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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

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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

- 17 -

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