Diseño y cálculo de estructuras de acero para viviendas modulares industrializadas

Durante las últimas semanas hemos colaborado con AIRO Edificios con el diseño y el cálculo de la estructura de acero para sus viviendas modulares industrializadas.

El objetivo de este sistema es la creación de viviendas a la medida de cada usuario mediante la combinación de tres tipos de módulos estanciales y un módulo 3D, a modo de conector, con función de comunicación. Los esquemas de funcionamiento y ejemplos de las diferentes posibilidades los podéis ver en su página web.

La construcción industrializada permite la fabricación de un gran número de elementos en taller, reduciendo el tiempo de ejecución de los trabajos en obra y, por tanto, el coste. Para que este tipo de producción sea eficaz se deben estandarizar al máximo los elementos que posteriormente se montarán, evitando la necesidad de modificaciones o añadidos en obra.

1+2 montada

Vista 3D modeloVistas de dos ejemplos de vivienda

La premisa que ha guiado el cálculo ha sido la facilidad de ejecución en obra, limitando esos trabajos en beneficio de la sencillez y la velocidad de ejecución. Así, se ha tratado de definir un sistema estructural que se constituyera, en su mayor parte, a base de módulos ejecutados en taller y colocados simplemente en obra mediante atornillado. Se buscaba eliminar dentro de lo posible la realización de soldaduras en obra.

El sistema consta de cuatro pórticos paralelos de acero laminado. Dos de ellos forman la caja 3D y los otros dos sirven de apoyo a los forjados de más luz.

Los muros prefabricados, con estructura de acero conformado, son portantes y se colocarán atornillados directamente a los pórticos y sobre ellos se apoyan los forjados, también de acero conformado, que llegan a obra montados en bastidores.

Estructura Módulo 3DEstructura del Módulo 3D, para tres alturas

FILEblog2Ejemplos de bastidores de acero conformado para forjados

Para realizar el cálculo se han adoptado los criterios  definidos en la normativa vigente, en este caso el Código Técnico de la Edificación.

La idea de proyecto, basada en un aumento de la prefabricación y la estandarización de los sistemas constructivos, implica una serie de condicionantes a la hora de definir la estructura. Los principales son:

 –  Disminución del peso de los diferentes elementos estructurales, para facilitar el montaje y transporte. Para ello se ha tratado de encontrar una distribución óptima de las cargas entre todos los elementos y se han definido los criterios de cálculo (arriostramientos, coeficientes de pandeo, empotramientos o secciones) por elementos individualizados.

–  Disminución del número de elementos diferentes, con el fin de aumentar la eficiencia del proceso de industrialización y disminuir la posibilidad de errores de ejecución en obra.

–  Facilidad de montaje, de forma que se limiten todo lo posible las soldaduras o montajes en obra (siempre que sea posible se montará la estructura en seco y atornillada).

–  Adaptación de las dimensiones al resto de elementos constructivos, con el fin de que la definición de la estructura sea en todo caso compatible con elementos como cerramientos, aislamientos, pavimentos o carpinterías.

Vista JPG 01Imagen del modelo de cálculo

* Las imágenes renderizadas de ejemplos de viviendas han sido aportadas por AIRO Edificios, S.L. En su página web podéis encontrar más imágenes y modelos.

** Las imágenes de las estructuras son parte del proceso de cálculo, para el que se ha adoptado un modelo particular, por lo tanto no pueden extrapolarse ni tomarse como definitivas a la hora de definir los modelos finales. 

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