IT201600117580A1 - Dispositivo antisismico perfezionato. - Google Patents
Dispositivo antisismico perfezionato.Info
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Description
“DISPOSITIVO ANTISISMICO PERFEZIONATO”.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un dispositivo di tipo antisismico per collegare due elementi strutturali di un edificio, quali ad esempio una parete o pannello ad una trave.
WO2014/166849 descrive un dispositivo di connessione antisismico che comprende:
- una barra deformabile fissata ad una trave ed
- un elemento scorrevole collegato ad un pannello e montato scorrevolmente sulla barra deformabile.
Anche se tale dispositivo di connessione antisismico funziona bene, ed assicura un’ottima tenuta durante il sisma, esso presenta alcuni inconvenienti.
Tale dispositivo di connessione antisismico ha un’ottima tenuta allo sforzo di trazione conseguente all’allontanamento tra trave e pannello. Tuttavia il dispositivo antisismico non ha tenuta allo sforzo di compressione conseguente all’avvicinamento tra trave e pannello. Come risultato, durante le oscillazioni sismiche, si generano battimenti (martellamenti da carico impulsivo) tra la trave e il pannello, per mancanza di vincolo a compressione. Tali battimenti sono tanto maggiori, quanto maggiori sono gli spazi che si creano tra pannello e trave, a causa della deformazione della barra deformabile.
Inoltre, dato che la barra deformabile è rigidamente vincolata alla trave e l’elemento scorrevole è rigidamente vincolato al pannello, un’azione sismica sussultoria (o altri carichi sulla barra, quali ad esempio distorsioni termiche) tende a generare sollecitazioni aggiuntive che innescano aggravi tensionali nelle componenti del dispositivo di connessione.
Un altro inconveniente è rappresentato dal fatto che la deformabilità della barra smorza le azioni sismiche molto bene quando l’elemento scorrevole è situato nella zona centrale della barra in cui si ha una deformazione massima della barra. Invece quando l’elemento scorrevole è situato nelle parti terminali della barra, in cui le deformazioni flessionali della barra sono praticamente nulle, le azioni sismiche non vengono smorzate bene.
Inoltre in tutti i dispositivi antisimici noti che prevedono lo scorrimento di un elemento scorrevole su una barra, tale scorrimento spesso si inceppa o è impossibile a causa di inevitabili difetti di montaggio del dispositivo.
Scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un dispositivo antisismico per collegare due elementi strutturali, che sia in grado di controllare lo scorrimento di un elemento scorrevole su una barra deformabile.
Altro scopo della presente invenzione è di fornire un tale dispositivo antisismico atto ad evitare battimenti tra gli elementi strutturali e che abbia capacità di smorzare le azioni sismiche, anche quando l’elemento scorrevole è situato alle estremità della barra deformabile.
Altro scopo della presente invenzione è di fornire un tale sistema di connessione che sia in grado di eliminare o controllare gli aggravi tensionali conseguenti a deformazioni verticali del dispositivo.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione con le caratteristiche della rivendicazione indipendente 1.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Il dispositivo antisismico secondo l’invenzione comprende:
- un dissipatore flessionale costituito da una barra deformabile destinata ad essere fissata ad un primo elemento strutturale, detto dissipatore flessionale avendo un asse longitudinale,
- un elemento scorrevole montato scorrevolmente sul dissipatore flessionale per scorrere lungo l’asse longitudinale del dissipatore flessionale,
- un connettore destinato ad essere collegato a un secondo elemento strutturale,
- un dissipatore assiale che collega detto connettore a detto elemento scorrevole, detto dissipatore assiale essendo costituito da una piastra piegata ad “U” atta ad essere deformata con sollecitazioni assiali sia in trazione che in compressione lungo un’asse trasversale sostanzialmente ortogonale all’asse longitudinale,
- una prima cerniera disposta tra il dissipatore assiale e l’elemento scorrevole per consentire una rotazione del dissipatore assiale rispetto all’elemento scorrevole attorno ad un asse verticale ortogonale all’asse longitudinale e all’asse trasversale, e
- una seconda cerniera disposta tra il dissipatore assiale e il connettore per consentire una rotazione del dissipatore assiale rispetto al connettore attorno ad un asse della seconda cerniera parallelo all’asse longitudinale del dissipatore flessionale.
La peculiarità dell’invenzione è rappresenta dalla struttura del dissipatore assiale collegato alla prima cerniera e alla seconda cerniera. Il dissipatore assiale è costituito da una piastra piega ad “U” atta ad essere deformata con sollecitazioni assiali sia in trazione che in compressione per compensare sia i movimenti conseguenti ad azioni di compressione in cui gli elementi strutturali si avvicinano sia i movimenti conseguenti ad azioni di trazione in cui gli elementi strutturali si allontanano. Le cerniere contribuiscono a controllare lo scorrimento dell’elemento scorrevole sul dissipatore flessionale, anche nel caso in cui ci siano grandi errori di montaggio del dissipatore flessionale.
Appaino evidenti i vantaggi del dispositivo antisismico secondo l’invenzione che consente di compensare i movimenti conseguenti alle azioni di compressione e di trazione che subisce il dispositivo antisismico durante un sisma ed assicura lo scorrimento dell’elemento scorrevole sul dissipatore flessionale anche in caso di grandi errori di montaggio del dissipatore flessionale.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui:
la Fig. 1 è una vista in prospettiva illustrante il dispositivo antisismico secondo l’invenzione, applicato a due elementi strutturali di una struttura edile;
la Fig. 2 è una vista ingrandita del dispositivo antisismico di Fig. 1;
la Fig. 3 è una vista in esploso del dispositivo antisismico di Fig. 2;
la Fig. 4 è una vista in esploso di un dissipatore flessionale di Fig. 3
la Fig. 5 è una vista in esploso di un elemento scorrevole di Fig. 3;
la Fig. 6 è una vista in esploso di un dissipatore assiale di Fig. 3;
la Fig. 7 è una vista ingrandita di un connettore di Fig. 3; le Figg. 8 e 9 sono due viste in prospettiva, lustranti da angolazioni diverse, il dispositivo antisismico, in seguito ad un innalzamento della trave rispetto al pannello per azione sussultoria dal basso verso l’alto;
le Figg. 10 e 11 sono due viste in prospettiva, lustranti da angolazioni diverse, il dispositivo antisismico, in seguito ad un abbassamento della trave rispetto al pannello per azione sussultoria dall’alto verso il basso;
la Fig. 12 è una vista in prospettiva illustrante il dispositivo antisismico secondo l’invenzione, con un errore di montaggio del dissipatore flessionale;
le Figg. 13 e 14 sono due viste in pianta dall’alto, illustranti il dispositivo antisismico di Fig. 12, con l’elemento scorrevole disposto rispettivamente vicino alla estremità sinistra e destra del dissipatore flessionale.
Con l’ausilio delle Figure viene descritto il dispositivo antisismico secondo l’invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento 1.
Con riferimento a Fig. 1, sono illustrati un primo elemento strutturale (T), quale ad esempio una trave, e un secondo elemento strutturale (P), quale ad esempio un pannello o parete di un edificio. Il secondo elemento strutturale (P) è destinato ad essere collegato al primo elemento strutturale (T), tramite il dispositivo antisismico (1). In seguito i termini trasversale e longitudinale si riferiscono rispettivamente alle direzioni trasversale e longitudinale del primo elemento strutturale (T).
Quando il primo elemento strutturale (T) è collegato al secondo elemento strutturale (P), una superficie interna (P1) del secondo elemento strutturale va in battuta contro un bordo longitudinale del primo elemento strutturale (T). Il primo elemento strutturale (T) ha una superficie superiore (T1) ortogonale alla superficie interna (P1) del secondo elemento strutturale.
Con riferimento alle Figg. 2 e 3, il dispositivo antisismico (1) comprende:
- un dissipatore flessionale (2) costituito da una barra deformabile destinata ad essere fissata al primo elemento strutturale (T),
- un elemento scorrevole (4) montato scorrevolmente sul dissipatore flessionale (2),
- un connettore (C) destinato ad essere collegato al secondo elemento strutturale (P), e
- un dissipatore assiale (8) collegato a detto connettore (C) e a detto elemento scorrevole (4).
Il dissipatore flessionale (2) ha un’asse longitudinale (X). Il dissipatore flessionale (2) viene fissato al di sopra della superficie superiore (T1) del primo elemento strutturale (T) in modo che l’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale sia parallelo all’asse longitudinale del primo elemento strutturale (T).
Il dissipatore assiale (8) si estende o si contrae lungo un asse trasversale (Z) che è ortogonale all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale. L’asse trasversale (Z) a causa di difetto di montaggio può essere inclinato rispetto alla superficie superiore (T1) del primo elemento strutturale di un angolo compreso tra 1° e 5°.
La peculiarità dell’invenzione è rappresentata dal fatto che il dissipatore assiale (8) comprende una staffa (80) costituita da una piastra piegata ad “U” atta ad essere deformata con sollecitazioni assiali, nella direzione dell’asse trasversale (Z), sia in trazione che in compressione per compensare sia un movimento conseguente ad azioni di compressione in cui gli elementi strutturali (P, T) si avvicinino sia un movimento conseguente ad azioni di trazione in cui gli elementi strutturali (P, T) si allontanano.
Il dissipatore assiale (8) è collegato all’elemento scorrevole (4) mediante una prima cerniera (5) che consente una rotazione attorno ad un asse verticale (Y) ortogonale all’asse longitudinale (X) e all’asse trasversale (Z).
Inoltre il dissipatore assiale (8) è collegato al connettore (C) mediante una seconda cerniera (9) che consente una rotazione attorno ad un’asse (X1) parallelo all’asse longitudinale (X).
Con riferimento a Fig. 6, la staffa (80) del dissipatore assiale (8) comprende una base (81) e due ali (82) che si estendono ortogonalmente dalla base. La base (81) è rivolta verso il connettore (C) e le ali (82) sono rivolte verso il dissipatore flessionale (2). L’asse trasversale (Z) pass ortogonalmente per il centro della base (81) del dissipatore flessionale.
Un dado (83) è disposto entro la staffa (80). Il dato ha un foro filettato (86). Il dado (83) è collegato alla base (81) del dissipatore assiale (8) mediante un’aletta (84), in modo che il dado (83) si disponga con un asse coincidete con l’asse (X1) della seconda cerniera (5).
Nelle due ali (82) del dissipatore assiale sono ricavati rispettivi fori (85) aventi un’asse coincidente con l’asse verticale (Y) della prima cerniera (5). L’asse verticale (Y) è ortogonale all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale e all’asse trasversale (Z).
Con riferimento a Fig. 4, a titolo esemplificativo, il dissipatore flessionale (2) può essere realizzato con un profilato metallico, ad esempio in acciaio e può avere una forma ad “H” in sezione o una forma tubolare a sezione rettangolare,
internamente cavo.
Il dissipatore flessionale (2) è collegato al primo elemento strutturale (T), mediante due flange (3, 3’) disposte alle estremità del dissipatore flessionale (2). Le flange (3, 3’) sono e collegate alla superficie superiore (T1) del primo elemento strutturale, in modo da sollevare il dissipatore flessionale (2) rispetto al primo elemento strutturale, definendo un’intercapedine (G) tra la superficie superiore (T1) del primo elemento strutturale e il dissipatore flessionale (2). L’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale (2) è parallelo alla superficie interna (P1) del secondo elemento strutturale.
Ciascuna flangia (3, 3’) ha una forma ad “L” in sezione trasversale e presenta una prima ala (30) collegata al primo elemento strutturale (T) e una seconda ala (31) collegata al dissipatore flessionale (2).
La prima ala (30) della prima flangia (3) ha un’asola (32) che si estende in una direzione parallela all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale. La prima ala (30) della seconda flangia (3’) ha un’asola (32’) che si estende in una direzione ortogonale all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale.
Rispettivi bulloni o tasselli (33) attraversano le asole (32, 32’) di ciascuna flangia e si impegnano saldamente nel primo elemento strutturale (T). In questo modo il dissipatore (2) può traslare in una direzione parallela e ortogonale rispetto al suo asse longitudinale (X).
Bisogna notare che le asole (32, 32’) delle flange (3, 3’) sono una ortogonale all'altra. L’asola (32) della prima flangia (3) è parallela all'asse longitudinale (X) per consentire di montare il dispositivo antisismico anche a cavallo di due travi diverse. In questo caso è necessario che l'asola (32) sia su una superficie liscia per evitare tensioni sul tassello (32) generati da variazioni termiche tra le travi. Invece l’asola (32’) della seconda flangia (3’) è ortogonale all'asse longitudinale (X) per minimizzare gli errori di montaggio.
Per controllare tale traslazione ortogonale, un piastrino (34) viene collegato al bullone (33) della seconda flangia. Serrando il bullone (33), il piastrino (34) e va in battuta sulla prima ala (30) della seconda flangia generando attrito tra il piastrino (34) e la prima ala (30). Per aumentare l’attrito, il piastrino (34) ha una superficie inferiore scanalata o zigrinata che si impegna con una superficie superiore scanalata o zigrinata (36) della prima ala della seconda flangia. Vantaggiosamente la superficie scanalata (36) della prima ala della seconda flangia ha una pluralità di nervature che sporgono superiormente dalla prima ala della seconda flangia in direzione parallela all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale. Tale superficie scanalata (36) della seconda flangia (3’) serve per bloccare il dispositivo antisismico (1) nella posizione più corretta possibile.
La seconda ala (31) di ciascuna flangia ha un foro circolare (37) e un’asola (38) che si estende in una direzione ortogonale all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale e ortogonale all’asola (32’) della prima ala della seconda flangia.
Due attacchi (20) sono disposti alle estremità del dissipatore flessionale (2). Ciascun attacco (20) prevede un primo foro (21) ed un secondo foro (21’) con assi paralleli all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale. Una prima vite (22) è inserita nel foro circolare (37) della seconda ala della flangia e nel primo foro (21) dell’attacco. Una seconda vite (22’) è inserita nell’asola (38) della seconda ala della flangia e nel secondo foro (21’) dell’attacco.
In questo modo, la prima vite (22) funge da asse di perno e la seconda vite (22’) può muoversi nell’asola (38) della seconda ala della flangia. Come risultato, il dissipatore flessionale (2) può ruotare attorno ad un asse (X2) passante per la prima vite (22), cioè può ruotare attorno ad un asse parallelo all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale. Le dimensioni dell’asola (38) della seconda ala controllano la rotazione del dissipatore flessionale. Tale accorgimento compensa le sollecitazioni di torsione alle quali è soggetto il dissipatore flessionale (2) durante un terremoto.
Vantaggiosamente la prima vite (22) e la seconda vite (22’) sono disposte equidistanziate e in posizioni opposte rispetto all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale.
Boccole (24, 24’) sono montate sulle viti (22, 22’) che sono parzialmente filettate per evitare sovra-serraggio delle viti (22, 22’) e diminuire gli attriti delle viti rispetto alle flange (3).
Con riferimento a Fig. 5, l’ elemento scorrevole (4) comprende un manicotto (40) chiuso ad anello attorno al dissipatore flessionale (2). Preferibilmente il manicotto (40) ha una forma tubolare a sezione rettangolare. In questo modo l’elemento scorrevole (4) può scorrere sul dissipatore flessionale (2), lungo l’intercapedine (G) tra il dissipatore flessionale (2) e il primo elemento strutturale (T). Le flange (3) disposte alle estremità del dissipatore flessionale (2) fungono da finecorsa per l’elemento scorrevole (4).
Vantaggiosamente il manicotto (40) è ottenuto da quattro piastre collegate tra loro: una piastra inferiore (41), una piastra superiore (42) una piastra anteriore (43) e una piastra posteriore (44). Nel manicotto (40) sono disposti due inserti di teflon (40a, 40b) destinati a strisciare rispettivamente contro un bordo longitudinale anteriore (2a) e un bordo longitudinale posteriore (2b) del dissipatore flessionale. Gli inserti di teflon (40a, 40b) fungono da cuscinetto strisciante. Poiché il dissipatore flessionale (2) è in acciaio e tra acciaio e teflon c’è un coefficiente di attrito molto basso (circa 0,04), l’elemento scorrevole (4) può scorrere liberamente sul dissipatore flessionale (2).
Le piastre anteriore e posteriore (43, 44) hanno una superficie interna scanalata o zigrinata (45) che si accoppia con una superficie scanalata o zigrinata (48) degli inserti di teflon (40a, 40b). La superficie scanalata (45) delle piastre anteriore e posteriore ha una pluralità di nervature che sporgono dalle piastre anteriore e posteriore in direzione parallela all’asse (Y). Le superficie scanalate (45, 48) dell’elemento scorrevole e degli inserti di teflon servono ad evitare di far scorrere gli inserti di teflon rispetto all’elemento scorrevole.
Le piastre superiore e inferiore (41, 42) hanno fori (46) con asse coincidete con l’asse verticale (Y) della prima cerniera (5). In questo modo, l’elemento scorrevole (4) è disposto tra le ali (82) del dissipatore assiale in modo che i fori (85) delle ali del dissipatore assiale siano allineati con i fori (46) dell’elemento scorrevole. I fori (46) dell’elemento scorrevole sono fori filettati.
Viti (50) sono inserite nei fori (85) delle ali del dissipatore assiale e avvitate nei fori filettati (46) dell’elemento scorrevole in modo da formare la prima cerniera (5) che consente la rotazione del dissipatore assiale attorno all’asse verticale (Y). Le viti (50) avvitate nei fori filettati (46) dell’elemento scorrevole sono parzialmente filettate per impedire sovra-serraggi.
Il connettore (C) comprende mezzi di guida (M) fissati al secondo elemento strutturale (P). La seconda cerniera (9) è collegata ai mezzi di guida (M) in modo da consentire una traslazione e centraggio della seconda cerniera (9) lungo un asse parallelo all’asse verticale (Y).
Con riferimento a Fig. 7, i mezzi di guida (M) comprendono due guide (6) destinate ad essere fissate al secondo elemento strutturale (P). Ciascuna guida (6) ha zanche di ancoraggio (61) destinate ad ancorarsi al secondo elemento strutturale (P).
Ciascuna guida (6) comprende due binari di guida (60) disposti paralleli tra loro in modo da formare un’intercapedine (62). La guida (6) potrebbe essere anche una tradizionale guida Halfen® costituta da un profilato a “C”, comunemente reperibile in commercio.
Nell’intercapedine (62) di ciascuna guida sono disposti due carrelli (7) atti a scorrere verticalmente nella direzione di un asse parallelo all’asse verticale (Y). Mezzi di attrito bloccano un libero scorrimento dei carrelli (7) nelle guide (6). Ciascun carrello (7) comprende una piastra in cui è montato un bullone (70) che sporge dalla guida. Una boccola è montata sul bullone (70) per minimizzare l’attrito di scorrimento.
La seconda cerniera (9) comprende due flange (90) a forma piastra disposte parallele tra loro. Ciascuna flangia (90) ha un’asola (91) che si estende in direzione verticale. Da ciascuna flangia (9) sporgono due attacchi forati (92) impegnati dai bulloni (70) delle guide (6), in modo da collegare le flange (90) alle rispettive guide (6).
Il dissipatore assiale (8) viene disposto tra le due flange (90) della seconda cerniera, in modo che il foro filettato (86) del dado del dissipatore assiale si trovi a registro con le asole (91) delle due flange (90) della seconda cerniera. Due viti (93) sono inserite nelle asole (91) delle flange (90) e avvitate entro il dado (83) del dissipatore assiale. Le viti (93) sono parzialmente filettate per impedire sovra-serraggi. In questo modo il dissipatore assiale (8) può ruotare attorno all’asse (X1) delle viti (93) che coincide con l’asse della seconda cerniera (9). Inoltre le viti (93) possono traslare nelle asole (91) delle due flange, dando al dissipatore assiale un’ulteriore possibilità di scorrimento lungo lasse verticale (Y) nel caso di sovraserraggio delle viti (70) aventi la testa inserita nell’intercapedine (62) delle guide. In ogni caso, l’intera seconda cerniera (9) può traslare rispetto alle guide (6) lungo un asse parallelo all’asse verticale (Y).
L’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale (2), l’asse verticale (Y) della prima cerniera (5) e l’asse trasversale (Z) formano una terna di assi cartesiana o non cartesiana poiché l’asse trasversale (Z) può essere inclinato rispetto ad un piano orizzontale costituito dalla superficie superiore (T1) del primo elemento strutturale, a causa di difetto di montaggio.
Bisogna notare che, il dispositivo antisismico (1) consente un libero movimento relativo del secondo elemento strutturale (P) rispetto al primo elemento strutturale (T), solo nella direzione dell’asse longitudinale (X), poiché l’elemento scorrevole (4) può scorrere liberamente rispetto al dissipatore flessionale (2) lungo l’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale consentendo azioni oscillatorie parallele all’asse longitudinale (X).
Invece il dispositivo antisismico (1) smorza le azioni oscillatorie nella direzione dell’asse trasversale (Z), controllando il movimento relativo del secondo elemento strutturale (P) rispetto al primo elemento strutturale (T), nella direzione dell’asse trasversale (Z), grazie alla previsione del dissipatore assiale (8) e del dissipatore flessionale (2).
Inoltre, il dispositivo antisismico (1), grazie al gioco delle cerniere intorno gli assi (X1 e X2) paralleli all’asse longitudinale (X), consente movimenti lungo l’asse verticale (Y) conseguenti alle azioni sismiche sussultorie.
Inoltre il dispositivo antisismico (1) non consente un libero movimento relativo del secondo elemento strutturale (P) rispetto al primo elemento strutturale (T), nella direzione dell’asse verticale (Y), grazie alla previsione dei mezzi di attrito che bloccano un libero scorrimento dei carrelli (7) nelle guide (6) che hanno lo scopo principale di centrare il dispositivo, controllando gli errori di montaggio in verticale.
Conseguentemente, se durante un terremoto il primo elemento strutturale (T) subisce oscillazioni nella direzione dell’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale, il dissipatore flessionale (2) solidale al primo elemento strutturale (T) può scorrere rispetto all’elemento scorrevole (4) nella direzione dell’asse (X), indipendentemente dal secondo elemento strutturale (P), evitando in questo modo sollecitazioni impulsive sul secondo elemento strutturale (P) e quindi possibili rotture.
Inoltre se durante un terremoto il primo elemento strutturale (T) subisce oscillazioni nella direzione dell’asse trasversale (Z), il dissipatore assiale (8) e il dissipatore flessionale (2) si deformano quando gli elementi strutturali (P, T) si allontanano, comprimendosi ed accorciandosi, quando gli elementi strutturali (P, T) si avvicinano. In questo modo il dissipatore assiale (8) e il dissipatore flessionale (2) compensano le oscillazioni del primo elemento strutturale (T) nella direzione dell’asse trasversale (Z) ed evita che il primo elemento strutturale (T) batta violentemente contro il secondo elemento strutturale (P) danneggiandolo. Il movimento del primo elemento strutturale (T) lungo l’asse trasversale (Z) viene ulteriormente compensato grazie alla previsione della piastra (34) della seconda flangia (3’) che può scorre con attrito sulla prima ala (30) della seconda flangia (3’).
Inoltre, se durante un terremoto il primo elemento strutturale (T) subisce oscillazioni nella direzione dell’asse verticale (Y), tale movimento viene principalmente compensato grazie alla rotazione del dissipatore flessionale (2) attorno all’asse (X2) e alla rotazione del dissipatore assiale (8) intorno all’asse (X1).
Per evitare che durante il terremoto il dissipatore flessionale (2) sia soggetto ad elevate sollecitazioni di torsione, il dispositivo antisismico (1) prevede che il dissipatore flessionale (2) sia imperniato alle flange (3, 3’) lungo un asse (X2) parallelo all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale. Inoltre anche il dissipatore assiale (8) è collegato alla seconda cerniera (9) in modo da potere ruotare attorno ad un asse (X2) parallelo all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale.
Il dissipatore assiale (8) atto a deformarsi sia in trazione che in compressione, e la presenza della prima cerniera (5) e della seconda cerniera (9) collegate al dissipatore assiale, consentono inoltre di controllore lo schiacciamento degli inserti di teflon (40, 40a) fungenti da cuscinetti striscianti, quando il dissipatore flessionale (2) è montato con il suo asse longitudinale (X) non parallelo al piano (P1) dell’elemento strutturale (P) e quindi non allineato rispetto all’asse di scorrimento dell’elemento scorrevole (4).
Infatti, quando l’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale (2) è inclinato rispetto all’asse di scorrimento dell’elemento scorrevole (4), durante lo scorrimento dell’elemento scorrevole (4) lungo il dissipatore flessionale (2), ci sono zone del dissipatore flessionale (2) in cui gli elementi strutturali (P, T) vanno in battuta tra loro e tendono a schiacciare gli inserti di teflon (40a, 40b) con il rischio di provocare la rottura degli inserti di teflon (40a, 40b) e quindi l’inceppamento dell’elemento scorrevole (4). In questo caso, il dissipatore assiale (8), grazie alla sua deformazione, e le cerniere (5, 9) evitano lo schiacciamento e la rottura degli inserti di teflon (40, 40a).
Con riferimento alle Figg. 8 e 9, viene illustrato il caso in cui il secondo elemento strutturale (P) si abbassa rispetto al primo elemento strutturale (T). Come risultato, il dissipatore flessionale (2) ruota attorno all’asse (X2) delle viti (22) impegnate nelle flange (3, 3’), e le viti (22’) si abbassano nelle asole (38) delle flange (3, 3’).
Con riferimento alle Figg. 10 e 11, viene illustrato il caso in cui il primo elemento strutturale (T) si abbassa rispetto al secondo elemento strutturale (P). Come risultato, il dissipatore flessionale (2) ruota attorno all’asse (X2) delle viti (22), e le viti (22’) si solevano nelle asole (38) delle flange (3, 3’).
Nei casi delle Figure 8-11, il dissipatore flessionale (2) non è soggetto ad elevato sforzo di torsione, proprio per la previsione della seconda cerniere (9) collegata al dissipatore assiale che consente una rotazione del dissipatore assiale rispetto al connettore (C) attorno all’asse (X1) della seconda cerniera.
Con riferimento alle Figg. 12 – 14, viene illustrata la situazione in cui il dispositivo antisismico (1) è stato montato con un difetto di montaggio, in cui l’asse (X) del dissipatore flessionale (2) non è parallelo alla superficie interna (P2) del secondo elemento strutturale. Questa istallazione comporterebbe un avvicinamento e un allontanamento tra il primo elemento strutturale (T) e il secondo elemento strutturale (P) durante lo scorrimento dell’elemento scorrevole (4) sul dissipatore flessionale (2).
Come mostrato in Fig. 13, quando l’elemento scorrevole (4) scorre verso la zona in cui aumenta la distanza tra il dissipatore flessionale (2) e il secondo elemento strutturale (P), il dissipatore assiale (8) si deforma e consente di scaricare le fortissime tensioni di trazione a cui è sottoposto che schiaccerebbero il blocco di teflon più esterno (40a).
Come mostrato in Fig. 14, quando l’elemento scorrevole (4) scorre verso la zona in cui diminuisce la distanza tra il dissipatore flessionale (2) e il secondo elemento strutturale (P), il dissipatore assiale (8) si deforma e consente di scaricare le tensioni compressione a cui è sottoposto che schiaccerebbero il blocco di teflon più interno (40b). In Fig. 14 si vede come lo spazio (S) tra il primo elemento strutturale (T) e il secondo elemento strutturale (P) aumenta, man mano che l’elemento scorrevole (4) scorre lungo il dissipatore flessionale (2) verso la zona in ci diminuisce la distanza tra il dissipatore flessionale (2) e il secondo elemento strutturale (P).
Durante lo scorrimento dell’elemento scorrevole (4) sul dissipatore flessionale (2), è molto importate che il dissipatore assiale (8) possa ruotare intorno all’asse (Y) della prima cerniera (5) altrimenti l’elemento scorrevole (4) si inceppa e il suo scorrimento sull’elemento flessionale è impedito.
Nell’esempio delle Figg. 12 – 14, il dissipatore flessionale (2) e il dissipatore assiale (8) non servono solo per attenuare le azioni di avvicinamento e di allontanamento tra i due elementi strutturali (T, P), ma servono principalmente per controllare le forze che si generano quando lo scorrimento dell’elemento scorrevole (4) è impedito da difetti di montaggio del dissipatore flessionale (2).
Alla presente forma di realizzazione dell'invenzione, possono essere apportate variazioni e modifiche equivalenti, alla portata di un tecnico del ramo, che rientrano comunque entro l'ambito dell'invenzione.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo antisismico (1) comprendente: - un dissipatore flessionale (2) costituito da una barra deformabile destinata ad essere fissata ad un primo elemento strutturale (T), detto dissipatore flessionale (2) avendo un asse longitudinale (X), - un elemento scorrevole (4) montato scorrevolmente sul dissipatore flessionale (2) per scorrere lungo l’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale, - un connettore (C) destinato ad essere collegato a un secondo elemento strutturale (P), - un dissipatore assiale (8) che collega detto connettore (C) a detto elemento scorrevole (4), detto dissipatore assiale (8) comprendendo una staffa (80) costituita da una piastra piegata ad “U” atta ad essere deformata con sollecitazioni assiali sia in trazione che in compressione lungo un’asse trasversale (Z) sostanzialmente ortogonale all’asse longitudinale (X), - una prima cerniera (5) disposta tra il dissipatore assiale (8) e l’elemento scorrevole (4) per consentire una rotazione del dissipatore assiale rispetto all’elemento scorrevole attorno ad un asse verticale (Y) ortogonale all’asse longitudinale (X) e all’asse trasversale (Z), e - una seconda cerniera (9) disposta tra il dissipatore assiale (8) e il connettore (C) per consentire una rotazione del dissipatore assiale rispetto al connettore attorno ad un asse (X1) della seconda cerniera parallelo all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale.
- 2. Dispositivo antisismico (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta staffa (80) del dissipatore assiale è una piastra metallica comprendente una base (81) rivolta verso detto connettore (C) e due ali (82) ortogonali alla base (81) e rivolte verso detto dissipatore flessionale (2).
- 3. Dispositivo antisismico (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detta prima cerniera (5) comprende viti (50) che attraversano fori (85) ricavati in dette ali (82) della piastra del dissipatore assiale e si impegno in fori (46) ricavati in detto elemento scorrevole (4) .
- 4. Dispositivo antisismico (1) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detta seconda cerniera (9) comprende due falange (90) collegate a detto connettore (C) e viti (93) che attraversano asole (91) delle flange (90) della cerniera e si impegnano in un dado (83) fissato entro detto dissipatore assiale (8).
- 5. Dispositivo antisismico (1) secondo la rivendicazione 4, in cui detti dissipatore assiali (8) comprende un’aletta (84) fissata alla base (81) di detta piastra e a detto dado (83).
- 6. Dispositivo antisismico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento scorrevole (4) comprende un manicotto (40) chiuso ad anello attorno a detto dissipatore flessionale (2) e piastrine o inserti di teflon (40a, 40b) fungenti da cuscinetti strascinati disposti entro detto manicotto (40) per strisciare contro un bordo anteriore (2a) ed un bordo posteriore (2b) di detto dissipatore flessionale.
- 7. Dispositivo antisismico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto connettore (C) comprende: - mezzi di guida (M) destinati ad essere fissati al secondo elemento strutturale (P), e - mezzi di scorrimento (T) collegati a detta seconda cerniera (9) e montati scorrevoli nei mezzi di guida (M) in modo da potere traslare lungo un asse parallelo all’asse verticale (Y) della prima cerniera (5).
- 8. Dispositivo antisismico (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi di guida (M) comprendono due guide (6); detti mezzi di scorrimento comprendono due carrelli (7) montati scorrevoli in ciascuna guida (6) e mezzi di attrito previsti nei carrelli e nelle guide (6) che cooperano tra loro per controllare il movimento dei carrello (7) nelle guide; e detto connettore comprende bulloni (70) fissati ai carrelli (7) e a dette flange (90) della seconda cerniera
- 9. Dispositivo antisismico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dissipatore flessionale (2) è collegato a flange (3, 3’) disposte ad estremità di detto dissipatore flessionale e destinate ad essere collegate a detto primo elemento strutturale (T); detto dissipatore flessionale (2) essendo imperniato a dette flange (3, 3’) in modo da potere ruotare attorno ad un asse (X2) parallelo all’asse longitudinale (X) del dissipatore flessionale.
- 10. Dispositivo antisismico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dissipatore flessionale (2) è collegato a flange (3, 3’) disposte ad estremità di detto dissipatore flessionale e destinate ad essere collegate a detto primo elemento strutturale (T), dette flange (3) avendo una sezione ad “L” con una prima ala (30) destinata ad essere fissata al primo elemento strutturale e una seconda ala (31) fissata al dissipatore flessionale (2), in cui nelle prime alle (30) delle due flange sono previste asole (32, 32’) disposte ortogonalmente tra loro che accolgono tasselli (33) destinati ad essere fissati nel primo elemento strutturale.
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