forjado, sendas tabicas de remate y pilar. Figura 8.- Muestra un punto de encuentro de viga, forjados y tabica de remate y pilar.
Figura 9.- Muestra un punto de encuentro de un viga descolgada, otra de mayor canto y un pilar.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras se comprueba que la invención consistente en una estructura semiprefabricada de hormigón armado o pretensado para edificación está constituida por una plataforma (1) de encofrado horizontal ubicada sobre el encofrado (2) de los pilares o sobre los laterales del pilar ya hormigonado para apoyo de vigas semiprefabricadas (3) y forjado (4) , encontrándose las vigas semiprefabricadas (3) formadas por celosías o estribos de acero (5) con losa o suela de hormigón (6) en su parte inferior.
Sobre la losa o suela de hormigón (6) se encuentra apoyado el forjado (4) que puede ser de cualquier tipo de los ya conocidos en la actualidad o también pueden apoyar otras vigas de carga (7) .
Las vigas semi-prefabricadas (3) apoyadas en las plataformas (1) de dos pilares contiguos son sustentadas por puntales (8) cada cierta distancia para soportar su propio peso propio y el del forjado (4) que apoye sobre su losa o suela inferior (6) .
Las vigas semiprefabricadas pueden ser de borde (3') , presentando una losa inferior en forma de L (6') que se ubica en su superficie inferior y cubriendo uno de los laterales. Los remates se ejecutan alrededor de los pilares con tabicas (9) y madera sobre la plataforma (1) de encofrado.
El encofrado de pilares incorpora un regulador de altura (10) para favorecer el desencofrado y el ajuste de la altura de la planta.
No se considera necesario hacer mas extensiva esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando no alteren la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims

REIVINDICACIONES MODIFICADAS
[recibidas por la oficina Internacional el 26 de agosto de 1996 (26.08.96); reivindicaciones 1-3 reemplazadas por las reivindicaciones 1-2 modificadas
(1 página)]
Ia.- Estructura semiprefabricada para edificación de hormigón armado o pretensado que cuenta con vigas semiprefabricadas (3) formadas por celosías o estribos de acero (5) con losa o suelo de hormigón (6) en su parte inferior, esencialmente caracterizada porque está constituida por:
- una plataforma horizontal de encofrado (1) ubicada sobre el encofrado (2) de los pilares o sobre los laterales del pilar ya hormigonado que permite absorber errores de replanteo de los pilares y errores de fabricación de la longitud de las vigas semiprefabricadas (3) ,
- las vigas semiprefabricadas (3) , apoyadas sobre la plataforma (1) ,
- placas de forjado (4) consistentes en una losa con nerviaciones que apoyan sobre las vigas semiprefabricadas
(3),
- tabicas de remate (9) ubicadas sobre la plataforma de encofrado (1) y alrededor de los pilares.
2a.- Estructura semiprefabricada para edificación de hormigón armado o pretensado según reivindicación anterior caracterizada porque las vigas semiprefabricadas que apoyan sobre la plataforma (1) pueden ser de borde (3') con losa inferior en forma de L (6') . STATEMENT UNDER ARΗCLE 19
La reivindicación 1 ha sido modificada incorporando como estado de la técnica aquellos aspectos anteriormente reivindicados que se encuentran contenidos en el documento FR 2056732 y que se refieren a la definición que se efectúa de la constitución de la viga semiprefabricada, así pues se añade en pg
Figure imgf000014_0001
línea 4 entre "... edificación" y "esencialmente caracterizada...", el texto siguiente : ..."que cuenta con vigas semiprefabricadas (3) formadas por celosías o estribos de acero (5) con losa o suelo de hormigón (6) en su parte inferior" ...
La reivindicación 1 se reestructura mencionando los elementos constitutivos de la estructura semiprefabricada originalmente descritos, con algunas frases clarificadoras de la función asociada a los elementos que la constituyen y a su interdependencia con los demás (frases incluidas en la descripción) , proporcionando la idea de conjunto pretendida a lo largo de la descripción de la invención y que no reflejaba la- reivindicación 1 inicialmente presentada.
La reivindicación 1 incluye el contenido de la reivindicación 3 originalmente presentada.
La reivindicación 2 se redefine en otros términos permaneciendo inalterable su-contenido principal.
La reivindicación 3 ha sido suprimida y su contenido se incorpora en la reivindicación 1.
PCT/ES1996/000069 1995-09-05 1996-03-29 Esctructura semi-prefabricada de hormigon armado o pretensado para edificacion Ceased WO1997009494A1 (es)

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ES009501731A ES2133202B1 (es) 1995-09-05 1995-09-05 Estructura semi-prefabricada de hormigon armado o pretensado para edificacion, que utiliza el pilar y/o su encofrado para crear una plataforma de trabajo alrededor del pilar que sirva de encofrado y apoyo de las vigas semi-prefabricadas.

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