PANEL PREFABRICADO AUTOPORTANTE PARA LA CONSTRUCCIÓN
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un panel prefabricado destinado a ser empleado en el ámbito de la construcción, panel que es autoportante con una cara vista que puede revestirse con cualquier material y otra cara dotada de nervios verticales que confieren al panel la característica de autoportante, incluyendo también, como parte inteqrante del mismo o para ser montada en una fase posterior, una viga de prelosa y apoyo como soporte, todo ello configurando un entramado estructural que permite desarrollar un sistema constructivo integral.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Entre los diversos tipos de paneles autoportantes conocidos, pueden citarse como más usuales los paneles macizos y los paneles sandwichs.
En relación con las ventajas que ofrecen los paneles macizos, pueden citarse un fácil y adecuado acabado de la fachada, colaborando además parcialmente en la función estructural. Sin embargo, los paneles macizos tienen una serie de inconvenientes tales como problemas de condensaciones, dificultad para los sellados de juntas, excesivo peso de las piezas y escasa flexibilidad a la hora de proyectar.
En cuanto a los paneles sandwichs, éstos mejoran las condiciones de los expuestos anteriormente, permitiendo la incorporación del aislamiento y cierto
grado de preinstalación en el interior de sus cámaras. Sin embargo, este tipo de paneles presentan el inconveniente de que la ejecución de la obra es costosa y su intradós presenta serias dificultades a la hora de realizar cualquier tipo de modificación, una vez puesto en obra. Como elementos resistentes presentan serias dificultades, en producción, a la hora de conseguir cámaras suficientemente amplias como para asignarles funciones estructurales capaces de absorber determinados valores de carga.
En resumen, son numerosos e incluso importantes los problemas e inconvenientes que presentan los paneles autoportantes conocidos hasta el momento.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El panel que se preconiza, siendo autoportante y prefabricado, viene a resolver toda esa problemática a plena satisfacción, ofreciendo además una serie de nuevas prestaciones, así como innumerables ventajas en los procesos constructivos que se pueden conseguir en base al panel propiamente dicho.
Más concretamente, el panel autoportante que se preconiza está estructurado a partir de una placa de hormigón armado, de espesor variable en función de las exigencias que para el recubrimiento de las armaduras existan en cada momento, con un mallazo mecanizado de cuadrícula predimensionada que queda integrada en el seno de la placa, pero que obviamente puede armarse con otro tipo de configuración estructural, sin que ello afecte a la esencia de la invención.
Unidos mediante soldadura, atado u otro
procedimiento cualquiera, se disponen unos armados para la obtención de nervios que quedan dispuestos perpendicularmente a la placa, y en base a cuyos nervios se consigue que el panel sea autoportante. El colchón obtenido mediante el mallazo de la placa y el armado para los nervios, se traslada a una mesa de moldeado en cuyo plano se coloca separado, según la norma, por unos distanciadores que determinan el recubrimiento exterior de hormigón que debe proteger las armaduras. Es decir, que el hormigonado de la placa y de los propios nervios se realiza en mesas de moldeo y sirve para conseguir un panel autoportante y facilitar el plano exterior como soporte para el revestimiento de la fachada, incluyendo el paramento interior como superficie base para la aplicación del aislamiento termoacústico que se determine.
En los planos de los armados correspondientes a los nervios y estratégicamente integrados, van dispuestos los ganchos previstos elevación y nivelado del panel, habiéndose previsto que el hormigonado de dichos nervios se ejecute con aplantillado regulable y desmontable, aportando al panel la adecuada rigidez para la propia placa, así como pies para el apoyo autoportante del panel, e incluso determinando las cuadernas resistentes para la unión de dos paneles mediante la incorporación de elementos metálicos o de otro material rígido que permita el cosido entre ellos, mediante elementos transversales a través de orificios aplantillados dejados al efecto sobre el eje vertical de los nervios.
El panel obtenido mediante la placa y los nervios perpendiculares a ella, se complementa con una viga de apoyo o de soporte que se dispondrá apoyada sobre uno de los extremos de tales nervios, viga que denominada
"prelosa" está destinada a recibir las cabezas de los elementos resistentes para la formación de los forjados, sirviendo por lo tanto como nervios de encofrado, sin olvidar que igualmente determinan las dimensiones de los pilares armados entre los distintos paneles, así como el arriostramiento del paramento que cerrará la cámara por la parte interior, y en caso de utilizar placas prefabricadas para el citado cierre, aportar la suficiente rigidez para asegurar una buena fijación.
Como partes consideradas aisladamente dentro del panel, la placa de hormigón a partir de la cual se obtiene dicho panel, tendrá un espesor y dimensiones variables en función de las exigencias de cada proyecto, cumpliendo los siguientes cometidos:
- Durante el proceso de redacción de un proyecto, constituye la unidad elemental que permite modular, de manera industrializada, el despiece de los distintos paramentos que cierran una edificación.
- En fase de producción forma el plano de trabajo sobre cuya superficie se fijarán, con precisión, los nervios estructurales.
- Exteriormente sirve de soporte para el acabado definitivo del paramento, antes o después de su puesta en obra.
- Interiormente, la placa alcanza mayor altura que los nervios, permitiendo absorber el canto de la viga de apoyo y del forjado previsto, sirviendo además de encofrado.
- Los laterales de la placa sobresalen
verticalmente respecto a los nervios, formando unas alas de longitud variable que sirven como encofrado de la cara exterior de los pilares que se formarán entre los nervios pertenecientes a distintos paneles, después de su montaje y hormigonado en obra.
- La placa puede ocupar respecto al plano vertical exterior de los nervios distintas posiciones, adelantando o retrasando la situación de su plano, facilitando con ello el espesor que sea preciso para revestir la fachada con el material que se haya proyectado.
- La placa, en el espacio comprendido entre los nervios y la viga de apoyo, permite la apertura de huecos, mediante aplantillado en la mesa de moldeo o por corte directo en obra. Cuando el hueco previsto es mayor que el 50% de la superficie de la placa, podrá puntearse en taller el perímetro para facilitar el corte en obra, con el fin de no debilitar el panel a efectos de transporte y montaje.
Por su parte, los nervios tendrán un espesor y dimensiones variables, en función de las exigencias de cada proyecto, y sirven para:
Formar las patas de apoyo del panel, confiriéndole la característica de autoportante.
- En su estructura están anclados los ganchos de elevación, fijación y nivelado en obra.
Presentan orificios, atravesando su alma, situados equidistantes sobre el eje vertical, los cuales resuelven el anclaje provisional directo entre los pies de dos paneles consecutivos, cosiéndolos mediante el uso
de bulones, pernios, tornillos, etc., elementos éstos que se integran posteriormente en la masa de los pilares, colaborando con ellos en la absorción de esfuerzos.
- Aportan la rigidez necesaria al conjunto del panel, para permitir su manipulación, almacenaje, transporte y montaje.
- Sirven como soporte de la viga de apoyo, la cual está destinada a recibir las placas de forjado, siendo la base del encofrado de la viga perimetral que se constituye en obra para unir los pilares situados entre cada dos paneles, con el armado de las cabezas de las placas de los forjados.
- La determinación del tamaño y distancia entre los pilares situados entre los nervios de los paneles depende simplemente de las dimensiones que se quieran dar a los nervios, dependiendo también de la distancia calculada entre sus caras exteriores y el borde de la placa y de la necesidad de espacio para apertura de huecos que se proyecten, los cuales condicionan, en última instancia, que la frecuencia de los pilares como elemento activos sea cada dos, tres o más paneles.
En cuanto a la viga de apoyo, la misma constituye una unidad provisional de apoyo para las placas, viguetillas, chapas colaborantes, o cualquier otro sistema de forjado proyectado, integrándose en la estructura con los siguientes criterios:
- Está formada por una base de hormigón armado que se dimensiona geométrica y estructuralmente de forma variable, en función de las necesidades del proyecto, de manera que una vez estructurada en obra adquiere la forma
de una L, con el corte de la base en línea, pudiendo tener forma de U y otras, según se precise mayor o menor canto para la viga de atado.
- La viga presenta dos partes bien diferenciadas, una el cuerpo vertical con sección rectangular una vez hormigonada en obra, y que constituye la viga propiamente dicha, de manera que esta parte se unirá, mediante hormigonado continuo, en sentido longitudinal a los pilares y a los redondos de armado de las viguetillas, placas, losas, etc., que completan el forjado. La otra parte es horizontal y constituye la base, previo sopandado, formando el apoyo inicial del forjado; aporta el armado de la viga y realiza la función del encofrado. El extremo de esa base, a la que se denomina nariz, sobresale de la sección real de trabajo con la que colabora y a la que está unida estructuralmente, teniendo la citada nariz dos misiones, una separar la superficie de apoyo para el forjado de la sección de trabajo de la viga, y otra evitar el empleo de encofrados, aportando además una superficie continua para el sopandado directo de las líneas de apoyo sin necesidad de carreras.
En base a todas esas características, el panel autoportante de la invención resulta estructuralmente resistente, con capacidad de adaptación a cualquier tipo de solicitación exterior, sin más que modificar las dimensiones y separación de los nervios.
Al tener visto su plano interior se facilita su manipulación, las juntas se limitan al espesor de la placa exterior y son accesibles desde ambas caras del panel.
Es susceptible la aplicación del aislamiento por
la cara interior, con lo que se consigue una continuidad en el tratamiento y un sobresellado de las juntas.
Igualmente se posibilita el empleo de materiales convencionales, además de los prefabricados, para formar el cierre de la cámara interior, lo que simplifica el trabajo de las instalaciones y el remate de los ensamblajes de fachada, confiriendo a la obra un aspecto tradicional.
Los paramentos exteriores admiten cualquier tipo de acabado, pudiendo revestirse una vez colocados los paneles en la obra, o por el contrario montar las piezas con su revestimiento terminado en fábrica.
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 dibujos en donde con carácter ilustra¬ tivo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en planta superior de la armadura correspondiente al panel básico autoportante objeto de la invención, habiéndose representado en línea discontinua los contornos de la placa y nervios una vez efectuado el hormigonado para obtener el panel propiamente dicho.
La figura 2.- Muestra una vista en alzado lateral del mismo armado de la figura anterior, con los mismos contornos externos señalizados en línea discontinua.
La figura 3.- Muestra las vistas en alzado, planta y perfil del panel obtenido a partir de la armadura representada en las figuras anteriores, una vez hormigonado.
La figura 4.- Muestra las tres mismas vistas de la figura anterior con la disposición de la viga de apoyo superior apoyada sobre los nervios del panel, viga que constituyen una unidad desmontable.
La figura 5.- Muestra una vista general en perspectiva de un panel autoportante y prefabricado realizado de acuerdo con el objeto de la invención, dotado de una viga de apoyo soportada en correspondientes ménsulas fijadas en la cara interna de los nervios, siendo éstos de naturaleza metálica.
La figura 6.- Muestra una vista igual a la de la figura anterior, en donde los nervios del panel son de hormigón armado con canto metálico.
La figura 7.- Muestra otra forma de realización del panel autoportante y prefabricado objeto de la invención.
La figura 8..- Muestra una vista frontal de la unión en obra de dos paneles con la inclusión del armado del pilar entre ellos y el armado para la parte superior de las vigas de apoyo.
La figura 9.- Muestra una representación como la de la figura anterior, en donde los paneles están afectados de sendos huecos, uno de ventana y otro de puerta, con dimensiones arbitrarias.
La figura 10.- Muestra el detalle correspondiente al hueco abierto entre dos paneles, hueco que está previsto para formar un gran ventanal o amplio acceso.
La figura 11.- Muestra una vista en planta de dos líneas de paneles cargadas con placas para formar un forjado.
La figura 12.- Muestra una perspectiva de dos paneles, entre cuyos nervios se forma un pilar, y con su viga de apoyo soportando las placas prefabricadas de encofrado para el forjado.
La figura 13.- Muestra la misma vista representada en la figura anterior, en donde la viga de apoyo forma una unidad con los nervios y el armado de la viga.
La figura 14.- Muestra otra perspectiva de la unión de dos paneles con un hueco afectando a la superficie de ambos y la viga de apoyo formando un cajón con el frente de fachada.
Las figuras 15, 16 y 17.- Muestran, en sección, distintas posibilidades de la placa del panel para su revestimiento.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se puede ver en las figuras referidas, y haciendo alusión primeramente a las figuras 1 a 7, el panel autoportante para la construcción está estructurado a partir de una placa de hormigón armado (1), dotada en correspondencia con una de sus caras y perpendicularmente a la misma con una pareja de nervios (2) , cuya longitud es inferior a la longitud de la placa (1) , nervios que se
extienden desde el borde considerado como inferior de tal placa (1) hasta una zona próxima al borde superior de aquella. La placa (1) se obtiene a partir de un mallazo mecanizado de cuadrícula determinada (3), pudiéndose armar con otro tipo de configuración estructural adecuada, mientras que los nervios (2) se obtienen a partir de una armadura (4) que sobresale perpendicularmente a la malla (3) a partir de la cual se obtiene la placa (1) referida.
El colchón que forman la malla (3) y armadura (4) se hormigona para obtener el panel básico como el representado en la figura 3, donde se ven la placa (1) , los nervios (2) e incluso los correspondientes ganchos (5) para elevación y nivelado, incluyendo los nervios (2) una alineación vertical de orificios (6) cuya función se expondrá posteriormente.
Sobre el canto superior de los nervios (2) se dispone, bien formando parte integrante de éstos, bien como unidad independiente, una viga de apoyo (7) , que como se ve en la figura 4 es desmontable y en la que se distinguen dos partes bien diferenciadas, una inferior y horizontal que se corresponde con la propia referencia (7) , constituyendo el apoyo propiamente dicho, y que se conforma a partir de una armadura adecuada (8) , y otra superior y vertical que se obtiene a partir de la armadura (9) , pudiéndose ver en esa figura 4 cómo la base (7) soporta la armadura (9) de la parte de viga vertical, sirviendo de encofrado inferior. Asimismo, en la vista en alzado lateral de esa figura 4 puede observarse la colocación simétrica de la comentada armadura (9) , quedando una distancia libre desde la placa (1) a tal armadura (9) .
En la figura 5 puede observarse una viga de apoyo (7' ) , como unidad independiente apoyada sobre dos perfiles metálicos (10) fijados en la cara interna de los nervios (2) , con la particularidad de que entre esa viga de apoyo (7') y la propia placa (1) va dispuesta, también apoyada sobre los soportes metálicos (10) , la unidad (7) que define la base anteriormente referida, aunque en este caso el apoyo del encofrado se realizará sobre la viga (7') . En esta figura 5 los nervios (2) son metálicos, sobre cuyos costados interiores están soldados los soportes o perfiles angulares (10) de apoyo para la viga (7'), de manera tal que ese soporte (10) por un lado refuerza la unión de la viga de apoyo (7') del forjado y por otra parte da el asiento a la unidad horizontal (7) anteriormente referida, la cual es de hormigón armado y forma lo que se ha dado en considerar como una viga o parte de la misma, bien formando cuerpo con los nervios (2) o bien como elemento o unidad independiente. En esta figura 5 la viga (7') sirve de apoyo para la elevación y fijación en obra, garantizándose la unión de dos paneles con platabandas soldadas a la cara interior de las alas de las vigas de apoyo de dos paneles contiguos.
En la figura 6 se muestra un panel similar al de la figura 5, pero en aquel caso con los nervios (2) de hormigón armado, dotados de sus correspondientes ganchos de nivelación y elevación (5) , los orificios (6) y dotados de un canto metálico (12) .
En la figura 7 se muestra otra forma de realización, también con nervios (2) de hormigón armado y con una viga horizontal (7) soldada a respectivos soportes metálicos (10') dispuestos sobre la parte superior de los nervios (2) .
En la figura 8 se muestra la unión en obra de dos paneles formados por sus correspondientes placas (1) y nervios (2) , de manera que los dos nervios que quedan próximos entre sí en el enfrentamiento colateral de esos paneles, determinan un hueco en el que se dispone una armadura (13) para la formación de un pilar, tras el hormigonado correspondiente. Tanto en la parte inferior como en la parte superior se dejan ver las varillas o redondos (14) que se proyectan por encima de cada panel, para conseguir la unión en sentido vertical, varillas o redondos (14) que se les denomina de espera y que como se acaba de decir están previstos para asegurar la unión estructural entre las distintas alturas de la edificación de que se trate. Mediante la línea discontinua (15) en esa figura 8 se dejan ver los elementos de fijación de los paneles, fijándose éstos después de haber colocado la armadura o ferralla (13) para el correspondiente pilar, sirviendo para unir los nervios (2) de dos paneles consecutivos y de éstos con el propio pilar, una vez hormigonado.
En la figura 9 se muestra la misma disposición de los paneles, unidos colateralmente entre sí, como en el caso anterior, a través de un cosido por pasadores transversales (16) o análogos, y en donde los paneles en sí están afectados de respectivos huecos (17) y (18), en el primer caso constituyendo una ventana y en el segundo una puerta, cuyas dimensiones serán arbitrarias. Los pasadores (16) atraviesan los orificios (6) de los nervios (2) colaterales.
En la figura 10 se deja ver la forma de implantación de un hueco (11) realizado entre dos paneles, que es un caso frecuente para grandes ventanales y amplios accesos. En este caso, la parte vertical (20)
que queda perpendicular a la viga de apoyo (7) es una sola unidad con el doble de luz que en los casos normales, la cual irá dotada de una armadura (9) conveniente. Asimismo, en este caso los nervios (2) presentan, según la línea de trazos discontinua, con cortes (2'), indicando que están esos nervios (2) cortados en un tramo ligeramente superior a la altura del hueco de ventaja (19) , cortándose en obra o bien en fábrica, en función de la proporción del citado hueco con respecto a la superficie total.
En la figura 11 se muestran dos líneas de paneles cargados con placas (21) para formar un forjado, mostrándose igualmente la unión de las armaduras correspondientes a esas placas, con las que constituyen la ferralla (9) o armadura de las propias vigas, quedando listo todo el conjunto para el hormigonado.
En la figura 12 se muestra una perspectiva de la unión de dos paneles contiguos, con la incorporación de las armaduras para los pilares y vigas, así como la carga del forjado constituida por las placas prefabricadas (21) con su correspondiente armadura (22) , siendo esas placas (21) prefabricadas y aptas para depositar sobre ellas el correspondiente hormigonado.
En la figura 13 se muestra una variante del mismo desarrollo que el de la figura anterior, diferenciándose en que la viga (7) forma una unidad con los nervios (2) , y en donde el armado (9) de la propia viga se monta en obra sobre la placa que constituye la base, que actúa como encofrado para las placas (21) .
En la figura 14 se muestra otra realización diferente, en donde existe un hueco (19) de proporciones
similares a las del hueco representado en la figura 10, con la viga de apoyo (7) fijada entre los soportes (10'), de igual manera a como se citó y representó en la figura 7, con la particularidad de que en este caso existe una unidad vertical (24) que forma junto con la parte superior de las placas (1) y de las unidades horizontales, un cajón (25) para constituir una viga de canto. En este caso, en el que el frente de fachada no cubre el espesor del forjado, está previsto para la creación de vuelos, al hilo o a la contra de la dirección del mismo.
Finalmente, en las figuras 15, 16 y 17, pueden observarse distintas posibilidades que ofrece la placa (1) del panel para su revestimiento, pudiéndose comprobar como en la figura 15 la placa (1) forma un solo plano que permite acabados pintados, mientras que en la figura 16 se muestra la placa (1') con menor espesor para poder ser revestida, lo cual se muestra en la figura 17 donde el panel incluye un revestimiento (26) aplicado precisamente sobre la superficie (1') de la placa.
Como se habrá podido comprobar, el hormigonado de la placa (1) , que se realiza en mesa de moldeo, sirve para que en conjunción con los nervios (2) conseguir el panel autoportante, así como facilitar el plano exterior soporte para el revestimiento de la fachada y el paramento interior como superficie base para la aplicación del aislamiento termoacústico que se determine.
Igualmente se ha podido comprobar a lo largo de la presente descripción, cómo los nervios (2) aportan al panel la adecuada rigidez para la placa (1) , así como los pies para el apoyo autoportante del conjunto, en unión
con la placa (1) , constituyendo las cuadernas resistentes para la unión de dos paneles mediante la incorporación de elementos metálicos o de otro material rígido para el cosido, incluidos transversalmente a través de los orificios aplantillados dejados al efecto sobre el eje vertical de tales nervios (2) , todo ello según se ha expuesto a los largo de la presente descripción.
Además los nervios (2) se constituyen en soportes para la viga de apoyo (7-7') destinada a recibir las cabezas de los elementos resistentes (21) para la formación de los forjados, sirviendo de encofrado y determinando las dimensiones de los pilares armados entre los distintos paneles, arriostrando el paramento que cerrará la cámara por la parte interior, y en caso de utilizar placas prefabricadas para el citado cierre, aportan su rigidez para asegurar una buena fijación.
Los repetidos nervios (2) , al igual que la placa (1) , si bien colaboran en la absorción de esfuerzos con los elementos estructurales propiamente dichos, no tienen encomendada la función resistente, aunque finalmente el panel una vez terminados los trabajos de montaje y hormigonado quedará integrado formando una unidad indivisible con los elementos estructurales activos y pasivos realizados in situ.
La viga (7-7') puede ser fija o desmontable como ya se ha expuesto también a lo largo de la presente descripción, y apoya sobre los nervios (2) , integrándose con su armado a los hierros que corresponden verticalmente a los pilares laterales de los redondos procedentes del forjado, con los que se fundirá una vez realizado el hormigonado en la obra. De esta manera queda encomendada la función resistente a los pilares y a la
viga perimetral.
La unión efectiva de los paneles al conjunto estructural se encomienda a los elementos metálicos que atraviesan el alma de los nervios, y se introducen en los pilares a los que se unen con el hormigonado, de manera que inicialmente esos elementos metálicos sirven para unir provisionalmente dos paneles consecutivos. En determinados casos, la placa y los nervios pueden estar dotados de pelos metálicos que emergen de la superficie del hormigón para asegurar mayores adherencias y absorber cortantes.
Cuando de nervios metálicos se trata, la unión entre los paneles y de éstos con las vigas y pilares se confía, por un lado, a redondos soldados en los costados internos de los nervios que formarán un cuerpo con el hormigonado de los pilares, y por otro, a platabandas que soldadas en la cara interior de los perfiles horizontales de apoyo para las placas de forjado de dos paneles consecutivos aseguran la unión entre los mismos y con el conjunto de la estructura.
Los distintos tipos de apoyos forman parte inseparable del panel, aunque por intereses que tiene que ver con su fabricación, manejabilidad, inconvenientes relativos al almacenaje, transporte y aligeramiento del peso total del panel, una veces se suministrará formando una sola pieza desde el punto de producción y otras se unirá durante el proceso de montaje.
No se considera necesario hacer más extensa 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 ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.