BR112015021761A2 - sistema de construção modular - Google Patents

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Abstract

resumo sistema de construção modular que consiste de um sistema de construção no qual a estrutura consta de várias unidades (1) pré-fabricadas montadas em sobreposição, cada uma de ditas unidades (1) é constituída de uma estrutura de armação de madeira que 5 compreende uma sucessão de pilares verticais (2) espaçados segundo um espaçamento normalizado da qual os pilares (2) se estendem sobre toda a altura entre pisos, os pilares verticais (2) da parede do piso n+1 se apoiam, cada um, diretamente em um pilar vertical (2) do nível n, enquanto montagens (3) laterais aos pilares verticais (2) e/ou montagens sobre elementos inseridos entre pilares (2) asseguram as funções de retenção e de 10 contraventamento dos pilares verticais (2). fig.

Description

SISTEMA DE CONSTRUÇÃO MODULAR [001 j A presente invenção refere-se a um sistema de construção de armação de madeira industrializado para a realização de edifícios.
[002] A presente invenção refere-se mais particularmente a um sistema de construção cujo desempenho permite empilhamentos em muitos níveis de pisos sem estrutura de suporte adicional.
[003] Sistemas de construção de madeira já são conhecidos, são essencialmente três, e cada um tem vantagens e inconvenientes.
[004] Assim, é conhecido a montagem de paredes de madeira maciça contra-placada, onde painéis de madeira contínuos são reconstruídos a partir de conjuntos de madeiras de pequenas seções em camadas cruzadas. Os painéis assim obtidos são usados como enchimento de estrutura de suporte ou como estrutura de suporte segundo padrões de montagem ôspsciticose [005] Também são conhecidas as estruturas de pilares e vigas que comportam uma estrutura de madeira de grande seção que é montada em camadas, pelo seu dimensionamento para os elementos verticais (pilares) e horizontais (vigas) bem como as suas ligações em montagem suporta todas as forças necessárias para a realização da construção, as lajes aplicadas bem como os painéis de parede completam a envolvente do edifício e podem eventualmente assegurar funções de contraventamento da estrutura de pilares e vigas de suporte.
[006] Finalmente, também são conhecidas as construções de tipo armação de madeira, ou seja, um painel de parede é
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2/9 formado de pilares de madeira verticais fixados a uma perfilaria inferior e uma perfilaria superior para formar um painel. O painel é formado por esta estrutura provida de um - ou dois - painel de contraventamento fixado à estrutura. Os painéis assim obtidos são usados como enchimento de estrutura de suporte ou como estrutura de suporte segundo padrões de montagem específicos.
[007] Estas paredes de armação de madeira podem ser colocadas sobre os pisos intermédios ou sobre estruturas de pilares e vigas.
[008] As perfilarias inferior e superior do painel têm várias funções mecânicas e estruturais, ou seja:
- fixação e retenção dos pilares segundo a distância desejada entre eles.
fixação da perfilaria inferior para manter o alinhamento e os efeitos de carga do painel.
fixação dos elementos de construção superiores à perfilaria superior do painel.
[009] As perfilarias inferiores e superiores permitem costurar o material ou sistema de contraventamento aos bordos
inferior e superior do painel.
[010] No entantc a construção com armação de madeira
c onve n c i o n a1 t em limitações. Assim, as per filarias
inferiores e superiores de um painel de armação de madeira
suportam a carga levada por cada pilar na direção
perpendicular à fibra da madeira.
[011] A madeira leva muito mais carga por unidade de superfície na direção da sua fibra do que na direção perpendicular à sua fibra, o que resulta em um esmagamento das perfilarias ou dos elementos de madeira maciça com fibras
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3/9 horizontais com efeitos de carga pontuais.
[012] Tipicamente, um de armação c onve n c i o n a1 com transferência de cargas a madeiras com fibras horizontais permite levar edifícios com armação de madeira até o nível R+2, ou seja, três níveis, além disso existe um risco de esmagamento pontual dessas madeiras maciças que chegam ao limite estrutural.
[013] A presente invenção tem como objetivo propor um sistema de construção pré-fabricado com armação de madeira que é transportável e muito amplamente empilhável sem estrutura de suporte adicional e sem ser limitado em número de níveis realizáveis.
[014] O sistema de construção modular segundo a invenção é caracterizado por consistir de um sistema de construção no qual a estrutura consta de várias unidades pré-fabricadas montadas em sobreposição; e por cada uma de ditas unidades ser constituída de uma estrutura de armação de madeira que compreende uma sucessão de pilares verticais espaçados segundo um espaçamento normalizado da qual ditos pilares se estendem sobre toda a altura entre pisos, e por ditos pilares verticais da parede do piso N + .1 apoiarem-se, cada um, diretamente em um pilar vertical do nível N, enquanto montagens laterais aos pilares verticais e/ou montagens sobre elementos inseridos entre pilares verticais asseguram as funções de retenção e de contraventamento de ditos pilares.
[015] Os efeitos de carga permitidos são muito superiores nessa configuração, não existe madeira com fibras horizontais que suporta a carga e, portanto, não existe esmagamento.
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4/9 [016] Pilares de suporte de carga não são necessários como em um sistema de pilares e vigas, permanecemos na armação de madeira padrão, seções de pilares e espaçamento, classe estrutural da madeira de acordo com a legislação em vigor.
[017] Segundo outra versão do sistema de construção modular segundo a invenção é caracterizado por consistir de um sistema de construção no qual a estrutura consta de várias unidades pré-fabricadas montadas em sobreposição; e por cada uma de ditas unidades ser constituída de uma estrutura de armação de madeira que compreende uma sucessão de pilares verticais espaçados segundo um espaçamento normalizado da qual ditos pilares verticais se estendem sobre toda a altura entre pisos, e por ditos pilares verticais da parede do piso N+l apoiarem-se, cada um, em um pilar vertical do nível N após ter interposto entre eles um elemento capaz de assegurar a transferência ou os efeitos de carga e realizado de um material, ou de um composite de vários materiais, que é selecionado de modo a conservar as suas propriedades mecânicas sob as pressões de carga do ou dos pisos superiores, enquanto montagens laterais aos pilares verticais e/ou montagens sobre elementos inseridos entre pilares verticais asseguram as funções de retenção e de contraventamento de ditos pilares verticais.
[018 j Os elementos interpostos, realizados de um material, ou de um composite de vários materiais, por exemplo de metal, são também susceptíveis de constituir meios de fixação.
[019] A sua natureza e as suas características dimensionais são evidentemente escolhidas e calculadas em
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5/9 função das características do edifício, e em particular da carga à qual· podem ser submetidos. Isto exclui as madeiras sólidas que, como foi mencionado acima, podem chegar ao limite estrutural de compressão, e assim apresentar riscos de esmagamento pontual.
[020] Estes elementos podem consistir em chapas ou perfis, sem limitação, de metal, por exemplo cantoneiras. Podem também ser realizados de materiais como concreto, armado ou não, uma resina reforçada ou não com fibras, painéis de madeira reconstituídos, madeiras industriais ajustadas ou contra-placadas, madeiras industriais laminadas, espécies de madeira selecionadas para oferecer as propriedades de compressão requeridas, materiais poliméricos ou de base bio em base a ligantes poliméricos ou naturais, metais ferrosos ou não-ferrosos, conjuntos de vários destes materiais, podendo um proporcionar uma resistência à
compressão ou ao cisalhamento, a título de exemp j.. o,
proporcionando o out . r o uma r e s i s t ê n c :ia num momento, ou um
do s c omp ó s i t. o s pode ser selecionado para proporcionar uma
resistência ao fogo, por exemplo.
[02.1] É possível que um pilar vertical não esteja na extensão exata do pilar vertical correspondente do nível· superior e/ou inferior. Estes elementos têm por objetivo permitir a compensação de um deslocamento na direção longitudinal da parede.
[022] Segundo uma característica adicior ial do sistema de
construção segundo a invenção, os pilare; s verticais são
montados sobre uma longarina horizontal inferior aue é
destinada a levar vigas de piso.
[023] Segundo outra característica adicional do sistema
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6/9 de construção segundo a invenção, os pilares verticais são montados sobre uma viga horizontal superior que é destinada a levar vigas de teto ou de telhado.
[024] Segundo outra característica adicional do sistema de construção segundo a invenção, os pilares verticais levam diretamente vigas de teto ou de telhado.
[02b] As unidades pré-fabricadas são destinadas a ser sobrepostas uma à outra, e os conjuntos de unidades sobrepostas podem ser justapostas, o que pode ser realizado de muitas e variadas maneiras, como por exemplo, sem limitação, entre longarinas, entre longarinas e vigas, entre ongarinas e pilares, entre pilares e pilares, entre pilares e vigas, etc..
[026] As vantagens e características do sistema de construção segundo a invenção ficarão claras da descrição que segue e que se refere ao desenho anexo, que representa vários modos de realização não limitativos da mesma.
[027] No desenho anexo:
a figura .1 representa uma vista e s qu emáti c a em
perspectiva de uma estrutura re alizac ia segí undo o sistema de
construção segundo a invenção.
- a figura 2 representa uma vista es quemática em
perspectiva de uma variante da mesma es t rui - u r a •
- a figura 3 representa uma vista es quemática em
perspectiva de outro modo de realização de uma estrutura segundo o sistema de construção segundo a invenção.
- a figura 4 representa uma vista esquemática parcial em perspectiva de ainda outro modo de realização de uma estrutura segundo o sistema de construção segundo a invenção.
[028] Com referência à figura 1, podemos ver uma
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7/9 estrutura realizada segundo o sistema de construção segundo a invenção.
[029] Esta estrutura compreende dois módulos sobrepostos, que são de desenhos idênticos.
[030] Cada módulo 1 compreende pilares verticais 2 paralelos e espaçados segundo um espaçamento determinado para constituir um muro de suporte, cujo espaçamento pode ser assegurado, de maneira não limitada, por espaçadores, não representados.
[031] No modo de realização representado, os pilares 2 de uma mesma parede de um módulo 1 são conectados na parte inferior por uma longarina horizontal 3, e as duas longarinas horizontais 3 de duas paredes opostas levam vigas de piso 4, enquanto os pilares 2 das duas paredes levam na parte superior vigas de teto ou de telhado 5.
[032] Além disso, cada uma das paredes é reforçada por um contraventamento interior 20 e/ou exterior 21.
[033] Essas montagens podem ser de qualquer tipo, serão calculadas de modo que sejam suficientes para garantir a coesão da estrutura da unidade modular durante o transporte e logo durante a sua utilização como elemento estrutural do edifício.
[034] Segundo a invenção, o módulo superior 1 se apoia no módulo inferior 1 por junção direta de cada um dos pilares verticais 2 do módulo 1 superior com um pilar vertical 2 do módulo 1 inferior. Os pilares verticais 2 se encontram, portanto, de um nível para um outro, no prolongamento um de outro, sem interposição de madeira com fibras horizontais que suporta a carga e, portanto, nenhum risco de esmagamento.
[035] Com referência agora à figura 2, podemos ver uma
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8/9 variante na qual os pilares 2 de uma mesma parede são unidas na parte superior a uma longarina horizontal 50 que leva as vigas de teto ou de telhado 5.
[036] Com referência agora à figura 3, podemos ver outro modo de realização de uma estrutura segundo a invenção. Assim, cada um dos pilares verticais 1 de um módulo 1 superior não é juntado diretamente a um pilar vertical 1 do módulo inferior 1, mas com interposição de um elemento 6 realizado de um material, ou de um compôsito de vários materiais, que é selecionado de modo que seja capaz de manter as suas propriedades mecânicas sob a pressão da carga do ou dos pisos superiores, e que pode consistir, sem limitação, de uma chapa.
[037] Em função das propriedades mecânicas dos elementos 6, é concebível deslocar os pilares verticais 2 de um módulo 1 inferior em relação a aqueles de um módulo 1 superior, assegurando os elementos 6 a transferência da carga, e sendo selecionados de modo que resistam às pressões de compressão e de cisalhamento geradas pelo edifício.
[038] Neste modo de realização, é de notar que os dois
módulos 1 s< cbrepostos c ompa rt i1ham duas longarinas
horizonta is 30 e as mesmas vigas 4 0 que, para o módulo 1
inferior, const ituem longari .nas superiores e respectivamente
vigas de teto , enquanto que, para o módulo superior,
constituem longarinas inferiores e respectivamente vigas de piso.
[039] A figura 4, que se refere ao mesmo modo de realização, permite observar que, por um lado, os elementos 6 interpostos entre os pilares 2 de um módulo 1 inferior e aqueles de um módulo 1 superior consistem, sem limitação, em
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9/9 perfis em forma de cantoneira e, por outro lado, as montagens dos vários componentes da estrutura são realizadas por meio de conetores C.
[040] Em qualqu e r modo de realização considerado, sistema de construção segundo a invenção permite realizar estruturas sem limitação do número de níveis.

Claims (6)

1. Sistema de construção modular, caracterizado pelo fato de que consiste em um sistema de construção no qual a estrutura consta de várias unidades (1) pré-fabricadas montadas em sobreposição; e por cada uma de ditas unidades (1) ser constituída de uma estrutura de armação de madeira que compreende uma sucessão de pilares verticais (2) espaçados segundo um espaçamento normalizado da qual ditos pilares (2) se estendem sobre toda a altura entre pisos, e por ditos pilares verticais (2) da parede do piso N-M apoiarem-se, cada um, diretamente em um pilar vertical (2) do nível N, enquanto montagens (3, 30, 50, 20, 21) laterais aos pilares verticais (2) e/ou montagens sobre elementos inseridos entre pilares (2) asseguram as funções de retenção e de contraventamento de ditos pilares verticais (2).
2. Sistema de construção modular, caracterizado pelo fato de que consiste em um sistema de construção no qual a estrutura consta de várias unidades (1) pré-fabricadas montadas em sobreposição; e por cada uma de ditas unidades (1) ser constituída de uma estrutura de armação de madeira que compreende uma sucessão de pilares verticais (2) espaçados segundo um espaçamento normalizado da qual ditos pilares verticais (2) se estendem sobre toda a altura entre pisos, e por ditos pilares verticais da parede do piso N+l apoiarem-se, cada um, em um pilar vertical (2) do nível N após ter interposto entre eles um elemento (6) capaz de assegurar a transferência ou os efeitos de carga e realizado de um material, ou de um composite de vários materiais, que é selecionado de modo a conservar as suas propriedades mecânicas sob as pressões de carga do ou dos pisos
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2/2 superiores, enquanto montagens (3, 30, 50, 20, 21) laterais aos pilares verticais (2) e/ou montagens sobre elementos inseridos entre pilares (2) asseguram as funções de retenção e de contraventamento de ditos pilares verticais (2).
3. Sistema de construção modular, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o elemento (6) realizado de um material, ou de um composite de vários materiais, consiste de uma chapa ou de um perfil metálico.
4. Sistema de construção modular, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os pilares verticais (2) são montados sobre uma longarina horizontal inferior (3; 30) que é destinada a levar vigas de piso (4; 40).
5. Sistema de construção modular, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os pilares verticais (2) são montados sobre uma longarina horizontal superior (50; 30) que é destinada a levar vigas de teto ou de telhado (5; 40) .
6. Sistema de construção modular, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os pilares verticais (2) levam diretamente vigas de teto ou de telhado (5) .
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