IT201800002453A1 - Dispositivo antisismico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

DISPOSITIVO ANTISISMICO

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo antisismico del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione.

In particolare, la presente invenzione ha per oggetto un giunto antisismico atto ad assorbire vibrazioni per strutture di tipo edilizio e infrastrutture in modo stabilizzare le dette strutture in presenza di fenomeni vibrazionali sismici.

Come noto, attualmente vengono utilizzati, a livello edilizio, una pluralità di soluzioni antisismiche regolamentate anche da normative vigenti in ogni nazione.

A livello regolamentare, ad esempio, sono previste delle costruzioni caratterizzate da una struttura iperstatica con regolarità in pianta e in altezza, ovvero sviluppando una pianta compatta e simmetrica e in cui tutti i sistemi resistenti verticali, quali telai e pareti, si estendono per tutta l’altezza della costruzione.

In aggiunta, gli elementi di muratura comprendono delle anime metalliche che consentono alla struttura dell’edificio di avere una predeterminata deformabilità prima di giungere a cedimenti catastrofici.

Spesso le norme nazionali specificano, inoltre, che bisogna adottare un’unica tipologia di fondazione per una data struttura in elevazione, a meno che questa non consista di unità indipendenti. In particolare, nella stessa struttura deve essere evitato l’uso contestuale di fondazioni su pali o miste con fondazioni superficiali. Per fare in modo che la struttura possa resistere, senza grossi danni, ad attività sismiche, anche abbastanza intense, si possono utilizzare degli isolatori sismici. Essi si posizionano tra le fondazioni e le strutture in elevazione per disaccoppiare le frequenze del sisma dalle frequenze della struttura in elevazione ed evitare l'insorgere di fenomeni di risonanza. Utilizzando gli isolatori sismici la struttura rimane in campo elastico anche durante terremoti violenti e conserva integre le capacità dissipative di energia offerte dalla duttilità.

Un esempio di isolatore sismico è l’LRB o Lead Rubber Bearings con nucleo in piombo costituito da strati alterni di acciaio e di elastomero collegati mediante vulcanizzazione che grazie all’elevata capacità dissipativa riesce a ridurre lo spostamento orizzontale.

La dissipazione di energia fornita dal nucleo in piombo, mediante la sua plasticizzazione, consente di ottenere un coefficiente di smorzamento viscoso equivalente fino a circa il 30%.

Grazie all'elevata capacità dissipativa, si riesce a ridurre lo spostamento orizzontale, rispetto a quello di un sistema di isolamento con la stessa rigidezza equivalente ma con minore capacità dissipativa.

Solitamente sono a pianta circolare, ma possono essere realizzati anche con sezione quadrata, eventualmente con più di un nucleo in piombo.

Si utilizzano su edifici, ponti o altre strutture, in fase di costruzione o di adeguamento sismico. Garantiscono la sicurezza della struttura e di ciò che contiene

Altra tipologia di isolatore è data dai dissipatori isteretici assiali ad instabilità impedita, ad esempio della serie BRAD<® >(Buckling-Restrained Axial Dampers). Essi sono dispositivi antisismici non-lineari il cui comportamento dipende essenzialmente dallo spostamento. Sono particolarmente adatti ad essere utilizzati come controventi dissipativi, per la protezione sismica mediante dissipazione di energia, e in particolare per l’adeguamento sismico, di edifici a telaio in acciaio. L’inserimento di tali dispositivi all’interno delle maglie strutturali comporta un incremento della capacità dissipativa della struttura, e quindi migliora sensibilmente la sua risposta al sisma. Fino a quando non si raggiunge lo snervamento, i dissipatori BRAD<® >incrementano la rigidezza della struttura, effetto che può risultare particolarmente utile per il rispetto delle prescrizioni normative di limitazione dello spostamento d’interpiano allo Stato Limite di Danno ossia delle rotture concesse alla struttura secondo i margini di sicurezza vigenti.

La tecnica nota descritta comprende alcuni importanti inconvenienti.

In particolare, i sistemi descritti, soprattutto nel caso del Lead Rubber Bearings, sono caratterizzati da strutture estremamente complesse atte a dissipare almeno parte dell’energia di deformazione derivante dai fenomeni sismici.

Tali strutture sono quindi molto gravose, in termini di costo, e consentono di affrontare il problema della gestione delle vibrazioni sismiche unicamente in termini di damage tollerance, ossia tolleranza del danno entro lo Stato Limite di Danno, conseguente a fenomeni deformativi talvolta anche plastici.

Pertanto, i sistemi del tipo precedente descritto sono reattivi e irreversibili oltre certe soglie di sisma.

Infatti, tutti i dispositivi noti allo stato della tecnica attuale lavorano unicamente sulla rigidezza dei giunti e delle strutture d supporto.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione è ideare un dispositivo antisismico in grado di ovviare sostanzialmente ad almeno parte degli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico è un importante scopo dell'invenzione ottenere un dispositivo antisismico che sia in grado di isolare sismicamente le fondamenta di un edificio o una struttura di supporto dal suolo durante, ad esempio, una attività vibratoria sismica, limitando le deformazioni del dispositivo.

Un altro importante scopo dell'invenzione è realizzare un dispositivo antisismico che sia in grado di isolare sismicamente una struttura senza intervenire unicamente sulla rigidezza dei giunti di supporto della struttura stessa.

In conclusione, un ulteriore scopo dell’invenzione è realizzare un dispositivo di isolamento che consenta di ridurre i gradi di libertà dei movimenti a cui è sottoposta la struttura che è supportata dal terreno rispetto al sistema di riferimento originario della struttura stessa.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un dispositivo antisismico come rivendicato nella annessa rivendicazione 1.

Soluzioni tecniche preferite sono evidenziate nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di esecuzioni preferite dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la Fig. 1 mostra un modello schematico di un dispositivo secondo l’invenzione in condizione libera;

la Fig. 2 illustra un modello schematico di un dispositivo secondo l’invenzione sottoposto a sollecitazione sismica;

la Fig.3 è un esempio realizzativo di un dispositivo secondo l’invenzione in condizione libera;

la Fig. 4 rappresenta un esempio realizzativo di un dispositivo secondo l’invenzione sottoposto a sollecitazione sismica;

la Fig. 5 mostra un esempio di fondazione comprendente due dispositivi secondo l’invenzione disposti in modo complanare; e

la Fig.6 illustra un esempio di fondazione comprendente quattro dispositivi secondo l’invenzione sovrapposti.

Nel presente documento, le misure, i valori, le forme e i riferimenti geometrici (come perpendicolarità e parallelismo), quando associati a parole come "circa" o altri simili termini quali "pressoché" o "sostanzialmente", sono da intendersi come a meno di errori di misura o imprecisioni dovute a errori di produzione e/o fabbricazione e, soprattutto, a meno di una lieve divergenza dal valore, dalla misura, dalla forma o riferimento geometrico cui è associato. Ad esempio, tali termini, se associati a un valore, indicano preferibilmente una divergenza non superiore al 10% del valore stesso.

Inoltre, quando usati, termini come “primo”, “secondo”, “superiore”, “inferiore”, “principale” e “secondario” non identificano necessariamente un ordine, una priorità di relazione o posizione relativa, ma possono essere semplicemente utilizzati per più chiaramente distinguere tra loro differenti componenti.

Le misurazioni e i dati riportati nel presente testo sono da considerarsi, salvo diversamente indicato, come effettuati in Atmosfera Standard Internazionale ICAO (ISO 2533).

Con riferimento alle Figure, il dispositivo antisismico secondo l'invenzione è globalmente indicato con il numero 1.

Il dispositivo antisismico 1 è preferibilmente atto ad isolare sismicamente una struttura 2 rispetto al suolo 3.

La struttura 2 è preferibilmente una struttura di tipo edilizio. Pertanto essa può essere un edificio, una infrastruttura come un ponte o altre tipologie.

Inoltre, con struttura 2 si può intendere non solo la struttura nel complesso, ma anche una porzione di struttura.

Il dispositivo 1 può infatti essere alloggiato nelle fondazioni delle strutture 2, oppure può essere disposto in porzioni intermedie di esse. In un esempio, il dispositivo 1 è disposto alla base delle fondazioni di un edificio abitativo, ossia una casa. In un secondo esempio, il dispositivo 1 è disposto al di sotto di un pilone di sostegno di un ponte.

In un terzo esempio, il dispositivo 1 può essere alloggiato nella porzione di ponte che comprende l’accoppiamento tra il pilone di sostegno e la carreggiata di percorrenza del ponte stesso.

Il suolo 3 può essere un fondo di qualsiasi tipo, preferibilmente piano.

Il suolo 3 può essere, ad esempio, un terreno stabile, oppure un fondale marino. In generale, il dispositivo 1 è connettibile ad una porzione superiore ed una porzione inferiore.

La porzione inferiore può essere costituita dal suolo 3. Tuttavia essa non è data necessariamente dal suolo 3, ma può essere costituita da altro.

Allo stesso modo, la porzione superiore può essere costituita dalla struttura 2, ma non è necessariamente costituita da essa.

Come già accennato in precedenza, infatti il dispositivo 1 può assumere configurazioni diverse che comprendono, ad esempio, la disposizione all’interno di zone intermedie delle strutture 2 stesse.

Il dispositivo 1 viene in seguito descritto in termini strutturali considerando le parti costituenti lo stesso seguendo la modellazione della scienza delle costruzioni. Con ciò si vuole intendere che, ad esempio, quando sono presenti riferimenti a cerniere ed aste, essi alludono ad elementi fisici che presentano comportamento assimilabile ad un’asta e/o ad una cerniera, in particolare in un piano bidimensionale, ma senza alcuna limitazione riguardo agli effettivi componenti fisici utilizzati.

Ad esempio, una cerniera può essere realizzata tramite una pluralità di giunti, così come un’asta, in termini di modellazione, può essere riferita ad una barra, una trave o altri elementi atti, nella fattispecie, a connettere cerniere o altro aventi una rigidezza propria.

Il dispositivo 1 comprende preferibilmente un primo supporto 4, un secondo supporto 5 ed un terzo supporto 6.

Il primo supporto 4, il secondo supporto 5 ed il terzo supporto 6 definiscono preferibilmente delle forme similari.

Preferibilmente il primo supporto 4 definisce un primo piano di supporto 4a.

Il primo supporto 4 è preferibilmente connettibile alla porzione superiore, ad esempio alla struttura 2, oppure, in un altro esempio, al terzo supporto 6 di un ulteriore dispositivo 1.

Pertanto, il primo piano di supporto 4a può essere costituito dal piano di interazione o di vincolo tra il primo supporto 4 e la struttura 2.

Inoltre, il primo supporto 4 comprende almeno due prime cerniere 40.

Le cerniere 40, preferibilmente, sono realizzate da giunti meccanici che consentano di connettere labilmente altri elementi. Tali giunti meccanici possono essere bullonature atte a consentire preferibilmente esclusivamente un grado di labilità, in particolare la rotazione attorno alla cerniera, ad altri elementi.

Tali prime cerniere 40 sono, inoltre, preferibilmente reciprocamente distanziate definendo una prima distanza d’.

La prima distanza d’ è preferibilmente definita lungo il primo piano di supporto 4a. Inoltre, essa è preferibilmente costante, quindi il primo supporto 4 definisce un’asta rigida.

Preferibilmente il terzo supporto 6 definisce un terzo piano di supporto 6a.

Il terzo supporto 6 è preferibilmente connettibile alla porzione inferiore, ad esempio al suolo 3 o al primo supporto 2 di un secondo dispositivo 1.

Il termine inferiore, così come il termine superiore utilizzato in precedenza, è definito in riferimento al suolo 3 lungo la direzione verticale definita, ad esempio, dall’accelerazione gravitazione.

Pertanto, il terzo piano di supporto 6a può essere costituito dal piano di interazione o di vincolo tra il terzo supporto 6 ed il suolo 3.

Inoltre, il terzo supporto 6 comprende almeno due terze cerniere 60.

Anche le terze cerniere 60, preferibilmente, sono realizzate da giunti meccanici che consentano di connettere labilmente altri elementi. Tali giunti meccanici possono essere bullonature atte a consentire preferibilmente esclusivamente un grado di labilità, in particolare la rotazione attorno alla cerniera, ad altri elementi.

Tali terze cerniere 60 sono, inoltre, preferibilmente reciprocamente distanziate definendo una terza distanza d’’’.

La terza distanza d’’’ è preferibilmente definita lungo il terzo piano di supporto 6a. Inoltre, essa è preferibilmente costante, quindi il terzo supporto 6 definisce un’asta rigida.

In aggiunta, preferibilmente, la distanza d’’’ è congruente rispetto alla prima distanza d’’.

Preferibilmente il secondo supporto 5 definisce un secondo piano di supporto 5a. Il secondo supporto 5 è preferibilmente connesso al primo supporto 4 ed al terzo supporto 6.

Pertanto, il primo piano di supporto 5a è compreso tra il primo piano di supporto 4a ed il terzo piano di supporto 6a.

Inoltre, il secondo supporto 5 comprende almeno due seconde cerniere 50.

Le seconde cerniere 50, preferibilmente, sono realizzate, come le altre, da giunti meccanici che consentano di connettere labilmente altri elementi. Tali giunti meccanici possono essere bullonature atte a consentire preferibilmente esclusivamente un grado di labilità, in particolare la rotazione attorno alla cerniera, ad altri elementi.

Tali seconde cerniere 50 sono, inoltre, preferibilmente reciprocamente distanziate definendo una seconda distanza d’’.

La seconda distanza d’’ è preferibilmente definita lungo il secondo piano di supporto 5a. Inoltre, essa è preferibilmente costante, quindi il secondo supporto 5 definisce un’asta rigida.

Preferibilmente, la seconda distanza d’’ non è congruente alla prima e terza distanza d’ e d’’’, ma è inferiore rispetto ad esse.

Ad esempio, la seconda distanza d’’ può essere ridotta, rispetto alla terza distanza d’’’ di almeno il 3%, più opportunamente il 5%.

Il dispositivo 1 comprende quindi dei mezzi di connessione 7.

I mezzi di connessione 7 sono preferibilmente atti a connettere il supporto 4, 5, 6. Essi definiscono preferibilmente un piano di connessione 7a. Il piano di connessione 7a è perpendicolare al terzo piano di supporto 6a. Pertanto esso è sostanzialmente perpendicolare rispetto al suolo 3 e congiunge verticalmente, rispetto allo stesso suolo, i supporti 4, 5, 6.

I mezzi di connessione 7 comprendo almeno due prime aste 70 e due seconde aste 71.

Le prime aste 70 sono preferibilmente sostanzialmente rigide. Inoltre, esse definiscono ciascuna una prima direzione di connessione 70a.

La prima direzione di connessione 70a corrisponde con la dimensione di sviluppo principale dell’asta 70 e pertanto corrisponde, per essa, alla direzione assiale. La prima direzione di connessione 70a è, inoltre, non deformabile.

Preferibilmente, le prime aste 70 sono atte a vincolare il primo supporto 4 ed il secondo supporto 5.

Più nel dettaglio, le due prime aste 70 sono labilmente vincolate ciascuna ad una prima cerniera 40 e ad una seconda cerniera 50 in modo tale che le prime direzioni di connessione 70a delle prime aste 70 si incrocino nel piano di connessione 7a. Allo stesso modo, preferibilmente, le seconde aste 71 sono anch’esse rigide. Inoltre, esse definiscono ciascuna una seconda direzione di connessione 71a.

La seconda direzione di connessione 71a corrisponde con la dimensione di sviluppo principale dell’asta 71 e pertanto corrisponde, per essa, alla direzione assiale. La seconda direzione di connessione 71a è, inoltre, non deformabile.

Preferibilmente, le seconde aste 71 sono atte a vincolare il secondo supporto 5 ed il terzo supporto 6.

Più nel dettaglio, le due seconde aste 71 sono labilmente vincolate ciascuna ad una seconda cerniera 50 e ad una terza cerniera 60 in modo tale che le seconde direzioni di connessione 71a delle seconde aste 71 si incrocino nel piano di connessione 7a.

Le prime aste 70 e le seconde aste 71 sono preferibilmente congruenti tra loro, ma potrebbero anche essere diverse.

Il dispositivo 1 definisce quindi, sostanzialmente, preferibilmente due strutture analoghe sovrapposte, consequenziali e speculari, almeno in una condizione libera, rispetto al secondo piano di supporto 5a.

Tali strutture sono date da primo supporto 4, prime aste 70 e secondo supporto 5 e da secondo supporto 5, seconde aste 71 e terzo supporto 6.

Tali strutture sono, inoltre, assimilabili sostanzialmente a dei quadrilateri articolati o “guide di Chebyshev” che sono utilizzati nella porzione “rettilinea” quando le aste laterali sono incrociate.

Come già accennato, il dispositivo 1 preferibilmente definisce una condizione libera ed almeno una condizione di sollecitazione.

Nella condizione libera, il dispositivo 1 è libero rispetto a sollecitazioni sismiche e il primo piano di supporto 4a, il secondo piano di supporto 5a e il terzo piano di supporto 6a sono paralleli tra loro. In tale condizione il dispositivo 1 è atto a sostenere la struttura superiore.

Nella condizione di sollecitazione il dispositivo 1 è, invece, sollecitato per mezzo di una sollecitazione sismica definente almeno uno spostamento x.

Lo spostamento x è ad esempio disposto lungo il terzo piano di supporto 6a e parallelo al piano di connessione 7a In modo tale da consentire al dispositivo 1 di essere movimentato secondo uno spostamento x.

Nel dettaglio, il primo supporto 1 subisce lo spostamento x da parte della sollecitazione sismica al suolo 3 e, conseguentemente, tutti i supporti 5, 6 disposti superiormente sono conseguentemente movimentati.

Strutturalmente, il dispositivo 1, descritto fino ad ora in termini di modello bidimensionale, può comprendere una pluralità di coppie di prime e seconde aste 70, 71.

Tali prime e seconde aste 70, 71 accoppiate reciprocamente ad altre prime e seconde aste 70, 71 sono preferibilmente parallele a queste ultime e disposte lungo piani di connessione 7a paralleli e distanziati.

Inoltre, i supporti 4, 5, 6 possono essere costituiti o comprendere una pluralità di diversi elementi strutturali.

Ad esempio, il primo supporto 4 può comprendere una prima barra di supporto 41, il secondo supporto 5 può comprendere una seconda barra di supporto 51 ed il terzo supporto può comprendere una terza barra di supporto 61.

Le barre di supporto 41, 51, 61 preferibilmente collegano, in questa configurazione, rigidamente rispettivamente le cerniere 40, 50, 60.

Tale configurazione, può essere utilizzata per dispositivi 1 che si estendono verticalmente in maniera bidimensionale, ossia principalmente lungo il piano di connessione 7a e con due prime aste 70 e due seconde aste 71.

In particolare, il dispositivo 1 può comprendere coppie affiancate di prime aste 70 e seconde aste 71 connesse a coppie affiancate di barre di supporto 41, 51, 61.

In questo caso le cerniere 40, 50, 60 comprendono dei distanziali atti a connettere le coppie di barre di supporto 41, 51, 61 ed aste 70, 71 ed il dispositivo 1 è sostanzialmente realizzato da due strutture, come descritte nella configurazione precedente, affiancate e vincolate specularmente.

Alternativamente, il dispositivo 1 può comprendere una prima piastra di supporto, una seconda piastra di supporto ed una terza piastra di supporto.

Nel dettaglio, il primo supporto 4 può comprendere la prima piastra di supporto, il secondo supporto 5 può comprendere la seconda piastra di supporto ed il terzo supporto può comprendere la terza piastra di supporto.

Le piastre di supporto sono preferibilmente complanari rispetto rispettivamente ai piani di supporto 4a, 5a, 6a e sono atte a collegare rispettivamente le cerniere 40, 50, 60. Tali piastre di supporto possono inoltre essere collegate da due prime aste 70 e due seconde aste 71, oppure da una pluralità di coppie di aste 70, 71.

Preferibilmente, il dispositivo 1 è atto ad essere utilizzato, come già detto, per fondazioni antisismiche per strutture di tipo edilizio.

In tal caso le fondazioni antisismiche comprendono almeno un dispositivo 1 e parte, tipicamente della struttura 2.

Il dispositivo 1 può essere disposto quindi tra due porzioni di struttura 2 o tra il suolo ed una porzione di struttura 2, tipicamente il basamento.

Le fondazioni comprendenti il dispositivo 1 possono inoltre prevedere configurazioni diverse.

Esse possono comprendere un singolo dispositivo 1 o una pluralità di essi.

Ad esempio, una fondazione può comprendere una pluralità di dispositivi 1 in cui tutti i rispettivi terzi piani di supporto 6a sono tutti complanari.

Preferibilmente, inoltre, sono complanari anche tutti i primi piani di supporto 4a. Una configurazione di questo tipo è, ad esempio, mostrata in Fig.5.

Inoltre, una fondazione antisismica può comprendere una pluralità di dispositivi 1 disposti consecutivamente in maniera sovrapposta ed in cui, ossia, uno dei terzi piani di supporto 6a è solidale ad una porzione inferiore, ad esempio il suolo 3, uno dei primi piani di supporto 4a è solidale ad una porzione superiore, ad esempio la struttura 2, e gli altri primi piani di supporto 4a e terzi piani di supporto 6a sono reciprocamente solidali.

Inoltre, preferibilmente i dispositivi 1 non sono sovrapposti lungo piani di connessione 7a complanari, ma ciascuno dei dispositivi 1 definisce almeno un piano di connessione 7a sghembo rispetto ai piani di connessione 7a degli altri dispositivi 1 in modo tale da consentire alla fondazione di assorbire una pluralità di spostamenti x connessi a sollecitazioni sismiche in direzioni diverse lungo i piani di connessione 7a, come mostrato in Fig.6.

Ad esempio, preferibilmente, una fondazione può comprendere quattro dispositivi 1 sovrapposti in modo tale da realizzare una colonna in cui ciascun dispositivo 1 definisce un piano di connessione sghembo rispetto agli adiacenti con inclinazione preferibilmente pari a 45°. In tal caso i dispositivi 1 possono avere dei bordi di perimetro preferibilmente ottagonali.

In questo modo viene realizzata una fondazione in grado di assorbire delle sollecitazioni sismiche dal suolo 3 con spostamenti x compresi entro quattro direzioni diverse.

Anche due dispositivi 1 sovrapposti e definenti piani di connessione 7a reciprocamente perpendicolari possono essere sufficienti ad ammortizzare tutte le forze complanari, visto che le forze possono essere sempre scomposte lungo due assi perpendicolari.

Il funzionamento del dispositivo 1 precedentemente descritti in termini strutturali è il seguente.

Quando esso è in condizione libera tutti i piani di supporto 4a, 5a, 6a sono reciprocamente paralleli e le aste 70, 71 si incrociano preferibilmente in un punto compreso nell’asse geometrico del dispositivo 1.

Quando il dispositivo 1 passa dalla condizione libera alla condizione di sollecitazione a causa di sollecitazioni sismiche che imprimono degli spostamenti x sul primo supporto 4, il primo supporto 4 è sottoposto allo spostamento x se esso è parallelo con il piano di connessione 7a.

Quando il primo supporto 4 si muove, e tipicamente vibra, il punto di incrocio delle aste 70, 71 si disallinea dall’asse del dispositivo 1 ed il secondo piano di supporto 5a si inclina in maniera corrispondente all’inclinazione delle seconde aste 71.

Allo stesso modo, si inclinano le prime aste 70 ed il primo piano di supporto 4a rispetto al secondo piano di supporto 5a.

Se il primo piano di supporto 4a ed il terzo piano di supporto 6a sono vincolati solidalmente rispettivamente ad una porzione superiore ed inferiore caratterizzati valori sufficienti di momenti di inerzia, i cui limiti sono rilevabili agevolmente a seconda delle dimensioni del dispositivo 1 da prove sperimentali, il primo supporto 4 ed il terzo supporto 6 rimangono paralleli durante la movimentazione del dispositivo 1.

In questo caso, i piani di supporto 4a, 6a rimangono paralleli e si inclina esclusivamente il secondo piano di supporto 5a con le aste 70, 71 che compiono rotazioni opposte. Più nel dettaglio, quando il secondo piano di supporto 5a ruota, i piani di supporto possono esclusivamente reciprocamente traslare in lungo un piano parallelo al suolo 3, oppure lungo una direzione perpendicolare al suolo 3.

Quest’ultimo movimento è tuttavia molto limitato, e trascurabile, per sollecitazioni con vibrazioni a bassa intensità o ampiezza.

Pertanto, il dispositivo 1 consente di ottenere un effetto di sostanziale “galleggiamento” quando una struttura 2 è sottoposta a sollecitazioni sismiche presenti al suolo 3.

Il dispositivo 1 secondo l’invenzione consegue importanti vantaggi.

Infatti, il dispositivo 1 consente di assorbire le sollecitazioni derivanti dalle attività sismiche in maniera dinamica e meccanica, ossia senza ricorrere ad elementi soggetti a deformazioni.

Conseguentemente, il dispositivo 1 consente di assorbire i movimenti e gli spostamenti x impressi dalle sollecitazioni sismiche non solo grazie alla rigidezza degli elementi costituenti, ma anche grazie ai cinematismi compresi all’interno del dispositivo 1.

Infatti, in rapporto alle dimensioni ed alle configurazioni del dispositivo 1, o delle fondazioni che lo comprendono, è possibile assorbire completamente i odi di vibrare delle sollecitazioni sismiche attraverso la movimentazione relativa del primo piano di supporto 4a rispetto al terzo piano di supporto 6a.

Tale assorbimento avviene in maniera del tutto stabile in quanto il dispositivo 1 tende a tornare nella condizione libera, quando non sollecitato. Pertanto la condizione libera realizzata dal dispositivo 1 è una condizione di equilibrio stabile. In conclusione, il dispositivo 1 consente di ridurre i gradi di libertà dei movimenti a cui è sottoposta la struttura 2 ad esempio rispetto al suolo 3 in quanto ad essa non è concesso di ruotare attorno ad un asse parallelo al primo piano di supporto 4a. L’invenzione è suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo definito dalle rivendicazioni.

Ad esempio, i supporti 4, 5, 6 possono essere vincolati tra loro per mezzo di elementi elastici e/o smorzatori atti controllare e, all’occorrenza, variare la risposta dinamica del dispositivo 1 alle sollecitazioni sismiche.

Esempi di realizzazioni di questo tipo sono evidenziati in Fig.3 e Fig.4.

Preferibilmente, tali elementi elastici possono essere comuni molle e gli smorzatori possono essere di tipo oleodinamico o idraulico e possono essere previste delle configurazioni in cui, ad esempio, le prime cerniere 40 sono collegate tramite i detti elementi elastici e/o smorzatori alle seconde cerniere 50 e, a loro volta, le seconde cerniere 50 possono essere collegate alle terze cerniere 60.

Essi possono essere sia di tipo passivo sia di tipo attivo. Il dispositivo 1 potrebbe infatti anche compensare attivamente i movimenti sismici.

In tale ambito tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti ed i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) antisismico per isolare sismicamente una struttura (2) rispetto al suolo (3) caratterizzato dal fatto di comprendere: - un primo supporto (4) definente un primo piano di supporto (4a) connettibile solidalmente ad una porzione superiore, ad esempio a detta struttura (2), e comprendente almeno due prime cerniere (40) definenti una prima distanza (d’) reciproca costante, - un secondo supporto (5) definente un secondo piano di supporto (5a) comprendente almeno due seconde cerniere (50) definenti una seconda distanza (d’’) reciproca costante, - un terzo supporto (6) definente un terzo piano di supporto (6a) connettibile solidalmente ad una porzione inferiore, ad esempio a detto suolo (3), e comprendente almeno due terze cerniere (60) definenti una terza distanza (d’’’) reciproca costante, e - mezzi di connessione (7) definenti un piano di connessione (7a) perpendicolare a detto terzo piano di supporto (6a) e comprendenti almeno: - due prime aste (70) rigide, definenti ciascuna una prima direzione di connessione (70a) non deformabile ed atte a vincolare detti primo supporto (4) e secondo supporto (5), e - due seconde aste (71) rigide, definenti ciascuna una seconda direzione di connessione (71a) non deformabile ed atte a vincolare detti secondo supporto (5) e terzo supporto (6), - dette prime aste (70) essendo labilmente vincolate ciascuna ad una di dette prime cerniere (40) ed una di dette seconde cerniere (50) in modo tale che dette prime direzioni di connessione (70a) di dette prime aste (70) si incrocino in detto piano di connessione (7a), e - dette seconde aste (71) sono labilmente vincolate ciascuna ad una di seconde cerniere (50) ed una di dette terze cerniere (60) in modo tale che dette seconde direzioni di connessione (71a) di dette seconde aste (71) si incrocino in detto piano di connessione (7a).
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima distanza (d’) e detta terza distanza (d’’’) sono congruenti e detta seconda distanza (d’’) è inferiore a dette prima e terza distanza (d’, d’’’).
3. 3. Dispositivo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detta seconda distanza (d’’) è ridotta di almeno il 3% rispetto a detta terza distanza (d’’’).
4. 4. Dispositivo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detti supporti (4, 5, 6) e detti mezzi di connessione (7) definiscono almeno due “guide di Chebyshev” sovrapposte.
5. 5. Dispositivo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, comprendente una pluralità di coppie di dette prime e seconde aste (70, 71) reciprocamente parallele lungo piani di connessione (7a) paralleli e distanziati.
6. 6. Dispositivo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente in cui detti supporti (4, 5, 6) comprendono rispettivamente ciascuno almeno una barra di supporto (41, 51, 61) atta a collegare rigidamente rispettivamente dette cerniere (40, 50, 60).
7. 7. Dispositivo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detti supporti (4, 5, 6) comprendono rispettivamente ciascuno almeno una piastra di supporto (42, 52, 62) complanari rispettivamente rispetto a detti piani di supporto (4a,5a,6a) ed atte a collegare rigidamente rispettivamente dette cerniere (40, 50, 60).
8. 8. Fondazione antisismiche di una struttura (2) comprendente un dispositivo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente ed almeno parte di detta struttura (2), detta struttura (2) essendo di tipo edilizio.
9. 9. Fondazione antisismiche secondo la rivendicazione precedente, comprendente una pluralità di detti dispositivi (1) in cui detti rispettivi terzi piani di supporto (6a) sono tutti complanari
10. 10. Fondazione antisismiche secondo almeno una rivendicazione precedente, comprendente una pluralità di detti dispositivi (1) in cui detti dispositivi (1) sono disposti consecutivamente in maniera sovrapposta, uno di detti terzi piani di supporto (6a) essendo solidale ad una porzione inferiore, uno di detti primi piani di supporto (4a) essendo solidale ad una porzione superiore, detti altri primi piani di supporto (4a) e terzi piani di supporto (6a) essendo reciprocamente solidali e ciascuno di detti dispositivi (1) definendo almeno un detto piano di connessione (7a) sghembo rispetto a detti piani di connessione (7a) di detti altri dispositivi (1) in modo tale da consentire a detta fondazione di assorbire una pluralità di sollecitazioni sismiche (x) in direzioni diverse lungo detti piani di connessione (7a).