ITBS20120186A1 - Giunto di collegamento antisismico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione un giunto di collegamento antisismico, preferibilmente per strutture prefabbricate in cemento armato precompresso o normale. I recenti eventi sismici hanno riportato l’attenzione sui nuovi sistemi di collegamento antisismico per costruzione, atti a consentire allo schema strutturale dell’edificio esistente o di nuova costruzione a cui sono applicati, di sopportare adeguatamente le forze sismiche ed assorbirne le deformazioni che si determinano a seguito di eventi sismici sempre più frequenti.

In particolare, un giunto antisismico realizza un adeguato collegamento fra i principali elementi strutturali dell’edificio, indispensabile per evitare gravi danneggiamenti e crolli durante il sisma. Infatti, proprio a causa di eventi sismici, componenti adiacenti della stessa struttura normalmente progettati in semplice appoggio, con un comportamento sismico sensibilmente diverso, rischiano di urtare fra loro e di cadere in corrispondenza dei vari collegamenti. Nel contempo, un giunto antisismico deve consentire sempre la libera dilatazione della struttura dell’edificio dovuta a variazioni stagionali di temperatura, evitando che si formino danneggiamenti e fessurazioni.

Un esempio di collegamento antisismico particolarmente semplice ed intuitivo à ̈ il giunto del tipo a flangia ad elle adeguatamente bullonata, ad esempio tra trave e pilastro. Tale giunto realizza un adeguato collegamento strutturale di “tipo rigido†tra i principali componenti strutturali dell’edificio ai fini della resistenza sismica, sia pure in presenza di alcune controindicazioni. Infatti il giunto rigido, se ben progettato, risolve adeguatamente il collegamento delle parti oscillanti senza garantire tuttavia alcuno spostamento relativo ai fini delle normali dilatazioni termiche e senza evitare il generarsi di momenti di incastro in corrispondenza degli appoggi delle travi in C.A.P., in sezioni che normalmente non sono progettate per tali sollecitazioni. Tale sistema, c o n l e limitazioni di cui sopra che, in caso di eventi sismici di notevole intensità, possono comunque portare a rotture e danneggiamenti nella zona di unione tra trave-pilastro, necessita di essere dimensionato volta per volta, a seconda della tipologia di collegamento da realizzare, con tempi e costi non sempre definiti. Inoltre, tale sistema determina una condizione iperstatica della struttura spesso differente dallo schema strutturale iniziale.

Un ulteriore esempio di giunto, particolarmente diffuso fino all’entrata in vigore delle ultime normative antisismiche, sono le piastre di appoggio in neoprene in grado di filtrare la trasmissione di scosse e vibrazioni, deformandosi senza subire alterazioni morfologiche che ne comprometterebbero la funzione. Tali piastre tuttavia, non realizzando alcun valido collegamento strutturare a cerniera tra i componenti dell’edificio, possono portare, in caso di eventi sismici di notevole intensità, alla caduta di travi o di altri componenti strutturali.

La necessità percepita nel settore delle costruzioni antisismiche à ̈ di realizzare, in ottemperanza con le vigenti normative e anche su immobili esistenti, il collegamento strutturale tra i componenti dell’edificio senza determinare una nuova condizione iperstatica della struttura stessa.

Scopo della presente invenzione à ̈ di risolvere i problemi dell’arte nota tenendo conto delle necessità del settore.

Tale scopo à ̈ raggiunto da un giunto di collegamento antisismico realizzato secondo la rivendicazione 1 seguente. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite o vantaggiose del giunto di collegamento.

Le caratteristiche ed i vantaggi del giunto di collegamento secondo la presente invenzione sono evidenti dalla descrizione di seguito riportata data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:

- la figura 1 mostra una vista assonometrica di un giunto di collegamento antisismico secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra una vista assonometrica di un giunto di collegamento antisismico secondo la presente invenzione, in una variante di realizzazione.

- la figura 3 mostra una vista in sezione laterale del giunto di collegamento antisismico, ottenuto lungo il piano di sezione III, secondo la presente invenzione; - la figura 4 mostra una vista in sezione dal basso del giunto di collegamento antisismico, ottenuto lungo il piano di sezione IV, secondo la presente invenzione; - la figura 5 mostra una vista in sezione frontale del giunto di collegamento antisismico, ottenuto lungo il piano di sezione V, secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure allegate, un giunto di collegamento antisismico à ̈ indicato con il numero di riferimento 100.

Il giunto di collegamento antisismico 100 comprende un primo elemento 10 ed un secondo elemento 20, fissabili rispettivamente ad un primo componente strutturale 110, ad esempio un pilastro, e ad un secondo componente strutturale 120, ad esempio una trave. Il primo 10 ed il secondo 20 elemento sono fissabili ai rispettivi componenti strutturali 110,120 tramite sistemi di fissaggio 90, come ad esempio viti e bulloni, tasselli chimici, fasciature metalliche.

Il primo elemento 10 ed il secondo elemento 20 sono uniti tramite un perno 30 a formare una cerniera 40 di collegamento tra il primo componente strutturale 110 ed il secondo componente strutturale 120, in modo tale che il movimento vibratorio avvenga liberamente per ciascuna delle due parti collegate.

In particolare, la cerniera 40 consente di assorbire le sollecitazioni assiali e trasversali della struttura, ed in particolare dei componenti strutturali 110,120, che si determinano a seguito di eventi sismici. Inoltre, la cerniera 40 permette la libera dilatazione dei componenti strutturali 110,120 stessi dovuta a variazioni stagionali di temperatura.

La cerniera 40 à ̈ dotata di almeno un elemento di smorzamento 50 posizionato tra il primo elemento 10 ed il secondo elemento 20. In particolare, l’elemento di smorzamento 50 posizionato all’interno della cerniera 40 realizza uno smorzamento delle sollecitazioni assiali che si determinano a seguito di eventi sismici. In particolare, definito l’asse longitudinale x del perno 30 e il piano di smorzamento P ortogonale all’asse x, l’elemento di smorzamento 50 smorza le forze aventi almeno una componente nel piano di smorzamento P.

L’elemento di smorzamento 50 à ̈ posizionato attorno al perno 30. In particolare, l’elemento di smorzamento 50 evita che il perno 30 si tranci e/o si deteriori a causa dei bruschi e prolungati spostamenti improvvisi di tipo oscillatorio che si determinano durante gli eventi sismici.

Come mostrato in figura 1, tra il primo elemento 10 ed il secondo elemento 20 à ̈ presente un distanziatore 60, preferibilmente metallico, a forma cilindrica e con interno cavo (sostanzialmente un tubo), all’interno del quale à ̈ alloggiato l’elemento di smorzamento 50. Il distanziatore 60 à ̈ adeguatamente fissato mediante incastro e saldatura all’elemento 20.

In particolare, il distanziatore 60 consente di alloggiare un elemento di smorzamento 50 di dimensioni maggiori di quello altrimenti alloggiabile tra il primo elemento 10 ed il secondo elemento 20. In particolare l’elemento di smorzamento 50 sporge leggermente dal distanziatore 60 al fine di generare anche un minimo smorzamento per forze trasversali. L’elemento di smorzamento 50 à ̈ quindi dimensionato in modo tale da occupare lo spazio interno al distanziatore 60, ed à ̈ dotato in un foro, centrale, atto ad alloggiare il perno 30.

Come mostrato in figura 1, il primo elemento 10 e il secondo elemento 20 sono dotati di una piastra 11,21 per il fissaggio con il rispettivo componente strutturale 110,120. La piastra 11,21 à ̈ fissabile ai componenti strutturali 110,120 tramite sistemi di fissaggio 90. Come mostrato in figura 1, la piastra 11,21 à ̈ dotata di fori per l’alloggio di viti.

In una variante applicativa, mostrata in figura 2, la piastra 11,21 à ̈ dotata di alette laterali 28 per il fissaggio lungo i fianchi attorno ai componenti strutturali 110,120, ad esempio quando tali componenti strutturali 110,120 non consentono l’inserimento di sistemi di fissaggio 90 lungo la base troppo stretta. Il primo elemento 10 à ̈ dotato di due supporti 14, sporgenti dalla piastra 11, muniti di foro 13 per l’alloggio del perno 30. I due supporti 14, sostanzialmente paralleli l’uno all’altro, sono ulteriormente fissati alla piastra 11 tramite squadrette 17 di irrigidimento.

Il secondo elemento 20 à ̈ dotato di un supporto 24, sporgente dalla piastra 21, munito di un foro 25 per l’alloggio del distanziatore metallico 60 contenente l’elemento smorzamento 50.

In una variante preferita, all’interno del foro 25 à ̈ fissato il distanziatore 60, avente forma cilindrica. Preferibilmente, il distanziatore 60 sporge sostanzialmente simmetricamente dal supporto 24.

Come mostrato in figura 3, il supporto 24 del secondo elemento 20, munito di distanziatore 60 all’interno del quale à ̈ contenuto l’elemento di smorzamento 50, à ̈ posto tra i due supporti 14 del primo elemento 10. L’assieme à ̈ quindi fissato tramite il perno 30, che attraversa longitudinalmente l’elemento di smorzamento 50, a formare la cerniera 40.

L’elemento di smorzamento 50 à ̈ in gomma naturale e/o sintetica nelle differenti mescole “hard†, “normal†o “soft†. L’elemento di smorzamento 50 può essere quindi realizzato in gomma a bassa, media o alta densità, a seconda delle necessità di smorzamento da conferire al giunto antisismico 100. È quindi possibile modificare la capacità di smorzamento del giunto di collegamento antisismico 100 a seconda delle necessità d’uso semplicemente variando l’elemento di smorzamento 50. Preferibilmente, l’elemento di smorzamento 50 à ̈ in gomma ad alta densità.

Il giunto di collegamento antisismico 100 collega tra loro i componenti strutturali 110,120 e al tempo stesso, essendo un giunto a cerniera, realizza un disaccoppiamento delle masse in modo tale che il movimento vibratorio determinato da eventi sismici avvenga liberamente per ciascuna delle due parti collegate.

Inoltre, il giunto di collegamento antisismico 100, essendo un giunto a cerniera dotato di elemento di smorzamento, à ̈ concepito per consentire alla struttura di incassare sia le deformazioni che si manifestano lentamente nel tempo, come ad esempio le deformazioni termiche o di ritiro, sia le forze derivanti dalle azioni dinamiche e impulsive di tipo sismico. Pertanto, un giunto di collegamento antisismico 100 à ̈ particolarmente adatto per strutture antisismiche monopiano o multipiano, in cui dimensioni elevate della pianta dell’edificio richiedono necessariamente la presenza di sistemi di dilatazione termica, in corrispondenza dei quali subentrerebbe il problema dell’iperstaticità se si applicassero i giunti strutturali noti.

Innovativamente, un giunto di collegamento antisismico secondo la presente invenzione, essendo un giunto a cerniera, realizza un adeguato e sicuro collegamento strutturale tra i componenti (trave-pilastro, travetrave) sia lungo la direzione principale assiale che nelle direzioni inclinate o trasversali senza determinare una condizione iperstatica della struttura stessa.

Vantaggiosamente, un giunto di collegamento antisismico a cerniera secondo la presente invenzione mantiene una condizione isostatica della struttura.

Vantaggiosamente, la presenza dell’elemento di smorzamento all’interno del giunto di collegamento antisismico a cerniera, realizza un ulteriore smorzamento delle sollecitazioni assiali.

Vantaggiosamente, la presenza dell’elemento di smorzamento sporgente dal distanziatore, consente di generare anche uno smorzamento delle sollecitazioni trasversali. v

Vantaggiosamente, la presenza dell’elemento di smorzamento in gomma a bassa, media o alta densità, consente di modificare la capacità di smorzamento del giunto di collegamento antisismico e di personalizzarlo a seconda delle necessità d’uso.

Vantaggiosamente, la presenza di un distanziatore tra il primo ed il secondo elemento del giunto di collegamento antisismico consente di alloggiare un elemento di smorzamento di dimensioni maggiori di quello altrimenti alloggiabile tra il primo ed il secondo elemento.

Vantaggiosamente il giunto antisismico sopra descritto ha caratteristiche geometriche e dimensionali di tipo universale e, prodotto in due o tre taglie differenti può essere utilizzato in tutte le maggiori situazioni presenti nell’edilizia prefabbricata.

E' chiaro che un tecnico del settore potrebbe apportare modifiche al dispositivo sopra descritto, tutte contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Giunto di collegamento antisismico (100), comprendente un primo elemento (10) ed un secondo elemento (20), fissabili rispettivamente ad un primo componente strutturale (110) e ad un secondo componente strutturale (120), detto primo elemento (10) e detto secondo elemento (20) essendo uniti tramite un perno (30) a formare una cerniera (40) di collegamento tra il primo componente strutturale (110) ed il secondo componente strutturale (120), in cui la cerniera (40) Ã ̈ dotata di almeno un elemento di smorzamento (50) posizionato tra il primo elemento (10) ed il secondo elemento (20).
2. 2. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con la rivendicazione 1, in cui l’elemento di smorzamento (50) à ̈ posizionato attorno al perno (30).
3. 3. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con la rivendicazione 1 o 2, in cui tra il primo elemento (10) ed il secondo elemento (20) à ̈ presente almeno un distanziatore (60), e in cui l’elemento di smorzamento (50) à ̈ contenuto all’interno di detto distanziatore (60).
4. 4. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con la rivendicazione 3, in cui il distanziatore (60) Ã ̈ fissato al primo elemento (10) o al secondo elemento (20).
5. 5. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo elemento (10) e il secondo elemento (20) sono dotati di una piastra (11,21) per il fissaggio con il rispettivo componente strutturale (110,120).
6. 6. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo elemento (10) à ̈ dotato di due supporti (14) dotati di foro (13) per l’alloggio del perno (30).
7. 7. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo elemento (20) à ̈ dotato di un supporto (24) con un foro (25) per l’alloggio dell’elemento di smorzamento (50).
8. 8. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con la rivendicazione 3, in cui il secondo elemento (20) à ̈ dotato di un supporto (24) con un foro (25) all’interno del quale à ̈ fissato il distanziatore (60).
9. 9. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con la rivendicazione 8 quando dipendente dalla 6, in cui il supporto (24) del secondo elemento (20), munito di distanziatore (60) all’interno del quale à ̈ contenuto l’elemento di smorzamento (50), à ̈ posto tra i due supporti (14) del primo elemento (10) e fissato tramite il perno (30), che attraversa longitudinalmente l’elemento di smorzamento (50) a formare la cerniera (40).
10. 10. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento di smorzamento (50) à ̈ in gomma ad alta densità.
11. 11. Giunto di collegamento antisismico (100), in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui à ̈ definito un asse longitudinale (x) del perno (30) e un piano di smorzamento (P) ortogonale all’asse (x), e in cui l’elemento di smorzamento (50) smorza le forze aventi almeno una componente nel piano di smorzamento (P).