IT201900007686A1 - Dispositivo smorzatore di vibrazioni per capannoni prefabbricati ed edifici similari - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“DISPOSITIVO SMORZATORE DI VIBRAZIONI PER CAPANNONI

PREFABBRICATI ED EDIFICI SIMILARI”

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo smorzatore di vibrazioni per capannoni prefabbricati ed edifici similari.

Più in dettaglio, la presente invenzione è relativa ad uno smorzatore di vibrazioni per capannoni prefabbricati in cemento armato, a cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

Com’è noto, i capannoni prefabbricati in cemento armato sono costituiti essenzialmente da un grande tetto orizzontale in cemento armato, con struttura modulare, che appoggia su di una serie di pilastri verticali anch’essi in cemento armato.

Più in dettaglio, il tetto orizzontale è composto da una serie di lunghi architravi prefabbricati in cemento armato, che hanno una sezione trasversale solitamente a forma di I, L, T o T rovesciata, e sono disposti in posizione orizzontale e paralleli ed affiancati e/o allineati tra loro, in appoggio sulle estremità superiori dei pilastri; e da una serie di travi di copertura prefabbricate in cemento armato, che sono disposte in posizione orizzontale ed una parallela ed accostata all’altra, di traverso ed a cavallo tra due architravi immediatamente adiacenti, in modo tale da appoggiare con le due estremità sugli architravi ed essere localmente perpendicolari agli stessi architravi.

Grazia a questa particolare struttura modulare con architravi e travi di copertura prefabbricate ed in semplice appoggio uno sull’altro, il tetto orizzontale può essere assemblato molto rapidamente.

Pur consentendo un significativo contenimento dei costi di costruzione del capannone, purtroppo la struttura modulare sopra descritta non offre una grande resistenza agli eventi sismici con marcata componente ondulatoria.

In coincidenza con questo tipo di eventi sismici, infatti, le singole travi di copertura del tetto tendono a strisciare sugli architravi, spostandosi avanti ed indietro e/o ruotando orizzontalmente rispetto alla posizione di progetto, fino a quando una delle due estremità della trave di copertura supera/scavalca il bordo dell’architrave e cade al suolo, con tutti i rischi che questo comporta per le persone che si dovessero trovare nella zona sottostante del capannone.

Per evitare la caduta delle travi di copertura in caso di eventi sismici, nella domanda di brevetto WO2016/185448 è descritto un dispositivo smorzatore di vibrazioni che è strutturato in modo tale da poter ancorare saldamente la estremità della trave di copertura all’architrave sottostante, ed è anche in grado di deformarsi in modo elastoplastico per consentire e smorzare progressivamente eventuali piccoli spostamenti orizzontali della trave sia parallelamente che ortogonalmente all’asse longitudinale della medesima trave.

Pur funzionando egregiamente, il dispositivo smorzatore di vibrazioni della domanda di brevetto WO2016/185448 è relativamente laborioso da istallare, perché la struttura, il peso e le dimensioni del dispositivo ne rendono difficoltoso il trasporto ed il corretto posizionamento.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti del dispositivo smorzatore di vibrazioni descritto nella domanda di brevetto WO2016/185448 senza con questo pregiudicare le prestazioni del dispositivo in caso di eventi sismici.

In accordo con questi obiettivi, secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo smorzatore di vibrazioni per capannoni prefabbricati ed edifici similari come definito nella rivendicazione 1 e preferibilmente, ma non necessariamente, in una qualsiasi delle rivendicazioni da essa dipendenti.

Secondo la presente invenzione viene inoltre realizzato il tetto di un capannone prefabbricato o edificio similare come definito nella rivendicazione 15.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica e schematica, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, di una porzione del tetto di un capannone prefabbricato in cemento armato, che è dotato di dispositivi smorzatori di vibrazioni realizzati secondo i dettami della presente invenzione;

- la figura 2 è una prima vista assonometrica di uno degli dispositivi smorzatori di vibrazioni realizzati secondo i dettami della presente invenzione ed illustrati in figura 1;

- la figura 3 è una seconda vista assonometrica del dispositivo smorzatore di vibrazioni illustrato in figura 2, con parti asportate per chiarezza;

- la figura 4 è una vista in pianta del dispositivo smorzatore di vibrazioni illustrato nelle figure 2 e 3, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza; mentre - la figura 5 è una vista assonometrica di una variante realizzativa del dispositivo smorzatore di vibrazioni illustrato nelle figure precedenti.

Con riferimento alle figure 1, 2, 3 e 4, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo smorzatore di vibrazioni, che è particolarmente adatto a collegare/fissare saldamente, sugli architravi immediatamente sottostanti, le estremità delle travi trasversali del tetto di un capannone prefabbricato in cemento armato o altro edificio similare.

Più in dettaglio, il tetto 100 del capannone prefabbricato o edificio similare preferibilmente comprende: una serie di lunghi architravi 101 (un solo architrave è illustrato in figura 1) preferibilmente sostanzialmente rettilinei, che sono disposti in posizione sostanzialmente orizzontale e ad un’altezza prestabilita dal suolo, spaziati uno di fianco all’altro in modo tale da essere a coppie sostanzialmente paralleli ed affiancati tra loro, e sono preferibilmente sorretti da una pluralità di pilastri verticali di supporto (non illustrati); ed una serie di travi trasversali 102 preferibilmente anch’esse sostanzialmente rettilinee, che sono disposte in posizione sostanzialmente orizzontale e preferibilmente anche una affiancata/accostata all’altra, a cavallo tra due architravi 101 adiacenti, in modo tale da appoggiare saldamente sugli architravi 101 con le proprie due estremità assiali 102a.

In altre parole, le travi trasversali 102 si estendono orizzontalmente ed a ponte tra due architravi 101 adiacenti, preferibilmente rimanendo localmente sostanzialmente perpendicolari agli stessi architravi 101.

Il dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 è atto ad essere ancorato in modo rigido sia alla trave trasversale 102, o meglio all’estremità 102a della trave trasversale 102, che all’architrave 101 immediatamente sottostante, ed è strutturato in modo tale da poter dissipare l’energia che si scarica sul tetto 100 durante un evento sismico.

Con riferimento alla figura 1, nell’esempio illustrato, in particolare, gli architravi 101 sono preferibilmente costituiti da profilati rettilinei prefabbricati in cemento armato con sezione a forma di T rovesciata, e le estremità assiali 102a delle travi trasversali 102 sono preferibilmente disposte in appoggio sulle ali o mensole laterali 101a del profilato.

Ovviamente in una diversa forma di realizzazione gli architravi 101 potrebbero essere anche costituiti da profilati in cemento armato con sezione a forma di I, T, L, doppia T e similari.

Le travi trasversali 102, invece, sono preferibilmente costituite da profilati rettilinei prefabbricati in cemento armato, che hanno preferibilmente, ma non necessariamente, una sezione a forma sostanzialmente di doppia T, e sono strutturati in modo tale da poter appoggiare con le due estremità assiali 102a direttamente sulle ali o mensole laterali 101a degli architravi 101.

Nell’esempio illustrato, inoltre, le due estremità 102a di tutte le travi trasversali 102 che compongono il tetto 100, sono preferibilmente fissate/ancorate saldamente ai sottostanti e corrispondenti architravi 101 tramite altrettanti dispositivi smorzatori di vibrazioni 1.

Ovviamente in una forma di realizzazione meno sofisticata, il tetto 100 potrebbe avere i dispositivi smorzatori di vibrazioni 1 solamente in corrispondenza di alcune estremità assiali 102a delle travi trasversali 102.

Con riferimento alle figure 1, 2, 3 e 4, il dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 invece comprende: un primo ed un secondo elemento rigido oblungo, di seguito indicati con i numeri 2 e 3, che hanno uno struttura sostanzialmente indeformabile, e sono incernierati di testa uno all’altro in modo tale da poter ruotare liberamente uno rispetto all’altro attorno ad un asse trasversale A prefissato; un primo zoccolo di ancoraggio 4 preferibilmente con struttura sostanzialmente indeformabile, che è accoppiato all’elemento rigido oblungo 2 con la possibilità di muoversi/scorrere liberamente avanti ed indietro rispetto a quest’ultimo in una prima direzione d1 localmente sostanzialmente perpendicolare all’ asse trasversale A e/o sostanzialmente parallela all’asse longitudinale B dello stesso elemento rigido oblungo 2, ed è stabilmente collegato allo stesso elemento rigido oblungo 2 tramite un corrispondente organo di collegamento deformabile 5 a comportamento elastoplastico; ed un secondo zoccolo di ancoraggio 6 preferibilmente con struttura sostanzialmente indeformabile, che è accoppiato all’elemento rigido oblungo 3 con la possibilità di muoversi/scorrere liberamente avanti ed indietro rispetto a quest’ultimo in una seconda direzione d2 localmente sostanzialmente perpendicolare all’asse trasversale A e/o sostanzialmente parallela all’asse longitudinale C dello stesso elemento rigido oblungo 3, ed è infine stabilmente collegato all’ elemento rigido oblungo 3 tramite un corrispondente organo di collegamento deformabile 7 a comportamento elastoplastico.

Più in dettaglio, lo zoccolo di ancoraggio 4 è preferibilmente saldamente accoppiato all’elemento rigido oblungo 2 in modo tale da potersi muovere rispetto a quest’ultimo sostanzialmente nella sola direzione d1.

L’organo di collegamento deformabile 5, invece, è interposto tra l’elemento rigido oblungo 2 e lo zoccolo di ancoraggio 4, ed è strutturato in modo tale da deformarsi in modo elastoplastico durante ogni spostamento dello zoccolo di ancoraggio 4 rispetto all’elemento rigido oblungo 2 nella direzione d1.

Più in dettaglio, l’organo di collegamento deformabile 5 è preferibilmente strutturato in modo tale da collegare lo zoccolo di ancoraggio 4 in modo rigido all’elemento rigido oblungo 2 in presenza di sollecitazioni meccaniche inferiori ad una soglia limite prefissata, e da deformarsi in modo elastoplastico in presenza di sollecitazioni meccaniche superiori a detta soglia limite prefissata.

Similmente lo zoccolo di ancoraggio 6 è preferibilmente saldamente accoppiato all’elemento rigido oblungo 3 in modo tale da potersi muovere rispetto a quest’ultimo sostanzialmente nella sola direzione d2.

L’organo di collegamento deformabile 7, invece, è interposto tra l’elemento rigido oblungo 3 e lo zoccolo di ancoraggio 6, ed è strutturato in modo tale da deformarsi in modo elastoplastico durante ogni spostamento dello zoccolo di ancoraggio 6 rispetto all’elemento rigido oblungo 3 nella direzione d2.

Più in dettaglio, anche l’organo di collegamento deformabile 7 è preferibilmente strutturato in modo tale da collegare lo zoccolo di ancoraggio 6 in modo rigido all’ elemento rigido oblungo 3 in presenza di sollecitazioni meccaniche inferiori ad una soglia limite prefissata, ed a deformarsi in modo elastoplastico in presenza di sollecitazioni meccaniche superiori a detta soglia limite prefissata.

Con riferimento alla figura 1, inoltre, il dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 è preferibilmente atto ad essere posizionato di fianco alla estremità assiale 102a della trave trasversale 102, con l’elemento rigido oblungo 2 localmente sostanzialmente rasente e parallelo all’architrave 101, in modo tale che la direzione d1 sia sostanzialmente orizzontale e/o localmente sostanzialmente parallela all’asse longitudinale D dell’architrave 101; e con l’elemento rigido oblungo 3 localmente sostanzialmente rasente e parallelo alla trave trasversale 102, in modo tale che la direzione d2 sia sostanzialmente orizzontale e/o localmente sostanzialmente parallela all’asse longitudinale E della trave trasversale 102. Lo zoccolo di ancoraggio 4, a sua volta, è preferibilmente atto ad essere fissato/ancorato in modo rigido sul corpo dell’architrave 101, mentre lo zoccolo di ancoraggio 6 è preferibilmente atto ad essere fissato in modo rigido sul corpo della trave trasversale 102.

Nell’esempio illustrato, in particolare, gli assi longitudinali E delle travi trasversali 102 sono preferibilmente sostanzialmente ortogonali agli assi longitudinali D degli architravi 101, per cui gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3 sono preferibilmente disposti uno sostanzialmente perpendicolare all’altro.

La deformazione elastoplastica dell’organo di collegamento deformabile 5, pertanto, dissipa l’energia cinetica della trave trasversale 102 quando la trave si muove avanti ed indietro sull’architrave 101 nella direzione d1, ovvero quando l’estremità assiale 102a della trave trasversale 102 si muove avanti ed indietro sull’architrave 101 in una direzione sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale E della stessa trave.

Preferibilmente l’organo di collegamento deformabile 5 è inoltre strutturato in modo tale da potersi deformare in modo elastoplastico per dissipare energia cinetica/sismica trasmessa alla trave trasversale 102, in coincidenza di un evento sismico con intensità superiore ad un valore/magnitudo prefissata.

La deformazione elastoplastica dell’organo di collegamento deformabile 7, invece, dissipa l’energia cinetica della trave trasversale 102 quando la trave si muove/scorre avanti ed indietro sull’architrave 101 nella direzione d2, ovvero quando l’intera trave trasversale 102 si muove avanti ed indietro parallelamente al suo asse longitudinale E.

Chiaramente anche l’organo di collegamento deformabile 7 è preferibilmente strutturato in modo tale da potersi deformare in modo elastoplastico per dissipare energia cinetica/sismica trasmessa alla trave trasversale 102, in coincidenza di un evento sismico con intensità superiore ad un valore/magnitudo prefissata.

Preferibilmente gli zoccoli di ancoraggio 4 e 6 e/o gli organi di collegamento deformabili 5 e 7 del dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 inoltre sono strutturalmente sostanzialmente identici tra loro.

Con riferimento alla figura 1, nell’esempio illustrato, in particolare, il dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 è preferibilmente posizionato di fianco all’estremità assiale 102a della trave trasversale 102, con l’elemento rigido oblungo 2 localmente sostanzialmente rasente all’ala o mensola laterale 101a dell’architrave 101, e sostanzialmente parallelo all’asse longitudinale D dell’architrave; e con l’elemento rigido oblungo 3 localmente sostanzialmente rasente al fianco dell’anima centrale della trave trasversale 102, e sostanzialmente parallelo all’asse longitudinale E della trave.

Lo zoccolo di ancoraggio 4, a sua volta, è preferibilmente fissato/ancorato in modo rigido sull’ala o mensola laterale 101a dell’architrave 101, in corrispondenza o prossimità dell’estremità assiale 102a della trave, in modo tale da formare un corpo unico con l’architrave 101.

Lo zoccolo di ancoraggio 6, invece, è preferibilmente fissato/ancorato in modo rigido sul fianco della trave trasversale 102, in corrispondenza o prossimità della estremità assiale 102a della trave medesima, in modo tale da formare un corpo unico con la trave trasversale 102.

Con riferimento alle figure 2, 3 e 4, in aggiunta gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3 del dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 sono preferibilmente realizzati in materiale metallico, e sono preferibilmente incernierati di testa uno all’altro tramite un grosso perno trasversale 8 preferibilmente realizzato in materiale metallico, che si estende coassiale all’asse trasversale A ed impegna in modo passante ed assialmente girevole entrambi gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3.

Preferibilmente, il perno trasversale 8 inoltre impegna gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3 in modo facilmente rimovibile, in modo tale da essere selettivamente estratto da uno o entrambi gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3 per poter separare completamente gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3 uno dall’altro.

In aggiunta, ciascun elemento rigido oblungo 2, 3 è preferibilmente dotato di una porzione piastriforme oblunga 9 preferibilmente di forma sostanzialmente rettangolare, che si estende parallelamente alla corrispondente direzione d1 o d2 ed è atta ad essere disposta sostanzialmente rasente alla superficie dell’architrave 101 o della trave trasversale 102.

Preferibilmente la porzione piastriforme oblunga 9 dell’elemento rigido oblungo 2 è inoltre sostanzialmente perpendicolare all’asse trasversale A, mentre la porzione piastriforme oblunga 9 dell’elemento rigido oblungo 3 è preferibilmente sostanzialmente parallela all’asse trasversale A.

Lo zoccolo di ancoraggio 4 è preferibilmente fissato/ accoppiato all’elemento rigido oblungo 2 con la possibilità di spostarsi/scorrere liberamente rasente alla porzione piastriforme oblunga 9 dello stesso elemento rigido oblungo 2, nella direzione d1. L’organo di collegamento deformabile 5, invece, è preferibilmente posizionato sulla porzione piastriforme oblunga 9 dell’elemento rigido oblungo 2, dalla parte opposta rispetto allo zoccolo di ancoraggio 4.

Analogamente, lo zoccolo di ancoraggio 6 è preferibilmente fissato/accoppiato all’elemento rigido oblungo 3 con la possibilità di spostarsi/scorrere liberamente rasente alla porzione piastriforme oblunga 9 dello stesso elemento rigido oblungo 3, nella direzione d2. L’organo di collegamento deformabile 7, invece, è preferibilmente posizionato sulla porzione piastriforme oblunga 9 dell’elemento rigido oblungo 3, dalla parte opposta rispetto allo zoccolo di ancoraggio 6.

Con riferimento alle figure 2, 3 e 4, in aggiunta almeno uno e preferibilmente ciascun elemento rigido oblungo 2, 3 preferibilmente presenta, sulla propria porzione piastriforme oblunga 9, almeno una asola o fenditura rettilinea passante 10 di lunghezza prefissata, che si estende nella corrispondente direzione d1 o d2, preferibilmente rimanendo a cavallo della linea di mezzeria della medesima porzione piastriforme oblunga 9; ed il corrispondente zoccolo di ancoraggio 4, 6 impegna in modo assialmente scorrevole detta asola o fenditura rettilinea passante 10.

Più in dettaglio, nell’esempio illustrato l’elemento rigido oblungo 2 è preferibilmente costituito da un grosso profilato metallico rettilineo 12 preferibilmente con sezione trasversale a forma sostanzialmente di U, che è realizzato in materiale metallico ad alta resistenza, ed è preferibilmente piagato sostanzialmente ad L a monte dell’ estremità incernierata sull’elemento rigido oblungo 3; e lo zoccolo di ancoraggio 4 è preferibilmente montato mobile sulla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 12.

In altre parole, la fenditura rettilinea passante 10 è preferibilmente realizzata sulla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 12, preferibilmente a cavallo del piano di mezzeria dello stesso profilato.

L’organo di collegamento deformabile 5, invece, è preferibilmente collocato/alloggiato nella gola longitudinale formata/delimitata dal profilato rettilineo 12.

Nell’esempio illustrato, in particolare, il profilato rettilineo 12 è preferibilmente dotato di due diverse fenditure rettilinee passanti 10 parallele alla direzione d1, che sono preferibilmente allineate una di seguito all’altra, e sono entrambe impegnate in modo assialmente scorrevole dallo zoccolo di ancoraggio 4.

Invece lo zoccolo di ancoraggio 4 preferibilmente comprende: una piastra di appoggio 13 di congruo spessore, preferibilmente di forma sostanzialmente rettangolare, che si estende sostanzialmente rasente/tangente alla porzione piastriforme oblunga 9 dell’elemento rigido oblungo 2, o meglio alla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 12, ed è atta ad essere disposta stabilmente in appoggio sul corpo dell’architrave 101; ed almeno uno e più convenientemente una coppia di grossi tirafondi 14, che sono inseriti in modo passante nella piastra di appoggio 13, preferibilmente ortogonalmente al piano di giacitura della stessa piastra, e sono atti ad ancorare la piastra di appoggio 13 in modo rigido e stabile sull’architrave 101 immediatamente sottostante.

Preferibilmente il o i tirafondi 14 inoltre impegnano in modo scorrevole la o le fenditure rettilinee passanti 10 presenti sull’elemento rigido oblungo 2, o meglio sul profilato rettilineo 12.

Più in dettaglio, ciascun tirafondo 14 è preferibilmente inserito in modo passante nella piastra di appoggio 13, in modo tale che un primo tratto dello stelo rettilineo del tirafondo 14 sporga al disotto della piastra di appoggio 13 e possa essere piantato e bloccato in modo rigido ed inamovibile nel corpo dell’architrave 101, e che un secondo tratto dello stelo del tirafondo 14 preferibilmente sporga al disopra della piastra di appoggio 13 ed impegni in modo passante e liberamente scorrevole il profilato rettilineo 12 immediatamente soprastante, o meglio la corrispondente asola o fenditura rettilinea passante 10 del profilato rettilineo 12, preferibilmente mediante l’interposizione di una boccola (non visibile nelle figure) in materiale metallico, che è preferibilmente trattenuta in posizione sullo stelo dalla testa o dado filettato del tirafondo 14.

In altre parole, il secondo tratto dello stelo del tirafondo 14 sporge al disopra della fascia/settore centrale del profilato rettilineo 12, impegnando in modo passante e liberamente scorrevole una corrispondente fenditura rettilinea passante 10 presente sulla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 12.

Preferibilmente la piastra di appoggio 13 è inoltre fissata in modo liberamente scorrevole al profilato rettilineo 12, o meglio alla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 12, tramite una bullone di bloccaggio ausiliario 15 che impegna in modo passante la piastra di appoggio 13, a lato del o di uno dei tirafondi 14, e poi sporge al disopra del profilato rettilineo 12 impegnando in modo passante e liberamente scorrevole una corrispondente fenditura rettilinea passante 10 del profilato rettilineo 12, a lato del tirafondo 14.

Con riferimento alle figure 2 e 4, l’organo di collegamento deformabile 5 a comportamento elastoplastico, a sua volta, è preferibilmente interposto tra l’elemento rigido oblungo 2, o meglio il profilato rettilineo 12, ed il o uno dei tirafondi 14 dello zoccolo di ancoraggio 4.

Più in dettaglio, l’organo di collegamento deformabile 5 è preferibilmente strutturato in modo tale da collegare lo zoccolo di ancoraggio 4, o meglio il o uno dei tirafondi 14, in modo rigido all’elemento rigido oblungo 2, o meglio al profilato rettilineo 12, durante qualsiasi evento sismico con intensità inferiore ad una magnitudo limite prefissata, e da deformarsi in modo elastoplastico per dissipare energia cinetica/sismica trasmessa alla trave trasversale 102 in coincidenza di un evento sismico con intensità superiore a detta stessa magnitudo limite prefissata.

In aggiunta, l’organo di collegamento deformabile 5 preferibilmente include almeno un cavallotto deformabile 16 in materiale metallico, che è preferibilmente disposto/ orientato parallelamente alle direzione d1, ed ha una prima estremità solidale all’elemento rigido oblungo 2, o meglio al profilato rettilineo 12, ed una seconda estremità solidale allo zoccolo di ancoraggio 4, o meglio ad uno dei tirafondi 14 dello zoccolo di ancoraggio 4, in modo tale da collegare i due componenti stabilmente tra loro. Il cavallotto deformabile 16, in aggiunta, è strutturato/dimensionato in modo tale da potersi deformare in modo elastoplastico durante qualsiasi spostamento dello zoccolo di ancoraggio 4 rispetto all’elemento rigido oblungo 2 nella direzione d1.

Più in dettaglio, il/ciascun cavallotto deformabile 16 in materiale metallico si estende a ponte tra l’elemento rigido oblungo 2 e lo zoccolo di ancoraggio 4, ed è in grado di stirarsi od inarcarsi in modo elastoplastico durante qualsiasi spostamento/traslazione dello zoccolo di ancoraggio 4 rispetto all’elemento rigido oblungo 2 nella direzione d1.

Preferibilmente il/ciascun cavallotto deformabile 16 è inoltre sagomato/dimensionato in modo tale da potersi deformare in modo elastoplastico per dissipare energia, solamente in presenza di sollecitazioni meccaniche superiori ad una soglia limite prefissata.

In altre parole il/ciascun cavallotto deformabile 16 si deforma solamente quando è soggetto a forze di trazione o di compressione nella direzione d1, che sono superiori ad una soglia limite prefissata.

Nell’esempio illustrato, in particolare, l’organo di collegamento deformabile 5 è preferibilmente formato da due cavallotti deformabili 16 in materiale metallico, che sono disposti da bande opposte dello zoccolo di ancoraggio 4, o meglio del tirafondo 14 dello zoccolo di ancoraggio 4, allineati nella direzione d1, in modo tale che ciascuno di essi abbia l’estremità interna collegata in modo rigido allo zoccolo di ancoraggio 4, o meglio ad uno dei tirafondi 14 dello zoccolo di ancoraggio 4, e l’estremità esterna collegata in modo rigido all’elemento rigido oblungo 2, o meglio al profilato rettilineo 12, a valle della fenditura rettilinea passante 10 impegnata dallo zoccolo di ancoraggio 4, in modo tale da potersi stirate o inarcare in modo elastoplastico ed in modo complementare durante qualsiasi spostamento/traslazione dello zoccolo di ancoraggio 4, o meglio del tirafondo 14 dello zoccolo di ancoraggio 4, nella direzione d1.

Preferibilmente, ma non necessariamente, i cavallotti 16 possono inoltre avere forme e/o sezioni diverse tra loro, o essere realizzati con materiali metallici diversi tra loro, in modo tale da poter regolare la capacità di dissipazione dell’energia sismica.

Nell’esempio illustrato, in particolare, i due cavallotti deformabili 16 dell’organo di collegamento deformabile 5 sono preferibilmente realizzati in pezzo unico a partire da una lamiera di congruo spessore, e sono fissati saldamente all’elemento rigido oblungo 2, o meglio al profilato rettilineo 12, tramite una serie di viti passanti 17 posizionate in corrispondenza delle estremità esterne di entrambi i cavallotti deformabili 16.

Con riferimento alle figure 2, 3 e 4, analogamente all’elemento rigido oblungo 2, anche l’elemento rigido oblungo 3 è preferibilmente costituito da un grosso profilato metallico rettilineo 20 preferibilmente con sezione trasversale a forma sostanzialmente di U, che è realizzato in materiale metallico ad alta resistenza; e lo zoccolo di ancoraggio 6 è preferibilmente montato mobile sulla fascia/ settore centrale del profilato rettilineo 20.

In altre parole, la fenditura rettilinea passante 10 è preferibilmente realizzata sulla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 20, preferibilmente a cavallo del piano di mezzeria dello stesso profilato.

L’organo di collegamento deformabile 7, a sua volta, è preferibilmente collocato/alloggiato nella gola longitudinale delimitata/formata dal profilato rettilineo 20.

Nell’esempio illustrato, in particolare, il profilato rettilineo 20 è preferibilmente dotato di due diverse fenditure rettilinee passanti 10 parallele alla direzione d2, che sono preferibilmente allineate una di seguito all’ altra, e sono entrambe impegnate in modo assialmente scorrevole dallo zoccolo di ancoraggio 6.

Invece lo zoccolo di ancoraggio 6 preferibilmente comprende: una piastra di appoggio 21 di congruo spessore, preferibilmente di forma sostanzialmente rettangolare, che si estende rasente/tangente alla porzione piastriforme oblunga 9 dell’elemento rigido oblungo 3, o meglio alla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 20, ed è atta ad essere disposta stabilmente in appoggio sul corpo della trave trasversale 102; ed almeno uno e più convenientemente una coppia di grossi tirafondi 22, che sono inseriti in modo passante nella piastra di appoggio 21, preferibilmente ortogonalmente al piano di giacitura della stessa piastra, e sono atti ad ancorare la piastra di appoggio 21 in modo rigido e stabile sulla trave trasversale 102 immediatamente adiacente.

Preferibilmente il o i tirafondi 22 inoltre impegnano in modo scorrevole la o le fenditure rettilinee passanti 10 presenti sull’elemento rigido oblungo 3, o meglio sul profilato rettilineo 20.

Più in dettaglio, ciascun tirafondo 22 è preferibilmente inserito in modo passante nella piastra di appoggio 21, in modo tale che un primo tratto dello stelo rettilineo del tirafondo 22 sporga al disotto della piastra di appoggio 21 e possa essere piantato e bloccato in modo rigido ed inamovibile nel corpo della trave trasversale 102, e che un secondo tratto dello stelo rettilineo del tirafondo 22 preferibilmente sporga al disopra della piastra di appoggio 21 ed impegni in modo passante e liberamente scorrevole il profilato rettilineo 20 immediatamente soprastante, o meglio una corrispondente asola o fenditura rettilinea passante 10 del profilato rettilineo 20, preferibilmente tramite la interposizione di una boccola 23 in materiale metallico, che è preferibilmente trattenuta in posizione sullo stelo dalla testa o dado filettato del tirafondo 22.

In altre parole, il secondo tratto dello stelo del tirafondo 22 sporge al disopra della fascia/settore centrale del profilato rettilineo 20, impegnando in modo passante e liberamente scorrevole una corrispondente fenditura rettilinea passante 10 presente sulla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 20.

Preferibilmente la piastra di appoggio 21 è inoltre fissata in modo liberamente scorrevole al profilato rettilineo 20, o meglio alla fascia/settore centrale del profilato rettilineo 20, tramite una bullone di bloccaggio ausiliario 24 che impegna in modo passante la piastra di appoggio 21, a lato del o di uno dei tirafondi 22, e poi sporge al disopra del profilato rettilineo 20 impegnando in modo passante e liberamente scorrevole una corrispondente fenditura rettilinea passante 10 del profilato rettilineo 20, a lato del tirafondo 22.

Con riferimento alle figure 2 e 4, l’organo di collegamento deformabile 7 a comportamento elastoplastico, a sua volta, è preferibilmente interposto tra l’elemento rigido oblungo 3, o meglio il profilato rettilineo 20, ed il o uno dei tirafondi 22 dello zoccolo di ancoraggio 6.

Più in dettaglio, l’organo di collegamento deformabile 7 è preferibilmente strutturato in modo tale da collegare lo zoccolo di ancoraggio 6, o meglio il o uno dei tirafondi 22, in modo rigido all’elemento rigido oblungo 3, o meglio al profilato rettilineo 20, durante qualsiasi evento sismico con intensità inferiore ad una magnitudo limite prefissata, e da deformarsi in modo elastoplastico per dissipare energia cinetica/sismica trasmessa alla trave trasversale 102 in coincidenza di un evento sismico con intensità superiore a detta stessa magnitudo limite prefissata.

In aggiunta, l’organo di collegamento deformabile 7 preferibilmente include almeno un cavallotto deformabile 25 in materiale metallico, che è preferibilmente disposto/ orientato parallelamente alle direzione d2, ed ha una prima estremità solidale all’elemento rigido oblungo 3, o meglio al profilato rettilineo 20, ed una seconda estremità solidale allo zoccolo di ancoraggio 6, o meglio ad uno dei tirafondi 22 dello zoccolo di ancoraggio 6, in modo tale da collegare i due componenti stabilmente tra loro.

Il cavallotto deformabile 25, in aggiunta, è strutturato/dimensionato in modo tale da potersi deformare in modo elastoplastico durante qualsiasi spostamento dello zoccolo di ancoraggio 6 rispetto all’elemento rigido oblungo 3 nella direzione d2.

Più in dettaglio, il/ciascun cavallotto deformabile 25 in materiale metallico si estende a ponte tra l’elemento rigido oblungo 3 e lo zoccolo di ancoraggio 6, ed è in grado di stirarsi od inarcarsi in modo elastoplastico durante qualsiasi spostamento/traslazione dello zoccolo di ancoraggio 6 rispetto all’elemento rigido oblungo 3 nella direzione d2.

Preferibilmente il/ciascun cavallotto deformabile 25 è inoltre sagomato/dimensionato in modo tale da potersi deformare in modo elastoplastico per dissipare energia, solamente in presenza di sollecitazioni meccaniche superiori ad una soglia limite prefissata.

In altre parole il/ciascun cavallotto deformabile 25 si deforma solamente quando è soggetto a forze di trazione o di compressione nella direzione d2, che sono superiori ad una soglia limite prefissata.

Nell’esempio illustrato, in particolare, l’organo di collegamento deformabile 7 è preferibilmente formato da due cavallotti deformabili 25 in materiale metallico, che sono disposti da bande opposte dello zoccolo di ancoraggio 6, o meglio del tirafondo 22 dello zoccolo di ancoraggio 6, allineati nella direzione d2, in modo tale che ciascuno di essi abbia l’estremità interna collegata in modo rigido allo zoccolo di ancoraggio 6, o meglio ad uno dei tirafondi 22 dello zoccolo di ancoraggio 6, e l’estremità esterna collegata in modo rigido all’elemento rigido oblungo 3, o meglio al profilato rettilineo 20, a valle della fenditura rettilinea passante 10 impegnata dallo zoccolo di ancoraggio 6, in modo tale da potersi stirate o inarcare in modo elastoplastico ed in modo complementare durante qualsiasi spostamento/traslazione dello zoccolo di ancoraggio 6, o meglio del tirafondo 22 dello zoccolo di ancoraggio 6, nella direzione d2.

Preferibilmente, ma non necessariamente, i cavallotti 25 possono inoltre avere forme e/o sezioni diverse tra loro, o essere realizzati con materiali metallici diversi tra loro, in modo tale da poter regolare la capacità di dissipazione dell’energia sismica.

Nell’esempio illustrato, in particolare, i due cavallotti deformabili 25 dell’organo di collegamento deformabile 7 sono preferibilmente realizzati in pezzo unico a partire da una lamiera di congruo spessore, e sono fissati saldamente all’elemento rigido oblungo 3, o meglio al profilato rettilineo 20, tramite una serie di viti passanti 26 posizionate in corrispondenza delle estremità esterne di entrambi i cavallotti deformabili 25.

L’istallazione ed il funzionamento del dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 sono facilmente desumibili da quanto sopra scritto, e non necessitano quindi di ulteriori spiegazioni.

In presenza di un evento sismico con intensità superiore, ad esempio, a 3 gradi della scala Richter, ciascun dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 consente alla trave trasversale 102 a cui è fissato/ancorato, di spostarsi avanti ed indietro sugli architravi 101 immediatamente sottostanti, sia parallelamente che trasversalmente all’asse longitudinale E. La corsa massima della trave trasversale 102 nelle direzioni d1 e d2 è però limitata dalla lunghezza delle asole o fenditure rettilinee 10 presenti sugli elementi rigido oblunghi 2 e/o 3, scongiurando quindi il rischio di caduta della trave trasversale 102 dagli architravi 101.

Ovviamente gli spostamenti delle travi trasversali 102 sugli architravi 101 sottostanti dissipano in deformazioni elastoplastiche una grandissima quantità di energia sismica, migliorando notevolmente il comportamento dinamico dell’edificio in presenza di un evento sismico.

Le simulazioni al computer, infatti, hanno evidenziato che l’istallazione dei dispositivi smorzatori di vibrazioni 1 sul tetto di qualsiasi capannone in cemento armato, o edificio similare, consente di ridurre in modo significativo i rischi di caduta delle travi trasversali del tetto in coincidenza di un evento sismico, evitando contemporaneamente il collasso dei pilastri che sorreggono il tetto.

I vantaggi associati alla particolare struttura del dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 sono notevoli.

L’utilizzo di due elementi rigidi oblunghi 2, 3 incernierati di testa uno all’altro semplifica le operazioni di trasporto e posizionamento del dispositivo smorzatore di vibrazioni 1.

In aggiunta la possibilità di rimuovere rapidamente il perno trasversale 8, consente di costruire il dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 ad un costo inferiore.

Gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3, infatti, possono essere realizzati separatamente uno dall’altro.

Anche il montaggio dello zoccolo di ancoraggio 4, 6 e del organo di collegamento deformabile 5, 7, sull’elemento rigido oblungo 2, 3, può essere effettuato quando gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3 sono distaccati uno dall’altro.

Risulta infine chiaro che al dispositivo smorzatore di vibrazioni 1 possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione.

Per esempio, il profilato metallico rettilineo 12 e/o il profilato metallico rettilineo 20 può/possono avere una sezione trasversale a forma sostanzialmente di L, o a forma tubolare quadrata o rettangolare.

Con riferimento alla figura 5, in aggiunta, in una diversa forma di realizzazione del dispositivo smorzatore di vibrazioni 1, la porzione piastriforme oblunga 9 dell’ elemento rigido oblungo 2 e la porzione piastriforme oblunga 9 dell’elemento rigido oblungo 3 sono entrambe sostanzialmente parallele all’asse trasversale A della cerniera.

In aggiunta, analogamente agli zoccoli di ancoraggio 4 e 6 ed agli organi di collegamento deformabili 5 e 7, anche gli elementi rigidi oblunghi 2 e 3 possono essere strutturalmente sostanzialmente identici tra loro, consentendo quindi di ridurre ulteriormente i costi di produzione del dispositivo.

Da ultimo, i dispositivi smorzatori di vibrazioni 1 possono essere anche vantaggiosamente utilizzati per fissare /ancorare saldamente i pannelli da tamponamento verticali che concorrono a formare le pareti verticali di un generico capannone prefabbricato in cemento armato, o edificio similare, ai pilastri verticali immediatamente adiacenti, in modo tale da ridurre anche l’ampiezza degli spostamenti dei pannelli da tamponamento in presenza di un evento sismico.

In questo caso lo zoccolo di ancoraggio 4 può essere ancorato in modo rigido al corpo del pannello da tamponamento, mentre lo zoccolo di ancoraggio 6 può essere ancorato in modo rigido al corpo del pilastro verticale.

Claims (15)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo smorzatore di vibrazioni (1) per capannoni prefabbricati ed edifici similari caratterizzato dal fatto di comprendere: un primo (2) ed un secondo (3) elemento rigido oblungo, che sono incernierati di testa uno all’altro in modo tale da poter ruotare liberamente uno rispetto all’altro attorno ad un asse trasversale (A) prefissato; un primo zoccolo di ancoraggio (4), che è accoppiato a detto primo elemento rigido oblungo (2) con la possibilità di muoversi rispetto a quest’ultimo avanti ed indietro in una prima direzione (d1) localmente sostanzialmente perpendicolare a detto asse trasversale (A) e/o sostanzialmente parallela all’asse longitudinale (B) del primo elemento rigido oblungo (2), ed è stabilmente collegato a detto primo elemento rigido oblungo (2) tramite un primo organo meccanico deformabile (5) a comportamento elastoplastico; ed un secondo zoccolo di ancoraggio (6), che è accoppiato a detto secondo elemento rigido oblungo (3) con la possibilità di muoversi rispetto a quest’ultimo avanti ed indietro in una seconda direzione (d2) localmente sostanzialmente perpendicolare a detto asse trasversale (A) e/o sostanzialmente parallela all’asse longitudinale (C) del secondo elemento rigido oblungo (3), ed è stabilmente collegato a detto secondo elemento rigido oblungo (3) tramite un secondo organo meccanico deformabile (7) a comportamento elastoplastico.
2. 2. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo (2) e/o secondo (3) elemento rigido oblungo è dotato di una porzione piastriforme oblunga (9), che si estende parallelamente alla corrispondente prima/seconda direzione (d1, d2), ed il corrispondente primo (4) o secondo (6) zoccolo di ancoraggio è mobile rasente a detta porzione piastriforme oblunga (9).
3. 3. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo la rivendicazione 2, in cui il primo (5) e/o il secondo (7) organo di collegamento deformabile è posizionato sulla porzione piastriforme oblunga (9) del corrispondente primo (2) o secondo (3) elemento rigido oblungo, dalla parte opposta rispetto al relativo primo/secondo zoccolo di ancoraggio (4, 6).
4. 4. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la porzione piastriforme oblunga (9) del primo (2) e/o del secondo (3) elemento rigido oblungo è sostanzialmente perpendicolare a detto asse trasversale (A).
5. 5. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo la rivendicazione 2, 3 o 4, in cui la porzione piastriforme oblunga (9) del primo (2) e/o del secondo (3) elemento rigido oblungo è sostanzialmente parallela a detto asse trasversale (A).
6. 6. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui il primo (2) e/o il secondo (3) elemento rigido oblungo presenta, sulla propria porzione piastriforme oblunga (9), almeno una fenditura rettilinea passante (10) di lunghezza prefissata, che si estende parallelamente alla corrispondente prima/ seconda direzione (d1, d2), ed il corrispondente primo (4) o secondo (6) zoccolo di ancoraggio impegna in modo assialmente scorrevole detta fenditura rettilinea passante (10).
7. 7. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo (5) e/o il secondo (7) organo di collegamento deformabile è strutturato in modo tale da collegare il corrispondente primo (4) o secondo (6) zoccolo di ancoraggio in modo rigido al relativo primo (2) o secondo (3) elemento rigido oblungo in presenza di sollecitazioni meccaniche inferiori ad una soglia limite prefissata, e da deformarsi in modo elastoplastico in presenza di sollecitazioni meccaniche superiori a detta soglia limite prefissata.
8. 8. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo (2) o il secondo (3) elemento rigido oblungo è un profilato metallico rettilineo (12, 20) con sezione trasversale a forma sostanzialmente di U od L.
9. 9. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo (5) e/o il secondo (7) organo di collegamento deformabile include almeno un cavallotto deformabile (16, 25) in materiale metallico, che è orientato parallelamente a detta prima (d1) o seconda (d2) direzione, ed ha una prima estremità solidale al corrispondente primo (2) o secondo (3) elemento rigido oblungo, ed una seconda estremità solidale al corrispondente primo (4) o secondo (6) zoccolo di ancoraggio, in modo tale da collegare i due componenti stabilmente tra loro; il cavallotto deformabile (16, 25) essendo strutturato per stirarsi ed inarcarsi in modo elastoplastico durante qualsiasi spostamento/traslazione dello zoccolo di ancoraggio (4, 6) rispetto all’elemento rigido oblungo (2,3).
10. 10. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo (2) ed il secondo (3) elemento rigido oblungo sono incernierati tramite un perno (8), che si estende coassiale a detto asse trasversale (A) ed impegna in modo passante ed assialmente girevole entrambi gli elementi rigidi oblunghi (2, 3).
11. 11. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo la rivendicazione 10, in cui detto perno (8) impegna gli elementi rigidi oblunghi (2, 3) in modo facilmente rimovibile, in modo tale da essere selettivamente estratto da uno o entrambi gli elementi rigidi oblunghi (2, 3) per separare i medesimi elementi rigidi oblunghi (2, 3) uno dall’altro.
12. 12. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’edificio è dotato di un tetto (100) che comprende almeno un architrave (101) ed almeno una trave trasversale (102) avente una estremità assiale (102a) in appoggio su detto architrave (101); ed in cui il primo elemento rigido oblungo (2) è atto ad essere posizionato localmente sostanzialmente rasente e parallelo a detto architrave (101), il secondo elemento rigido oblungo (3) è atto ad essere posizionato localmente sostanzialmente rasente e parallelo a detta trave trasversale (102), il primo zoccolo di ancoraggio (4) è atto ad essere fissato/ancorato in modo rigido sul corpo di detto architrave (101), ed il secondo zoccolo di ancoraggio (6) è atto ad essere fissato in modo rigido sul corpo di detta trave trasversale (102).
13. 13. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo (4) e/o il secondo (6) zoccolo di ancoraggio comprende: una piastra di appoggio (13, 21), che si estende sostanzialmente rasente al primo (2) o secondo (3) elemento rigido oblungo ed è atta ad essere disposta in appoggio sul pezzo da ancorare (101, 102); ed uno o più tirafondi (14, 22), che sono inseriti in modo passante nella piastra di appoggio (13, 21), e sono atti ad ancorare detta piastra di appoggio (13, 21) in modo rigido e stabile al sottostante pezzo da ancorare (101, 102).
14. 14. Dispositivo smorzatore di vibrazioni secondo la rivendicazione 13, in cui il tirafondo (14, 22) del primo/ secondo zoccolo di ancoraggio (4, 6) impegna in modo liberamente scorrevole una fenditura rettilinea passante (10) presente sul primo (2) o secondo (3) elemento rigido oblungo; ed in cui il corrispondente primo (5) o secondo (7) organo di collegamento deformabile è interposto tra detto o uno di detti tirafondi (14, 22) ed il corrispondente primo (2) o secondo (3) elemento rigido oblungo.
15. 15. Tetto (100) comprendente almeno un architrave (101) sorretto da pilastri in posizione sostanzialmente orizzontale, ed almeno una trave trasversale (102) avente una estremità assiale (102a) in appoggio su detto architrave (101); detto tetto (100) essendo caratterizzato dal fatto che l’estremità assiale (102a) di detta trave trasversale (102) è collegata a detto architrave (101) mediante un dispositivo smorzatore di vibrazioni (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12.