IT201800002852A1 - Elemento di giunzione di pannelli prefabbricati e metodo di prefabbricazione industriale - Google Patents

Description

Elemento di giunzione di pannelli prefabbricati e

metodo di prefabbricazione industriale

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce a un elemento di giunzione di pannelli prefabbricati e a un metodo per la prefabbricazione industriale di strutture edili basato sull’uso di tale elemento di giunzione.

Stato dell’arte

Con l’espressione prefabbricazione industriale si intende un particolare tipo di edilizia basata sull’assemblaggio in cantiere di elementi prefabbricati, realizzati in grande serie ed eventualmente rispondenti a un proprio standard, per ottenere edifici completi in breve tempo e con costi minimi.

In generale, la prefabbricazione industriale è utilizzata nelle aree del mondo nelle quali è forte l’esigenza di fornire abitazioni a basso costo e in tempi rapidi a un gran numero di persone, ad esempio aree nelle quali sono previste grandi lottizzazioni come nei villaggi turistici, oppure aree soggette a crisi umanitarie o catastrofi naturali che causano l’immigrazione di migliaia o milioni di persone nell’arco temporale di giorni, settimane o mesi.

Lo scopo ultimo della prefabbricazione industriale è realizzare un tipo o una gamma di tipi edilizi, da fornire chiavi in mano, cioè completi e funzionanti. La produzione può essere a catalogo, oppure per programmi. La produzione a catalogo è basata su criteri commerciali del tutto analoghi a quelli dell'industria automobilistica: il committente può scegliere, con eventuali optional, tra una gamma di tipi standard offerti dalla ditta produttrice. È il caso, ad esempio, di case unifamiliari ottenute prefabbricando in stabilimento moduli già eretti e abitabili pronti all'uso, da trasportare completi nella località richiesta. La produzione per programmi è conseguente a piani d'intervento promossi da enti pubblici, ad esempio per i settori dell'edilizia residenziale, scolastica od ospedaliera, oppure predisposti da privati, ad esempio grandi industrie per la realizzazione di stabilimenti o residenze, oppure consorzi di imprese edilizie.

Ad esempio, un edificio in cemento armato, di più piani, è realizzabile con tecniche di prefabbricazione industriale assemblando una pluralità di elementi prefabbricati piani come i pannelli verticali per le pareti portanti e i pannelli orizzontali per i solai, ed elementi prefabbricati non piani, come pilastri, plinti, archi, ecc., come descritto ad esempio nella domanda di brevetto CN-A-106149868.

I pannelli verticali portanti, di altezza pari all'interpiano, possono ad esempio essere di due tipi:

- pareti di facciata (spessore 20÷25 cm) formate in genere da due strati resistenti in calcestruzzo armato con interposto uno strato isolante, rifinite sulla superficie esterna anche con rivestimenti applicati in officina e su quella interna con fratazzatura meccanica pronta per la tinteggiatura, e comprensive di serramenti;

- pareti di spina e trasversali (spessore intorno ai 15 cm) costituite da un solo strato di calcestruzzo armato, rifinite su ambedue le facce con fratazzatura meccanica pronta per la tinteggiatura, comprensive di controtelai delle porte, e contenenti le canalizzazioni portacavi dell'impianto elettrico e le relative scatole elettriche (in opera avviene il solo infilaggio dei cavi e la messa in opera dei frutti elettrici).

I pannelli orizzontali del solaio possono avere dimensioni pari a uno o due vani, e possono essere realizzati in soletta (piena o alleggerita) in cemento armato (con rete elettrosaldata). Sull'intradosso sono rifiniti con fratazzatura meccanica (pronta per la tinteggiatura); sull'estradosso sono predisposti per ricevere in opera pavimentazioni in materiali resilienti oppure sono già rivestiti in officina con tesserine o piastrelle; hanno spessore intorno ai 25 cm, in rapporto alla luce (in genere non superiore ai 6 m).

In aggiunta agli elementi prefabbricati appena descritti, possono anche essere usati altri elementi prefabbricati in cemento armato: le rampe delle scale, anche comprensive di parapetto, le tramezzature in calcestruzzo leggero e pronte per la tinteggiatura, le pareti attrezzate dotate di rivestimento in mosaico o piastrelle ceramiche per contenere, sulla verticale, le canalizzazioni principali degli impianti e, sull'orizzontale, le schermature dell'impianto idrico-sanitario per bagni e cucine e, infine, gli elementi per balconi e per i coronamenti.

Ad esempio il montaggio di tutti gli elementi prefabbricati viene effettuato mediante gru che provvedono al sollevamento degli elementi e alla relativa messa in opera per sovrapposizione, giustapposizione o accoppiamento meccanico, come ad esempio descritto in ES2127885; elementi provvisori di puntellamento, come le aste telescopiche per le pareti descritte ad esempio in CN-A-102080455, consentono la predisposizione dove necessario di elementi di tenuta nei giunti e la realizzazione di questi mediante getto in opera di malta cementizia. In sostanza nel cantiere si realizzano le fondazioni e alcune opere di completamento e finitura, come le impermeabilizzazioni, le pavimentazioni e le tinteggiature, mentre tutte le altre operazioni sono relative soltanto al montaggio degli elementi prefabbricati in grande scala.

Il Richiedente ha riscontrato che le attuali tecniche di prefabbricazione industriale sono migliorabili.

Il principale limite attualmente consiste nella difficoltà che spesso si riscontra in cantiere nell’assemblare gli elementi prefabbricati. Infatti i tradizionali elementi di giunzione utilizzati per unire tra loro gli elementi prefabbricati spesso non permettono di ottenere la precisione e le tolleranze desiderate, oppure per funzionare richiedono un preventivo esatto allineamento degli elementi prefabbricati, uno rispetto all’altro.

Ad esempio, per unire due pannelli prefabbricati verticali, fianco a fianco oppure a formare un angolo di 90°, per realizzare pareti di un edificio, si usano le cosiddette cuciture, cioè delle cerniere meccaniche ottenute inserendo verticalmente un’asta di metallo tra golfari dei due pannelli allineati in verticale; il gioco presente tra l’asta metallica e i golfari spesso comporta un non preciso allineamento dei pannelli prefabbricati. Questo obbliga il costruttore ad attuare manovre correttive, a scapito della velocità di esecuzione dei lavori di costruzione. Ad esempio il documento CN-A-101603334 descrive un metodo per colmare l’interstizio presente tra una parete prefabbricata e la struttura (precedentemente eretta) alla quale è stata agganciata.

Ad esempio, per unire un pannello prefabbricato verticale, o una rampa di scale, ad un pannello prefabbricato orizzontale, una tipica soluzione è usare boccole filettate affogate nel calcestruzzo e viti che ingranano le boccole, come descritto in DE-A-102016210575 e in DE-A-102013200221, oppure utilizzare apposite staffe, disegnate per la specifica applicazione, come descritto in RU2203369. In cantiere gli operai sono costretti ad allineare correttamente i due elementi prefabbricati prima di poter procedere ad avvitare le viti per unirli.

Ottenere il corretto allineamento non è agevole, considerato che spesso gli elementi prefabbricati sono sospesi con una gru e pertanto si muovono sotto l’azione del vento, o per inerzia. Inoltre l’allineamento è ottenibile solo manualmente: gli operai esercitano con le mani la spinta necessaria su un elemento prefabbricato appeso ad una gru, per muoverlo nella posizione desiderata, anche solo per muoverlo di pochi millimetri. Questo però comporta problemi di sicurezza e richiede tempo.

È invece auspicabile disporre di elementi di giunzione che permettano di ottenere un rapido assemblaggio degli elementi prefabbricati.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione un elemento di giunzione che permetta di superare i limiti delle soluzioni tradizionali, e in particolare permetta di assemblare facilmente e in pochi secondi elementi prefabbricati, tra loro o con strutture edilizie tradizionali, ottenendo al tempo stesso, senza difficoltà, il corretto allineamento delle parti.

È un ulteriore scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un elemento di giunzione che risulti universale, cioè adatto a unire tra loro elementi prefabbricati di qualsiasi tipo, ad esempio pannelli verticali, pannelli orizzontali, travi, colonne, plinti, rampe di scale, ecc., o unire elementi prefabbricati di qualsiasi tipo con strutture edilizie tradizionali.

È ancora uno scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un metodo di prefabbricazione industriale che permetta di realizzare rapidamente e senza difficoltà edifici completi, rispondenti alle norme antisismiche più stringenti, che non richiedano ritocchi per quanto riguarda gli allineamenti degli elementi prefabbricati assemblati, in particolare in tempi inferiori anche del 200% rispetto a quanto è possibile ottenere con le attuali tecniche, a parità di condizioni, e con minore uso di manodopera e mezzi di sollevamento.

Un altro scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un metodo di prefabbricazione industriale che permetta di assemblare gli elementi prefabbricati, tra loro e/o a strutture edili non prefabbricate, con una pluralità di elementi di giunzione di tipo universale, che prescindano dalla tipologia di struttura o elemento da giuntare.

In un suo primo aspetto la presente invenzione concerne pertanto l’elemento di giunzione secondo la rivendicazione 1, destinato a pannelli prefabbricati e strutture per l’edificazione di edifici.

In particolare, l’elemento di giunzione comprende:

- un corpo, ad esempio metallico, fissabile a un primo pannello prefabbricato, oppure a una struttura edile prefabbricata o realizzata in cantiere,

- mezzi di ancoraggio di un secondo pannello prefabbricato al corpo dell’elemento di giunzione, e

- una piastra dotata di un’asola passante attraverso la quale i mezzi di ancoraggio dell’elemento di giunzione sono accessibili dall’esterno del corpo.

Vantaggiosamente, la piastra è vincolata al corpo dell’elemento di giunzione in modo girevole, ma non amovibile, cioè non è separabile dal corpo, dimodoché l’asola risulta orientabile, quando la piastra ruota, per guidare in allineamento il secondo pannello, e i relativi mezzi di fissaggio, rispetto ai i mezzi di ancoraggio dell’elemento di giunzione. Inoltre la piastra coopera con i mezzi di ancoraggio e con il corpo dell’elemento di giunzione per ottenere il bloccaggio del secondo pannello sul corpo stesso.

Questa configurazione dell’elemento di giunzione permette di semplificare notevolmente l’assemblaggio dei pannelli prefabbricati in cantiere, riducendo anche del 200% il tempo necessario, rispetto alle tecniche tradizionali, e l’uso di gru per il sollevamento e il posizionamento dei pannelli. Infatti l’elemento di giunzione non solo permette di fissare un pannello all’altro, ma soprattutto, grazie alla presenza della piastra girevole dotata dell’asola passante, funziona come ausilio all’assemblaggio, perché l’asola guida il posizionamento del pannello che deve essere ancorato. Il pannello prefabbricato, da fissare a un altro pannello o una struttura edili precedentemente predisposti, è provvisto di mezzi di ancoraggio meccanici, ad esempio affogati in parte nel pannello stesso. Quando, in cantiere, gli addetti provvedono a calare dall’alto il pannello da fissare, i relativi mezzi di ancoraggio sporgono verso il basso, e ad un certo punto vengono inseriti nell’asola dell’elemento di giunzione. A questo punto l’interferenza con la piastra dell’elemento di giunzione ne causa la rotazione rispetto al corpo, e l’asola funziona come una guida che, orientandosi in conseguenza della rotazione della piastra, porta i mezzi di ancoraggio del pannello sospeso in allineamento con i mezzi di ancoraggio dello stesso elemento di giunzione. A questo punto gli addetti possono definitivamente posare il pannello precedentemente sospeso e procedere ad accoppiarlo all’elemento di giunzione del pannello o della struttura precedentemente predisposti.

Quanto appena descritto è attuabile in tempi rapidissimi, perché l’allineamento dei mezzi di ancoraggio di due pannelli da unire avviene rapidamente, quasi istantaneamente, proprio grazie all’elemento di giunzione.

Inoltre l’elemento di giunzione secondo la presente invenzione ha dimostrato caratteristiche antisismiche: calcoli effettuati dal Richiedente hanno dimostrato che negli edifici realizzati assemblando pannelli prefabbricati giuntati uno all’altro con elementi di giunzione secondo la presente invenzione, questi resistono agli sforzi causati da un sisma.

In pratica l’elemento di giunzione permette di implementare un metodo di costruzione estremamente rapido ed efficace per la realizzazione di edifici a uno o più piani, con forme anche complesse, e antisismici, usando pannelli prefabbricati. I pannelli sono realizzabili in fabbrica già provvisti di elementi di giunzione e mezzi di ancoraggio; pertanto il posizionamento in cantiere è rapido e non richiede ulteriori lavori di carpenteria.

Preferibilmente la piastra è un disco, oppure un elemento a tazza, accoppiato al corpo, in corrispondenza di una apertura ricavata sulla sua faccia superiore. L’accoppiamento tra il disco e il corpo dell’elemento di giunzione è un accoppiamento di forma con sottosquadro, che impedisce al disco di separarsi dal corpo, cioè il disco è trattenuto sul corpo, e al tempo stesso permette la rotazione del disco rispetto al corpo, nei due sensi orario e antiorario, nel piano di giacitura del disco stesso.

Preferibilmente l’asola si estende radialmente dal centro alla periferia del disco orientabile, cioè si estende dall’asse di rotazione del disco fino al relativo perimetro.

Nella forma di realizzazione preferita i mezzi di ancoraggio sono di tipo meccanico, e sono alloggiati almeno in parte nel corpo dell’elemento di giunzione. Più precisamente i mezzi di ancoraggio sono trattenuti nel corpo, al di sotto della piastra, che agisce da superficie di riscontro contro la quale i mezzi di ancoraggio e/o il secondo pannello sono in battuta quando il secondo pannello è accoppiato. In altre parole la piastra funziona come una rondella contro la quale si attestano il pannello da fissare e/o i suoi mezzi di ancoraggio, ad esempio altre piastre metalliche, bulloni, ecc..

Preferibilmente i mezzi di ancoraggio sono scelti tra un’asta o una barra filettata, ad esempio affogata nel primo pannello, e un manicotto filettato o un dado, e la rotazione della piastra permette di orientare l’asola e rendere accessibili tali mezzi di ancoraggio a corrispondenti dadi, viti o bulloni di fissaggio del secondo pannello, quando vengono inseriti attraverso l’asola.

Nella forma di realizzazione preferita dell’elemento di giunzione il corpo è fissabile al relativo pannello, oppure a una struttura edile, per mezzo di tasselli o tondini metallici in parte affogati nel pannello o nella struttura edile e sporgenti a sbalzo, filettati, per l’avvitamento di dadi oppure curvati per trattenere il corpo. Ad esempio i tondini impegnano corrispondenti fori ricavati nel corpo dell’elemento di giunzione.

Un secondo aspetto della presente invenzione concerne pertanto un metodo, secondo la rivendicazione 8, di assemblaggio di pannelli o strutture edili prefabbricati, per erigere edifici. Il metodo comprende:

a) mettere a disposizione un primo pannello, oppure una struttura edile, e un secondo pannello da accoppiare al primo pannello o alla struttura edile già messi in opera,

b) mettere a disposizione almeno un elemento di giunzione secondo la presente invenzione, in cui il corpo dell’elemento di giunzione è fissato al primo pannello, oppure alla struttura edile, oppure al secondo pannello; il pannello o la struttura edile sprovvisto/a dell’elemento di giunzione è invece provvisto/a di ulteriori mezzi di ancoraggio, ad esempio un’asta filettata sporgente a sbalzo, c) posizionare il secondo pannello sul primo pannello oppure sulla struttura edile, lasciando ruotare la piastra dell’elemento di giunzione nella relativa sede per far sì che l’asola passante si orienti correttamente e guidi gli ulteriori mezzi di ancoraggio in allineamento con i mezzi di ancoraggio dell’elemento di giunzione, e

d) bloccare il secondo pannello sul primo pannello oppure sulla struttura edile accoppiando i mezzi di ancoraggio con gli ulteriori mezzi di ancoraggio.

Come si può intuire, utilizzando come mezzi di ancoraggio aste o boccole filettate, e bulloni, è possibile giuntare due pannelli prefabbricati in pochi secondi. Il metodo di prefabbricazione industriale appena descritto permette di assemblare pannelli prefabbricati, tra loro e/o a strutture edili preesistenti, anche non prefabbricate, con una pluralità di elementi di giunzione secondo la presente invenzione, che prescindono dalla tipologia di struttura o dalla forma del pannello da giuntare e per questo è definibile universale.

Un terzo aspetto della presente invenzione concerne un pannello prefabbricato utilizzabile per edificare strutture, e caratterizzato dal fatto di comprendere uno o più elementi di giunzione descritti sopra.

Preferibilmente il pannello prefabbricato è accessoriato con uno o più anelli metallici vincolati ad un fianco del pannello stesso. Questo accorgimento permette di usare gli anelli per impegnare un accessorio, le cui caratteristiche verranno ora descritte, e formare una cerniera con un altro pannello prefabbricato adiacente.

Preferibilmente il pannello comprende almeno una nicchia o scatola in corrispondenza di un fianco del pannello stesso; nella nicchia/scatola è alloggiato un anello metallico. Ad esempio il pannello comprende un tondino metallico affogato nel pannello stesso e passante attraverso detta nicchia o scatola e anche attraverso l’anello metallico, dimodoché l’anello metallico risulta orientabile, come una catena.

L’accessorio richiamato sopra, destinato a realizzare una cerniera tra due pannelli adiacenti, e per il quale il Richiedente si riserva di depositare una domanda di brevetto divisionale, comprende:

- un’asta o barra, con funzione di tirante, posizionabile parallelamente al fianco di un primo pannello prefabbricato, in verticale, ad esempio avvitabile ai due solai inferiore e superiore ai quali il primo pannello prefabbricato è pure vincolato, e inforcabile attraverso gli anelli metallici, per realizzare una cerniera, - una scatola metallica, fissabile all’asta, provvista di una o più gole, ad esempio gole a coda di rondine, e/o uno o più fori;

- uno o più chiodi parzialmente affogati nel pannello prefabbricato e sporgenti a sbalzo dal relativo fianco, e/o uno o più tasselli, in cui i chiodi sono provvisti di una testa inseribile dall’alto in una corrispondente gola della scatola metallica, senza però possibilità di sfilarsi orizzontalmente, e in cui i tasselli sono inseribili in un corrispondente foro della scatola metallica e sono avvitabili nel fianco del pannello prefabbricato.

L’accessorio permette di inforcare gli anelli metallici dei pannelli prefabbricati adiacenti, tenendoli insieme, anche in caso di sisma, impedendo che i pannelli possano rovesciarsi. L’uso dell’accessorio è semplice da parte degli addetti in cantiere e non richiede conoscenze o esperienza particolari.

Preferibilmente nello stato assemblato di due o più pannelli prefabbricati l’accessorio resta alloggiato in una nicchia definita dagli stessi pannelli prefabbricati incernierati, e preferibilmente detta nicchia è riempibile con un materiale di riempimento, ad esempio cemento.

L’uso combinato di elementi di giunzione secondo la presente invenzione e dell’accessorio appena descritto permette di ottenere le massime prestazioni in termini di facilità e velocità di assemblaggio di pannelli prefabbricati e conseguente edificazione di edifici. Il sistema combinato comprendente elementi di giunzione secondo la presente invenzione e corrispondenti accessori per realizzare le cerniere è stato chiamato dal Richiedente “Sistema Integrale Prefabbricazione Industrializzata Universale (SIPIU)”.

Breve elenco delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

- le figure 1-4 sono viste in prospettiva di parti di un elemento di giunzione secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione e di un corrispondente elemento di giunzione completo;

- la figura 5 mostra un modello di edificio a cinque piani, realizzato usando pannelli prefabbricati ed elementi di giunzione secondo la presente invenzione, utilizzato per il calcolo strutturale della resistenza sismica;

- le figure 6-11 sono viste in prospettiva/sezione di parti di un elemento di una seconda forma di realizzazione dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione e di un corrispondente elemento di giunzione completo;

- la figura 12 è una vista in prospettiva e in sezione di una terza forma di realizzazione dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 13 è una vista in prospettiva dell’elemento di giunzione mostrato in figura 12;

- le figure 14 e 15 sono viste schematiche in prospettiva e in trasparenza di una prima applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- le figure 16 e 17 sono viste schematiche in prospettiva e in trasparenza di una seconda applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- le figure 18 e 19 sono viste schematiche in prospettiva e in trasparenza di una terza applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 20 è una vista schematica in prospettiva e in trasparenza di una quarta applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 21 è una vista schematica in prospettiva e in trasparenza di una quinta applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 22 è una vista schematica in prospettiva e in trasparenza di una sesta applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 23 è una vista in sezione orizzontale della sesta applicazione mostrata in figura 22;

- la figura 24 è una vista in sezione orizzontale di una settima applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 25 è una vista in sezione orizzontale di una ottava applicazione pratica dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 26 è un’altra vista in sezione orizzontale della sesta applicazione pratica mostrata in figura 22;

- la figura 27 è una vista in sezione e in piano di un primo accessorio associabile all’elemento di giunzione secondo la presente invenzione, in una prima configurazione;

- la figura 28 è una vista in sezione e in piano dell’accessorio mostrato in figura 27, in una seconda configurazione;

- la figura 29 è una vista in sezione orizzontale di un secondo accessorio associabile all’elemento di giunzione secondo la presente invenzione, in una prima configurazione;

- la figura 30 è una vista in sezione verticale dell’accessorio mostrato in figura 29;

- la figura 31 è una vista laterale dell’accessorio mostrato in figura 29; - la figura 32 è una vista in sezione verticale di una nona applicazione dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione;

- la figura 33 è una vista in elevazione e in sezione parziale di un terzo accessorio associabile all’elemento di giunzione secondo la presente invenzione, in una prima configurazione;

- le figure 34-37 sono viste in sezione verticale di altrettanti ulteriori applicazioni dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

La figura 1 mostra in prospettiva un’asta metallica o un tondino metallico 2, del tipo comunemente utilizzato affogato nel cemento o nel calcestruzzo per erigere strutture edili. L’asta metallica 2 è filettata in corrispondenza della sua estremità superiore, e attraversa una piastra metallica 3, in corrispondenza di un foro passante 4. La piastra metallica 3 è destinata ad essere fissata ad un pilastro, un solaio, un basamento, un pannello prefabbricato, ecc., come verrà descritto più avanti, ad esempio con tondini di metallo affogati nel cemento/calcestruzzo, o con tasselli o altri sistemi.

Alla piastra 3 è associato un disco 5 girevole nel foro 4. Il disco 5 intercetta quasi del tutto il foro 4, tranne che in corrispondenza di un’asola passante 6 attraverso la quale l’asta metallica 2 è inserita. In sostanza il disco 5 è girevole nei due sensi sul proprio piano di giacitura sulla piastra 3, in modo tale che l’asola 6 possa essere orientata a 360°. Questa caratteristica è importante perché permette, in fase di costruzione di una struttura, di compensare eventuali tolleranze dimensionali dei pezzi o disallineamenti tra pannelli prefabbricati da unire. Il disco 5 è realizzabile, ad esempio, per stampaggio.

La figura 2 mostra una prima forma di realizzazione 1 dell’elemento di giunzione secondo la presente invenzione. Una volta posizionato in corrispondenza di una superficie, permette di giuntare ad essa una struttura prefabbricata, ad esempio un pannello con funzione di parete. La figura 3 mostra l’elemento di giunzione 1 in cui l’asta 2, filettata, è bloccata con un dado 7. La figura 4 mostra il solo disco girevole 5.

Come verrà descritto più in dettaglio nel proseguo, l’elemento di giunzione 1 permette di realizzare in tempi rapidi punti di ancoraggio facili da usare per unire elementi e pannelli prefabbricati gli uni agli altri, rapidamente, compensando eventuali imprecisioni nelle tolleranze e piccoli disallineamenti. Tali punti di ancoraggio possono essere definiti “scarpette”, perché permettono l’accoppiamento degli elementi prefabbricati con un movimento di inserimento e centratura.

Le figure 6-11 mostrano una seconda forma di realizzazione 1” dell’elemento di giunzione, più complessa.

L’elemento di giunzione 1” comprende un involucro metallico 8 conformato a tazza, mostrato in sezione trasversale e in prospettiva nelle figure 6-7 e 9-10, provvisto di fori 9 per il fissaggio a una struttura. Nell’involucro 8 è centralmente previsto un manicotto filettato 10 nel quale è destinato ad essere avvitato un bullone 11. Il manicotto filettato 10 si estende a sbalzo dalla base dell’involucro metallico 8. Anche questa seconda variante 1” è provvista di un disco 12 vincolato all’involucro 8, in modo girevole, e provvisto di un’asola passante 13.

L’asola passante 13 del disco 12, così come l’asola passante 6 del disco 5, si estende radialmente dal centro del relativo disco, dimodoché la rotazione del disco 5, 12 rispetto alla piastra 3 o all’involucro 8, permette di intercettare il bullone 11 e guidarlo verso il manicotto filettato 10, per l’avvitamento. La figura 8 mostra il disco 12 isolato.

Come ben visibile nelle figure 7, 9-10, il disco 12 è alloggiato nell’involucro 8 senza possibilità di fuoriuscire, per via del sottosquadro definito in 14. Il piano di giacitura del disco, cioè il relativo piano di rotazione, è ortogonale al manicotto 10. Il disco 12 si trova in appoggio sul manicotto filettato 10, a sua volta allineato all’asola 13.

Le figure 9-11 mostrano l’elemento di giunzione 1” al lavoro: un elemento prefabbricato 15, o un accessorio di fissaggio di strutture, è vincolato all’elemento di giunzione 1” per mezzo del bullone 11. In altre parole, l’elemento di giunzione 1” permette di assemblare strutture edili, in acciaio, ferro e/o cemento o calcestruzzo. In particolare, la figura 9 mostra in sezione l’elemento di giunzione 1” con la struttura 15 appoggiata su di esso ma non ancora fissata. In cantiere, gli addetti provvedono ad accostare la struttura 15 all’elemento di giunzione 1”, come mostrato in figura 9, preferibilmente con il bullone 11 inserito nel foro 16. Se il foro 16 fosse disallineato con il manicotto filettato 10, gli addetti non dovrebbero fare altro che intercettare l’asola 13 con il bullone 11 e ruotare il disco 12 fino a portare il bullone 11 in allineamento con il manicotto filettato 10, e completare l’avvitamento.

In altre parole il disco 12 funziona da guida proprio perché l’asola 13 è orientabile nel piano per permettere agli addetti di portare il bullone 11 in allineamento con il manicotto filettato 10. Questa funzione permette di accostare e unire facilmente pannelli e strutture prefabbricate, anche quando uno dei pannelli è mantenuto sollevato da una gru.

Le figure 12 e 13 mostrano una terza forma di realizzazione 1”’ dell’elemento di giunzione, che comprende un involucro 17 fissabile ad una struttura, ad esempio un solaio o un plinto, con elementi di fissaggio che intercettano i fori 18. L’involucro è preferibilmente ottenuto saldando componenti in acciaio facilmente reperibili sul mercato a costi bassi, o in alternativa per stampaggio. L’involucro 17 definisce un volume nel quale è alloggiato un elemento 19 equivalente ai dischi 5 e 12, cioè un elemento provvisto di un’asola radiale 20. L’elemento 19 è ruotabile nell’involucro 17 per orientare l’asola 20 a 360° e permettere l’inserimento del bullone 11 dall’alto, attraverso l’apertura superiore 21 dell’involucro 17. La rotazione dell’elemento 19 permette agli addetti in cantiere di individuare la rondella 22 che si trova sotto all’elemento 19 e intercettarla con il bullone 11. La rondella 22 non è girevole rispetto all’elemento 19, perché di sezione complementare, ma è scorrevole parallelamente all’asola 20, e presenta un manicotto filettato 23 che si estende a sbalzo verso l’alto, cioè proprio verso l’asola 20. Avvitando il bullone 11 alla rondella filettata 22, ruotando l’elemento 19 e muovendo radialmente il bullone 11 nell’asola 20, rispetto all’involucro 17, come mostrato dalle frecce in figura 13, è possibile ottenere il migliore allineamento di due pannelli o elementi prefabbricati per la relativa unione per mezzo dell’elemento di giunzione 1”’, anche se in cantiere si riscontrassero piccoli errori dimensionali o disallineamenti tra fori, ad esempio dovuti a differenze di quota e/o posizionamento dei pannelli prefabbricati da posizionare, rispetto ai pannelli o alle strutture complementari e rispetto ad altri vincoli fissi.

Le figure 14-22 aiutano a comprendere meglio questo concetto, e spiegare perché l’elemento di giunzione 1, 1”, 1”’ permette di implementare un metodo di costruzione estremamente rapido ed efficace per la realizzazione di strutture edili a uno o più piani, anche complesse, antisismiche, usando pannelli prefabbricati, talmente rapido da permettere di realizzare interi quartieri in pochi mesi.

In particolare le figure 14 e 15 mostrano una prima applicazione. Con il numero di riferimento 24 è indicata una struttura di un edificio, ad esempio un plinto, un solaio o un pannello prefabbricato, dal quale sporge verso l’alto, a sbalzo, un’asta 2 la cui estremità libera è filettata. Un pannello prefabbricato 25 deve essere ancorato al pannello 24, in modo da creare una parete verticale definitiva e non provvisoria. Il pannello prefabbricato 25 è sospeso in aria da una gru, che provvede ad avvicinarlo lentamente al pannello 24; gli addetti in cantiere provvedono manualmente a guidare l’avvicinamento, spingendo lateralmente il pannello prefabbricato 25 in modo tale che l’asta 2 inforchi correttamente l’elemento di giunzione 1 presente nel pannello prefabbricato 25. In fase di costruzione del pannello prefabbricato 25, infatti, un elemento di giunzione 1 viene predisposto in corrispondenza della sua base inferiore 26, realizzando un’apposita nicchia 28 e bloccando la piastra 3 contro la base 26, nella nicchia 28, con tondini metallici 27.

La figura 15 mostra i due pannelli prefabbricati 24 e 25 correttamente sovrapposti a formare una parete. Dato che la nicchia 28 è accessibile frontalmente, cioè gli addetti possono infilare le mani nella nicchia 28, il disco 5 con il dado 7 vengono inseriti in questo modo nella nicchia 28: gli addetti inforcano l’asta 2 attraverso l’asola 6 del disco 5 e provvedono a posizionare il disco 5 sulla piastra 3, orientando opportunamente l’asola 6 in modo tale da compensare eventuali disallineamenti dell’asta 2 rispetto alla nicchia 28 e, quindi, rispetto al pannello 25. A questo punto viene avvitato il dado 7 sull’asta 2 per bloccare definitivamente il pannello 25 sul pannello 24, anche se l’asta metallica 2 non fosse perfettamente verticale o anche se la piastra 3 dell’elemento di giunzione 1 non fosse perfettamente centrata nella nicchia 28.

Il grande vantaggio offerto dalla soluzione proposta è che permette comunque di assemblare pannelli prefabbricati compensando disallineamenti e imprecisioni nelle tolleranze, senza necessità di effettuare modifiche in cantiere. In questo senso l’elemento di giunzione 1, 1”, 1”’ svolge anche il ruolo di compensatore e permette di ridurre i tempi di montaggio in percentuale tra il 100% e il 200% rispetto alle attuali tecniche di assemblaggio di strutture prefabbricate. Inoltre l’elemento di giunzione 1, 1”, 1”’ ha dato risultati positivi per quanto riguarda la resistenza sismica, e permette di erigere strutture, assemblando parti prefabbricate, che a loro volta risultano in grado di resistere a un sisma.

Dopo l’erezione della parete, la nicchia 28 può essere chiusa con cemento, o con un altro materiale di riempimento, o con un tappo.

Le figure 16 e 17 mostrano una seconda applicazione equivalente alla prima, con la differenza che l’asta 2’ affogata nel pannello inferiore 24 è curva, per massimizzare la tenuta a trazione, e presenta un manicotto filettato 29 che sporge superiormente per permettere l’ancoraggio del pannello 25.

Le figure 18 e 19 mostrano una terza applicazione, che prevede di ancorare un pannello prefabbricato superiore 25 a un pannello prefabbricato inferiore 24, per realizzare una parete, una facciata o un muro di contenimento. Il pannello inferiore 24 è provvisto di un elemento di giunzione 1” secondo la presente invenzione, simile a quello mostrato nelle figure 6-11, comprendente un involucro 8 alloggiato in un vano 30 ricavato in corrispondenza della faccia superiore 31 del pannello inferiore 24. L’involucro 8 è fissato stabilmente al pannello inferiore 24 per mezzo di una piastra 32 a sua volta trattenuta da tondini metallici 33 che impegnano fori della piastra 32 e sono ricurvi per evitare lo sfilamento. La piastra 32 è saldata all’involucro 8 e tra la piastra 32 e l’involucro 8 è presente un manicotto filettato 10. Quando l’elemento di giunzione 1” è correttamente assemblato, il manicotto 10 resta rivolto verso l’alto, cioè verso l’apertura superiore dello stesso involucro 8. La figura 18 mostra l’elemento di giunzione 1” esploso, con la piastra 32, il manicotto 10 e l’involucro 8 separati ma, come è stato appena descritto, questi componenti sono saldati tra loro e l’elemento di ancoraggio 1” viene posizionato sul pannello 24 in fase di formatura, e bloccato piegando i tondini metallici 33. Ad esempio, l’involucro 8 è realizzabile saldano componenti, o per stampaggio. L’ancoraggio dei pannelli 24 e 25 avviene in questo modo. Come mostrato in figura 18, il pannello superiore 25 viene calato dall’alto con una gru, e gli addetti cercano di portare la piastra 15 in allineamento con l’elemento di ancoraggio 1”, dimodoché il foro passante 34 presente sulla piastra 15 sia quanto più possibile allineato con l’asola 13 del disco 12 dell’elemento di ancoraggio 1” previsto nel pannello inferiore 24. Come mostrato in figura 19, a questo punto gli addetti, accedendo attraverso la nicchia frontale 28 presente sul pannello superiore 25, provvedono a inserire il bullone 11 nell’asola 13 del disco 12, e a ruotare il disco e/o muovere il bullone 11 lungo l’asola 13, fino a trovare l’allineamento col manicotto filettato 10; procedono quindi con l’avvitamento, ottenendo il bloccaggio dei pannelli 24 e 25.

La figura 20 mostra una quarta applicazione esemplificativa: la costruzione di un edificio a due piani. Con il riferimento 35 è indicato un basamento, ad esempio un basamento di fondamenta, coi riferimenti 37 e 38 corrispondenti pannelli prefabbricati verticali da posizionare per definire una parete perimetrale al piano terra, con il riferimento 36 il solaio di separazione del primo piano dell’edificio e con i riferimenti 39 e 40 corrispondenti pannelli prefabbricati verticali da posizionare sul solaio 36 per definire la parete perimetrale del primo piano.

Il basamento 35 e il solaio 36 sono prefabbricati e accessoriati, preferibilmente già in fase di produzione, di una pluralità di elementi di giunzione 1 o 1” o 1”’, e i pannelli prefabbricati verticali 37-40 sono provvisti di piastre 15 e nicchie frontali 28 come quelle descritte in precedenza. Il fissaggio di un pannello verticale 37-40 sul basamento 35 e sul solaio 36 avviene con le stesse modalità descritte in relazione alle figure 18-19, in modo ripetitivo e meccanico, uno dopo l’altro, con grande rapidità, precedendo avvitando dadi 7 o bulloni 11. La velocità di assemblaggio che è possibile ottenere grazie agli elementi di giunzione 1 o 1” o 1”’ è così maggiore rispetto agli attuali sistemi, a parità di altre condizioni, da permettere di ridurre anche del 200% i tempi di assemblaggio e l’uso di gru.

In figura 20 è mostrato un primo accessorio 41 dell’elemento di giunzione 1 o 1” o 1”’ secondo la presente invenzione. L’accessorio 41 permette di realizzare le cosiddette cuciture, cioè permette di vincolare i pannelli 37-40 gli uni agli altri, fianco a fianco. L’accessorio 41 comprende un’asta 42 che si estende verticalmente tra i fianchi di due pannelli prefabbricati 37-38 e 39-40 e che è avvitata ad un manicotto filettato 43 solidale al basamento 35. Nell’esempio mostrato nelle figure, le aste 42 di due accessori 41 sono avvitate per definire un singolo tirante che si estende attraverso il solaio 36. A questo scopo, i pannelli verticali prefabbricati 37-40 sono provvisti lateralmente di una nicchia 44: affiancando due pannelli 37-38 e 39-40 la nicchia 44 che rimane è sufficiente ad ospitare l’accessorio 41.

Le aste 42 servono da cerniera per una pluralità di anelli metallici 46 predisposti sui pannelli prefabbricati, preferibilmente già in fase di produzione, ma in alternativa anche in cantiere, ad esempio recuperando materiale di scarto come gli spezzoni di tondini metallici. Gli anelli 46 sono alloggiati in parte all’interno di scatole 47, ad esempio in plastica, predisposte in corrispondenza della nicchia laterale 44 di ciascun pannello verticale 37-40, e sono trattenuti da tondini metallici affogati nel pannello stesso. Quando i pannelli verticali 37-40 vengono posati, gli addetti provvedono a inforcare gli anelli sulla corrispondente asta 42 dell’accessorio 41. Ad esempio, subito dopo aver fissato il pannello verticale 40 al solaio 36, e prima di procedere al fissaggio del pannello adiacente 39, gli addetti installano l’accessorio 41. A questo punto procedono a posizionare e fissare il pannello 39, sovrapponendo gli anelli 46 e inforcando l’asta 42 attraverso i due anelli metallici 46, e avvitandola all’asta 42 del piano inferiore. Questo crea un vincolo tra l’asta 42 e gli anelli 46. Chiaramente il numero degli anelli 46 predisposti lungo il fianco di un pannello 37-40 può essere maggiore di uno. In figura è mostrato l’esempio più semplice con un solo anello 46 per pannello. Il produttore dei pannelli 37-40 potrà fornire scatole 47 plastiche “salva spazio” (“a cucchiaio”) per completare il sistema.

In pratica durante la messa in opera, gli anelli 46 possono essere legati con del fil di ferro, in modo che assumano e mantengano la posizione orizzontale, per permettere l’inserimento dall’alto dell’asta 42. In alternativa le scatole plastiche 47 possono essere dotate di mezzi di supporto, gancetti, incastri o altro per mantenere gli anelli 46 sporgenti e orizzontali.

L’accessorio 41 comprende inoltre una scatola metallica 45 fissata ad una corrispondente asta 42, in corrispondenza della relativa estremità superiore. La scatola metallica 45 è conformata per realizzare accoppiamenti di forma con uno o più chiodi 48 o tasselli 49, come verrà spiegato più avanti. In sostanza, i pannelli verticali adiacenti 37-38 e 39-40 sono vincolati tra loro per interposizione della scatola 45, in modo rigido, o con possibilità di assecondare spostamenti causati da un sisma.

La figura 21 mostra un’altra applicazione, in vista parzialmente esplosa, che prevede di realizzare una parete perimetrale su un basamento 50, usando due pannelli prefabbricati verticali 51-52, e corrispondenti elementi di giunzione 1”, come spiegato in riferimento agli altri esempi. Considerando per semplicità il solo pannello verticale 51, con il riferimento 53 è indicato un tondino metallico affogato nel materiale del pannello 51 stesso. Il tondino 53 è esposto alla vista solamente in corrispondenza della scatola o nicchia 47, proprio perché la scatola 47 è attraversata dal tondino 53. Un anello metallico 46 è trattenuto dal tondino 53 ed è maneggiabile dagli addetti del cantiere durante la costruzione della parete per vincolare il pannello 51 all’asta 42, cioè per inserire l’asta 42 attraverso l’anello 46 prima di avvitarla al manicotto filettato 43 sul basamento 50.

L’accessorio 41, che serve a realizzare la cerniera tra i pannelli 51 e 52, è provvisto di una scatola metallica 45 aperta in corrispondenza della sua faccia superiore e provvista di fori 55 e/o guide 54 per l’accoppiamento a chiodi 48 o tasselli 49 destinati ad essere inseriti nei pannelli 51 e 52. Ad esempio, il chiodo 48 mostrato nella figura ha diametro massimo in corrispondenza della testa 48’ rivolta verso la scatola 45 perché in questo modo può essere inserito dall’alto nella guida 54, ma non può sfilarsi dalla scatola 45 con un movimento orizzontale. Il tassello 49 viene avvitato al pannello verticale 52 attraverso il foro 55 della scatola 45. L’asta 42 attraversa la scatola 45; quest’ultima può essere bloccata sull’asta 42 con saldature.

Grazie alla configurazione appena descritta, l’erezione della parete avviene rapidamente: si fissa il pannello 52 al basamento 50, per mezzo dell’elemento di giunzione 1” secondo la presente invenzione, poi si fissa l’accessorio 41 al pannello 52, avendo cura di inforcare gli anelli metallici 46 di entrambi i pannelli 51 e 52 attorno all’asta 42, e si procede quindi a fissare il pannello 51 al basamento 50 e all’accessorio 41, allo stesso modo, realizzando la cerniera tra i due pannelli 51-52.

L’accessorio 41 permette di incernierare i pannelli adiacenti 51-52 impedendo che questi possano spostarsi, distanziarsi o inclinarsi, a causa del carico statico al quale sono sottoposti, oppure a causa di un sisma. L’accessorio 41 è infatti un tirante avvitato al basamento 50 e al solaio del piano superiore (non mostrato), ed è quindi teso; sull’asta 42 è presente la scatola 45 alla quale sono collegati direttamente i pannelli 51-52, rigidamente con tasselli 49 o con possibilità di movimento con chiodi 48, ed inoltre i pannelli 51-52 sono collegati all’asta 42 per mezzo degli anelli 46. Tutto questo massimizza la tenuta statica e dinamica della struttura, e la rende resistente ai terremoti, permettendo al tempo stesso di minimizzare i tempi di assemblaggio. In caso di terremoto, l’asta 42 può flettere nella nicchia 44, senza spezzarsi. Gli anelli 46 non trasmettono le sollecitazioni ai rispettivi pannelli, perché il vincolo con l’asta 42 non è rigido. D’altra parte, i chiodi 48 possono compiere piccoli movimenti longitudinali, senza potersi sfilare dalla scatola 45. Al contrario, se in un secondo momento la nicchia 44 viene riempita con un materiale di riempimento, ad esempio cemento, si verifica la trasmissione delle sollecitazioni tra l’asta 42 e gli anelli 46.

La figura 22 mostra un’applicazione simile alla precedente, nella quale quattro pannelli 56-59 sono assemblati a croce sul basamento 50. La vista è parzialmente esplosa per facilitare l’individuazione dei vari componenti. Come si può notare, in questo esempio la scatola 45 è provvista di tre guide laterali a coda di rondine, accessibili dall’alto per inforcare corrispondenti chiodi 48, uno per ciascuno dei pannelli 56-59.

La figura 23 si riferisce proprio all’esempio mostrato nella figura 22, e in particolare si tratta di una sezione considerata in un piano che interseca la scatola 45. La vista in figura 23 non è esplosa come in figura 22: i pannelli prefabbricati 56-59 sono mostrati nella posizione effettiva di assemblaggio. Sono ben visibili i chiodi 48, che vengono affogati nel calcestruzzo durante la realizzazione dei pannelli 56, 57 e 59 in fabbrica. I chiodi 48 sporgono a sbalzo dal fianco del relativo pannello 56, 57 e 59 verso l’accessorio 41 che si trova nella nicchia 44 definita dai fianchi dei quattro pannelli 56-59; la testa 48’ di ciascun chiodo è, al massimo, in battuta contro l’asta metallica 42. Come descritto in precedenza, quando i pannelli 56, 57 e 59 vengono calati dall’alto con una gru, la testa 48’ dei chiodi 48 viene inserita verticalmente nelle guide a coda di rondine 54 presenti sulla scatola 45. Dato che il diametro della testa 48’ dei chiodi 48 è maggiore della larghezza delle guide 54 nella loro parte inferiore, i chiodi 48 non possono sfilarsi dalla scatola 45 con un movimento orizzontale, nemmeno se oscillatorio. Il pannello 58 è vincolato all’accessorio 41 per mezzo del tassello 49 avvitato alla scatola 45.

Come si può notare, l’accessorio 41 che permette di realizzare le cerniere tra i pannelli 56-59 resta nascosto alla vista, nella nicchia 44. Considerato che l’asta 42 è un tirante che si estende tra due livelli dell’edificio, è chiaro che l’accessorio 41 può oscillare nella nicchia 44, per assecondare movimenti ondulatori provocati da un terremoto e, d’altra parte, impedisce che la struttura eretta possa aprirsi verticalmente a causa di movimenti verticali causati da scosse sismiche sussultorie. In caso di movimenti orizzontali, l’asta 42 oscillerà e i chiodi 48 risulteranno scorrevoli orizzontalmente attraverso le pareti della scatola 45, nei due sensi; le oscillazioni si smorzeranno al cessare delle scosse sismiche e la cerniera tra i pannelli 56-59 ritorna allo stato iniziale.

La figura 24 mostra un altro esempio di applicazione: tre pannelli prefabbricati verticali 60-62 assemblati a T e mostrati in sezione su un piano orizzontale che interseca la scatola 45 dell’accessorio per cerniere 41. In questa applicazione, simile alla precedente di figura 23, i chiodi 48 sono due, quelli dei pannelli 60 e 61; il pannello 62 è avvitato alla scatola metallica 45 con un tassello 49.

La figura 25 mostra ancora un altro esempio di applicazione, in cui un pannello prefabbricato 64 è assemblato a T a un singolo pannello 63 provvisto di nicchia 44 nella quale è stato predisposto l’accessorio per cerniere 41. In questa applicazione il pannello 63 è dotato di un anello metallico 46, ad esempio un classico tondino di ferro ripiegato su sé stesso, che circonda le aste 53 affogate nel pannello 63 stesso in fase di realizzazione. Questa soluzione impedisce che il pannello 63 possa cedere, aprendosi a libro, in corrispondenza della nicchia 44.

La figura 26 mostra la stessa applicazione di figura 22, ma considerata su un piano di sezione diverso, non all’altezza della scatola 45, ma all’altezza degli anelli metallici 46. Come si può notare, ciascun pannello 56-59 è provvisto di nicchie 47 sul proprio fianco; tali nicchie possono essere realizzate predisponendo scatole di plastica negli stampi quando i pannelli prefabbricati 56-59 vengono realizzati. Le nicchie 47 permettono di mettere allo scoperto le aste 53 affogate nei panelli stessi, parallelamente al fianco del pannello. Quando i pannelli 56-59 sono correttamente assemblati, come mostrato in figura 26, gli anelli metallici 46 sono disposti a croce e avvolgono l’asta 42 dell’accessorio per cerniere 41 inserito nella nicchia 44. È intuitivo che in caso di oscillazioni dell’asta 42 causate da un terremoto, gli anelli metallici 46 possano scorrere sull’asta 42, sia in direzione orizzontale che in direzione verticale, garantendo comunque la tenuta meccanica dell’insieme, cioè evitano che la cerniera che unisce i pannelli 56-59 possa rompersi e i pannelli possano cadere.

Le figure 27 e 28 mostrano, più in dettaglio, la scatola 45 dell’accessorio 41 per cerniere, e in particolare sono viste in sezione piana. Come si può notare, a seconda delle esigenze la scatola 45 è configurabile per accogliere un chiodo 48, due chiodi 48, tre o più chiodi 48 e tasselli 49.

La figura 29 mostra, in sezione orizzontale, una scatola metallica 45 che supporta due chiodi 48, disposti a 90° uno rispetto all’altro, e un tassello 49. La figura 30 è una vista in sezione verticale della stessa scatola 45: il tassello 49 comprende anche rondelle e altri componenti, ed è avvitato attraverso una piastra inferiore della scatola 45. La figura 31 è una vista in elevazione della stessa scatola 45, nella quale è chiaramente mostrata una guida 54 a coda di rondine; un chiodo 48 può essere inserito nella guida 54 fino ad attestarsi in corrispondenza della strozzatura 54’, dalla quale non può sfilarsi per via del fatto che la testa 48’ del chiodo 48 è più larga del corpo del chiodo stesso.

La figura 32 mostra un’applicazione reale, meno accademica delle precedenti. Si tratta di una sezione verticale di una struttura ottenuta assemblando pannelli e strutture prefabbricate. Un basamento è formato da due pannelli, sinistro 65 e destro 66, affiancati testa a testa, e tra i quali è presente una nicchia nella quale è alloggiata una scatola metallica 45. La nicchia è riempita con un materiale apposito 67, ad esempio cemento. I pannelli inferiori 65 e 66 sono vincolati alla scatola 45 con un chiodo 48 e un tassello 49. L’asta metallica 42 si estende verticalmente lungo tutta la struttura, per realizzare un tirante che attraversa tutti gli strati, piani, livelli ecc.. Sopra il basamento è realizzata una soletta 68, ad esempio predaless con calcestruzzo integrativo, nella quale sono affogati tondini o griglie metallici 69. Un manicotto filettato 10 permette di dare continuità al tirante formato dalle aste 42 avvitate, cosicché si estenda fino al livello superiore, cioè nel pannello superiore 70, dove è presente una seconda scatola metallica 45 e relativi chiodi 48 e tassello 49.

La figura 33 è una vista in elevazione e in sezione verticale di un accessorio 41 per realizzare cerniere tra pannelli prefabbricati. In questo esempio sull’asta 42 sono predisposte due scatole metalliche 45, una inferiore, attraversata dall’asta 42, e l’altra superiore, avvitata all’asta 42 in corrispondenza della base, dove è presente un foro filettato 45’. La scatola 45, con o senza foro filettato 45’ è realizzabile come pezzo di carpenteria, in grande serie, a costi contenuti.

Le figure 34-37 sono sezioni verticali di parti di corrispondenti strutture edili realizzate utilizzando l’elemento di giunzione 1”’ secondo la presente invenzione e accessori 41 per realizzare cerniere tra pannelli. Come si può notare, è possibile combinare diversamente, cioè secondo più configurazioni, una pluralità di elementi di giunzione 1”’ e/o 1” e una pluralità di accessori 41 per ottenere rapidamente strutture edili sicure, funzionanti e subito rifinibili con, ad esempio un pavimento 71.

In estrema sintesi, la presente invenzione mette a disposizione un elemento di giunzione 1, 1” e 1”’ e un accessorio 41 destinato a realizzare cerniere tra strutture prefabbricate, che permettono al costruttore, specialmente quando usati in combinazione, di erigere edifici con proprietà antisismiche in tempi ridotti anche della metà rispetto alle attuali tecniche, e senza sacrificare versatilità e flessibilità nella progettazione.

Il Richiedente rivendica la possibilità di depositare una domanda di brevetto divisionale per l’accessorio 41, perché è utilizzabile anche disgiuntamente dall’elemento di giunzione 1, 1” e 1”’ secondo la presente invenzione.

La figura 5 mostra in prospettiva un modello tridimensionale di edificio 100 a cinque piani costruito utilizzando pannelli prefabbricati assemblati con elementi di giunzione 1, 1” e/o 1”’ secondo la presente invenzione. Ogni rettangolo è un pannello prefabbricato, unito al solaio per mezzo di un elemento di giunzione 1, 1” e/o 1”’. La struttura è realizzata con pareti prefabbricate in cemento armato vibrato di spessore 10 cm. L’edificio 100 copre una superficie di circa 850 mq per piano e si sviluppa per cinque piani fuoriterra coprendo una superficie di totale di 4250 mq. L’altezza dell’intero edificio 100 è di 14 m, l’interpiano netto fra un solaio ed il successivo è pari a 260 cm. I solai sono di tipo predalles gettati in opera dopo la posa; lo spessore finale del solaio è pari a 20 cm. Le fondazioni di tipo superficiale, da realizzarsi in opera, sono costituite da una platea o da travi continue a seconda delle caratteristiche del terreno del cantiere.

Il modello mostrato in figura 5 è servito per eseguire un calcolo strutturale le cui condizioni al contorno sono le seguenti.

Sovraccarico solai:

predalles getto 500 daN/m²

Sovraccarico permanente 100 daN/m²

Sovraccarico accidentale (residenziale) 200 daN/m²

Copertura:

predalles getto 500 daN/m²

Sovraccarico permanente 100 daN/m²

Sovraccarico accidentale 150 daN/m²

Peso manufatti:

Pareti sp10 cm 250 daN/m²

Vento:

Zona vento 2

Classe di rugosità terreno B

Categoria IV

Altezza edificio 14,0 m

Pressione di riferimento qb 39 daN/m2

Coefficiente di forma superficie sopravvento/sottovento cp=+0.8/-0.4

Coefficiente di attrito laterale cf= 0.02

Coefficiente dinamico cd= 1.00

Coefficiente topografico ct= 1.00.

La normativa di riferimento per il calcolo è la seguente:

- Eurocodice 2- UNI EN 1992-1-1 “Progettazione delle strutture di calcestruzzo”;

- UNI 9502 “Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di conglomerato cementizio armato normale e precompresso”;

- UNI EN 1992-1-2 Eurocodice 2 – Progettazione delle strutture in calcestruzzo –Parte 1-2: Regole generali – Progettazione della resistenza all’incendio;

- UNI EN 13369:2004 Regole comuni per prodotti prefabbricati di calcestruzzo;

- UNI EN 13693:2005 Elementi speciali per coperture;

- UNI EN 13224:2005 Elementi nervati per solai;

- UNI EN 13225:2005 Elementi lineari;

- UNI EN 14991:2007 Elementi da fondazione;

- UNI EN 14992:2007 Prodotti prefabbricati di calcestruzzo – elementi da parete.

Sono state considerate 67 diverse combinazioni di carico sull’edificio 100, ad esempio carico statico dovuto alla neve, dinamico dovuto al vento o accidentale dovuto a sisma.

Il software utilizzato per l’analisi strutturale e la modellazione dell’edificio 100 è MIDAS GEN 2017. Per la verifica delle sezioni in cemento armato c.a. e c.a.v e per l’analisi termica della sezione sono stati utilizzati i software CAP.3, A.S. e A.T.S. della GADDI SOFTWARE.

Sono stati analizzati i carichi su ciascun elemento di giunzione 1, 1” e 1”’ ed è stato verificato che ciascun elemento di giunzione 1, 1” e 1”’ è in grado di sopportare una sollecitazione massima di 2000 kg nella condizione sismica, un ottimo risultato.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) di pannelli prefabbricati e strutture destinati all’edificazione di un edificio (100), comprendente: - un corpo (3, 8, 17) fissabile a un primo pannello (24), oppure a una struttura edile (35, 36, 50, 65, 66), - mezzi (2, 10, 23) di ancoraggio di un secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) al corpo (3, 8, 17), e - una piastra (5, 12, 19) dotata di un’asola passante (6, 13, 20) attraverso la quale i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) sono accessibili dall’esterno del corpo (3, 8, 17), caratterizzato dal fatto che la piastra (5, 12, 19) è vincolata al corpo (3, 8, 17) in modo girevole, e non amovibile, dimodoché l’asola (6, 13, 20) è orientabile per guidare in allineamento il secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) rispetto ai i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23), e dal fatto che la piastra (5, 12, 19) coopera con i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) e con il corpo (3, 8, 17), per ottenere il bloccaggio del secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) sul corpo (3, 8, 17).
2. 2. Elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo la rivendicazione 1, in cui la piastra (5, 12, 19) è un disco accoppiato al corpo (3, 8, 17), in corrispondenza di una apertura (4, 21) ricavata sulla sua faccia superiore, per mezzo di un accoppiamento di forma con sottosquadro (14), che impedisce al disco (5, 12, 19) di separarsi dal corpo (3, 8, 17) e al tempo stesso permette la rotazione del disco (5, 12, 19) rispetto al corpo (3, 8, 17), nei due sensi, nel piano di giacitura del disco stesso.
3. 3. Elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo la rivendicazione 2, in cui l’asola (6, 13, 20) si estende radialmente dal centro alla periferia del disco (5, 12, 19).
4. 4. Elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-3, in cui i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) sono di tipo meccanico, e sono alloggiati almeno in parte nel corpo (3, 8, 17).
5. 5. Elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo la rivendicazione 4, in cui i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) sono trattenuti nel corpo (3, 8, 17), al di sotto della piastra (5, 12, 19) che agisce da superficie di riscontro contro la quale i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) e/o il secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) sono mantenuti in battuta quando il secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) è accoppiato.
6. 6. Elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-5, in cui i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) sono scelti tra un’asta filettata (2), ad esempio affogata nel primo pannello (24), e un manicotto filettato (10, 23) o un dado, e la rotazione della piastra (5, 12, 19) permette di orientare l’asola (6, 13, 20) e rendere accessibili i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) a corrispondenti dadi (7), viti o bulloni (11) di fissaggio del secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) inseriti attraverso l’asola (6, 13, 20).
7. 7. Elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-6, in cui il corpo (3, 8, 17) è fissabile al relativo pannello (24) oppure a una struttura edile (35, 36, 50, 65, 66) per mezzo di tasselli o tondini metallici (27) in parte affogati nel pannello (24) o nella struttura edile (35, 36, 50, 65, 66) e sporgenti a sbalzo, filettati per l’avvitamento di dadi oppure curvati per trattenere il corpo (3, 8, 17).
8. 8. Un metodo di assemblaggio di pannelli (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) o strutture edili (35, 36, 50, 65, 66) prefabbricati, per erigere edifici (100), comprendente: - mettere a disposizione un primo pannello (24), oppure una struttura edile (35, 36, 50, 65, 66), e un secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) da accoppiare al primo pannello (24) o alla struttura edile (35, 36, 50, 65, 66), - mettere a disposizione almeno un elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-7, in cui il corpo (3, 8, 17) dell’elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) è fissato al primo pannello (24), oppure alla struttura edile (35, 36, 50, 65, 66), oppure al secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70), e in cui il pannello o la struttura edile sprovvisto dell’elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) è invece provvisto di ulteriori mezzi di ancoraggio (2, 2’, 29, 15), ad esempio un’asta filettata (2) sporgente a sbalzo, - posizionare il secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) sul primo pannello (24) oppure sulla struttura edile (35, 36, 50, 65, 66), avendo cura di ruotare la piastra (5, 12, 19) dell’elemento di giunzione (1, 1”, 1”’) nella relativa sede per far sì che l’asola passante (6, 13, 20) guidi gli ulteriori mezzi di ancoraggio (2, 2’, 29, 15) in allineamento con i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) dell’elemento di giunzione (1, 1”, 1”’), e - bloccare il secondo pannello (25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) sul primo pannello (24) oppure sulla struttura edile (35, 36, 50, 65, 66) accoppiando i mezzi di ancoraggio (2, 10, 23) con gli ulteriori mezzi di ancoraggio (2, 2’, 29, 15) e con la piastra (5, 12, 19).
9. 9. Un pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) utilizzabile per edificare, caratterizzato dal comprendere uno o più elementi di giunzione (1, 1”, 1”’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-7.
10. 10. Pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) secondo la rivendicazione 9, comprendente inoltre uno o più anelli metallici (46) vincolati ad un fianco del pannello stesso, in cui gli anelli (46) sono destinati a impegnare un accessorio (41) per formare una cerniera con un altro pannello prefabbricato.
11. 11. Pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) secondo la rivendicazione 10, comprendente almeno una nicchia o scatola (47) in corrispondenza di un fianco del pannello stesso, nella quale è alloggiato un anello metallico (46).
12. 12. Pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) secondo la rivendicazione 11, comprendente un tondino metallico (53) affogato nel pannello stesso e passante attraverso detta nicchia o scatola (47), e attraverso l’anello metallico (46) alloggiato nella nicchia o scatola (47), dimodoché l’anello metallico (46) risulta orientabile.
13. 13. Pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 10-12, provvisto di un accessorio (41) destinato a realizzare una cerniera con un altro pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70), l’accessorio (41) a sua volta comprendente: - un’asta (42), con funzione di tirante, posizionabile parallelamente al fianco del pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70), in verticale, ad esempio avvitabile ad un basamento (50) al quale il pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) è vincolato, e inforcabile attraverso gli anelli metallici (46), per realizzare una cerniera, - una scatola metallica (45), fissabile all’asta (42), provvista di una o più gole (54), ad esempio a forma di coda di rondine, e/o uno o più fori (55); - uno o più chiodi (48) parzialmente affogati nel pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) e sporgenti a sbalzo dal relativo fianco, e/o uno o più tasselli (49), in cui i chiodi (48) sono provvisti di una testa (48’) inseribile dall’alto in una corrispondente gola (54) della scatola metallica (45), senza possibilità di sfilarsi orizzontalmente, e in cui i tasselli (49) sono inseribili in un corrispondente foro (55) della scatola metallica (45) e sono avvitabili nel fianco del pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70).
14. 14. Pannello prefabbricato (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70) secondo la rivendicazione 13, in cui nello stato assemblato di due o più pannelli prefabbricati (24-25, 37-40, 51-52, 56-59, 70), l’accessorio (41) resta alloggiato in una nicchia (44) definita dagli stessi pannelli prefabbricati incernierati, e preferibilmente detta nicchia (44) è riempibile con un materiale di riempimento, ad esempio cemento.