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WO2025032281A1 - Método y sistema de contención modular contra el desprendimiento de fachadas - Google Patents

Método y sistema de contención modular contra el desprendimiento de fachadas Download PDF

Info

Publication number
WO2025032281A1
WO2025032281A1 PCT/ES2024/070509 ES2024070509W WO2025032281A1 WO 2025032281 A1 WO2025032281 A1 WO 2025032281A1 ES 2024070509 W ES2024070509 W ES 2024070509W WO 2025032281 A1 WO2025032281 A1 WO 2025032281A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elements
elongated
containment
construction
modular
Prior art date
Application number
PCT/ES2024/070509
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Francisco Javier Pallarés Rubio
Luis Pallarés Rubio
Original Assignee
Universitat Politècnica De València
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitat Politècnica De València filed Critical Universitat Politècnica De València
Publication of WO2025032281A1 publication Critical patent/WO2025032281A1/es

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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
    • E04C2/40—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of a number of smaller components rigidly or movably connected together, e.g. interlocking, hingedly connected of particular shape, e.g. not rectangular of variable shape or size, e.g. flexible or telescopic panels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0801—Separate fastening elements
    • E04F13/0803—Separate fastening elements with load-supporting elongated furring elements between wall and covering elements
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    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2/04—Walls having neither cavities between, nor in, the solid elements
    • E04B2/06—Walls having neither cavities between, nor in, the solid elements using elements having specially-designed means for stabilising the position
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    • E04B2002/0247—Strips or bars
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    • E04B2002/0202—Details of connections
    • E04B2002/0243—Separate connectors or inserts, e.g. pegs, pins or keys
    • E04B2002/0254—Tie rods

Definitions

  • the present invention relates to the technical sector of construction. More specifically, it relates to a modular containment system and method applicable during the construction of facades, walls, partitions, etc.
  • facades and their constituent elements are subject to both natural and man-made damage. This is the case of strong winds, explosions, whether accidental or man-made, or earthquakes.
  • the cladding, facades, partitions, partition walls, etc. often made up of elements normally considered non-structural, are susceptible to damage.
  • the façades can break away from the building and fall both inwards and outwards, causing serious economic damage and fatal consequences for people. Ventilated façades, in particular, have a high seismic vulnerability and can cause serious damage in the event of an earthquake.
  • some of the consequences of the Northridge earthquake (Los Angeles, 1994) are included in the article by C.
  • the above-mentioned tie-down keys placed every few square metres of partition walls, or attempts to increase the strength of walls by improving the bonding mortar or using composite materials are solutions that can improve seismic behaviour if they are correctly considered in seismic calculations using complex models, but they are not capable of preventing collapse.
  • a solution such as the one proposed in this invention been found for the case of façades made with panels of different materials; in certain cases the connections of the panels to the structure or substructure try to be “flexible” to reduce the seismic forces on the connection and prevent the connection from breaking and the panel from coming loose; however, the connection with the whole structure is not guaranteed in the event of the anchor breaking.
  • the invention provides a system and a method in this sense, which can also be applied to the case of extraordinary actions, such as earthquakes, strong winds or explosions, which can cause the fragmentation of the façade, enclosures or partitions, in groups of individual construction elements or in the individual construction elements themselves. A containment of individual construction elements (or groups or modules thereof) is achieved, avoiding their fall.
  • the system of the present invention can also be applied to a construction element or group of construction elements in advance, as a prefabrication, and can be used to obtain a prefabricated structure. subsequently installed on site in a modular manner.
  • a modular containment system for groups of construction elements of façades is provided.
  • construction elements as those component elements of a façade that constitute the basic indivisible unit on which the construction or ornamentation of the same is based. Normally they are concrete or ceramic blocks, bricks of various types, panels, stone, etc. These elements are marketed as indivisible when they leave the factory, although, later, on site, they can be segmented or cut according to the particular needs of each construction.
  • set or group of construction elements both in the description and in the claims, is intended to refer to one of the modules into which the corresponding façade is subdivided for the application of the present system and method.
  • the façade will be subdivided into several groups or sets of construction elements (i.e., into several modules); In other cases, the façade (due to its small size or because the system is only intended to be applied to a part of it) will only contain one module or group or set of construction elements; in other alternative cases, the entire façade (for reasons similar to those above) will constitute a single individual module.
  • the façade may be the façade wall itself or a covering thereof, and is also applicable to interior walls, partitions or partitions.
  • the system comprises at least one first elongated retaining element arranged substantially in a first direction passing through at least one construction element of the façade.
  • This first retaining element or elements passes through the corresponding construction element or elements or can also pass through an anchor of the construction element.
  • This first direction will normally be a substantially vertical direction, passing through (normally substantially perpendicularly) the courses of a wall.
  • the system will also comprise at least one second elongated retaining element arranged substantially in a second direction transverse to the first direction before mentioned; “transversal” is used in the sense, according to the RAE, of “That is located or extends across from one side to the other”, that is, without a specific requirement of perpendicularity although this condition will constitute a preferred embodiment of the system.
  • This second elongated containment element will preferably be connected to one or several of the first elongated elements, either directly or through intermediate connection means.
  • the designation “first” elements and “second” elements are used solely for illustrative purposes, to better explain the invention and to be able to differentiate them, but without any meaning of preference, order or importance.
  • the containment system may also comprise at least one tie rod (preferably several) for connecting the system to a support structure. These tie rods can be connected, at one end, to one of the aforementioned first and second elongated containment elements but not to both simultaneously and, at their other end, to structural anchors, which form part of the system, and which are fixed to the support structure.
  • the containment system may also have one or more connecting strops firmly connected to the first or second elongated elements but not to both simultaneously, or to the anchors of the construction elements; in this way, the connection of the façade with the braces that are in turn connected to the structural anchors would be carried out by means of the strops.
  • ties for each first elongated retaining element (or for each second elongated retaining element), or there may be only one or more ties in one or more spans between the first and second elongated elements; ties may also be connected to the anchors of the construction elements; any combination foreseen by the person in charge of the design and installation of the system according to the needs of each work may be used.
  • the system may also comprise at least one tie for each installed connecting ties; several ties may be connected to the same ties, and, as mentioned above, the ties may also be connected to the construction element anchors mentioned above (when the construction element has one) in an additional or alternative manner with respect to the connection to the ties.
  • the other end of the ties will be connected to respective structure anchors. included in the system, and fixed, for example, to columns, floors or any other structural element of the building.
  • a further feature of the invention relates to the fact that at least one of the first and/or second elongate containment elements comprises rigid material and/or flexible material.
  • Each of the first and second elongate containment elements may be only rigid or only flexible or may comprise combined portions of rigid material with flexible material or sections of rigid material combined with alternating sections of flexible material.
  • the first and/or second elongated containment elements may comprise stops at one or both of their ends. These stops prevent the fall of the construction elements located at the ends of the elongated containment elements and, therefore, they also prevent, or at least slow down, the fall of those construction elements that are located in the interior space delimited by the construction elements at the ends.
  • the stops may be located on one or more of the elongated containment elements, according to the design needs.
  • the stops comprise or are bends or folds of the corresponding end of the first or second elongated containment element; that is, when the elongated containment element has sufficient rigidity, its own bent end can act as a stop; It is also expected that the stop may be a knot made in the elongated containment element itself (when it has sufficient flexibility), or a plate-type element (of any shape) or a bar or rod-type element fixed to the end of the elongated containment element.
  • the first elongated containment elements pass through all the construction elements they encounter in said first direction.
  • one or more of the first elongated containment elements will then pass through a construction element (brick blocks, concrete, slabs, etc.) of each course of the wall, enclosure, partition or facade.
  • At least one of the first and/or second elongated containment elements runs along a row of the construction elements. Normally, it will be the second elongated containment elements that run along the row, in a substantially horizontal direction.
  • one of the first or second elongated containment elements may run through or seam the ring or rings (or other similar type of anchor with the same function) incorporated in said plates.
  • the first and second elongated containment elements may comprise steel bars and/or cables.
  • the strops may be of the eyelet-eyelet, hook-hook or hook-eyelet type.
  • the elongated joining part may be rigid or flexible or may comprise a combination of materials of the two types in different sections thereof.
  • At least one of the first and/or second elongated containment elements comprises at least one eyelet or ring for the passage of an elongated containment element that runs in a direction different from that comprising the eyelet or ring.
  • Another feature of the invention relates to the inclusion of spacers between groups of assembled construction elements as described in the previous paragraphs. These groups of construction elements can be brought already assembled on site (in accordance with the specifications set out above) and can then be assembled together with the aid of these spacers.
  • the second elongated retaining elements can pass through at least part of the construction elements of the façade or through anchoring elements arranged in these construction elements.
  • These anchoring elements can be the same ones mentioned above for fixing the braces.
  • the invention provides a method of constructing a modular containment system as set forth in the preceding paragraphs.
  • the method comprises the steps of determining one or more construction elements to which it is desired to apply the modular containment system; determining first elongated containment elements, second elongated containment elements, connecting strops, connecting braces and structural anchors suitable for the set of construction elements determined in the preceding step; arranging a course of construction elements with respective first elongated containment elements passing through holes and/or anchors of each corresponding construction element (they may be one or more first elongated containment elements); optionally (if so required for design reasons, for example), arranging on the last laid course of construction elements at least one second elongated containment element, interconnected with at least one first elongated containment element either by loop or knot, if the first and/or second elongated element is flexible, or by eyelet or ring; optionally (if so required for design reasons, for example), connecting at least one connecting strap to a corresponding first or
  • the steps of arranging at least one second elongated containment element and connecting at least one connecting strop may be carried out simultaneously, wherein the actions of interconnecting the second elongated containment element with a first elongated containment element may be alternated with the actions of connecting the strop or strops with the corresponding elongated containment elements.
  • the method of the invention comprises a stage in which spacers are placed between two modules of construction elements or between a module of construction elements and a part of the façade, in order to maintain a separation between both modules or between the module and the façade in order not to subject the bonding mixture to compression; in this way, the modules or groups of construction elements can be assembled, according to the stages mentioned above, outside the façade, separately, in an appropriate place for this purpose (they could even be brought prefabricated from remote locations) and, then, with the spacers, said modules can be assembled with each other and with the existing part of the façade, if there is one, to finish constituting the latter.
  • Figure 1 shows a representation of the modular containment system of the present invention applied to a building, without the rest of the façade to facilitate its interpretation.
  • Figure 2 shows a side view of the same system as in Figure 1.
  • Figure 3 shows a detail in front perspective and from above, of a modular containment system of construction elements of the present invention.
  • Figure 4 shows the same detail as Figure 3 but with an elongated transverse containment element different from that of said figure.
  • Figure 5 shows an elongated containment element, on the left, and said elongated containment element installed in a column of construction elements, on the right.
  • Figure 6 shows two possible embodiments of the strobe used in the present invention.
  • Figure 7 shows a detail of several structural anchors fixed to the structure of a building in which the system of the present invention is to be installed.
  • Figure 8(a) shows two possible embodiments of an elongated containment element and Figure 8(b) shows how one of those embodiments is interconnected with other elongated containment elements oriented in a transverse direction.
  • Figure 9 shows three possible variants of the construction element in which the system and method of the present invention can be applied.
  • Figure 10 shows a representation of the modular installation of a group of prefabricated construction elements in which the system and method of the present invention have been applied and spaced from each other by separators.
  • Figure 11 shows a flow chart of one of the embodiments of the method of the invention.
  • Figure 1 shows a modular containment system against the collapse of facades according to the present invention.
  • This figure shows the system applied to a group of construction elements (200) that will form part of a facade (300) which will constitute the enclosure of a building represented in the form of columns and floors.
  • the rest of the facade (300) - which would surround the construction elements (200) represented - is not shown for reasons of clarity, and the building can naturally have more floors (floors) and columns than those shown.
  • this system could be applied to a group of construction elements (200) (or even to a single construction element (200)) that forms part of any other structure raised with respect to the horizontal (walls, interior and exterior walls, partitions, partitions, etc.) and without the need for the same to have been erected vertically (roofs with a certain inclination, cornices, facades or parts of inclined facades, whether for functional or aesthetic reasons, etc.). Also - apart from the well-known concrete blocks, bricks, slabs, stones, coatings, etc. - it could be applied to individual construction elements (200) that, for various reasons, deserve special attention as regards their fastening (the aforementioned cornices, ornaments in the form of statues or gargoyles and the like).
  • the construction elements (200) are interconnected by means of first elongated retaining elements (110) which are in turn interlocked with second elongated retaining elements (120), as can be best seen, for example, in Figures 3 and 4.
  • the first elongated retaining elements (110) traverse the construction elements (200) in one direction and the second elongated retaining elements (110) traverse the façade (300) in a second direction transverse to the first.
  • the first elongated retaining elements (110) will be arranged vertically and the second elongated elements (120) horizontally.
  • the first elongated elements (110) are substantially parallel to each other and the second elongated elements (120) may also be substantially parallel to each other; Furthermore, the first elongated elements (110) form substantially 90° with the second elongated elements (120) although other orientations are allowed according to the particularities of the façade (300) or the individual construction elements (200) whose fall is to be avoided.
  • the first (110) and second (120) elongated elements may be arranged, respectively, in first and second directions transverse to each other that are suitable to offer a desired resistance to the disintegration or detachment of individual construction elements (200) or groups of individual construction elements (200) depending on the distribution of stresses considered in each specific case.
  • Transversal as mentioned above, is used in the sense of "that is located or extends across from one side to the other" and, without necessarily being perpendicular, which will be specified, where appropriate, with said term.
  • the second elongated containment elements (120) are shown extended along a section of the façade (300) but, in a particular embodiment, they could also pass through the construction elements (200) themselves, in the same way as the first elements (110). In the case of figure 3, these elongated elements (120) have eyelets or rings (190) through which the first elements (110) are connected. which the first elongated elements (110) pass through. Both the first elongated elements (110) and the second elongated elements (120) can be rigid or flexible, the only requirement being that they have sufficient strength to contain the fall of the construction elements (200).
  • Figure 3 shows an example of first (110) and second (120) rigid containment elongated elements
  • the first elements (110) are rigid while the second (120) are flexible.
  • the arrangement of the rings (190) for the passage of the first elements (110) is suitable, while, when the second elements (120) are flexible, the interconnection can be achieved by means of a link as best seen in figure 4.
  • the rings or eyelets (190) could also be included in the flexible elongated elements (120). Washers can also be arranged in the first elements in the position where the rings or eyelets (190) would be through which the second elongated elements would pass, thus not requiring the rings or eyelets.
  • a first loose elongated containment element (110) can be seen on the left and, on the right, the same elongated element (110) inserted through other construction elements (200).
  • the first elongated containment elements (110) (or at least one of them) pass through all the construction elements (200) that are in their path.
  • both the first (110) and the second (120) elongated containment elements can have stops (170) to ensure a better hold of the construction elements (200).
  • the stop (170) is shown in the form of a bend formed, for example, by bending the end, in this case, of the first elongated containment element (110).
  • This stop (170), or another type, could also be provided on the other end of the element (110).
  • the stops (170) could also be, for example, balls or circles fixed at the ends of the elongated containment elements (110, 120) when these are flexible, or any other type of component that prevents the detachment of the construction elements (200) by the ends of the elements (110, 120).
  • FIGs 1 and 2 it has been seen how the part of the façade (300) made up of the construction elements (200) is connected by means of braces (150) to the structure of the building.
  • braces 150
  • strobes (140) are provided, Figure 6, which can be connected to any of the two elongated containment elements (110, 120) but not to both simultaneously; in one of the preferred embodiments, they are connected to the first elongated elements (110).
  • strobes (140) can have eyelets (180) (as in the example of the figures) or hooks at their ends and, on the one hand, as has been said, they are connected to one of the elongated elements (110, 120) but not to both simultaneously, while, at their other end, they are connected to the braces (150). Furthermore, said strobes (140) may be rigid or flexible as illustrated in figure 6. Finally, the braces (150) will be connected to the building structure by means of structural anchors (160) which can be better seen in figure 7. The anchors (160) will be strategically placed to receive braces (150) located in nearby positions and so that the weight of the facade (300) or the part of the facade (300) to be fastened is distributed with a view to optimal containment.
  • the braces (150), like the strobes (140) or the first (110) and second (120) elongated containment elements, may be made of a flexible or rigid material, or may comprise materials of both types combined, or may be made up of sections of materials of both types combined.
  • FIG. 8(a) Two examples of the second elongate restraining element (120) can be seen in Figure 8(a).
  • the drawing on the left shows a rigid second elongate element (120) with corresponding eyelets or rings (190), while the drawing on the right illustrates a flexible second elongate element (120) with loops or ties useful for securing it with first elongate restraining elements (110), as can be seen in Figure 8(b).
  • Figure 9 illustrates a construction element (200) that could form part of the façade (300) and in which the system and method of the invention could be applied.
  • the two examples on the left show two cases in which the construction element (200) is provided with holes for the passage of either the first (110) or the second (120) elongated containment element (normally the first elongated element (110), in a vertical direction, as illustrated above), and, on the right, a construction element (200) is shown, in the form of a plate, to which an anchor (130) has been added, called a construction element to differentiate it from the structure anchor (160), and which can be used for the passage of the elongated elements (110, 120) without the need to make holes.
  • These construction element anchors (130) could also be used for fixing the strops (140) or even the braces (150).
  • an internal containment network is formed that is interconnected with each other and with the more resistant support structure (columns, floor, slab, foundation, plot, etc.) of the building, so that a breakage or failure of one of the anchors (130, 160) or braces (150) connecting this network to said structure does not necessarily represent the fall of the individual element (200) or group of elements (200) linked to this anchor (130, 160) or brace (150) if the aforementioned interconnection is not overcome beforehand; the individual elements (200) or groups of elements (200) support each other by means of a distribution of forces through the network formed by the elongated containment elements (110, 120) and are also supported by certain anchor points (160) to the base structure.
  • Figure 10 illustrates the modularity and ease of assembly in prefabrication mode of the system of the present invention.
  • two groups or modules of construction elements (200) can be seen that would have been assembled in the factory, or in facilities separate from the work, using the aforementioned components: elongated elements (110, 120) of containment, strops (140) of connection and anchors (130) (when the latter are necessary).
  • the two modules would be installed in their final assembly place using, for example, some spacers (400) so as not to excessively compress the bonding mixture (mortar, ).
  • the structural anchors (160) will be installed for the final connection of the façade (300) by means of the ties (150).
  • as many modules of construction elements (200) as desired can be assembled ex situ until a façade (300) is completed.
  • Figure 11 shows an exemplary flow chart for the modular containment method of the invention.
  • the method applies any of the previously described variants of the system of the invention.
  • a possible flow chart has been used to illustrate an example of a succession of steps of the method but, as previously explained, said steps can be materialized in another order according to the needs or knowledge of the professionals in question.
  • the construction element (200) or set of construction elements (200) in which the system of the invention is to be applied is decided according to the weight and material of said elements (200) and with the various components available for that application.
  • step S105 the various components to be used in each module of construction elements (200) and their positions within the system are determined: first elongated containment elements (110), second elongated containment elements (120), connection strops (140), connection braces (150), structure anchors (160) and spacers (400). The characteristics of these components will be calculated or determined by those skilled in the art in relation to the space and positions available and the loads or weights anticipated for the system.
  • step S110 a first row of construction elements (200) is arranged and, at this point, the elongated containment elements (110) provided can already be arranged using holes in said construction elements (200) or anchors (130) thereof.
  • block 01 it is decided whether any of the second elongated containment elements (120) are to be placed; if so, step S120 is passed on, in which said second elongated elements (120) will be placed; if not, in 02 it is decided whether at least one connection strop (140) is to be installed on that row; if so, said placement is carried out in S130 and, otherwise, step S140 is passed on.
  • S140 a bonding mixture is provided for the next row of construction elements (200) and, in S150, the placement of these elements (200) is carried out.
  • decision block 03 it is decided whether to continue with the elaboration of the module of construction elements (200) and, if so, it returns to block 01 to start the process corresponding to each row. Otherwise, it means that this module of elements (200) is considered finished and the fixing (S160) of the same is carried out by means of the structural anchors (160) and the strops (140) and braces (150) in S170.
  • some steps, such as S160 could be carried out in another order, for example at the beginning of the process in case a position for the anchors (160) has already been determined, without affecting the essence of the method.
  • One of the objectives of the invention therefore includes keeping the individual elements (200) (or groups thereof) together - in the event of earthquakes, explosions, winds, strong vibrations, hail, etc. - and these, in turn, connected to resistant parts of the building or environment (main or secondary). It would act as a containment system for the façade (300) or its parts (or the elements (200) where applied) to prevent their fall and the damage that occurs when parts of the enclosures and partitions come loose from the building or wall.
  • facades (300) made of brickwork formed by bricks or blocks (200) it is equally valid, with minor variations, to allow the fixing of coverings formed by other materials and the anchoring of cladding and other façade elements to the main or secondary structure of the building or the surrounding environment, preventing them from falling in the event of strong impacts or displacements.

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  • Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)

Abstract

Sistema de contención modular para elementos constructivos de fachadas o paredes y método de construcción del sistema. El sistema comprende elementos alargados de contención en una primera dirección, elementos alargados de contención en una segunda dirección, tirantes para conexión del sistema a una estructura de soporte, y anclajes en la estructura para los tirantes. Puede comprender diversos anclajes en los elementos constructivos. El método comprende determinar elementos constructivos, elementos alargados de contención, estrobos de conexión, tirantes de conexión, anclajes de estructura y separadores; disponer una hilada de elementos constructivos con primeros elementos alargados de contención; disponer sobre la hilada un segundo elemento alargado de contención; conectar estrobos de conexión a elementos alargados de contención; disponer una mezcla de unión; disponer una nueva hilada enhebrando primeros elementos alargados de contención; se repiten etapas anteriores; se fijan anclajes de estructura y se conectan estrobos de conexión a estos anclajes mediante tirantes.

Description

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MÉTODO Y SISTEMA DE CONTENCIÓN MODULAR CONTRA EL DESPRENDIMIENTO DE FACHADAS
Sector de la técnica
La presente invención se refiere al sector técnico de la construcción. Más concretamente, se refiere a un sistema y un método de contención modular aplicable durante la construcción de fachadas, paredes, muros, particiones, etcétera.
Antecedentes de la invención
Muchos edificios utilizan ladrillos cerámicos o bloques de hormigón en la construcción de sus cerramientos, tabiquerías, muros, particiones, ... Si nos centramos en los cerramientos exteriores, en muchos revestimientos de fachada se ha utilizado igualmente la piedra, así como el ladrillo caravista, el ladrillo panal o perforado (ladrillo para resistir cargas), el ladrillo macizo, la madera, metales y, más recientemente, también se están usando paneles elaborados con materiales más modernos. En todos los casos se acaba generando la envolvente del edificio que le confiere al mismo las propiedades necesarias para poder desarrollar las actividades a las que está destinado. Las tendencias actuales para obtener edificios energéticamente eficientes y con consumo casi cero han hecho que las fachadas ventiladas sean una de las opciones más elegidas, estando formadas, básicamente, por una hoja exterior, una cámara de aire y una hoja interior que confieren grandes propiedades térmicas al edificio.
Por su exposición al entorno exterior, se sabe que las fachadas y sus elementos constitutivos están sujetos a agresiones tanto de carácter natural como provocadas por el hombre. Es el caso de fuertes vientos, explosiones ya sean accidentales o provocadas, o terremotos. En todas estas situaciones, los revestimientos, fachadas, particiones, tabiquerías, etcétera, formados en muchos casos por elementos considerados habitualmente como no estructurales, son susceptibles de desprenderse del edificio y caer tanto hacia el exterior como hacia el interior, provocando graves daños económicos y fatales consecuencias para las personas. Las fachadas ventiladas, en concreto, tienen una elevada vulnerabilidad sísmica pudiendo provocar graves daños en caso de terremoto. A título ilustrativo, algunas de las consecuencias del terremoto de Northridge (Los Ángeles, 1994) se recogen en el artículo de C. Peek-Asa, J.F. Kraus, L.B. Bourque, D. Vimalachandra, J. Yu, J. Abrams, Fatal and hospitalized injuries resulting from the 1994 northridge earthquake (Int. J. Epidemiol. 27 (3) (1998) 459-465), donde ya se indica la importancia de la caída de objetos desde los edificios, que golpean a las personas; otro ejemplo sería el terremoto de Lorca de 2011 en España (véanse, por ejemplo, de Francisco J. Pallarás y Luis Pallarás, Experimental study on the response of seismically isolated masonry infilled steel frames during the initial stages of a seismic movement. Engineering Structures 129 (2016) 44-53, y, de Hermanns L, Fraile A, Alarcon E, Álvarez R, 2014, Performance of buildings with masonry infill walls during the 2011 Lorca Earthquake. Bull Earthq Eng 12(5): 1977-1997).
Indirectamente, incluso en el caso de no provocar daños personales directos, la caída al exterior de cascotes provenientes de muros y partes del cerramiento, antepechos, chimeneas, etcétera, encierra consecuencias catastróficas, pues se ha comprobado que este hecho puede llegar a inutilizar muchas de las vías de acceso o evacuación del lugar de la catástrofe, pudiendo aumentar considerablemente el tiempo requerido por los servicios de emergencia para acceder al sitio o para la evacuación. Véanse, en este sentido, por ejemplo, de Goretti A, Sarli V, (2006), Road network and damaged buildings in urban areas: short and long-term interaction. Bull Earthq Eng 4(2): 159- 175, o de Xinzheng Lu, Zhebiao Yang, Cheavpor Chea y Hong Guan, Experimental study on earthquake-induced falling debris of exterior infill walls and its impact to pedestrian evacuation. International Journal of Disaster Risk Reduction 43 (2020) 101372. En relación con esto, se están llevando a cabo diversos estudios para conocer, en caso de terremoto, la superficie de la red de transporte cubierta por escombros considerando edificios con envolventes de mampostería (por ejemplo, de Yun-Chi Yu y Paolo Gardoni, Predicting road blockage due to building damage following earthquakes. Reliability Engineering and System Safety, 219 (2022) 108220), y poder realizar así estudios de riesgo y resiliencia sobre la infraestructura de transporte.
Sin embargo, la mejor manera de actuar es evitar la caída de estos escombros a la calle y es la solución en la que se centra la presente invención. Aceptando que los muros de cerramientos y particiones hechos de mampostería son una de las principales fuentes generadoras de escombros tras un terremoto y daños personales y económicos, se mencionan, a continuación, algunas de las soluciones que abordan este problema desde diversas perspectivas. El refuerzo de muros con el uso de polímeros, tales como el FRP (Fiber Reinforced Polymer), para mejorar la resistencia a corte de los muros, el GFRP (Glass) o el CFRP (Carbon), tienen por objeto evitar la disgregación del muro y aumentar su resistencia. Estos sistemas, pese a su efectividad, requieren de una buena adhesión al tabique, afectan a la estética del mismo y pueden ser sensibles al fuego u otros agentes externos. Es por ello que se están empezando a observar estudios que tratan de mejorar el comportamiento del mortero utilizado en los muros añadiendo al mismo TRM (Textile Reinforced Mortar), FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix) o polipropileno (PP). De este modo se solventan algunos de los inconvenientes anteriores e, igualmente, se mejoran las propiedades resistentes de los tabiques. También son usadas, en zonas sísmicas, habitualmente de manera obligatoria, llaves de atado de la fachada a la estructura del edificio, como pilares y vigas/forjados, y/o entre la hoja exterior y la hoja interior, que proveen al cerramiento de cierta resistencia para aguantar acciones perpendiculares a su plano y tratar de evitar la separación y caída en caso de sismo.
Sin embargo, la consideración sísmica en los cálculos de todos estos sistemas es complicada, y poder garantizar su correcto desempeño es difícil tanto por la propia naturaleza incierta de un terremoto y lo imprevisible de su acción, como por la compleja respuesta sísmica de las fachadas, provocando fisuraciones y agrietamientos que inutilizan los sistemas mencionados. Ninguno de los métodos anteriores evitaría la posibilidad de que partes del muro puedan desprenderse de la estructura y caer, provocando los conocidos graves daños materiales y humanos. Como ya se ha indicado, en el caso de los elementos habitualmente considerados como no estructurales, tales como cerramientos o particiones de muros de mampostería, existen reglas habituales para la disposición de anclajes denominados “sísmicos” que permiten cierto tipo de movimientos y buscan mantener la fachada unida a la estructura con el fin de evitar el desprendimiento y la caída de los muros en caso de terremoto. Sin embargo, no se puede garantizar que ningún ladrillo o parte del muro se pueda desprender del conjunto y caer, pues la fisuración de los tabiques puede hacer inservibles los anclajes dispuestos, y en muchas ocasiones no existe un cálculo sísmico adecuado.
A modo de resumen, las llaves de atado mencionadas que se disponen cada ciertos metros cuadrados de tabique, o los intentos de potenciar la resistencia de los muros mejorando el mortero de unión o con el uso de materiales compuestos, son soluciones que pueden mejorar el comportamiento sísmico si fuesen correctamente consideradas en los cálculos sísmicos con el uso de modelos complejos, pero no son capaces de evitar la caída. Tampoco se ha encontrado una solución como la que se plantea en esta invención para el caso de fachadas realizadas con placas de distintos materiales; en ciertos casos las uniones de las placas a la estructura o subestructura tratan de ser “flexibles” para reducir las fuerzas sísmicas sobre la unión y evitar la rotura de la unión y el desprendimiento de la placa; sin embargo, no se garantiza el vínculo con el conjunto de la estructura en caso de rotura del anclaje.
Teniendo en cuenta lo anterior, resultaría ventajosa una solución que favoreciese un comportamiento antisísmico de los conjuntos estructurales al evitar la disgregación de los mismos en elementos constructivos individuales manteniéndolos unidos entre sí (o manteniendo agrupaciones de ellos unidas entre sí), y todo conectado a la estructura de la edificación, evitando, así, la caída y los daños que se producen por el desprendimiento de éstos cuando actúa un terremoto. La invención proporciona un sistema y un método en este sentido, que se pueden aplicar también al caso de acciones extraordinarias, tales como terremotos, fuertes vientos o explosiones, que puedan producir la fragmentación de la fachada, cerramientos o particiones, en agrupaciones de elementos constructivos individuales o en los propios elementos constructivos individuales. Se consigue una contención de elementos constructivos individuales (o de grupos o módulos de los mismos) evitando su caída. El sistema de la presente invención también se puede aplicar a un elemento constructivo o grupo de elementos constructivos de manera previa, a modo de prefabricación, y se puede instalar posteriormente en la obra de manera modular.
Explicación de la invención
Con la finalidad antes expuesta, según un aspecto de la presente invención se proporciona un sistema de contención modular para grupos de elementos constructivos de fachadas. Denominamos, aquí, “elementos constructivos”, a aquellos elementos componentes de una fachada que constituyen la unidad básica indivisible sobre los cuales se basa la construcción u ornamentación de la misma. Normalmente son bloques de hormigón o cerámicos, ladrillos de diversos tipos, paneles, piedra, etcétera. Estos elementos se comercializan como indivisibles en su salida de fábrica aunque, posteriormente, en la obra, se puedan segmentar o cortar por necesidades particulares de cada construcción. Con la expresión “conjunto o grupo de elementos constructivos”, tanto en la descripción como en las reivindicaciones, se pretende hacer referencia a uno de los módulos en los que se subdivide la fachada correspondiente para la aplicación del presente sistema y método. En la mayoría de los casos, la fachada se subdividirá en vahos grupos o conjuntos de elementos constructivos (es decir, en vahos módulos); en otros casos, la fachada (por su tamaño reducido o porque el sistema solo se quiera aplicar a una parte de ella) solo contendrá un módulo o grupo o conjunto de elementos constructivos, en otros casos alternativos, la fachada completa (por motivos similares a los anteriores) constituirá un único módulo individual. La fachada puede ser el propio muro de la fachada o un revestimiento del mismo, y también es aplicable a paredes, muros o tabiques interiores.
El sistema comprende al menos un primer elemento alargado de contención dispuesto sustancialmente en una primera dirección que atraviesa por lo menos un elemento constructivo de la fachada. Este primer elemento o elementos de contención atraviesa el elemento o elementos constructivos correspondientes o también puede atravesar un anclaje del elemento constructivo. Esta primera dirección será normalmente una dirección sustancialmente vertical, atravesando (normalmente de manera sustancialmente perpendicular) las hiladas, de una pared. El sistema también comprenderá por lo menos un segundo elemento alargado de contención dispuesto sustancialmente en una segunda dirección transversal a la primera dirección antes mencionada; se usa “transversal” en el sentido, según la RAE, de “Que se halla o se extiende atravesado de un lado a otro”, es decir, sin requisito específico de perpendicularidad aunque esta condición constituirá una realización preferida del sistema. Este segundo elemento alargado de contención estará conectado, preferentemente, con uno o vahos de los primeros elementos alargados, ya sea de manera directa o a través de medios de conexión intermedios. Se usa la denominación “primeros” elementos y “segundos” elementos, únicamente con fines ilustrativos, para explicar mejor la invención y poder diferenciarlos, pero sin ningún significado de preferencia, orden o importancia. El sistema de contención también podrá comprender al menos un tirante (preferentemente varios) para la conexión del sistema a una estructura de soporte. Estos tirantes se pueden conectar, por un extremo, a alguno de los mencionados primeros y segundos elementos alargados de contención pero no a los dos simultáneamente y, por su otro extremo a unos anclajes de estructura, que forman parte del sistema, y que están fijados en la estructura de soporte.
Según una característica de la invención, el sistema de contención también puede tener uno o vahos estrobos de conexión conectados firmemente a los primeros o a los segundos elementos alargados pero no a los dos simultáneamente, o a los anclajes de los elementos constructivos; de esta manera, la conexión de la fachada con los tirantes que van conectados a su vez a los anclajes de estructura se realizaría por medio de los estrobos.
Puede haber uno o varios estrobos por cada primer elemento alargado de contención (o por cada segundo elemento alargado de contención), o puede haber solamente uno o varios estrobos en uno o vahos de entre los primeros y segundos elementos alargados; también se pueden conectar estrobos en los anclajes de los elementos constructivos; se podrá usar cualquier combinación prevista por la persona encargada del diseño e instalación del sistema de acuerdo con las necesidades de cada obra. El sistema también podrá comprender por lo menos un tirante para cada estrobo de conexión instalado; se podrán conectar varios tirantes a un mismo estrobo, y, como se ha mencionado antes, los tirantes también se podrían conectar a los anclajes de elemento constructivo mencionados arriba (cuando el elemento constructivo disponga de uno) de manera adicional o alternativa con respecto a la conexión a los estrobos. El otro extremo de los tirantes se conectará a anclajes de estructura respectivos comprendidos en el sistema, y fijados, por ejemplo, a columnas, forjados o cualquier otro elemento estructural de la edificación.
Otra característica más de la invención se refiere al hecho de que por lo menos uno de los primeros y/o de los segundos elementos alargados de contención comprende material rígido y/o material flexible. Cada uno de los primeros y segundos elementos alargados de contención podrá ser sólo rígido o sólo flexible o podrá comprender partes combinadas de material rígido con material flexible o tramos de material rígido combinados con tramos de material flexible alternados.
Según una característica de la invención, los primeros y/o los segundos elementos alargados de contención pueden comprender topes en uno de sus extremos o en ambos. Estos topes evitan la caída de los elementos constructivos que se encuentran en los extremos de los elementos alargados de contención y, por tanto, también evitan, o frenan al menos, la caída de aquellos elementos constructivos que están situados en el espacio interior delimitado por los elementos constructivos de los extremos. Los topes pueden encontrarse en uno o varios de los elementos alargados de contención, según las necesidades de diseño. En relación con esto, de acuerdo con otra característica de la invención los topes comprenden o son acodamientos o dobleces del extremo correspondiente del primer o segundo elemento alargado de contención; es decir, cuando el elemento alargado de contención tenga la rigidez suficiente, su propio extremo doblado puede actuar como tope; también se prevé que el tope pueda ser un nudo realizado en el propio elemento alargado de contención (cuando este disponga de la suficiente flexibilidad), o un elemento de tipo placa (con cualquier forma) o de tipo barra o varilla fijado en el extremo del elemento alargado de contención.
Según una característica más de la invención, los primeros elementos alargados de contención atraviesan todos los elementos constructivos con los que se encuentran en dicha primera dirección. En el caso de que esa primera dirección sea sustancialmente vertical, uno o vahos de los primeros elementos alargados de contención atravesarán entonces un elemento constructivo (bloques de ladrillo, hormigón, placas, etcétera) de cada hilada de la pared, cerramiento, muro, tabique o fachada.
De acuerdo con otra característica de la invención, por lo menos uno de los primeros y/o de los segundos elementos alargados de contención discurre por un tendel de los elementos constructivos. Normalmente, serán los segundos elementos alargados de contención los que discurrirán por el tendel, en una dirección sustancialmente horizontal.
Según una característica más de la invención, cuando los elementos constructivos sean placas de revestimiento o elementos similares, uno de los primeros o segundos elementos alargados de contención podrá discurrir atravesando o cosiendo la argolla o argollas (u otro tipo de anclaje similar con la misma función) incorporadas en dichas placas.
Según otra característica de la invención, los primeros y los segundos elementos alargados de contención pueden comprender barras y/o cables de acero.
De acuerdo con otra característica de la invención, los estrobos pueden ser del tipo ojal-ojal, gancho-gancho o gancho-ojal. Además, en cualquiera de estas opciones, la parte alargada de unión podrá ser rígida o flexible o podrá comprender una combinación de materiales de los dos tipos en diferentes tramos de la misma
Según una característica adicional del sistema de contención modular de la invención, por lo menos uno de los primeros y/o de los segundos elementos alargados de contención (preferentemente, de los segundos elementos alargados en la medida en la que normalmente serán los ubicados en una orientación sustancialmente horizontal) comprende al menos un ojal o argolla para el paso de un elemento alargado de contención que discurre en una dirección distinta a la del que comprende el ojal o argolla.
Otra característica más de la invención se refiere a la inclusión de unos separadores entre grupos de elementos constructivos ensamblados según se ha descrito en los párrafos anteriores. Estos grupos de elementos constructivos se pueden traer ya ensamblados a la obra (de acuerdo con las especificaciones antes expuestas) y, a continuación, se pueden montar unos con otros con la ayuda de estos separadores.
Según otra característica, los segundos elementos alargados de contención pueden atravesar al menos parte de los elementos constructivos de la fachada o unos elementos de anclaje dispuestos en esos elementos constructivos. Esos elementos de anclaje pueden ser los mismos mencionados anteriormente para la fijación de los tirantes.
Según otro aspecto, la invención proporciona un método de construcción de un sistema de contención modular según se ha expuesto en los párrafos anteriores. El método comprende las etapas de determinar uno o vahos elementos constructivos en los que se desea aplicar el sistema de contención modular; determinar primeros elementos alargados de contención, segundos elementos alargados de contención, estrobos de conexión, tirantes de conexión y anclajes de estructura adecuados para el conjunto de elementos constructivos determinado en la etapa anterior; disponer una hilada de elementos constructivos con primeros elementos alargados de contención respectivos que atraviesan orificios y/o anclajes de cada elemento constructivo correspondiente (podrán ser uno o vahos primeros elementos alargados de contención); opcionalmente (si así se establece por motivos de diseño, por ejemplo), disponer sobre la última hilada colocada de elementos constructivos por lo menos un segundo elemento alargado de contención, interconectado con al menos un primer elemento alargado de contención o bien mediante lazo o nudo, si el primer y/o el segundo elemento alargado es flexible, o bien mediante ojal o argolla; opcionalmente (si así se establece por motivos de diseño, por ejemplo), conectar por lo menos un estrobo de conexión a un primer o segundo elemento alargado de contención correspondiente; disponer una mezcla de unión sobre la hilada; disponer una nueva hilada de elementos constructivos enhebrando el primero o primeros elementos alargados de contención correspondientes; desde la etapa de disposición opcional de uno o varios segundos elementos alargados de contención hasta esta última etapa de disposición de una hilada nueva de elementos constructivos se repiten hasta finalizar el sistema previsto, es decir, el grupo de elementos constructivos previstos; a continuación, una etapa de fijar por lo menos un anclaje de estructura a la estructura de la edificación; finalmente, una etapa de conectar el por lo menos un estrobo de conexión al anclaje o anclajes de estructura correspondientes (de la etapa anterior) mediante tirantes respectivos. En relación con el método de la invención, cabe señalar que, si no se especifica un orden para las etapas, estas pueden llevarse a cabo en cualquier orden deseado, siendo evidente que algunas de ellas llevan implícita una posición en el tiempo que reconocerá cualquier lector (por ejemplo, la colocación de la mezcla de unión con respecto a la disposición de la hilada sucesiva de elementos constructivos).
Según una característica del método de la invención, el orden de las dos últimas etapas mencionadas en el párrafo anterior se puede invertir.
De acuerdo con otra característica del método de la invención, las etapas de disponer por lo menos un segundo elemento alargado de contención y de conectar por lo menos un estrobo de conexión se pueden llevar a cabo simultáneamente, en donde las acciones de interconexión del segundo elemento alargado de contención con un primer elemento alargado de contención se pueden alternar con las acciones de conexión del estrobo o estrobos con los elementos alargados de contención correspondientes.
Finalmente, según una característica más del método de la invención, este comprende una etapa en la que se colocan unos separadores entre dos módulos de elementos constructivos o entre un módulo de elementos constructivos y una parte de la fachada, para mantener una separación entre ambos módulos o entre módulo y fachada con vistas a no someter la mezcla de unión a compresión; de esta manera, los módulos o grupos de elementos constructivos se pueden ensamblar, según las etapas mencionadas anteriormente, fuera de la fachada, aparte, en un lugar apropiado para ello (incluso se podrían traer prefabricados desde ubicaciones alejadas) y, a continuación, con los separadores, dichos módulos se pueden montar entre sí y con la parte existente de la fachada, si la hubiere, para acabar de constituir esta última.
Breve descripción de los dibujos Para complementar la descripción se adjunta una serie de figuras que ¡lustran el sistema y el método de la presente invención. En los dibujos:
La figura 1 muestra una representación del sistema de contención modular de la presente invención aplicado en un edificio, sin el resto de la fachada para facilitar su interpretación.
La figura 2 muestra una vista lateral del mismo sistema de la figura 1 .
La figura 3 muestra un detalle en perspectiva frontal y desde arriba, de un sistema de contención modular de elementos constructivos de la presente invención.
La figura 4 muestra el mismo detalle de la figura 3 pero con un elemento alargado de contención transversal diferente al de dicha figura.
La figura 5 muestra un elemento alargado de contención, a la izquierda, y dicho elemento alargado de contención instalado en una columna de elementos constructivos, a la derecha.
La figura 6 muestra dos posibles realizaciones del estrobo usado en la presente invención.
La figura 7 muestra un detalle de varios anclajes de estructura fijados en la estructura de un edificio en el que se va a instalar el sistema de la presente invención.
La figura 8(a) muestra dos posibles realizaciones de un elemento alargado de contención y la figura 8(b) muestra cómo se interconecta una de esas realizaciones con otros elementos alargados de contención orientados en una dirección transversal.
La figura 9 muestra tres posibles vahantes del elemento constructivo en el que se pueden aplicar el sistema y el método de la presente invención.
La figura 10 muestra una representación de la instalación modular de un grupo de elementos constructivos prefabricados en el que se han aplicado el sistema y el método de la presente invención y espaciados entre sí por separadores.
La figura 11 muestra un diagrama de flujo de una de las realizaciones del método de la invención.
Descripción detallada de la invención
A continuación se describirán en detalle formas de realización de la invención ¡lustradas en las figuras antes enumeradas.
La figura 1 muestra un sistema de contención modular contra el desprendimiento de fachadas según la presente invención. En esta figura se ha representado el sistema aplicado a un grupo de elementos constructivos (200) que van a formar parte de una fachada (300) la cual constituirá el cerramiento de una edificación representada en forma de columnas y suelos. El resto de la fachada (300) - que rodearía a los elementos constructivos (200) representados - no se muestra por motivos de claridad, y el edificio puede tener, naturalmente, más pisos (forjados) y columnas que los mostrados. Asimismo, tal como se deducirá a partir de la siguiente descripción, este sistema se podría aplicar a un grupo de elementos constructivos (200) (o incluso a un solo elemento constructivo (200)) que formase parte de cualquier otra estructura levantada con respecto a la horizontal (paredes, muros interiores y exteriores, tabiques, particiones, etcétera) y sin necesidad de que la misma se haya erigido en vertical (tejados con cierta inclinación, comisas, fachadas o partes de fachadas inclinadas, ya sea por motivos funcionales o estéticos, etcétera). También - aparte de los consabidos bloques de hormigón, ladrillos, placas, piedras, revestimientos, etcétera - se podría aplicar a elementos constructivos (200) individuales que, por diversos motivos, merezcan una especial atención en cuanto a su sujeción (las mencionadas comisas, ornamentos a modo de estatuas o gárgolas y similares).
En dicha figura 1 , pueden verse los elementos constructivos (200), interconectados entre sí (como se verá más adelante), y afianzados a la estructura del edificio mediante una combinación de tirantes (150) y anclajes (160) de estructura. En la figura 2, se puede ver una vista lateral de la misma disposición.
Los elementos constructivos (200) están interconectados por medio de unos primeros elementos alargados (110) de contención que se entrelazan, a su vez, con unos segundos elementos alargados (120) de contención, tal como puede verse mejor, por ejemplo, en las figuras 3 y 4. Los primeros elementos alargados (110) de contención atraviesan los elementos constructivos (200) en una dirección y los segundos elementos alargados (110) de contención atraviesan la fachada (300) en una segunda dirección transversal a la primera. En la situación más habitual de construcción de una fachada (300), los primeros elementos alargados (110) de contención se dispondrán en vertical y los segundos elementos alargados (120) en horizontal. Preferentemente, los primeros elementos alargados (110) son sustancialmente paralelos entre sí y los segundos elementos alargados (120) también pueden ser sustancialmente paralelos entre sí; además los primeros elementos alargados (110) forman sustancialmente 90° con los segundos elementos alargados (120) aunque se admiten otras orientaciones según las particularidades de la fachada (300) ó de los elementos constructivos (200) individuales cuya caída se desea evitar.
Los primeros (110) y los segundos (120) elementos alargados podrán estar dispuestos, respectivamente, en una primera y una segunda direcciones transversales entre sí que se adecúen para ofrecer una resistencia deseada a la disgregación o desprendimiento de elementos constructivos (200) individuales o grupos de elementos constructivos (200) individuales dependiendo de la distribución de esfuerzos considerada en cada caso concreto. Transversal, como se ha mencionado anteriormente, se usa en el sentido de “Que se halla o se extiende atravesado de un lado a otro” y, sin ser necesariamente perpendicular, lo cual se especificará, en su caso, con dicho término.
En las figuras, los segundos elementos alargados (120) de contención se muestran extendidos a lo largo de un tendel de la fachada (300) pero, en una realización particular, podrían atravesar también los propios elementos constructivos (200), del mismo modo que los primeros elementos (110). En el caso de la figura 3, estos elementos alargados (120) disponen de unos ojales o argollas (190) a través de los cuales pasan los primeros elementos alargados (110). Tanto los primeros elementos alargados (110) como los segundos elementos alargados (120) pueden ser rígidos o flexibles, siendo el único requisito que tengan la resistencia suficiente para contener la caída de los elementos constructivos (200). En la figura 3 se muestra un ejemplo de primeros (110) y segundos (120) elementos alargados de contención rígidos y, en la figura 4, los primeros elementos (110) son rígidos mientras que los segundos (120) son flexibles. En el caso de los segundos elementos alargados (120) rígidos es adecuada, por tanto, la disposición de las argollas (190) para el paso de los primeros elementos (110), mientras que, cuando los segundos elementos (120) son flexibles, la interconexión se puede lograr mediante un enlazamiento como se ve mejor en la figura 4. Las argollas u ojales (190) también se podrían incluir en los elementos alargados (120) flexibles. También puede disponerse unas arandelas en los primeros elementos en la posición donde irían las argollas u ojales (190) a través de las cuales pasarían los segundos elementos alargados, no necesitándose así las argollas u ojales. En relación con la contención o sujeción de la fachada (300) para evitar su caída o, más concretamente, de cada uno de los elementos constructivos (200), cabe señalar que la fuerza necesaria para dicha sujeción se verá distribuida por toda la red de elementos alargados (110, 120) de contención interconectados entre sí y (como se ha visto en las figuras 1 y 2) a través de los tirantes (150) hasta la estructura de la edificación por diversos anclajes (160) de estructura, lo cual confiere una gran fiabilidad y mecanismos de contención redundantes al sistema.
En la figura 5 puede verse, a la izquierda, un primer elemento alargado (110) de contención suelto y, a la derecha, el mismo elemento alargado (110) insertado a través de vahos elementos constructivos (200). En una de las realizaciones preferidas, los primeros elementos alargados (110) de contención (o al menos uno de ellos) atraviesan todos los elementos constructivos (200) que se encuentran en su recorrido. Además, en otra de las realizaciones preferidas, tanto los primeros (110) como los segundos (120) elementos alargados de contención pueden disponer de unos topes (170) para garantizar una mejor sujeción de los elementos constructivos (200). En la figura 5, el tope (170) se muestra en forma de un acodamiento constituido, por ejemplo, al doblar el extremo, en este caso, del primer elemento alargado (110) de contención. Este tope (170), o de otro tipo, también podría proporcionarse en el otro extremo del elemento (110). Los topes (170) también podrían ser, por ejemplo, bolas o círculos fijados en los extremos de los elementos alargados (110, 120) de contención cuando estos sean flexibles, o cualquier otro tipo de componente que impida el desprendimiento de los elementos constructivos (200) por los extremos de los elementos (110, 120).
En las figuras 1 y 2 se ha visto cómo la parte de la fachada (300) constituida por los elementos constructivos (200) se conectaba mediante tirantes (150) a la estructura del edificio. Para facilitar esta conexión, se proporcionan unos estrobos (140), figura 6, que pueden conectarse a cualquiera de los dos elementos alargados (110, 120) de contención pero no a los dos simultáneamente; en una de las realizaciones preferidas, se conectan a los primeros elementos alargados (110). Estos estrobos (140) pueden tener ojales (180) (como en el ejemplo de las figuras) o ganchos en sus extremos y, por un lado, como se ha dicho, se conectan a alguno de los elementos alargados (110, 120) pero no a los dos simultáneamente, mientras que, por su otro extremo, se conectan a los tirantes (150). Además, dichos estrobos (140) pueden ser rígidos o flexibles tal como se ¡lustra en la figura 6. Finalmente, los tirantes (150) se conectarán a la estructura de la edificación mediante unos anclajes (160) de estructura que pueden verse mejor en la figura 7. Los anclajes (160) se colocarán estratégicamente para recibir tirantes (150) situados en posiciones cercanas y de manera que el peso de la fachada (300) ó la parte de la fachada (300) que se desea sujetar quede distribuido con vistas a una contención óptima. Los tirantes (150), igual que los estrobos (140) ó los primeros (110) y segundos (120) elementos alargados de contención, podrán ser de un material flexible o rígido, o podrán comprender materiales de los dos tipos combinados, o podrán estar constituidos por tramos de materiales de ambos tipos combinados.
En la figura 8(a) pueden verse dos ejemplos del segundo elemento alargado (120) de contención. En el dibujo de la izquierda se muestra un segundo elemento alargado (120) rígido, con unos ojales o argollas (190) correspondientes, mientras que el dibujo de la derecha ¡lustra un segundo elemento alargado (120) flexible, con unos bucles o lazos útiles para su afianzamiento con primeros elementos alargados (110) de contención, como puede apreciarse en la figura 8(b). La figura 9 ¡lustra un elemento constructivo (200) que podría formar parte de la fachada (300) y en el que se podría aplicar el sistema y el método de la invención. Los dos ejemplos de la izquierda muestran dos casos en los que el elemento constructivo (200) está provisto de orificios para el paso o bien del primer (110) ó bien del segundo (120) elemento alargado de contención (normalmente del primer elemento alargado (110), en sentido vertical, como se ha ¡lustrado más arriba), y, a la derecha, se muestra un elemento constructivo (200), en forma de placa, al que se le ha añadido un anclaje (130), denominado de elemento constructivo para diferenciarlo del anclaje (160) de estructura, y que se puede usar para el paso de los elementos alargados (110, 120) sin necesidad de realizar orificios. Estos anclajes (130) de elemento constructivo se podrían usar también para la fijación de los estrobos (140) ó incluso de los tirantes (150).
De esta manera, se constituye una red interna de contención interconectada entre sí y con la estructura de soporte (columnas, suelo, forjado, cimentación, solar, etcétera), más resistente, de la edificación, por lo que una rotura o fallo de uno de los anclajes (130, 160) ó tirantes (150) de conexión de esa red a dicha estructura no representa necesariamente la caída del elemento (200) ó grupo de elementos (200) individual vinculado a ese anclaje (130, 160) ó tirante (150) si no se vence antes la interconexión mencionada; los elementos (200) ó grupos de elementos (200) individuales se sostienen unos a otros mediante una repartición de fuerzas a través de la red formada por los elementos alargados (110, 120) de contención y también se sustentan por ciertos puntos de anclaje (160) a la estructura de base. Incluso, el sistema de la presente invención se podría aplicar solo para una parte de una fachada (300) en la que se prevea que puede haber más riesgo de caída de elementos constructivos (200) (por haber más cantidad de los mismos, por ser de una naturaleza diferente a los circundantes, por ser más externos al cumplir, por ejemplo, una función ornamental, etcétera) con lo que el sistema se convierte en una especie de paracaídas solo para esa parte, grupo o módulo de elementos constructivos (200). Además, ese módulo concreto cuyo desprendimiento se pretende impedir o frenar no tiene por qué estar conectado a los cimientos - ni siquiera a un suelo o forjado - del edificio, muro o solar en la medida en la que los anclajes (160) pueden fijarse a cualquier estructura de soporte suficientemente firme; podría ser una zona localizada en medio de dicha fachada (300) (por las razones que se acaban de exponer). En un caso extremo, el sistema se podría aplicar incluso a un solo elemento o elementos arquitectónicos (ornamentales o no), situados en diferentes puntos de una fachada (300), y que requieran una contención más específica que el resto del muro.
En la figura 10 se ¡lustra la modulahdad y la facilidad de montaje en modo prefabricación, del sistema de la presente invención. En dicha figura pueden verse dos grupos o módulos de elementos constructivos (200) que se habrían ensamblado en fábrica, o en unas instalaciones separadas de la obra, usando los componentes antes mencionados: elementos alargados (110, 120) de contención, estrobos (140) de conexión y anclajes (130) (cuando estos últimos sean necesarios). Los dos módulos se instalarían en su lugar final de montaje utilizando, por ejemplo, unos separadores (400) para no comprimir en exceso la mezcla de unión (mortero, ... ). Por otro lado, en las zonas elegidas de soporte se instalarán los anclajes (160) de estructura para la conexión final de la fachada (300) por medio de los tirantes (150). Como puede entenderse fácilmente, se pueden ensamblar ex situ tantos módulos de elementos constructivos (200) como se desee hasta completar una fachada (300).
La figura 11 muestra un diagrama de flujo ejemplificativo para el método de contención modular de la invención. El método aplica cualquiera de las variantes antes descritas del sistema de la invención. En esta figura 11 se ha usado un posible diagrama de flujo que sirve para ilustrar un ejemplo de sucesión de etapas del método pero, tal como se expuesto anteriormente, dichas etapas pueden materializarse en otro orden según las necesidades o los conocimientos de los profesionales en cuestión. En la etapa S100 se decide el elemento constructivo (200) ó conjunto de elementos constructivos (200) en los que se va a aplicar el sistema de la invención de acuerdo con el peso y material de dichos elementos (200) y con los diversos componentes de los que se disponga para esa aplicación. También se podrá tener en cuenta (en relación sobre todo con las dimensiones de los módulos de elementos (200)) si se desea una materialización del sistema en la misma obra o fuera de ella para, luego, traer diversos módulos de elementos constructivos (200) ya montados al lugar de la edificación y ensamblarlos allí dando forma a la fachada (300) final. En la etapa S105 se determinan los diversos componentes que se usarán en cada módulo de elementos constructivos (200) y sus posiciones dentro del sistema: primeros elementos alargados (110) de contención, segundos elementos alargados (120) de contención, estrobos (140) de conexión, tirantes (150) de conexión, anclajes (160) de estructura y separadores (400). Las características de estos componentes serán calculadas o determinadas por los expertos en la materia en relación con el espacio y las posiciones de las que se disponga y las cargas o pesos previstos para el sistema.
En la etapa S110 se dispone una primera hilada de elementos constructivos (200) y, en este momento, ya se pueden disponer los elementos alargados (110) de contención previstos usando orificios de dichos elementos constructivos (200) ó anclajes (130) de los mismos. En el bloque 01 se decide si se va a colocar alguno de los segundos elementos alargados (120) de contención; en caso afirmativo se pasa a la etapa S120, en la que se colocarán dicho o dichos segundos elementos alargados (120); en caso negativo, en 02 se decide si se va a instalar al menos un estrobo (140) de conexión sobre esa hilada; en caso afirmativo, se procede a dicha colocación en S130 y, de lo contrario se pasa a la etapa S140. En S140 se dispone una mezcla de unión para la siguiente hilada de elementos constructivos (200) y, en S150, se materializa la colocación de esos elementos (200). En el bloque de decisión 03 se decide si se continua con la elaboración del módulo de elementos constructivos (200) y, en caso afirmativo, se vuelve al bloque 01 para iniciar el proceso correspondiente a cada hilada. En caso contrario, significa que ese módulo de elementos (200) se da por finalizado y se pasa a realizar la fijación (S160) del mismo mediante los anclajes (160) de estructura y los estrobos (140) y tirantes (150) en S170. Como puede deducirse fácilmente y, tal como se ha descrito antes, algunas etapas, como por ejemplo, la S160, se podrían realizar en otro orden, por ejemplo al principio del proceso en caso de que ya se haya determinado una posición para los anclajes (160), sin que ello afecte a la esencia del método.
Uno de los objetivos de la invención incluye, pues, mantener unidos los elementos individuales (200) (o agrupaciones de los mismos) - en caso de terremoto, explosiones, vientos, fuertes vibraciones, pedriscos, etcétera - y estos, a su vez, conectados a partes resistentes del edificio o entorno (principales o secundarias). Actuaría como un sistema de contención de la fachada (300) ó sus partes (o los elementos (200) donde se aplique) para evitar su caída y los daños que se producen cuando partes de los cerramientos y particiones se desprenden del edificio o muro. Si bien la descripción principal de la invención se ha efectuado para fachadas (300) de obra de fábrica formadas por ladrillos o bloques (200), es igualmente válida, con pequeñas variaciones, para permitir la fijación de revestimientos formados por otros materiales y el anclaje de aplacados y otros elementos de fachada a la estructura principal o secundaria del edificio o del entorno circundante, evitando la caída de los mismos en caso de fuertes impactos o desplazamientos. Por otro lado, la interconexión de diferentes componentes (elementos alargados (110, 120), anclajes (130, 160), tirantes (150), estrobos (140), ... ) en una red, por diversos puntos de fijación y en diferentes orientaciones en el espacio, confiere al sistema una flexibilidad y una libertad de movimientos y vibración en múltiples direcciones, lo cual hace que sea muy resistente (resiliente) a los movimientos o sacudidas violentos y/o repetidos (terremotos, explosiones, fuertes vientos, granizadas, pedriscos, etcétera) que, de otro modo, podrían provocar la caída de esos elementos constructivos (200).

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Sistema de contención modular para grupos de elementos constructivos (200) de fachadas (300), que comprende:
- al menos un primer elemento alargado (110) de contención dispuesto sustancialmente en una primera dirección que atraviesa por lo menos un elemento constructivo (200) de la fachada (300) y/o un anclaje (130) de elemento constructivo conectado a dicho por lo menos un elemento constructivo (200),
- al menos un segundo elemento alargado (120) de contención dispuesto sustancialmente en una segunda dirección transversal a la primera dirección y conectado a por lo menos uno de los primeros elementos alargados (110) de contención,
- por lo menos un tirante (150) conectado por uno de sus extremos a tan sólo uno de los dos elementos alargados (110, 120) de contención y/o a un anclaje (130) de elemento constructivo comprendido en un elemento constructivo (200) correspondiente, y
- por lo menos un anclaje (160) de estructura, fijado firmemente a una estructura de soporte, al que se conectan uno o más de los tirantes (150) por el extremo opuesto al que está conectado al elemento alargado (110, 120) de contención o al anclaje (130) de elemento constructivo correspondiente.
2. Sistema de contención modular según la reivindicación anterior, que comprende por lo menos un estrobo (140) de conexión conectado firmemente, por un extremo, a tan solo uno de los dos un primer o segundo elemento alargado (110, 120) de contención o a un anclaje (130) de elemento constructivo correspondiente y, por su otro extremo, a un tirante (150) que está conectado a por lo menos un anclaje (160) de estructura.
3. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los primeros (110) y/o de los segundos (120) elementos alargados de contención comprende material rígido y/o material flexible.
4. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los primeros (110) y/o de los segundos (120) elementos alargados de contención comprende un tope (170) en al menos uno de sus extremos.
5. Sistema de contención modular según la reivindicación anterior, en el que el tope (170) comprende por lo menos uno de entre: un acodamiento del extremo correspondiente del primer o segundo elemento alargado (110 ó 120) de contención, un nudo realizado en el extremo correspondiente del primer o segundo elemento alargado (110 ó 120) de contención, un elemento laminar o plano de tipo placa fijado en el extremo correspondiente del primer o segundo elemento alargado (110 ó 120) de contención, un elemento alargado de tipo barra o varilla fijado en el extremo correspondiente del primer o segundo elemento alargado (110 ó 120) de contención.
6. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los primeros elementos alargados (110) de contención atraviesa todos los elementos constructivos (200) con los que se encuentra en dicha primera dirección.
7. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los primeros (110) y/o de los segundos (120) elementos alargados de contención discurre por un tendel de los elementos constructivos (200).
8. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los elementos constructivos (200) es una placa de revestimiento que comprende por lo menos un elemento de anclaje y al menos uno de los primeros (110) y/o de los segundos (120) elementos alargados de contención discurre de manera que atraviesa o cose por lo menos uno de los elementos de anclaje de la placa o placas de revestimiento.
9. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los primeros (110) y/o de los segundos (120) elementos alargados de contención comprende barra y/o cable de acero.
10. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que la parte alargada de por lo menos uno de los estrobos (140) de conexión comprende material rígido y/o material flexible.
11. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, en el que por lo menos uno de los extremos de por lo menos uno de los estrobos (140) comprende un ojal (180) y/o un gancho.
12. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los primeros (110) y/o de los segundos (120) elementos alargados de contención comprende por lo menos un ojal o argolla (190) para el paso de un elemento alargado (120, 110) de contención que discurre en una dirección distinta a la del que comprende el ojal o argolla (190).
13. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende separadores (400) para mantener una distancia constante entre dos grupos de elementos constructivos (200) ensamblados según el sistema de contención modular cuando dichos dos grupos se montan conjuntamente para constituir una fachada (300) ó parte de una fachada (300).
14. Sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de los elementos alargados (120) de contención atraviesa al menos uno de los elementos constructivos (200) ó un dispositivo de anclaje comprendido en dichos elementos constructivos (200).
15. Sistema de contención modular según la reivindicación anterior, en el que el dispositivo de anclaje comprende un anclaje (130) de elemento constructivo.
16. Método de construcción de un sistema de contención modular de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las siguientes etapas:
- S100: determinar elemento constructivo (200) ó conjunto de elementos constructivos (200) en el que se desea aplicar el sistema de contención modular; - S105: determinar primeros elementos alargados (110) de contención, segundos elementos alargados (120) de contención, estrobos (140) de conexión, tirantes (150) de conexión y anclajes (160) de estructura adecuados para el conjunto de elementos constructivos (200) determinado en S100 y sus posiciones en el sistema;
- S110: disponer una hilada de elementos constructivos (200) con primeros elementos alargados (110) de contención respectivos que atraviesan orificios y/o anclajes (130) de cada elemento constructivo (200) correspondiente;
- S120: opcionalmente, disponer sobre la hilada colocada de elementos constructivos (200) de la etapa S110 por lo menos un segundo elemento alargado (120) de contención, interconectado con al menos un primer elemento alargado (120) de contención o bien mediante lazo o nudo, si el primer (110) y/o el segundo (120) elemento alargado es flexible, o bien mediante ojal o argolla (190);
- S130: opcionalmente, conectar por lo menos un estrobo (140) de conexión a un primer o segundo elemento alargado (110, 120) de contención correspondiente;
- S140: disponer una mezcla de unión sobre la hilada;
- S150: disponer una nueva hilada de elementos constructivos (200) enhebrando el primero o primeros elementos alargados (110) de contención correspondientes;
- repetir etapas S120 a S150 hasta finalizar el conjunto de elementos constructivos (200) determinado en S100;
- S160: fijar por lo menos un anclaje (160) de estructura a la estructura de la edificación;
- S170: conectar el por lo menos un estrobo (140) de conexión al anclaje o anclajes (160) de estructura correspondientes mediante tirantes (150) respectivos.
17. Método de construcción de un sistema de contención modular según la reivindicación anterior, en el que la etapa S 170 se realiza antes de la etapa S160.
18. Método de construcción de un sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 17, en el que las etapas S120 y S130 se llevan a cabo de manera simultánea.
19. Método de construcción de un sistema de contención modular según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, que comprende colocar separadores (400) para separar un módulo o grupo de elementos constructivos (200) ensamblados según el sistema de contención modular con respecto a un módulo o grupo contiguo de elementos constructivos (200).
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