ITMC20100022A1 - Dispositivo antisismico. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“DISPOSITIVO ANTISISMICO†.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo antisismico secondo il preambolo della prima rivendicazione.

Già da alcuni anni a questa parte gli edifici sono soventemente realizzati con criteri antisismici, così da sopportare le sollecitazioni di sismi anche di elevata entità.

Tuttavia questo tipo di edifici, visto il loro alto costo intrinseco, sono spesso realizzati solo in luoghi aventi un elevato rischio sismografico, mentre nei luoghi a basso o medio rischio la loro installazione non à ̈ abituale.

Inoltre, anche nel caso in cui gli edifici siano progettati in tale modo, il principio su cui essa si basa à ̈ quello di evitare il collasso dell’edificio pur tollerando il verificarsi di danni alla struttura dello stesso, seguendo la teoria che prevede di portare la struttura a lavorare in campo elastico.

Ciò tuttavia si traduce, in caso di sisma, in oscillazioni e crolli di parti di edificio, come pareti verticali e solai.

Ciò comporta il rischio che un sisma, talvolta anche di lieve entità, possa far crollare in tutto o in parte i muri o il soffitto di tali edifici, con evidenti rischi per gli occupanti.

Inoltre la quasi totalità degli edifici realizzati prima dell'evoluzione della tecnica in questo campo e della sopravvenuta disponibilità dei materiali a costi accettabili, risulta ancora fabbricata in modo non antisismico ed à ̈ pertanto soggetta ai danni di un eventuale sisma.

Nasce pertanto un'esigenza piuttosto sentita relativa al fornire, ad un costo contenuto, una buona protezione agli occupanti dell'edificio in caso di sisma, a prescindere dal modo in cui à ̈ realizzato l'edificio stesso.

Il problema esplica poi i suoi peggiori effetti durante le ore notturne, quando normalmente gli occupanti riposano e non sono preparati ad una evacuazione in tempi rapidi dell'edificio.

La presente invenzione si propone di risolvere questi ed altri inconvenienti mettendo a disposizione un dispositivo antisismico, in particolare del tipo associabile ad un giaciglio, come descritto nella prima rivendicazione allegata.

L'idea alla base della presente invenzione à ̈ quella di ideare un dispositivo antisismico comprendente almeno un montante ed una copertura sorretta da detto montante in cui l'almeno un montante comprende dei mezzi per la regolazione in altezza atti a spostare detta copertura tra una prima condizione in cui à ̈ sopraelevata ad una seconda condizione in cui à ̈ abbassata.

Altre caratteristiche ed ulteriori vantaggi saranno più chiari da un esempio di realizzazione del trovato con riferimento alle figure allegate che mostrano un esempio di realizzazione, in cui:

fig. 1 Ã ̈ una vista in prospettiva di un primo esempio di un dispositivo antisismico secondo la presente invenzione in una prima configurazione;

fig. 2 illustra il dispositivo della fig. 1 in una seconda configurazione;

fig. 3 illustra un primo esempio di mezzi per la regolazione in altezza della copertura di tipo meccanico; fig. 4 illustra un secondo esempio di mezzi per la regolazione in altezza della copertura di tipo meccanico; fig. 5 illustra un primo esempio di mezzi per la regolazione in altezza della copertura di tipo idraulico;

fig. 6 illustra un secondo esempio di mezzi per la regolazione in altezza della copertura di tipo idraulico;

fig. 7 illustra un esempio di mezzi per la regolazione in altezza della copertura di tipo misto idraulico/meccanico; fig. 8 illustra un dispositivo secondo la presente invenzione associato ad una culla;

fig. 9a-9e illustrano vari esempi della copertura del dispositivo di fig. 1.

Facendo riferimento alla fig. 1 allegata, in essa à ̈ mostrato un primo esempio di un dispositivo antisismico (1) secondo la presente invenzione.

Come si può notare in questo esempio il dispositivo antisismico (1) à ̈ posto sopra ad un letto (2) così da fornire la protezione necessaria in caso di caduta di calcinacci o anche di intere porzioni di solaio o pareti.

Il dispositivo antisismico (1) comprende quattro montanti (3A) che si innalzano verticalmente dal pavimento e sorreggono una copertura (3B) disposta sulla verticale del letto (2), a guisa di baldacchino.

Le estremità superiori dei montanti (3A) sono connesse alla copertura (3B), mentre le estremità inferiori sono fissate al letto (2) in modo tale da creare una struttura robusta che sia in grado di reggere le sollecitazioni.

Quando sollecitati a compressione verticale dall'alto verso il basso i montanti (3A) si accorciano e la copertura (3B) si abbassa di conseguenza, al fine di andare a proteggere l’incolumità delle persone in quel momento a riposo a letto, passando dalla configurazione di fig. 1 a quella di fig. 2.

Ciascun montante (3A) comprende a tal fine mezzi per la regolazione in altezza (4) il cui compito à ̈ quello di far effettuare lo spostamento della copertura (3B), variando la lunghezza di ciascun montante (3A).

Vantaggiosamente poi ogni montante (3A) può essere provvisto di mezzi di smorzamento, atti ad assorbire l’energia cinetica trasmessa dalla caduta del solaio e/o dei detriti, che si presenta come una forza prevalentemente agente in compressione sul piano (3B) del dispositivo (1).

I mezzi per la regolazione in altezza (4) sono azionati in diversi modi.

Un primo modo prevede che essi siano azionati dalla stessa forza di compressione agente sul dispositivo (1), nel caso in cui a causa di un evento sismico si manifesti una forza a compressione sulla superficie esterna della copertura (3B) (ovvero quella rivolta in direzione opposta al letto).

Altre modalità di azionamento prevedono la presenza di mezzi di azionamento (non illustrati) per l’azionamento dei mezzi per la regolazione in altezza (4); detti mezzi di azionamento essendo sensori di pressione ad esempio posizionati sulla superficie esterna della copertura (3B), i quali genereranno un segnale nel momento in cui registrano una pressione agente sulla copertura (3B) generata da una massa.

Un altro modo ancora prevede che i mezzi di azionamento comprendano dei sensori di oscillazione, i quali comandano l'azionamento dei mezzi per la regolazione in altezza (4) nel momento in cui registrano una movimento oscillatorio o sussultorio del terreno.

Nei casi in cui siano previsti sensori ovviamente il dispositivo (1) presenta un maggior costo, ma anche il vantaggio di azionare i mezzi per la regolazione in altezza (4) facendo abbassare la copertura (3B) prima che si riscontrino crolli.

Ovviamente i diversi tipi di mezzi di azionamento possono poi essere previsti anche in combinazione tra loro.

Nel caso in cui siano previsti mezzi di azionamento come sensori di pressione e/o di oscillazione i mezzi per la regolazione in altezza (4) potranno essere dotati di uno o più servocomandi, ad esempio di tipo elettrico e/o idraulico e/o pneumatico e/o meccanico, atti a consentire l’attivazione dei mezzi per la regolazione in altezza (4) presenti su ciascun montante (3A).

Tornando ai mezzi per la regolazione in altezza (4), questi ultimi possono essere del tipo in grado di dissipare l’energia accumulata, e/o di assorbirla per poi eventualmente ricederla al dispositivo (1) al termine dell’applicazione della forza a compressione.

In ogni caso, ogni mezzo per la regolazione in altezza (4) ha primariamente lo scopo di permettere lo spostamento della copertura (3B) per proteggere gli occupanti del letto (2) o del giaciglio che vi si trova sotto, e nel caso in cui sia associato o comprenda mezzi di smorzamento esso può avere secondariamente anche lo scopo di assorbire l’energia impressa al relativo montante (3A), ottenendo vantaggiosamente una protezione migliore degli occupanti.

Per quanto attiene i montanti (3A) essi possono avere una sezione qualsivoglia, quadrata, circolare, rettangolare o altro e possono essere in generale in numero maggiore o uguale a tre.

La soluzione migliore da un punto di vista estetico à ̈ quella in cui il dispositivo (1) comprende quattro montanti (3A); tale configurazione infatti consente di avere il minimo ingombro dovuto ai montanti (3A) posizionati ai vertici del letto, che assicurano la piena fruibilità dei lati liberi del letto stesso.

In questo modo inoltre à ̈ possibile utilizzare eventuali sistemi di rinforzo tra i montanti (3A) e la copertura (3B).

Ad esempio i montanti possono essere connessi tra loro, preferibilmente in corrispondenza della loro base di appoggio, mediante traverse o mediante un ripiano o una lastra o simili al fine di evitare che in caso di crollo di una parte del pavimento (ad esempio quella al di sotto di un montante) il letto si inclini o sprofondi.

Vantaggiosamente evitare l'inclinazione del dispositivo permette di evitare anche che uno dei montnti sia sovraccaricato e lavori in modo non corretto.

Passando ai mezzi per la regolazione in altezza (4) le figg. da 3 a 7 mostrano diverse soluzioni che possono essere attuate.

I mezzi per la regolazione in altezza (4) possono essere ad esempio di tipo meccanico (41), pneumatico, idraulico (42), misto meccanico/idraulico (43), misto meccanico/pneumatico o simili, e possono comprendere eventualmente mezzi di smorzamento.

Un esempio di mezzi per la regolazione in altezza di tipo meccanico (41) Ã ̈ mostrato in fig. 3 e comprende ad esempio una ruota dentata (41A) in accoppiamento con una cremagliera (41B); la ruota dentata (41A) Ã ̈ associata alla copertura (3B) mentre la cremagliera (41B) al montante (3A).

Lo spostamento in verticale della copertura (3B) verso il basso può essere comandato dai mezzi di azionamento ad esempio attraverso uno o più servocomandi di tipo meccanico, pneumatico, elettrico o idraulico agenti in maniera solidale su ogni ruota dentata

Più in generale rientra in questa categoria qualunque accoppiamento di tipo meccanico fra copertura (3B) e montante (3A) che consente lo scorrimento della prima rispetto al secondo.

Un altro esempio di mezzi per la regolazione in altezza di tipo meccanico (41) Ã ̈ mostrato in fig. 4: in questo caso essi comprendono un cilindro (41C) ed un pistone (41D) accoppiati ciascuno ad un montante (3A) o alla copertura (3B).

Ogni montante (3A) può essere realizzato in due parti, ognuna comprendente il cilindro (41C) o il pistone (41D) in grado di scorrere in maniera coassiale.

Al fine di assorbire l'energia trasmessa dai detriti caduti sulla copertura (3B) à ̈ poi previsto un mezzo di smorzamento, in questo caso una molla (41E) che si accorcia quando sollecitata per assorbire l'energia trasmessa dai detriti caduti sulla copertura (3B); ovviamente la molla (41E) può essere dimensionata in modo da agire solo quando la copertura (3B) à ̈ in condizione abbassata, oppure più in generale per agire anche quando la copertura (3B) non à ̈ abbassata.

Passando invece ai mezzi per la regolazione in altezza di tipo idraulico (42) essi sono mostrati in fig. 5.

In questo caso essi comprendono due cilindri (42A e 42C) concentrici ed un pistone (42B) montati in configurazione di un ammortizzatore idraulico bitubo di tipo noto in sé.

Il cilindro interno (42C) à ̈ pieno d'olio, mentre quello esterno (42A) lo à ̈ solo parzialmente e il volume di olio nei due cilindri à ̈ regolato da vari sistemi. Inoltre detti cilindri (42C e 42A) possono essere del tipo a singolo effetto o a doppio effetto.

Il funzionamento dei mezzi per la regolazione in altezza idraulici (42) può essere regolato in funzione della viscosità dell'olio, sul lume di passaggio e sulla velocità di compressione, dove in condizione di lume costante si ha un aumento esponenziale della resistenza allo scorrimento all'aumentare della velocità di compressione e quindi di scorrimento dell'olio.

In generale, il principio di funzionamento prevede che durante la fase di compressione un volume d'olio pari a quello dello stelo si travasa nel cilindro esterno attraverso una valvola di compressione, parte dell'olio che si trova nel cilindro interno sale sopra lo stantuffo attraverso una valvola di aspirazione, durante quest'azione l'aria intrappolata si comprime e questo permette di aumentare la resistenza dell'ammortizzatore, facendo spostare il movimento dell'olio sempre più attraverso la valvola di aspirazione.

Possono essere realizzate anche altre differenti forme esecutive del mezzo per la regolazione in altezza in questione, dove, ad esempio, non si ha il pompante centrale, ma il tubo centrale svolge la funzione di pompante e ammortizzatore, assieme a un tubo centrale cavo fisso al tubo esterno.

Questo tipo di mezzi per la regolazione in altezza permette una elevata flessibilità nella regolazione/variazione/gestione delle caratteristiche di smorzamento.

E’ dunque possibile adattare lo scorrimento del pistone in funzione del peso e delle caratteristiche della copertura (3B) prevista.

Una variante di tali mezzi per la regolazione in altezza idraulici (42) à ̈ mostrata in fig. 6: in questo caso il principio di funzionamento à ̈ quello dell’ammortizzatore idraulico monotubo: il cilindro (42E) in cui scorre il pistone (42D), comprende una camera pneumatica ( ad esempio ad alta pressione).

Questo tipo di mezzi per la regolazione in altezza non si differenzia molto dalla precedente per il funzionamento, infatti il pistone che à ̈ immerso nell'olio ha sempre le due valvole per i due versi di scorrimento, dove nel caso della compressione si ha il travaso dell'olio nella parte superiore del pistone, ma dato che non si può avere una trasferimento immediato, la camera pressurizzata si comprime.

Passando ai mezzi per la regolazione in altezza pneumatici, essi comprendono nuovamente un accoppiamento cilindro/pistone: in questo caso però nel tratto finale della corsa del pistone viene ricavata una camera piena d’aria che svolge il ruolo dei mezzi di smorzamento, infatti quando l'aria viene compressa dalla forza esterna, si scarica lentamente all'esterno, così da costituire un cuscino elastico ammortizzante.

La regolazione del funzionamento del mezzo di smorzamento può essere effettuata mediante la scelta delle dimensioni dei fori o più in generale dei dispositivi di sfogo aria regolabili posti in prossimità del finecorsa del pistone, infatti in funzione della pressione dell’aria all’interno dello spazio compreso fra pistone e cilindro si regolerà la velocità della discesa di ciascun montante.

Passando ai mezzi per la regolazione in altezza di tipo meccanico/idraulico (43) essi si basano sul principio dell’unione di tecnologie di tipo meccanico a tecnologie di tipo idraulico.

Più genericamente fanno parte di questa categoria quelli di tipo idraulico nelle quali à ̈ presente anche una molla il cui compito à ̈ sia quello dei mezzi di smorzamento (sopra discusso) sia eventualmente quello di ripristinare la posizione iniziale del pistone al termine della chiusura del montante; in quest'ultimo caso si differenziano dalla precedente tipologia per la possibilità di avere un montante in grado di ritornare nella sua posizione iniziale automaticamente.

Fanno inoltre parte di questo sistema i deceleratori idraulici, come quello mostrato in fig. 7 e di tipo noto in sé.

In questo caso la forza applicata allo stelo del pistone (43A), scorrevole nel cilindro (43B) lo muove nel senso della forza stessa e l’olio contenuto nella camera con molla (43C) à ̈ costretto ad attraversare un foro mentre la pressione creatasi mantiene chiusa una valvola di non ritorno.

Durante il passaggio del fluido attraverso il foro avviene una caduta di pressione che genera calore.

L’energia viene così dissipata attraverso il riscaldamento dell’olio il quale trasmette il calore al corpo dell’ammortizzatore e da lì all’atmosfera.

In questa configurazione à ̈ possibile il riposizionamento, per azione della molla (43C), nella configurazione iniziale.

Ciò prevede che la sfera della valvola di non ritorno si sposti dalla sua sede ed apra un foro di dimensioni maggiori permettendo un rapido ritorno del fluido e perciò un rapido ritorno del pistone alle condizioni iniziali.

Per quanto concerne i mezzi per la regolazione in altezza di tipo meccanico/pneumatico essi sono concettualmente analoghi a quelli precedenti e più in generale comprendono quelle chiusure di tipo pneumatico nelle quali à ̈ presente anche una molla il cui compito à ̈ quello di ripristinare la posizione iniziale del pistone al termine della chiusura del montante (3A).

Pertanto in termini prettamente funzionali questa categoria si differenzia dalla precedente per la possibilità di ritornare nella sua posizione iniziale.

Altri tipi di mezzi per la regolazione in altezza appartenenti a questa categoria sono i deceleratori pneumatici, il cui principio di funzionamento à ̈ il medesimo descritto in precedenza per quanto concerne i deceleratori idraulici. L’unica sostanziale differenza sta nel fatto che in questo caso anziché avere un fluido come l’olio, si ha un generico gas compresso.

Si noti che nel caso di deceleratori, idraulici o pneumatici, i mezzi per la regolazione in altezza comprendono i mezzi di smorzamento, integrati nello stesso dispositivo.

Infine,per quanto concerne la copertura (3B) essa potrà essere realizzata in varie fogge ed eventualmente ornata e decorata in modo da renderla gradevole dal punto di vista estetico.

Tra le varie sezioni della copertura (3B), alcune sono mostrate nelle allegate fig. 9a,9b,9c,9d,9e ovvero rispettivamente a falda, di tipo convesso, piana con elementi terminali inclinati,a falda con doppia inclinazione,piana.

Ovviamente in alternativa al letto (2) sarà possibile combinare il dispositivo (1) con una culla (20),come mostrato nella figura 8, o più in generale con altri tipi di giaciglio, come un divano o un divano-letto o simili.

In fig. 8 la culla (20) Ã ̈ sorretta da un solo montante (3A) posto centralmente, mentre la copertura (3B) Ã ̈ sorretta dal montante (3A) con l'interposizione della culla (20) stessa.

Ovviamente in questo caso la chiusura della copertura (3B) non avviene con l'azionamento dei mezzi per la regolazione in altezza (4) come prima descritto, i quali invece assorbono le sollecitazioni trasmesse all'insieme di copertura (3B) e culla (20), con un risultato in termini di robustezza comunque accettabile, specie considerando che in questo esempio la copertura (3B) e la culla (20) si chiudono ermeticamente a guscio, presentando una ottima resistenza alle sollecitazioni ed evitando che i detriti finiscano all’interno della culla stessa.

In questo caso la culla (20) e la copertura (3B) possono essere incernierate l'una all'altra in modo che la seconda possa essere chiusa a guisa di guscio sulla prima con una semplice rotazione.

In alternativa la copertura (3B) può essere sovrapponibile alla culla (20) in altri modi, ad esempio mediante traslazione della prima in direzione della seconda o altro ancora.

Per quanto riguarda il montate (3B) sebbene nell'esempio allegato ne sia stato mostrato uno solo, à ̈ da intendersi che ne possono essere previsti più di uno, ad esempio due, tre o più.

In questo caso vantaggiosamente i montanti possono dipartirsi tutti da un unico piedistallo centrale, al fine di aumentare la robustezza del dispositivo.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo antisismico (1) comprendente almeno un montante (3A) ed una copertura (3B) sorretta da detto montante (3A) caratterizzato dal fatto che detto montante (3A) comprende dei mezzi per la regolazione in altezza (4) atti a spostare detta copertura (3B) tra una prima condizione in cui à ̈ sopraelevata ad una seconda condizione in cui à ̈ abbassata.
2. 2. Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 1, in cui ogni montante (3A) comprende un corrispondente mezzo per la regolazione in altezza (4) il quale, sotto l'azione di una forza in compressione, varia la lunghezza del rispettivo montante (3A).
3. 3. Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente inoltre mezzi di azionamento per l'azionamento di detti mezzi per la regolazione in altezza (4).
4. 4. Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 1, 2 o 3 in cui detti mezzi di azionamento sono sensori di pressione e/o sensori di oscillazione, atti a comandare l'azionamento di detti mezzi per la regolazione in altezza (4).
5. 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 4, comprendente servocomandi atti a consentire l’attivazione dei mezzi per la regolazione in altezza (4) presenti su ciascun montante (3A).
6. 6. Dispositivo (1), secondo una o più delle rivendicazioni precendenti, in cui detti mezzi per la regolazione in altezza (4) comprendono o sono associati a mezzi di smorzamento del tipo in grado di dissipare l’energia accumulata e/o di assorbirla.
7. 7. Dispositivo (1), secondo una o più delle rivendicazioni precendenti, in cui detti mezzi per la regolazione in altezza (4) sono di tipo meccanico (41) e/o idraulico (42) e/o pneumatico e/o meccanico/idraulico (43) e/o meccanico/pneumatico.
8. 8. Dispositivo (1), secondo una o più delle rivendicazioni precendenti, in cui detto dispositivo à ̈ combinato o associato ad un giaciglio (2,20).
9. 9. Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 8, in cui detto giaciglio (2, 20) Ã ̈ un letto (2) ed in cui detti montanti (3A) sono quattro e sono fissati inferiormente a detto letto (2).
10. 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8, in cui detto giaciglio (2,20) à ̈ una culla (20) ed in cui à ̈ presente un montante (3A) fissato inferiormente alla detta culla (20) e la copertura (3B) à ̈ associata a detto montante (3A) mediante inteposizione di detta culla (20).
11. 11. Dispositivo (1), secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato per il fatto che i montanti (3A) sono connessi tra loro mediante traverse o ripiano o lastra, così da garantire, in fase di crollo del pavimento, che il dispositivo si inclini o sprofondi parzialmente.