ITMI20002758A1 - Sistema di prefabbricazione integrale con struttura a telaio a componenti finiti ed alleggeriti - Google Patents

Description

Titolo: "Sistema di prefabbricazione integrale con struttura a telaio a componenti finiti ed alleggeriti"

La presente invenzione ha come oggetto un sistema di prefabbricazione integrale con struttura a telaio a componenti finiti ed alleggeriti.

Com'è noto esistono diversi sistemi per la costruzione di prefabbricati, ad uso residenziale, classificabili in 2 tipologie, i sistemi a telaio e i sistemi a pannelli portanti.

Le strutture a telaio realizzano con travi, pilastri e solai lo scheletro strutturale dell'edificio, che va però completato in opera con i tamponamenti, i divisori e i getti di solidarizzazione dei solai. I sistemi a telaio non sono quindi "globali", perché la prefabbricazione va integrata con interventi in opera di completamento.

Le strutture a pannelli portanti affidano alle pareti esterne e interne, il compito di sostenere il solaio e di creare una struttura scatolare a modulo di stanza, presentando gli inconvenienti di non poter cambiar distribuzione da piano a piano e non poter realizzare quindi il piano terreno a pianta libera, su piloty, e il piano sotterraneo ad autorimessa.

Inoltre pur potendosi avere una prefabbricazione integrale, gli elementi portanti in calcestruzzo rendono la struttura pesante e quindi antieconomica soprattutto in quei paesi dove l'incidenza di costo dei materiali supera di gran lunga l'incidenza di costo della mano d'opera.

Scopo della presente invenzione è quella di realizzare un sistema di prefabbricazione integrale con struttura a- telaio a componenti finiti ed alleggeriti che permetta di superare i sopracitati inconvenienti.

Questo ed altri scopi sono raggiunti da un sistema di prefabbricazione integrale con struttura a telaio a componenti finiti ed alleggeriti, secondo la rivendicazione 1, alla quale si rimanda per brevità. Ulteriori caratteristiche della presente invenzione sono definite, inoltre, nelle rivendicazioni successive .

Brevemente si osserva innanzitutto che il sistema dell'invenzione si avvale di pareti a modulo di appartamento, non di stanza; le pareti sono finite e conglobano una struttura a telaio, e una zona interna alleggerita, per ridurre al massimo i pesi con canalizzazioni anche utilizzabili. I solai oltre a essere alleggeriti al massimo consentono di ricavare al loro interno dei cavedi impiantistici collegabili alle canalizzazioni verticali delle pareti. Tutti i componenti sono finiti e non richiedono, all'atto del montaggio, getti in opera ma solo iniezioni di malta. Il sistema è definito integrale, nel senso che il 100% dell'edificio è realizzato con componenti prefabbricati finiti e alleggeriti, *mantenendo i vantaggi statici delle strutture a telaio e le finiture delle strutture a pannelli portanti, ma eliminando gli aspetti negativi delle due strutture; un sistema quindi leggero, economico e flessibile in grado di essere competitivo sia per edifici a schiera unifamiliari che per edifici di oltre 20 piani. ;Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, nei quali: ;la figura 1 rappresenta una vista assonometrica, parzialmente in sezione, del sistema di prefabbricazione integrale a componenti finiti ed alleggeriti, secondo la presente invenzione; la figura 2 rappresenta una parete portante il solaio, chiamata setto, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; ;la figura 3 rappresenta un pannello di tamponamento, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; ;la figura 4 rappresenta un solaio, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; la figura 5 rappresenta un solaio di copertura, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; ;le figure 6-7 rappresentano una variante al solaio di copertura realizzando un pannello piano frontale che nasconde la falda inclinata del tetto, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; ;le figure 8-9 rappresentano elementi di travi e pilastri che realizzano un telaio a portale, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; ;la figura 10 rappresenta un nucleo controventante, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; ;la figura 11 rappresenta una scocca bagno, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; ;la figura 12 rappresenta una scala, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; le figure 13-15 rappresentano un dispositivo utilizzato per realizzare nuclei controventanti collegando più setti e per realizzare i concatenamenti antisismici, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; la figura 16 rappresenta una vista in sezione della scala appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione; e ;la figura 17 rappresenta una vista, in assonometria esplosa, di una struttura realizzata con il sistema di prefabbricazione della invenzione. ;Con particolare riferimento alle figure menzionate, il sistema di prefabbricazione integrale con struttura a telaio a componenti finiti ed alleggeriti dell'invenzione comprende innanzitutto un componente setto 11. ;Il setto interno 11 intervallato sul modulo d'appartamento per sostenere il solaio, è gettato in casseri verticali per avere le due superfici esterne finite, ed è costituito da un portale in spessore di getto, realizzato con due pilastri terminali 12 e una trave superiore 13 e da una parete alleggerita con fori verticali 14, ottenuti con speciali casseri tubolari a contrazione elastica per l'estrazione. ;I pilastri in spessore di setto 12 hanno dimensioni regolabili sulle esigenze statiche, e contengono una guaina (un tubo in lamierino metallico), 15 che viene iniettata. ;L'iniezione assicura la ripartizione dei carichi da piano a piano e la continuità verticale dell'armatura in barre che vi è inserita in sovrapposizione. ;I tubolari che formano i fori di alleggerimento 14 sono posizionabili dove servono e hanno dimensioni fisse e modulari. Sono inoltre utilizzabili per ricavare canalizzazioni verticali continue per impiantistica, ventilazione e espulsione fumi, nonché per realizzare la continuità strutturale in verticale con ripresa di armatura. ;I setti consentono comunque la realizzazione di muri di diverso spessore totale per i carichi variabili dovuti al diverso numero di piani (in genere, a mero titolo di esempio, 15, 20, 25 cm per fori di 10 cm * 55 cm).

Un altro componente del sistema dell'invenzione è il pannello di tamponamento 16 di figura 3.

Esso è realizzato con isolamento continuo, cioè a taglio termico realizzato con un sostegno fisso e uno mobile e con connettori inox che svincolano la parete esterna portata dalla parete interna portante e con vuoti tubolari interni di ventilazione che escludono nel periodo invernale le condense interne di umidità e impediscono d'estate incrementi interni di temperatura per irraggiamento.

Il pannello è caratterizzato da una trave di risvolto superiore 17 che si appoggia in corrispondenza del setto 11 sul suo pilastro d'estremità 12.

La trave di risvolto superiore 17 ha le seguenti funzioni :

trave di concatenamento sismico;

trave di sostegno del paramento esterno, che può essere cieco, finestrato o anche completamente assente;

dima di montaggio per il soprastante setto;

controventamento del setto fino dalla fase di montaggio;

irrigidimento del pannello di tamponamento che può così coprire luci fino a 10m, tenendo minimi gli spessori di calcestruzzo.

Il nodo setto-pannello di tamponamento è realizzato con l'inserimento di una barra verticale 18 che entra nella guaina 15 del setto 11 e attraversa un particolare cappio 19, realizzato di acciaio inox in modo che non occorra forare i casseri, con funi che fuoriescono dalla trave di risvolto 17.

Una successiva iniezione,

realizza un collegamento antisismico che trasmette l'azione del concatenamento al nucleo controventante

assicura al tempo stesso la continuità verticale dell'armatura

assicura la ripartizione dei carichi verticali, ponendo una guarnizione di tenuta che consente alla malta di iniezione di allettare il piano di appoggio.

Un altro componente del sistema dell'invenzione è il componente solaio 20 di figura 4.

E' un solaio realizzato su luci elevate (fino a 10 m) con la tecnica della precompressione, di larghezza e lunghezza regolabili. Viene completato in opera da lastre 21 che appoggiano tra due elementi 22 lasciando quindi disponibili una serie di canalizzazioni 23 che possono essere utilizzate per impianti anche perché la statica del solaio prescìnde dalle lastre 21, che possono essere quindi posizionate a struttura completata e rimosse anche in seguito.

Il foro orizzontale del solaio oltre che con blocchi di polistirolo può essere realizzato, come quello delle pareti, con speciali casseri tubolari a contrazione elastica per l'estrazione, del tutto simili per concezione a quelli dei setti.

I fori orizzontali nei solai sono in collegamento con i fori verticali dei setti, per cui è possibile una distribuzione impiantistica sia sul piano che in verticale.

II fissaggio dei solai al setto non avviene con gli usuali getti in opera ma avviene con un collegamento meccanico 40 (fig.l), mentre sulla linea di accostamento di due elementi si possono eseguire uno, due o tre collegamenti saldati 24, in modo che l'intradosso dei solai crei un piano orizzontale rigido.

Nel solaio, la lastra 21, non richiesta come partecipante alla statica del solaio può essere posizionata a fine montaggio potendola in seguito sollevare come botola per aver accesso agli impianti oppure del tutto eliminata, per ricavare, per esempio, un contenitore di terreno a filo pavimento. La figura 5 rappresenta un solaio di copertura 25, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione.

L'elemento presenta l'intradosso piano per costituire il soffitto dell'ultimo piano, mentre l'estradosso è realizzato con nervature in pendenza, in modo da creare:

- una camera d'aria tra la soletta di intradosso e la copertura che è realizzata con arcarecci a sostegno di lastre di fibrocemento o di lamiera grecata preverniciata;

una copertura ventilata, realizzata con una pendenza del 10% e con un colmo che permette l'uscita dell'aria riscaldata.

E' prevista anche la possibilità di un elemento 41 che presenta un pannello piano frontale, che nasconde il tetto inclinato e ventilato retrostante, come nelle figure 6-7.

Le figure 8-9 rappresentano particolari viste di una struttura a telaio a portale 26, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione.

Esso è composto da pilastri a collare 51 a sostegno di una trave a T rovescio di collegamento 50, i quali formano un portale dove la trave porta il solaio e i pilastri sostengono direttamente i carichi trasmessi dai pilastri in spessore nei setti portanti dei piani superiori.

Il pilastro con collare ha un dimensione fissa e una variabile, con possibilità di ottenere quindi dei pilastri a lama. A titolo esemplificativo, dalla sezione minima 40 cm x 40 cm, si può arrivare ad una sezione di 40 cm x 200 cm.

Ciò è molto utile quando si vuole un piano terra a pianta libera su pilastri oppure vi è un garage sotto la costruzione, oppure ancora il piano terra ha una altezza che renderebbe i setti e i pannelli di tamponamento intrasportabili.

In figura 10 è visibile un nucleo controventante 27 costituito da setti che formano il vano scala o il vano ascensore.

Parte dei fori dei setti possono essere passanti, in modo da contenere la gabbia di armatura verticale 28 che si riprende piano per piano.

I setti sono collegati tra loro dall'inserimento di barre 18 nei cappi 19 fuoriuscenti in fune di acciaio inox, e dalla successiva iniezione come per la trave di risvolto dei pannelli.

In figura 11 è rappresentata una scocca bagno 29, appartenente al sistema di prefabbricazione della invenzione.

La scocca bagno 29 contiene un bagno completamente accessoriato, attrezzato e rifinito per rendere integrale la prefabbricazione per componenti. La scocca è realizzata con un elemento in calcestruzzo completamente chiuso sulle sei facce, autoportante, ma potendo per costruzioni monopiano durante il montaggio svolgere anche una funzione controventante. La sua altezza ridotta consente di avere nella parte superiore tra la scocca e il soffitto un vano ripostiglio .

La figura 12 rappresenta una scala 30, per rendere integrale il sistema di prefabbricazione.

La scala 30 è costituita da tre elementi sovrapposti e finiti costituiti da un vano tubolare che porta a sbalzo i gradini e che costituisce l'elemento portante delle scale, entro cui è anche possibile installare un ascensore togliendo la soletta prevista al piano.

I tre elementi per interpiano vengono ad essere sovrapposti e solidarizzati con iniezione di armatura in guaina, come per i setti.

Si realizza così un gruppo scala 30, completo di pianerottoli, che può essere inserito sia all'interno che all'esterno dell'edificio, con una sua totale indipendenza statica.

I gradini possono essere realizzati con alzate e pedate finiti, in modo che, messo in opera il componente, non occorra intervenire con lavorazioni successive .

Nella struttura a telaio con caratteristiche antisismiche dell'invenzione i concatenamenti orizzontali del piano rigido, la continuità dell'armatura verticale e la realizzazione dei nuclei di controvento si ottengono senza getti integrativi in opera, ma solo con semplici iniezioni in apposite sedi e con particolari dispositivi di collegamento 31, realizzati con cappi di acciaio inox.

In effetti, tali dispositivi di collegamento sono realizzati inserendo nel cassero elementi magnetici recuperabili per far fuoriuscire dal muro, con la frequenza voluta, un cappio 19 in fune di acciaio inox che non richiede fori nella sponda e che per la sua flessibilità consente, al montaggio, un facile accostamento di due muri contigui.

L'elemento magnetico che tiene il cappio si posiziona in fase di produzione lungo una sede semicircolare che consente, dopo aver inserito in opera una barra di armatura 18, di iniettare dall'alto, in una sede 32/ apposita malta antiritiro.

Mentre l'armatura verticale, ripresa, realizza la continuità verticale i cappi fuoriuscenti realizzano sia il collegamento a taglio dei muri che costituiscono il nucleo antisismico, sia i concatenamenti nella trave di risvolto dei pannelli di tamponamento.

Per l'obiettivo di un montaggio veloce e indipendente dalle condizioni climatiche il telaio con i concatenamenti antisismici viene realizzato con semplici iniezioni di malta, e quindi sostanzialmente senza getti in opera di conglomerato cementizio, e senza rinunciare alla rifinitura già completa dell'edificio.

Infine, la figura 17 rappresenta una vista, in assonometria esplosa, di una struttura, indicata globalmente con il riferimento numerico 100, realizzata con il sistema di prefabbricazione della invenzione .

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del sistema di prefabbricazione integrale a componenti finiti ed alleggeriti, che è oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

E' chiaro infine che numerose varianti possono essere apportate al sistema di prefabbricazione integrale con struttura a telaio a componenti finiti ed alleggeriti, senza per questo uscire dai princìpi di novità ìnsiti nell'idea inventiva.

Nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

L'ambito dell'invenzione è definito nelle rivendicazioni allegate alla presente domanda.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di prefabbricazione integrale con struttura a telaio a componenti finiti ed alleggeriti, comprendente: setti interni (11) distanziati a modulo di appartamento con portale conglobato per il sostegno dei solai, pannelli di tamponamento (12) con trave di risvolto per concatenamenti sismici orizzontali(17) solai di piano (22) e di copertura (25) in luce ai setti che realizzano un piano rigido, portali (26) e nuclei controventanti (27), caratterizzato dal fatto che i concatenamenti orizzontali del piano rigido, la continuità dell'armatura verticale e la resistenza sismica dei nuclei controventanti si ottengono con iniezioni di materiale antiritiro in apposite sedi (32) e mediante dispositivi di collegamento (31).
2. 2. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il suddetto setto interno (11) è costituito da un portale in spessore di getto, realizzato con due pilastri terminali (12) e una trave superiore (13) e da una parete con fori di alleggerimento verticali (14), ottenuti mediante casseri tubolari a contrazione elastica per l'estrazione.
3. 3. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i suddetti pilastri (12) e le pareti in corrispondenza dei fori di alleggerimento (13) hanno dimensioni regolabili sulle esigenze statiche. I pilastri contengono una guaina (15) che iniettata, assicura la ripartizione dei carichi e la continuità verticale dell'armatura.
4. 4. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete di tamponamento (12), che presenta vuoti tubolari verticali di ventilazione ed un isolamento continuo, congloba una trave di risvolto superiore (17) che si appoggia in corrispondenza del suddetto setto (11) sul suo pilastro d'estremità (12).
5. 5. Sistema di prefabbricazione come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la trave di risvolto superiore svolge una pluralità di funzioni quali: trave di concatenamento antisismica trave di irrigidimento del pannello trave di sostegno del pannello sia per i carichi verticali, che per le spinte orizzontali dima di montaggio per il soprastante setto controventamento del setto anche al momento del montaggio
6. 6. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il nodo tra setto e pannelli di tamponamento è realizzato con l'inserimento di una barra verticale (18) che entra nella guaina (15) del suddetto setto (11) e che collega i cappi (19) fuoriuscenti dalla trave di risvolto (17)
7. 7. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il solaio (20) è realizzato mediante un elemento precompresso, di larghezza regolabile, e con intradosso che realizza un piano rigido ed estradosso che realizza il piano calpestabile con lastre prefabbricate (21) che appoggiano tra due elementi (22) lasciando disponibili una serie di canalizzazioni (23) che possono essere utilizzate per impianti .
8. 8. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il fissaggio dei solai (20) al setto avviene senza getti integrativi, ma con collegamenti meccanici (40) e, sulla lihea di accostamento di due elementi (22), mediante collegamenti saldati (24).
9. 9. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un tetto (25), realizzato con un elemento che presenta l'intradosso come piano rigido per costituire il soffitto dell'ultimo piano, e con estradosso realizzato con nervature in pendenza, in modo da creare una camera d'aria tra la copertura e le lastre, con aperture che permettono l'uscita dell'aria riscaldata, realizzando così una copertura ventilata .
10. 10. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il suddetto portale (26) è composto da pilastri, con una dimensione variabile fino a diventare pilastri a lama, che ricevono direttamente il carico dei piani superiori e che con un collare superiore (51) sostengono una trave a T rovescio di collegamento (50)che porta il solaio (20) .
11. 11. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il suddetto nucleo controventante (27) è costituito da setti che realizzano vani scala o vani ascensore dove almeno parte dei fori dei setti sono passanti, in modo da contenere la gabbia di armatura verticale (28) che si riprende piano per piano ed i setti sono collegati tra loro dell'inserimento di una barra (18) nei cappi (19).
12. 12. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una scocca bagno (29) contenente un bagno completamente accessoriato, attrezzato e rifinito, e realizzata con un elemento in calcestruzzo completamente chiuso sulle sei facce ed autoportante, con un vano ripostiglio tra estradosso della scala e intradosso soffitto.
13. 13. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una scala (30) staticamente indipendente dalla struttura dell'edificio, costituita da un vano tubolare che porta a sbalzo i gradini, entro cui è possibile installare, anche in un secondo tempo, un ascensore. L'interpiano è realizzato con tre elementi che vengono ad essere sovrapposti e solidarizzati con iniezione di armatura in guaina.
14. 14. Sistema di prefabbricazione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti concatenamenti orizzontali realizzati nel risvolto dei pannelli e la continuità dell'armatura verticale si ottengono con iniezioni in apposite sedi (32) e con particolari dispositivi di collegamento (31), dove i suddetti dispositivi di collegamento sono realizzati senza forare il cassero ma ponendo in qualsiasi posizione si voglia elementi magnetici recuperabili che trattengono il cappio ripiegato al loro interno e che consentono, al loro recupero, di far fuoriuscire dal muro i suddetti cappi (19).
15. 15. Sistema di prefabbricazione integrale a componenti finiti ed alleggeriti, come sostanzialmente descritto ed illustrato nei disegni allegati.