Módulo de hormigón, eMii-C
El módulo de hormigón es el elemento estructural que contiene todo el equipamiento interior y acabados exteriores. Su agrupación horizontal y vertical permite la configuración de edificios, aprovechando su capacidad resistente como unidad estructural y global. Para conseguir esa unidad, el sistema de uniones se ha desarrollado con criterios de elasticidad estructural, logrando unas propiedades sísmicas, acústicas y reológicas que aseguran un excelente comportamiento del edificio. El diseño de uniones y el planteamiento de rapidez de montaje, permite aplicarse a la inversa y obtener edificios desmontables en todos los casos (es una propiedad intrínseca del sistema). En los casos de edificación temporal, también puede plantearse la cimentación recuperable.
La unidad estructural de hormigón armado se compone de dos forjados unidireccionales y dos paredes de las mismas características o pilares empotrados a los forjados, que aseguran la rigidez horizontal mediante la continuidad de las armaduras entre los planos horizontales y verticales (propiedades monolíticas del sistema). Toda esta rigidez queda garantizada por el sistema de hormigonado continuo sin uniones mecánicas.Todo el conjunto se puede trabajar con diferentes composiciones o geometrías de forjados y paredes, partiendo de un dimensionado mínimo de 20 cm. en las losas nervadas horizontales-verticales y resolviéndose los espacios inter-nervados con losa de 6 cm. Los dimensionados son ajustables para cada caso según cálculo estructural, así como las medidas de los módulos, huecos y voladizos a definir en cada proyecto.
Más información sobre el módulo eMii-C:
Geometría:
Las dimensiones en planta y altura de los módulos, se adaptan al proyecto, limitándose las medidas a las restricciones de transporte para cada ubicación. Se recomienda reducir al máximo los módulos tipo en los que queda fijada la anchura y altura. A partir de cada módulo tipo, se pueden hacer variantes de longitud, voladizos y huecos, personalizándose en cada caso y siguiendo las directrices de cada proyecto. En la geometría se integrarán todos los condicionantes de forma y anclaje que se precisen, como por ejemplo pasos de instalaciones, fijación de fachadas, andamiaje, etc.
Hormigón:Se trata de un hormigón de clase H50 (50 MPa) autocompactante y armado de tipo pasivo. Los recubrimientos , compacidad del material y resistencia, garantizan una gran durabilidad y buenas prestaciones del producto acabado, adaptándose en su proceso a las condiciones ambientales y resistencia al fuego.
Resistencia al fuego:De acuerdo con la normativa vigente CTE (DB-SI), EHE-08 y Eurocódigo 2, la estructura de los módulos CompactHabit® cumple con la resistencia al fuego normalizada de R30 o R90 (según el proyecto). Para la construcción de edificios de distintos usos que requieran resistencias al fuego mayores se adecuarán las geometrías del hormigón (nervados y grueso de losas) según los requerimientos normativos o se optará por protecciones pasivas adicionales.
Inserciones roscadas y elementos de posicionamiento y sujeción:La pieza de hormigón cuenta con distintos elementos enroscados, insertados para facilitar la conexión de piezas en fases posteriores de la manipulación y/o montaje. Para un apilamiento preciso se utilizarán cuatro cilindros salientes acabados en forma de cono y con el extremo redondeado. Estos elementos se encuentran insertados en cuatro alojamientos integrados en los zunchos longitudinales superiores del techo. Todo el conjunto actúa interrumpiendo el puente acústico y, al mismo tiempo, la elasticidad del sistema actúa como amortiguador en el momento de la manipulación con la grúa en la fase de ensamblaje y centrado. También puede integrarse elementos roscados y piezas auxiliares para anclajes adicionales como fachadas, estructuras varias, andamiaje, etc., con el fin de evitar intervenciones posteriores que puedan deteriorar el hormigón y su armado.
Normativa que cumple CompactHabit® en su sistema estructural eMii-C:
- CTE DB SE Documento Básico de Seguridad Estructural del Código Técnico de la Edificación.
- EHE-2008 Instrucción de hormigón estructural.
- EUROCÓDIGO 1: Bases de proyecto y acciones en estructuras.
- EUROCÓDIGO 2: Proyecto de estructuras de hormigón.
- EAE 2011 EAE es la Instrucción Española de Acero Estructural.
- EUROCÓDIGO 3: Proyecto de estructuras de acero.
- EUROCÓDIGO 4: Proyecto de estructuras mixtas de acero y hormigón.
Prestaciones del producto
El Documento de Evaluación Técnica Europea (ETA) para un producto de la construcción es una evaluación técnica favorable respecto a la adecuación del producto para el uso asignado, basada en el cumplimiento de los seis Requisitos Esenciales (RE) establecidos a la Directiva 89/106/CEE de Productos de la construcción (CPD):
- RE 1 Resistencia mecánica y estabilidad.
- RE 2 Seguridad en caso de incendio.
- RE 3 Higiene, salud y medio ambiente.
- RE 4 Seguridad de uso.
- RE 5 Protección contra el ruido
- RE 6 Ahorro de energía y aislamiento térmico.
El ETA establece el marco normativo regulatorio necesario para todo producto que se ponga en el mercado, en el supuesto de que no exista normativa que sea de aplicación por el mencionado producto, para asegurar y garantizar que este cumple los requerimientos necesarios por su puesta en servicio.
Los módulos tridimensionales monolíticos de cemento armado de alta resistencia CompactHabit® disponen del ETA 11/0266.
Evaluación del sistema
La evaluación del sistema CompactHabit®, necesaria por la concesión del ETA 11/0266, lo ha realizado el Institut de Tecnologia de la Construcció de Catalunya (ITeC), organismo autorizado (Approval Body) y perteneciente a la EOTA (European Organisation for Technical Approvals).
El organismo autorizado ITeC ha realizado un análisis exhaustivo y una revisión de los módulos CompactHabit® y de la sistemática establecida por su producción, según disposiciones y requerimientos establecidos en la guía ETAG 023 Prefabricated building units y a Guidance papel B: Definition of factory production control in technical specifications for construction products.
A tal efecto se han controlado y determinado las condiciones del proceso de fabricación de los módulos tridimensionales monolíticos de cemento armado de alta resistencia CompactHabit®, alcanzando la mencionada evaluación los siguientes aspectos principales:
- Criterios de diseño del sistema CompactHabit®.
- Proceso de fabricación de los módulos.
- Ejecución de fundamentación específica a la obra.
- Sistemática de puesta a la obra de los módulos.
Evaluación Técnica Europea de los módulos CompactHabit®
El ETA 11/0266, concedido a los módulos industrializados de cemento armado CompactHabit®, es la Norma armonizada que establece y valida los procedimientos operativos que se realizan en el centro productivo de CompactHabit® en Cardona durante todo el proceso de producción de los módulos de hormigón mediante el sistema eMii, alcanzando las fases de:
- Desarrollo del producto.
- Aprovisionamiento de los materiales.
- Producción de módulos.
- Puesta final en obra.
Elementos estructurales complementarios
1. Apoyos elásticos: tienen una gran capacidad estructural a base de cojines compactos, una gran durabilidad y un buen comportamiento frente al fuego con garantías a largo plazo.
2. Concepto estructural: el comportamiento de transmisión de los esfuerzos es lineal, como si de una pared de carga se tratase. Para conocer este concepto se dividirá la longitud de la zona de apoyo o pared, en tramos cada 90 centímetros que corresponderán con los puntos de contacto o apoyos.
3. Uniones entre módulos y cimentaciones: se trata de las 4 piezas de unión transversal situadas en los ángulos superiores y que dan a las fachadas. Estas piezas, mediante conexiones mecánicas, permiten conducir las cargas y resolver el deslizamiento de un módulo respecto a otro. La solución es aplicable a todos los niveles incluso en la unión con la cimentación.
4. Cimentación: la cimentación es la base del inicio del edificio. La precisión es esencial en el momento de la nivelación de los apoyos.
Módulo híbrido, eMii-CS
El módulo de estructura combinada es el elemento tridimensional que mediante su agrupación, permite la construcción de edificios. Para conseguir esta funcionalidad, el módulo tiene que ser lo suficientemente rígido para dar estabilidad global al conjunto, asumiendo las cargas, esfuerzos horizontales de viento y sismo.
El módulo se compone de un forjado inferior, pilares y estructura metálica con arriostramientos y estructura de techo o cubierta. Esta estructura metálica superior, puede sustituirse por un forjado de características similares al inferior.
Las soluciones de forjado pueden ser varias, de hormigón macizo (losa armada), de hormigón con aligeramiento o soluciones mixtas con estructura metálica y hormigón armado.
Para conseguir la conformación del edificio, CompactHabit® ha desarrollado diferentes soluciones de unión y apoyos, que permiten montar y desmontar el edificio con gran facilidad y rapidez. Las uniones pueden ser elásticas o rígidas, según las necesidades de cálculo estructural y acústica. También puede solucionarse con uniones rígidas o semirrígidas no desmontables. Todas estas variantes facilitan la adaptación del sistema a las diferentes condiciones que puedan tener los edificios a construir.
En cada proyecto, se hace un análisis exhaustivo de los condicionantes del edificio y su comportamiento estructuras, utilizando de esta forma los medios y elementos desarrollados por CompactHabit® para construirlo con las mejores prestaciones. Todo el conjunto y su sistema se compone del módulo de estructura combinada, apoyos y uniones mecánicas entre ellos, que se repiten con la opción de unidades iguales o diferenciadas en cuanto a distribución y geometría.
Más información sobre el modulo:
Geometría:
Las dimensiones en planta y altura de los módulos, se adaptan al proyecto, limitando las medidas a las restricciones de transporte para cada ubicación. Se pueden hacer caras no paralelas y alturas variables, horizontales o inclinadas, siendo la distribución de pilares la resultante de la distribución arquitectónica, cálculo estructural y manipulación del módulo. Con todo ello se obtiene una gran flexibilidad en la adaptación arquitectónica.
Hormigón:Se trata de un hormigón de clase H25 como mínimo, con armado de tipo pasivo. Los recubrimientos garantizan sus buenas prestaciones del producto acabado y su durabilidad, adaptándose los recubrimientos, armados, altura de forjado y solución constructiva, con el fin de optimizar la solución final particular para cada caso.
Acero:Normalmente se utiliza acero S275JR para elementos estructurales y S235JR para secundarios, pudiéndose adaptar el sistema a las necesidades de cálculo. El acabado puede ser galvanizado o pintado, según exigencias de proyecto.
Resistencia al fuego:De acuerdo con la normativa vigente CTE (DB-SI), EHE-08 y Eurocódigo 2 – 3 y 4, la estructura de los módulos CompactHabit® cumple con la resistencia al fuego normalizada de R30, R60 o R90 (según exigencias normativas). Para las partes de los edificios que necesiten mayor resistencias al fuego, se podrán adaptar los recubrimientos del hormigón y protecciones de las estructuras metálicas, según requerimientos exigidos.
Normativa que cumple CompactHabit® en su sistema estructural eMii-CS:
- CTE DB SE Documento Básico de Seguridad Estructural de Acero del Código Técnico de la Edificación.
- EAE 2011 EAE es la Instrucción Española de Acero Estructural.
- EUROCÓDIGO 1: Bases de proyecto y acciones en estructuras.
- EUROCÓDIGO 2: Proyecto de estructuras de hormigón.
- EUROCÓDIGO 3: Proyecto de estructuras de acero.
- EUROCÓDIGO 4: Proyecto de estructuras mixtas de acero y hormigón.
Cimentaciones
Según el tipo de edificio, se plantearán soluciones diferentes en cuanto a cimentaciones. Se planteará la posibilidad de utilizar soluciones tradicionales o soluciones semi-industralizadas, mediante la utilización de una jácena prefabricada de hormigón o según el sistema diseñado por CompactHabit® para cada edificio en particular.
Soluciones de cimentación para los dos sistemas:
1. Directamente sobre el terreno:
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Cimentaciones superficiales:
- Vigas y riostras prefabricadas (hormigonado mínimo de la base de apoyo para el asentamiento de los prefabricados). Las riostras se pueden realizar in situ.
- Semi-vigas y riostras prefabricadas, con hormigonado de zapata corrida (encofrada o en zanja). Las riostras se pueden realizar in situ.
- Cimentación convencional de pilotes y micropilotes con zapata corrida o pozos más riostra, con aplicación de insertos diseñados por CompactHabit®, situados en la parte superior de la zona hormigonada.
- Cimentación recuperable: Vigas de cimentación y riostras prefabricadas con uniones atornilladas y protegidas, que facilitan la recuperación al 100% de la cimentación en el caso de tener que desmontar el edificio.
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Cimentaciones profundas:
- Semi-vigas y riostras prefabricadas, con hormigonado de zapata corrida a modo de encepado para la aplicación de pilotes o micropilotes. Las riostras se pueden realizar in situ.
- Cimentación convencional de pilotes o micropilotes con zapata corrida o pozos más riostras, con aplicación de insertos diseñados por CompactHabit®, situados en la parte superior de la zona hormigonada.
2. Sobre estructuras cimentadas convencionalmente:
Estas estructuras pueden ser de planta sótano, planta baja y otras situaciones que, además, se puede realizar in situ o prefabricadas. Generalmente, la superficie de contacto donde se apoyan los módulos suele ser un entramado de jácenas, sin necesidad de construir un forjado.
En la parte superior de las jácenas, o superficie de apoyo, se colocan unos insertos diseñados por CompactHabit® para garantizar la unión y el nivel de los módulos a acopiar.
En todos los casos, CompactHabit® estudia y calcula las soluciones apropiadas en cada caso, en coordinación con el equipo técnico redactor del proyecto, aportando los datos de cálculo necesarios que puedan precisarse para el dimensionado de la cimentación.
Otros sistemas: Acabados
Revestimientos y cierres compatibles con el sistema:
Las soluciones que se pueden utilizar para los revestimientos y la fachadas no tienen limitaciones respecto a la construcción habituales muy importante utilizar materiales de fácil aplicación en seco.
Cubiertas compatibles con el sistema:
El sistema CompactHabit® prevé el montaje de cubiertas prefabricadas industrialmente junta o independientemente del módulo y la realización de cubiertas in situ con los métodos propios de la construcción tradicional.
Compatibilidad del sistema con las instalaciones:
Las instalaciones seguirán esquemas con criterios de producción en serie e industrialización. Las soluciones quedarán limitadas por las normativas vigentes aplicables a la construcción tradicional.
Elementos auxiliares que forman parte del sistema:
Los elementos que complementan el edificio a nivel funcional, como las escaleras, los ascensores y otros equipamientos, responderán a soluciones técnicas adaptadas para cada proyecto, priorizando los criterios de montaje rápido y de acuerdo con la secuencia de construcción del edificio.
Montaje
En el montaje de un edificio podemos diferenciar dos fases: cimentación y apilamiento de los módulos. El tipo de cimentación dependerá de la solución más adecuada según las características del terreno y del proyecto. En general, el primer paso consistirá en definir los niveles de cimentación y en marcar los ejes de replanteo. Posteriormente, se excavará el terreno según el proyecto. Hasta este momento, podemos afirmar que los pasos se corresponden a los de una obra tradicional.
A continuación, gracias a los utillajes específicos para cada cimentación, se replanteará la nivelación de las jácenas de cimentación o del sistema previsto por CompactHabit® para recibir los módulos de hormigón. A continuación, se hormigonará la cimentación in situ garantizando el monolitismo con las piezas industrializadas. También se comprobará taquimétricamente el nivel de las superficies de apoyo de los módulos.
El sistema también permite la ubicación de módulos sobre la planta sótano o planta baja, construidas con sistemas tradicionales o industrializados, permitiendo la convivencia entre la construcción modular y tradicional.
El orden de montaje de los módulos se hará de derecha a izquierda o a la inversa, en función de la ubicación de la grúa, de la posición relativa de los módulos y de su recorrido de giro.
Mantenimiento
El sistema de construcción con módulos industrializados de CompactHabit® no requiere más mantenimiento que el que requiere una obra tradicional. Además, el hecho de tratarse de un sistema industrializado permite una rápida trazabilidad de los materiales y componentes, para así poder dar un excelente servicio postventa.
Vida útil de la edificación:
Los edificios construidos con módulos industrializados de CompactHabit®, garantizarán una durabilidad de hasta 100 años, según lo establecido en la instrucción española de hormigón estructural (EHE) y el Eurocódigo2.
Medios de transporte y elevación
El desplazamiento del módulo completamente finalizado desde la fábrica hasta la obra se realiza mediante un transporte especial limitado a 5m de anchura máxima y 4,5 m de altura, llegando a longitudes máximas de hasta 40m.
En relación a la carga, el límite es de 70T o 90T dependiendo de la carretera. El medio de transporte es una plataforma extensible con tractora. El movimiento del módulo se realiza en la fábrica con un puente grúa y en la obra se hace con una grúa móvil.
Design-Build para una construcción resiliente
En construcción tradicional, los criterios de edificios monolíticos y con una gran rigidez, son los habituales y, como consecuencia, aparecen fisuras y grietas derivadas del movimiento natural de todo el edificio. Movimientos que son consecuencia de la flexión, reológicas, asiento, vibraciones, etc.
La solución estructural de CompactHabit® aporta, desde este punto de vista, una gran mejora que se demuestra en el mismo planteamiento. El edificio está fraccionado desde la misma estructura y hasta el cierre de la fachada. Esto significa que todos los movimientos posibles descritos anteriormente, quedan absorbidos por las mismas juntas y la flexibilidad del sistema, aportando una gran fiabilidad en la conservación del edificio por cuestiones estructurales.
Si analizamos un caso crítico de siniestralidad, como puede ser un incendio o una explosión, la recuperación de la estructura de un edificio convencional requiere grandes esfuerzos económicos y temporales. En el caso de CompactHabit®, la reparación no representa ningún problema, simplemente se desensamblarían los anclajes accesibles desde la fachada y con la grúa se desmontaría la parte afectada del edificio que requiera ser substituida por módulos equivalentes.
