Multi-storey buildings in modular construction

Abstract

Los edificios de varios pisos construidos con unidades modulares son una de las nuevas estrategias de construcción que más se han desarrollado en los últimos 20 años. Se han dado evoluciones en tecnologías de fabricación, construcción, y diseño, como el automatizado CNC para la fabricación o el Building Information Modelling (BIM) para el proceso constructivo y ciclo de vida útil del edificio. Estas tecnologías han permitido que ideas previamente teorizadas se lleven a la realidad. A pesar de ello, debido a los pocos años que se llevan desarrollando estos proyectos y el pequeño número de ellos hasta el momento, hay una ausencia de investigación en este campo de los edificios modulares. Los datos de investigaciones que los comparen analíticamente con edificios tradicionales son pocos y con eventuales contradicciones. Mediante este Trabajo de Fin de Máster se pretende hacer un estudio de la construcción modular y en concreto de los edificios de varios pisos, debido a las grandes diferencias que pueden tener en el proceso constructivo y en su diseño. Para ello se revisarán estudios previamente completados en campos como el proceso constructivo, la sostenibilidad o el sistema estructural. Respecto al sistema estructural se hará un análisis de un modelo de seis plantas con estructura completamente modular mediante el software Strand7. Los resultados serán analizados posteriormente para comprender el comportamiento de las estructuras modulares ante distintas cargas. Esta investigación sirve para obtener un conocimiento base en la construcción modular de varios pisos durante todo el proceso constructivo, desde el diseño hasta su vida útil y desmontaje.

Ale modularren bitartez eraikitako solairu ugariko eraikinak azken urteetan gehien garatu diren estrategietako bat da. Teknologia ugari garatu dira azken urte hauetan bai fabrikazio bai erikuntza eta diseinuan, adibidez CNC fabrikazio automatizatua, edo Building Information Modelling (BIM). Azken honek eraikuntza prozesu osoan zehar, diseinutik azken desmuntairarte, balio handikoa da. Teknologia hauen bitartez eraikuntza modularrari buruzko ideien garapena lortu da. Hala ere, denbora gutxi igaro da sistema berri hauen bilakaeratik, eta ez dira ohikoak oraindik. Hori dela eta momenturarte egin den ikerketa eskasa da, eta analitikoki eraikuntza konbentzionalekin konparatzen dituen datuak falta dira eraikuntza industriak sistema berri hau berea egiteko. Master amaierako lan honen bitartez eraikuntza modularraren ikerketa bat egingo da, solairu ugariko eraikuntzetan zehazki. Azken hauek erronka handiak aurkezten dituzte batez ere albo-indarren aurkako mekanismoetan, baina baita ustiatzeko prest dauden abantaila handiak. Horretarako lehendik arlo ugaritan egin diren ikerketen errebisio bat gauzatuko da, hala nola, diseinuan, eraikuntza prozesuan, egitura eta ingurumen jasangarritasunean. Egiturari dagokionez sei solairuko adibide baten analisi zehatza egingo da Strand7 software-aren bitartez, ondoren emaitzak aztertzeko asmoz. Ikerketa honen bidez solairu ugariko eraikuntza modularraren oinarrizko ezagutza bat lor daiteke, diseinu prozesutik hasiz bizitza ziklo osoan zehar eukiko duen portaera ulertzeko.

Modular multi-storey buildings are one of the new developing building strategies that have become relevant these past 20 years. Several technologies in the manufacture, building and design have made new opportunities arise. CNC for automated manufacturing of building elements, or the Building Information Modelling (BIM) for the overall construction process and life cycle are among the most important ones. However, due to the recentness and small numbers of buildings constructed with this method to the date, there is an absence of detailed scientific research or case studies that investigate the different aspects of modular buildings and weighs them against traditional stick-up built constructions. This thesis will develop a study of modular buildings overviewing past researches in different fields of the building construction such as the design process, the structure or the sustainability aspect. On the structural regard a study using Strand7 computational software will be carried out, modifying an initial multi-storey model of a fully modular construction system. The results of these analysis are critically evaluated in order to present a better understanding of the behaviour of multi-storey modular buildings. This research provides a preliminary knowledge-base for the construction of modular multi-storey buildings and understands how the whole building process is developed and the decision-making throughout it, from the design and manufacturing to the performance and disassembling.