Estudio del efecto de las uniones en el rendimiento de las casas container

Resumen: Desde 2009, la caída brusca del comercio internacional mundial ha reducido la demanda total de containers, al tiempo que ha acelerado su retirada y desguace. Las viviendas reformadas a partir de containers de segunda mano han crecido con fuerza, pasando de alojamientos temporales de una planta a residencias permanentes de varias plantas. Sin embargo, en el país hay pocas formas de unir cajas y suelen ser demasiado simples. Las casas container de varias plantas necesitan nudos que resistan el cortante entre unidades; diseñar nuevas formas de unión se ha convertido en el mayor cuello de botella del sector. Este trabajo estudia casas container de varias plantas unidas con clips en cruz y nudos similares: primero analiza su buen comportamiento bajo cargas estáticas y aporta la derivación teórica necesaria; luego examina su respuesta bajo cargas externas. En segundo lugar, con el software de elementos finitos ABAQUS se simulan las curvas carga–desplazamiento en la coronación y se contrastan con la teoría. Se concluye el buen rendimiento de los clips en cruz y uniones afines, impulsando el avance del sector.

Palabras clave: vivienda reformada con containers usados; unión de nudos; resistencia al cortante

1. Situación actual

Hoy circulan en el mundo unos 3.333.333 containers; cada año se retiran más de un millón. Desde 2009, el descenso rápido del comercio mundial ha reducido aún más la demanda total y ha acelerado la retirada y el desguace. Así nacieron las viviendas con containers usados, pero la mayoría aún las conoce solo como alojamiento temporal de una planta en obra. Desarrollar conexiones de varias plantas se ha convertido en el mayor cuello de botella. Este análisis se centra en los nudos entre cajas, buscando construcción sencilla, fabricación fácil, caminos de carga claros y detalle razonable; idoneidad para vivienda militar, civil e industrial diversa; fácil desmontaje y movilidad modular; durabilidad de los elementos del nudo según la vida útil; capacidad a tracción y cortante bajo cargas externas; y cumplimiento de normas sísmicas y de viento.

2. Investigación de nudos en casas container

2.1 Análisis de formas de nudo

Las uniones atornilladas y los conos de doble cabeza pueden soportar un cortante horizontal relativamente grande, pero el hueco entre casas container es muy pequeño, así que un marco atornillado vertical exige modificar el container original. Las uniones por clip o cierre entre piezas de esquina de unidades contiguas aportan cortante y tracción longitudinales y mejoran mucho la seguridad global; en casas de 1 a 3 plantas, los clips suelen bastar. Placas en L soldadas en continuo ahorran material y facilitan la obra manteniendo la seguridad, pero el desmontaje es trabajoso. El clip de placa de acero en cruz tiene una placa central con cuatro clips salientes arriba y abajo. Por la geometría especial de las piezas de esquina, el poste de esquina encaja en la ranura; en ella hay clips orientables. Un solo clip en cruz puede unir ocho postes de esquina arriba y abajo—hasta ocho containers—simplificando el montaje, acortando el plazo y resultando económico. Los clips de placa en cruz se fabrican en fábrica. Cumplen la seguridad, se adaptan bien al uso residencial y su gran ventaja es el desmontaje fácil, que refuerza la movilidad.

Esquema de conexión de casas container

Formas de nudo de casas container

Clip de placa de acero en cruz para casas container

Figura 1

2.2 Análisis teórico y por software

Sin uniones de nudo, las cajas actúan por separado y no forman un conjunto, así que el control de desplazamiento global y la capacidad a cortante caen mucho. Este análisis asume nudos entre cajas al calcular o simular. Para dos casas container de una planta y dos vanos, el cálculo da un cortante vertical entre cajas de 0,267P; el software da 0,22P. Sin nudos, aparecería un gran deslizamiento relativo y no podrían actuar como un todo. Según la teoría, el desplazamiento de coronación de un pórtico de dos plantas es 0,081 m; según el software, 0,115 m. Sin nudos, el deslizamiento horizontal relativo entre cajas sería grande e inevitable, y la estructura no se comportaría como un único conjunto.

Figura 2 Simulación del desplazamiento global y la capacidad a cortante de casas container

Figura 3 Simulación del desplazamiento global y la capacidad a cortante de casas container

2.3 Resumen

Las uniones de nudo no solo reducen el deslizamiento relativo horizontal y vertical entre casas container, sino que también aportan resistencia a cortante horizontal y vertical. Conectar las cajas mejora la seguridad en varios aspectos, y un buen diseño de nudos puede aliviar el cuello de botella actual. Se prevé que la vivienda container modular de varias plantas lidere el avance del sector.

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