IT202100032264A1 - Dispositivo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti e per la realizzazione di sottofondazioni di dette strutture e relativo metodo - Google Patents

Description

DISPOSITIVO PER LA SOSPENSIONE PROVVISIONALE DI

STRUTTURE ESISTENTI E PER LA REALIZZAZIONE DI

SOTTOFONDAZIONI DI DETTE STRUTTURE E RELATIVO METODO

La presente invenzione riguarda un dispositivo e un metodo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti, in particolare edifici. Nel dettaglio, l?invenzione riguarda un dispositivo e un metodo per la sospensione dal terreno di strutture esistenti tale da consentire la realizzazione di sottofondazioni, a prescindere dalla tipologia del terreno, e in totale sicurezza.

Nel mondo edile, le sottofondazioni si definiscono come opere eseguite al di sotto di una struttura di fondazione esistente, allo scopo di ottenere, ad esempio, una maggiore stabilit? della fondazione stessa.

Oggigiorno, il tema ? ricorrente soprattutto nell?ambito delle ristrutturazioni degli edifici quando, ad esempio, per motivi legati all?adeguamento statico o sismico, si rende necessario creare nuove fondazioni o locali interrati conservando comunque la struttura dell?edificio.

L?esigenza di realizzare una sottofondazione si pu? presentare anche nel caso in cui ci sia necessit? di aumentare le dimensioni e la portata delle fondazioni per un aumento dei carichi gravanti sulle stesse o, nel caso in cui sia richiesta una modifica d?uso, o nel caso della sopraelevazione dell?edificio.

Una delle tecniche di sottofondazione pi? utilizzata nel settore consiste nell?effettuare il consolidamento, tramite una successione programmata, di scavi limitati sotto le singole porzioni delle murature portanti dell?edificio e quindi nell?eseguire in tali scavi delle corrispondenti porzioni di fondazione, fino al completamento dell?intera nuova fondazione. Questo metodo permette di ottenere dei discreti risultati solo nel caso di sottofondazioni di altezza limitata, poich? con l?aumentare dell?altezza di scavo i rischi di frane, e di conseguenti possibili cedimenti localizzati dell?edificio soprastante, diventano elevati. Inoltre, le prestazioni meccaniche complessive della nuova fondazione non sono paragonabili a quelle di una corrispondente fondazione in calcestruzzo eseguita con un unico getto monolitico dotato di armature metalliche di tipo continuo.

Per superare i suddetti inconvenienti esistono oggi degli ulteriori metodi di produzione che prevedono di imbrigliare l?intero edificio con un nuovo graticcio di travi reciprocamente connesse tra loro e alle mura portanti. Il nuovo graticcio di travi ? dotato di una serie di punti di appoggio al suolo con interposizione di una pluralit? di corrispondenti martinetti idraulici il quale azionamento porta ad ottenere il sollevamento dell?edificio.

Il suddetto metodo di costruzione implica tuttavia una cerca complessit? sia a livello di impiantistica che di procedimento, non rendendolo adattabile a tutte le tipologie strutture.

Nell?ambito delle esigenze sopra menzionate, quindi, scopo principale della presente dell?invenzione, ? quello di realizzare un nuovo dispositivo e un nuovo metodo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti per la realizzazione di sottofondazioni in grado di ovviare agli inconvenienti tecnici sopra menzionati.

Scopo della presente invenzione, ? quello di realizzare un nuovo dispositivo e un nuovo metodo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti per la realizzazione di sottofondazioni di elevata stabilit? e sicurezza.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un dispositivo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti e relativo metodo che consenta in modo semplice e veloce, un?efficace ed integrale messa in sicurezza degli edifici esistenti, ad esempio rispetto agli eventi sismici.

Non ultimo scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un dispositivo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti e relativo metodo che consenta di avere un controllo sugli eventuali cedimenti, conservando la struttura dell?edificio.

Questi ed altri scopi, vengono raggiunti da un dispositivo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti per la realizzazione di sottofondazioni e da un relativo metodo secondo l?invenzione, come meglio emerger? nel seguito della presente descrizione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti per la realizzazione di sottofondazioni e relativo metodo, secondo la presente invenzione, risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, e dai disegni annessi, in cui:

? le figure 1A e 1B mostrano, rispettivamente, una vista anteriore e posteriore del dispositivo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti per la realizzazione di sottofondazioni, secondo l?invenzione;

? la figura 2A mostra una vista in sezione longitudinale, secondo linee di sezione A-A, del dispositivo per la sospensione di figura 1A, secondo la presente invenzione;

? la figura 2B mostra una seconda vista in sezione longitudinale, secondo linee di sezione B-B, del dispositivo per la sospensione di figura 1A, secondo la presente invenzione;

? la figura 2C mostra una vista in sezione longitudinale secondo linee di sezione C-C del dispositivo per la sospensione di figura 1A, secondo la presente invenzione;

? le figure 3A-3F mostrano differenti fasi del metodo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti, secondo la presente invenzione;

? le figure 4A e 4B mostrano due esempi applicativi di posizionamento su edifici di una pluralit? di dispositivi per la sospensione di strutture di figura 1A, secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure menzionate, il dispositivo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti, in particolare edifici, oggetto della presente invenzione, viene indicato generalmente con il riferimento numerico 10.

Vantaggiosamente, il suddetto dispositivo 10 ? un puntello e viene predisposto, assieme ad una pluralit? di altri dispositivi 10, al di sotto di una struttura esistente 100 quando, per motivi legati all?adeguamento statico o sismico, si rende necessario creare delle nuove fondazioni/travi di fondazioni o nuovi locali interrati, conservando l?edificio stesso. Infatti, come visibile ad esempio nelle figure 4A e 4B, il dispositivo 10 ? posto al di sotto di un muro e/o parete 101 dell?edificio da sospendere venendo, successivamente, inglobato (fig. 3A-3F) in quelle che saranno le nuove travi di fondazione dell?edificio in questione.

In particolare, il dispositivo 10 ? atto a fornire un sostegno verticale alla struttura 100, in particolare un edificio (figure 4A e 4B), nel momento in cui la struttura 100 deve essere sospesa per la realizzazione delle suddette nuove fondazioni.

Vantaggiosamente, con riferimento alle figure 1A e 1B, il dispositivo 10 avr? almeno la dimensione della nuova trave di calcestruzzo armato che dovr? essere realizzata. Pi? nel dettaglio, il suddetto dispositivo 10 comprende un elemento di supporto comprendente almeno tre tubi verticali 11, adiacenti tra loro, e posti, in modo tale che il relativo baricentro giaccia sostanzialmente in corrispondenza del piano medio del muro 101 della struttura 100 al di sotto del quale vengono predisposti, per evitare l?insorgenza di flessioni parassite. Pi? in particolare, i tubi 11 vengono sono posti in modo tale da formare sostanzialmente la forma di un triangolo e, il numero dei tubi 11 verticali ? quello minimo per creare un sistema di tipo fisso, in grado cio? di evitare, vantaggiosamente, cinematismi o atti di moto rigido nella fase transitoria di sospensione della struttura 100. Solo a titolo di esempio, in forme realizzative preferite, ma non limitative, il numero di tubi 11 ? quattro, in cui i tubi sono posti in modo tale da formare sostanzialmente un quadrilatero.

Ciascun dispositivo 10 ? predisposto con un sistema meccanico in grado fornire un adeguato precarico della struttura 100 esistente. Come visibile nelle figure 1A-1B e 2A-2C, in corrispondenza di ciascun tubo 11, dall?estremit? del tubo 11 opposta rispetto al suolo, ? presente un rispettivo bullone 12 ad alta resistenza di diametro elevato, tale da collegare due piatti 131 e 132, posti a distanza variabile tra loro. I bulloni 12 sono posti in asse dei tubi 11 per ridurre, in modo vantaggioso, gli effetti di inflessione sui piatti 131 e 132 orizzontali, ?punzonati? dalla compressione dei bulloni 12. Ulteriormente, i suddetti bulloni 12 sono dotati di un doppio dado 121 tramite il quale ? possibile bloccare il sistema (piatti 131 e 132, bulloni 12 e tubi 11) ed evitare lo svitamento.

Nel caso in cui vi siano tre tubi 11, anche il numero di bulloni utilizzato ? tre per evitare effetti iperstatici.

Nel dettaglio, come visibile in figura 1A, i suddetti due piatti 131 e 132 sono posti, rispettivamente, uno (piatto 131) in corrispondenza del muro dell?edificio 100 da sollevare e l?altro in corrispondenza dell?estremit? dei tubi 11 opposta al suolo, in modo tale che i bulloni 12, come detto precedentemente, siano posti tra i due piatti 131 e 132.

Vantaggiosamente, i bulloni 12 agiscono come un sistema elastico per il dispositivo 10, in modo tale da consentire l?allontanamento o l?avvicinamento dei piatti 131 e 132 tra loro creando, contemporaneamente, una pre-sollecitazione di compressione sia sui tubi 11 che sul suolo. Il legame tra coppia di serraggio e sforzo assiale ? facilmente determinabile con metodologie di calcolo note di comprovata affidabilit?; inoltre, i suddetti piatti 131 e 132 possono essere allontanati, solo a titolo di esempio, tramite una chiave dinamometrica.

Ulteriormente, sempre avendo come riferimento ad esempio la figura 1A, il dispositivo 10 comprende una base 133, in corrispondenza del suolo, che, nel caso di necessit?, ? atta ad essere calastrellata in modo tale da conferire stabilit? al sistema in toto. Come visibile nelle figure, sempre in modo vantaggioso, ciascun dispositivo 10 pu? comprendere delle alette 14 di supporto poste tra ciascun tubo 11 che costituisce il dispositivo 10, tali da poter essere poste su differenti altezze, per favorire la stabilit? del dispositivo 10.

Ciascun dispositivo 10 per la sospensione provvisionale di strutture 100 esistenti deve avere una posizione e una geometria/dimensionamento tale da rispondere ai seguenti requisiti: Portata, Precarico e ingombri ridotti.

Con riferimento al requisito di portata, il dimensionamento dei tubi 11, in particolare il relativo diametro e spessore tiene conto del carico della struttura e della lunghezza L (estensione verticale rispetto al suolo, figura 1A) di ciascun tubo 11. Il valore del carico assunto nel calcolo ? quello che insiste sulla lunghezza di pertinenza P (figura 3A), ovvero la distanza/ passo tra un dispositivo 10 e l?altro, ed ? opportunamente amplificato da un coefficiente di sicurezza secondo quanto stabilito dalla normativa vigente. La lunghezza L del tubo 11 ? un parametro dimensionante in quanto condiziona i fenomeni di instabilit?, euleriani e non. Solo a titolo di esempio, i dispositivi 10 possono avere una lunghezza L variabile sostanzialmente tra 40 cm e 2 m, a seconda della struttura 100, sotto la quale devono essere installati. Ulteriormente, nel caso in cui i tubi 11 abbiano una lunghezza L tale da renderli instabili, essi sono calastrellati o tralicciati per aumentare la rigidezza flessionale nei relativi piani principali d?inerzia e quindi la resistenza nei confronti dell?instabilit? euleriana.

Inoltre, con riferimento al requisito di precarico, poich? i dispositivi 10 devono trasmettere al suolo i carichi che gravano sui muri di partenza della struttura 100, laddove la fondazione esistente non fosse sufficiente ? necessario realizzare delle nuove fondazioni provvisorie. In particolare, successivamente alla predisposizione di nicchie di alloggiamento nei muri, ovvero successivamente alla loro demolizione parziale, sulla base dei dispositivi 10 viene predisposto un getto di calcestruzzo armato. Raggiunto l?indurimento, vantaggiosamente, si procede alla messa in carico dei dispositivi 10. In alternativa al getto si calcestruzzo si possono anche utilizzare elementi metallici o lignei a seconda delle esigenze statiche. Le fondazioni provvisionali (ad esempio, di calcestruzzo, acciaio o legno), pur limitate nella loro estensione, sono cos? precaricate annullando, in questo modo, eventuali cedimenti fondazionali che diversamente interverrebbero nella successiva fase di completamento della demolizione e di sospensione della struttura 100. La fase di precarico dispositivi 10 ? essenziale in quanto consente di indurre uno stato di compressione negli stessi prima di andare a demolire completamente il muro; si pu? cio? agire in totale sicurezza precaricando il muro fino al sollevamento dell?edificio. Se necessario il precarico indotto pu? essere integrato con dei martinetti. In caso di terreni coesivi, con componenti argillose, il precarico deve essere ripetuto per ridurre gli effetti differiti legati al consolidamento del terreno. La demolizione completa della base del muro potr? cos? avvenire in sicurezza senza che questa produca una sostanziale variazione allo stato di compressione gi? presente nei muri portanti.

Infine, relativamente al requisito relativo agli ingombri ridotti, i dispositivi 10 sono dimensionati per poter essere inglobati nelle nuove travi fondazionali. Si devono quindi conciliare le dimensioni geometriche con le esigenze statiche e con la necessit? di posare le armature delle travi e di eseguire il getto di calcestruzzo.

Infine, il metodo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti 100, in particolare edifici, comprende le seguenti fasi.

A. Realizzazione di un cordolo 102 metallico provvisionale sul muro 101 da sostenere.

In particolare, il suddetto cordolo 102 comprende due travi generalmente realizzate con profili metallici con sezione a ?C?; i due profili vanno a posizionarsi, ?abbracciando?, il muro 101 dell?edificio 100 da sollevare e sono collegati allo stesso tramite dei mezzi di collegamento 103, in particolare bulloni, per ?legare? superiormente il muro 101.

B. Formazione di nicchie di alloggiamento dei dispositivi 10.

Nel dettaglio, le suddette nicchie di alloggiamento possono essere realizzate a gruppi, secondo una sequenza definita in base alle esigenze del calcolo. Le nicchie di alloggiamento comportano una riduzione della capacit? portante del muro 101 che dovr? essere ripristinata con le successive fasi di precarico prima della demolizione del muro 101.

C. Realizzazione delle fondazioni con posa dei dispositivi 10 in modo tale da ripristinare la zona di contatto tra i piatti 131 e 132 e il muro 101.

Vantaggiosamente, le fondazioni possono essere realizzate in differenti materiali quali: calcestruzzo, acciaio, legno.

D. Assegnazione di un Precarico sui dispositivi 10. Vantaggiosamente, come detto precedentemente, il precarico pu? essere assegnato sui dispositivi 10 chiave dinamometrica fino al valore derivante dal calcolo e pu? essere verificato con strain-gauges predisposti sui tubi.

E. Demolizione totale della base del muro 101.

F. Posa dell?armatura su detti dispositivi 10 per la realizzazione della nuova fondazione;

G. Getto della trave di fondazione con inglobazione dei dispositivi 10.

I principali vantaggi del suddetto dispositivo e metodo per la sospensione provvisionale di strutture esistenti 100, in particolare edifici, sono i seguenti:

- Maggiore velocit? del processo;

- Getto in soluzione unica della trave

- Maggiore sicurezza

- Controllo di eventuali cedimenti

L?invenzione cos? concepita e qui illustrata ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

Infine, i componenti impiegati, purch? compatibili con l?uso specifico, nonch? le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati acclusi al solo scopo di aumentare l?intelligibilit? delle rivendicazioni e, di conseguenza, tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull?interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile, in particolare un edificio, e per la realizzazione di fondazioni di detta struttura (100) nel suolo, detta struttura (100) comprendente almeno un muro (101) e/o parete,

detto dispositivo (10) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un elemento di supporto che include almeno tre tubi (11) verticali, adiacenti tra loro, e posti al di sotto di detto muro (101), in modo tale che il relativo baricentro di detto elemento di supporto giaccia in corrispondenza di un piano medio di detto muro (101).

2. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento di supporto comprende quattro tubi (11), posti in modo tale da formare un quadrilatero.

3. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti tubi (11) presenta, in corrispondenza della relativa estremit? opposta al suolo e in asse con il rispettivo tubo (11) stesso, un bullone (12) ad alta resistenza e di diametro elevato.

4. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile come ad almeno una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detto elemento di supporto comprende due piatti (131, 132) paralleli e posti a distanza tra loro, in cui un primo piatto (131) ? posto in corrispondenza del muro (101) di detta struttura (100) edile da sollevare e un secondo piatto (132) ? posto in corrispondenza dell?estremit? dei tubi (11) opposta al suolo.

5. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti bulloni (12) sono posti tra detti due piatti (131, 132) e sono atti a collegarli tra loro e consentirne il rispettivo avvicinamento e/o allontanamento creando, contemporaneamente, una pre-sollecitazione di compressione sui tubi (11) e sul suolo.

6. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile come alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti bulloni (12) sono dotati di un doppio dado (121) di bloccaggio.

7. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una base (133) posta in corrispondenza del suolo ed atta ad essere calastrellata in modo tale da conferire stabilit? a detto dispositivo (10) e alla struttura (100) edile.

8. Dispositivo (10) per la sospensione provvisionale di una struttura (100) edile come ad almeno una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto di comprendere delle alette (14) di supporto poste tra ciascun tubo (11) per favorire la stabilit? del dispositivo (10).

9. Metodo per la sospensione provvisionale di strutture (100) edili, in particolare edifici, tramite un dispositivo (10) come ad almeno una delle rivendicazioni 1-8, in cui detto metodo comprende le seguenti fasi:

A. Realizzazione di un cordolo (102) metallico provvisionale sul muro (101) di detta struttura (100) edile;

B. Formazione in detto muro (101) di almeno una nicchia di alloggiamento per detto dispositivo (10);

C. Realizzazione delle fondazioni e posizionamento di detto dispositivo (10), ripristinando la zona di contatto tra i due piatti (131, 132) e il muro (101).

D. Assegnazione di un precarico su detto dispositivo (10);

E. Demolizione totale di una base del muro (101); F. Posa di un?armatura su detto dispositivo (10) per la realizzazione di dette fondazioni;

G. Getto di una trave di fondazione tra almeno due dispositivi (10).