IT201600127242A1 - Dispositivo di sicurezza anti-sismico - Google Patents

Description

Bird & Bird

DISPOSITIVO DI SICUREZZA ANTI-SISMICO

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CAMPO TECNICO

La presente invenzione si riferisce al settore dei dispositivi di sicurezza anti-5 sismici, in particolare a quei dispositivi che consentono di proteggere almeno un utente dalle conseguenze di un sisma.

STATO DELL’ARTE

Allo stato dell’arte sono noti diversi tipi di dispositivi di sicurezza.

I recenti avvenimenti, la particolare configurazione geologica di un Paese, ad 10 esempio dell’Italia, la caratteristica costruttiva delle abitazioni, le recensioni dei media, e lo stesso stato d’animo che si percepisce nelle persone indicano un diffuso sentimento di ansia nei confronti della sicurezza degli edifici.

La combinazione tra vecchia edilizia ed inaffidabilità sismica del territorio rendono fattibili progetti tesi a produrre per le persone soluzioni “di 15 alleggerimento” di questa ansia realizzando strutture integrative capaci di ridurre gli effetti sulle persone del rischio sismica.

Al di là degli interventi di ristrutturazione o costruzione ex-novo di edifici dalle capacità anti-sismiche, resta tutt’ora irrisolto in gran parte il problema di garantire agli utenti di una abitazione esistente, ad esempio di vecchia costruzione 20 (si pensi alle costruzioni di valore storico) una protezione efficace in caso di conseguenze di un sisma.

Sono note in generale capsule di protezione rinforzate, ad esempio armadi, che possono essere installati in una abitazione e garantire tale protezione; questa soluzione, tuttavia, presenta un limite importante relativo all’ingombro della 25 capsula; quest’ultima infatti -per svolgere la sua funzione- deve essere sempre mantenuta sgombra, così da essere accessibile immediatamente quando le prime avvisaglie del sisma si palesano.

La Titolare ha tuttavia notato che, soventemente, queste capsule sono occupate da masserizie varie che gli occupanti tendono ad accumulare in assenza 30 di altro posto disponibile nell’abitazione; ciò rende di fatto le capsule inutilizzabili perché, quando si verifica il sisma, esse non possono accogliere persone, essendo

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già occupate dalle masserizie.

SCOPI E RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

E’ scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti dell'arte nota. E’ inoltre scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un 5 dispositivo di protezione anti-sismico installabile in una abitazione, che sia, per sua stessa natura, mantenuto sempre sostanzialmente sgombro ed accessibile e che non occupi spazio inutile nell’abitazione.

L’idea alla base dell’invenzione è quella di realizzare un dispositivo di protezione anti-sismico installabile in una abitazione che incorpori le funzionalità 10 di un box-doccia; la Titolare ha infatti brillantemente scoperto che, nonostante la possibile carenza di spazi in un’abitazione, il box-doccia viene tipicamente mantenuto sgombro -in modo automatico- dagli occupanti, che se ne servono.

In questo modo è possibile avere a disposizione un dispositivo di protezione anti-sismico che non occupa spazio inutile, che viene normalmente tenuto 15 sgombro ed accessibile e che può sostituire un normale box-doccia pre-esistente o essere installato come box-doccia ex-novo.

Questi ed ulteriori scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un dispositivo che incorpora le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.

20 Un oggetto dell’invenzione è un dispositivo di protezione anti-sismico installabile in una abitazione, comprendente

- una porzione di telaio di base comprendente almeno quattro elementi tubolari di base in fibra di carbonio disposti in pianta a costituire i vertici di un rettangolo di base, detti elementi tubolari essendo collegati tra loro mediante travi 25 di base tubolari in fibra di carbonio, dette travi di base tubolari essendo disposte a formare diagonali del rettangolo di base,

- un piatto doccia accoppiato con detta porzione di telaio di base provvisto di un foro di scarico per acqua,

- una porzione di telaio di cappello comprendente almeno quattro elementi 30 tubolari di cappello in fibra di carbonio disposti in pianta a costituire i vertici di un rettangolo di cappello, detti elementi tubolari essendo collegati tra loro

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mediante travi di cappello tubolari in fibra di carbonio, dette travi di cappello tubolari essendo disposte a formare diagonali del rettangolo di cappello,

in cui ciascun elemento tubolare di cappello in condizione operativa è posto sulla verticale di un corrispondente elemento tubolare di base, distanziato da esso 5 - una porzione di telaio intermedio comprendente quattro montanti tubolari accoppiabili ciascuno in corrispondenza di una opposta estremità libera a uno dei quattro elementi tubolari di base e al corrispondente elemento tubolare di cappello posto sulla verticale, ed in cui la porzione di telaio intermedio comprende inoltre almeno tre pareti periferiche, ciascuna parete periferica estendendosi tra due 10 montanti vicini

- un erogatore di acqua accoppiato alla porzione di telaio di cappello o alla porzione di telaio intermedio,

così che il dispositivo di protezione anti-sismico è utilizzabile come un boxdoccia.

15 Ulteriori caratteristiche vantaggiose sono oggetto delle allegate rivendicazioni, che si intendono parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L’invenzione verrà descritta qui di seguito con riferimento ad esempi non limitativi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo nei disegni annessi. Questi 20 disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione dell’invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari.

Nelle figure allegate:

25 Figura 1 illustra una vista in prospettiva del dispositivo dell’invenzione;

Fig. 2 e 3 illustrano due viste, rispettivamente in pianta ed in sezione di una porzione di telaio di base del dispositivo della fig. 1;

Fig. 4 e 5 illustrano due viste, rispettivamente in pianta ed in sezione di una porzione di telaio di cappello del dispositivo della fig. 1;

30 Fig. 6 illustra una vista in sezione di una porzione di un montante accoppiato con pareti periferiche del dispositivo della fig. 1;

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Fig. 7-9 illustrano una vista frontale di una parete periferica e montanti del dispositivo della fig. 1;

Fig. 10 ed 11 illustrano la deformazione del dispositivo dell’invenzione in due diverse condizioni di carico, rispettivamente dall’alto e laterale.

5 DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Mentre l’invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi è alcuna intenzione di limitare 10 l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, essa intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni.

L’uso di “ad esempio”, “ecc”, “oppure” indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato.

15 L’uso di “include” significa “include, ma non limitato a” a meno che non altrimenti indicato.

Indicazioni quali "verticale" ed "orizzontale", “superiore” ed “inferiore” (in assenza di altre indicazioni) vanno lette con riferimento alle condizioni di montaggio (o operative) e riferendosi alla normale terminologia in uso nel 20 linguaggio corrente, dove "verticale" indica una direzione sostanzialmente parallela a quella del vettore forza di gravità "g" ed orizzontale una direzione ad essa perpendicolare.

Nelle figure è illustrato un esempio non limitativo di un dispositivo di protezione anti-sismico 1 dell’invenzione installabile in una abitazione.

25 Il dispositivo 1 comprende una porzione di telaio di base 2A mostrata nel dettaglio delle figure 2 e 3.

La porzione di telaio di base 2A comprende almeno quattro elementi tubolari di base 21A in fibra di carbonio, sagomati, ad esempio a guisa di bicchiere.

Gli elementi 21A sono disposti, in pianta, a costituire i vertici di un rettangolo 30 di base, ben visibile in fig. 2.

Gli elementi tubolari 21A sono collegati tra loro mediante travi di telaio di

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base 23A tubolari in fibra di carbonio.

Più in dettaglio, le travi di telaio di base 23A sono disposte a formare le diagonali del rettangolo di base e sono preferibilmente uniti in corrispondenza dell’incrocio delle due diagonali.

5 La porzione di telaio di base 2A comprende poi un piatto doccia 3 accoppiato con la porzione di telaio di base 2A provvisto almeno di un foro di scarico 31 per acqua.

Il piatto doccia 3 è realizzato preferibilmente in materia plastica o resina plastica ed è accoppiato agli elementi tubolari 21A e/o alle travi di telaio di base 10 23A; in altre forme esecutive il piatto 3 integra gli elementi tubolari 21A e/o le travi di telaio di base 23A.

Il dispositivo 1 comprende poi una porzione di telaio di cappello 2B mostrata in fig. 4 e 5.

In condizione montata la porzione di telaio di cappello 2B risulta posta sopra 15 e distanziata dalla porzione di telaio di base 2A.

Analogamente alla porzione di telaio di base, la porzione di telaio di cappello 2B comprende almeno quattro elementi tubolari, ad esempio a bicchiere, di cappello 21B in fibra di carbonio disposti in pianta a costituire i vertici di un rettangolo di cappello.

20 Gli elementi tubolari 21B sono collegati tra loro mediante travi di telaio di cappello 23B, dette travi di telaio di cappello 23B essendo disposte a formare diagonali del rettangolo di cappello.

Ciascun elemento tubolare di cappello 21B in condizione operativa è posto sulla verticale di un corrispondente elemento tubolare di base 21A, distanziato da 25 esso; analogamente le travi di telaio di base 23A sono disposte sulla verticale delle travi di telaio di cappello 23B.

Preferibilmente la porzione di telaio di cappello 2B comprende poi una parete di cappello forata che in condizione montata risulta orizzontale; preferibilmente la parete di cappello forata è provvista di fori di diametro minore o uguale ad un 30 centimetro ed è realizzata in fibra di carbonio; in questo modo si riesce a proteggere gli occupanti da cadute di detriti di piccole dimensioni, oltre che

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irrobustire contestualmente la struttura complessiva del dispositivo 1.

Il dispositivo 1 comprende poi una porzione di telaio intermedio 2C comprendente quattro montanti tubolari 21C ciascuno accoppiato o accoppiabile in corrispondenza di una opposta estremità libera a uno dei quattro elementi 5 tubolari di base 21A e al corrispondente elemento tubolare di cappello 21B posto in corrispondenza della verticale del rispettivo elemento tubolare di base 21A.

La porzione di telaio intermedio 2C comprende poi almeno tre pareti periferiche 22C; ogni parete periferica 22C si estende tra due montanti 21C vicini, in modo da chiudere su tre lati la cavità interna al dispositivo 1, in cui trova posto 10 l’occupante.

Preferibilmente le pareti periferiche 22C sono realizzate da lastre in fibra di carbonio, in modo da fornire una protezione adeguata in caso di un sisma unitamente ad una leggerezza ottimale; in alternativa le pareti potrebbero essere realizzate con materiali adeguati allo scopo.

15 Il dispositivo 1 comprende poi un erogatore di acqua accoppiato alla porzione di telaio di cappello 2B o alla porzione di telaio intermedio 2C, a seconda delle esigenze; analogamente possono anche essere comprese tubazioni di trasporto per l’acqua calda e fredda dirette all’erogatore.

In questo modo, vantaggiosamente, il dispositivo di protezione anti-sismico 1 20 è utilizzabile come un box-doccia, con la conseguenza che resta usualmente vuoto e disponibile per un pronto utilizzo.

Opzionalmente è poi prevista una quarta parete suddivisa in due semi-pareti ciascuna delle quali è oscillante rispetto ad un rispettivo montante, così da realizzare un’anta di una porta di accesso a due ante,

25 Preferibilmente, per irrobustire la struttura, ciascuna semi-parete comprende un foglio in materiale plastico, preferibilmente plexiglass, attorno al quale si estende perifericamente una cornice in fibra di carbonio.

Per rendere il dispositivo 1 robusto ma facilmente assemblabile, preferibilmente ciascun montante tubolare 21C è accoppiato ai corrispondenti 30 elementi tubolari di base 21A e di cappello 21B mediante innesto forzato; in questo senso la lunghezza dei montanti tubolari 21C è superiore a quella delle

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pareti laterali, così che almeno la porzione di montante da innestare negli elementi tubolari di base 21A e di cappello 21B aggetta in alto ed in basso rispetto alla parete stessa, come visibile in fig. 7.

Preferibilmente, i quattro montanti tubolari 21C sono in fibra di carbonio, 5 mentre in altre forme esecutive sono in metallo, ad esempio alluminio o acciaio.

Passando ora alla disamina delle fig. 6, 8 e 9, preferibilmente ciascuna delle tre pareti periferiche 22C in fibra di carbonio comprende almeno bordi verticali, in condizione di montaggio, sagomati ad L.

Corrispondentemente, ciascun montante 21C alloggia internamente almeno 10 una barra metallica 25C che si estende per almeno parte o preferibilmente tutta la lunghezza del montante ed è collegata ad un bordo verticale di una parete periferica 22C adiacente mediante mezzi di collegamento a vite 26C, come visibile ad esempio nella sezione di fig. 6.

Quindi tre lati del dispositivo sono totalmente ciechi a qualsiasi passaggio se 15 non i fori per la rubinetteria e per l’erogatore di versamento; con la loro particolare resistenza impediscono totalmente l’accesso di elementi spuri ed al contempo forniscono l’amplificazione alla rigidità dei montanti impedendone il fenomeno del “carico di punta” con il loro accoppiamento mediante bulloneria continua su tutta la lunghezza del montante che aumenta di fatto il momento di 20 inerzia della sezione pannello-tubo-pannello specie per il particolare appoggio ad L.

Sono così raggiunti gli scopi sopra elencati.

Sono ovviamente possibili numerose varianti a quanto sino ad ora descritto. Ad esempio nel caso di montanti metallici al posto della foratura con bulloni 25 si avranno prigionieri saldati, ad esempio a TIG, su cui chiudere l’angolare della parete.

Lo spessore di parete del tubo dei montanti 21C è preferibilmente compreso tra 0,3 cm e 0,5 cm, più preferibilmente circa pari a 0,4 cm e la fibra è preferibilmente del tipo turbostatico.

30 Lo spessore del tubo delle travi di telaio e/o di cappello 23A, 23B è preferibilmente compreso tra 0,1 cm e 0,3 cm, più preferibilmente circa pari a 0,2

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cm preferibilmente con fibra di tipo turbostatico.

Lo spessore della parete laterale è preferibilmente compreso tra 0,2 cm e 0,4 cm, più preferibilmente circa pari a 0,3 cm con fibra indifferentemente di tipo turbostatico o grafitico.

5 Le misure possono avere una oscillazione preferibilmente dell’ordine del 15% a verifica di calcolo con i dati esatti del materiale in esecuzione.

In una versione evoluta oltre alle travi di base e di cappello 23A e 23B disposte a formare le diagonali dei rispettivi rettangoli, sono previsti anche elementi tubolari aggiuntivi, di base e/o di cappello, disposti a formare i lati dei 10 rispettivi rettangoli e collegati con i rispettivi elementi 21A e/o 21B.

Il comportamento sotto carico del dispositivo 1 nella forma esecutiva illustrata in fig. 1 è mostrato nelle simulazioni di fig. 10 ed 11, in cui si nota che nonostante il carico la struttura si deforma pur mantenendo al suo interno un buon volume di sicurezza per l’occupante.

15 Lo sforzo valutato sulla verticale viene stimato pari a tre volte il coefficiente di carico delle solette di piano delle abitazioni stimando così il carico di rottura del solaio stesso: si ritiene che 2.400 kg siano una sufficiente garanzia per lo scopo indicato; lateralmente viene stimata una spinta ripartita sulla superficie non superiore ai 1.000 kg.

20 Opzionalmente è previsto che il dispositivo dell'invenzione sia provvisto di un sistema di trasmissione oppure rice-trasmissione senza fili (es. onde radio) per il suo ritrovamento dopo un sisma.

Infatti risulta importante che, se la persona al suo interno è rimasta incolume, essa sia ritrovata in tempi brevi, nel caso in cui -per via delle macerie- non sia in 25 grado di portarsi in modo autonomo in una zona di sicurezza.

In questo caso il sistema di trasmissione o rice-trasmissione previsto sul dispositivo è in grado di trasmettere un segnale che potrà essere ricevuto da un ricevitore (anche un semplice smartphone eventualmente) per coadiuvare nella localizzazione della posizione del dispositivo sotto le macerie. La localizzazione 30 può avvenire grazie ad una misurazione della intensità delle onde elettromagnetiche del dispositivo di trasmissione o rice-tramissione e/o grazie ad

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una triangolazione delle stesse.

Secondo un ulteriore perfezionamento il dispositivo prevede anche sensori di presenza e/o sensori di movimento comunicanti con il dispositivo di trasmissione o rice-tramissione per inviare segnali indicativi della presenza di un occupante e/o 5 di movimento nel dispositivo, in modo da rendere maggiormente mirate le ricerche di salvataggio.

10 Bird & Bird

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Claims (1)

1. Bird & Bird RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di protezione anti-sismico (1) installabile in una abitazione, comprendente: - una porzione di telaio di base (2A) comprendente almeno quattro elementi 5 tubolari di base (21A) in fibra di carbonio disposti in pianta a costituire i vertici di un rettangolo di base, detti elementi tubolari essendo collegati tra loro mediante travi di telaio di base tubolari (23A) in fibra di carbonio, disposte a formare diagonali del rettangolo di base, - un piatto doccia (3) accoppiato con detta porzione di telaio di base (2A) 10 provvisto di un foro di scarico per acqua, - una porzione di telaio di cappello (2B) comprendente almeno quattro elementi tubolari di cappello (21B) in fibra di carbonio disposti in pianta a costituire i vertici di un rettangolo di cappello, detti elementi tubolari essendo collegati tra loro mediante travi di telaio di cappello (23B) tubolari in fibra di 15 carbonio, detti secondi elementi di telaio di cappello tubolari (23B) essendo disposte a formare diagonali del rettangolo di cappello, in cui ciascun elemento tubolare di cappello (21B) in condizione operativa è posto sulla verticale di un corrispondente elemento tubolare di base (21A), distanziato da esso 20 - una porzione di telaio intermedio (2C) comprendente quattro montanti tubolari (21C) accoppiabili ciascuno in corrispondenza di una opposta estremità libera a uno dei quattro elementi tubolari di base (21A) e al corrispondente elemento tubolare di cappello (21B) posto sulla verticale, ed in cui la porzione di telaio intermedio (2C) comprende inoltre almeno tre pareti periferiche (22C), 25 ciascuna parete periferica (22C) estendendosi tra due montanti (21C) vicini - un erogatore di acqua accoppiato alla porzione di telaio di cappello (2B) o alla porzione di telaio intermedio (2C), così che il dispositivo di protezione anti-sismico (1) è utilizzabile come un box-doccia. 30 2. Il dispositivo (1) della rivendicazione 1, in cui dette tre pareti periferiche (22C) sono realizzate da lastre in fibra di carbonio. ANVD/P1322IT Bird & Bird 3. Il dispositivo (1) della rivendicazione 1 o 2, comprendente una quarta parete suddivisa in due semi-pareti ciascuna delle quali è oscillante rispetto ad un rispettivo montante, così da realizzare un’anta di una porta di accesso a due ante, in cui preferibilmente ciascuna semi-parete comprende un foglio in materiale 5 plastico preferibilmente plexiglass, attorno al quale si estende perifericamente una cornice in fibra di carbonio. 4. Il dispositivo (1) di una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun montante tubolare (21C) è accoppiato ai corrispondenti elementi tubolari di base (21A) e di cappello (21B) mediante innesto forzato. 10 5. Il dispositivo (1) di una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti quattro montanti tubolari (21C) sono in fibra di carbonio. 6. Il dispositivo (1) di una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti quattro montanti tubolari (21C) sono in metallo. 7. Il dispositivo (1) di una o più delle rivendicazioni precedenti, 15 comprendente una parete di cappello forata accoppiata a detta porzione di telaio di cappello (2B), preferibilmente provvista di fori di diametro minore o uguale ad un centimetro. 8. Il dispositivo (1) di una o più delle rivendicazioni da 2 a 7, in cui ciascuna delle tre pareti periferiche (22C) in fibra di carbonio comprende almeno bordi 20 verticali, in condizione di montaggio, sagomati ad L, in cui ciascun montante (21C) alloggia internamente almeno una barra metallica (25C) collegata ad un bordo verticale di una parete periferica (22C) adiacente mediante mezzi di collegamento a vite (26C). 25 Bird & Bird ANVD/P1322IT