ITMI20100357A1 - Elementi di armatura a punzonamento - taglio per piastre in cemento armato - Google Patents

Description

ELEMENTI DI ARMATURA A PUNZONAMENTO - TAGLIO PER

PIASTRE IN CEMENTO ARMATO

La presente invenzione si riferisce ad elementi di armatura a punzonamento per piastre.

Si precisa che con la dizione piastre si intendono nel seguito platee, solette, ecc. in cemento armato piene, alleggerite e post tese.

Attualmente nel campo delle costruzioni vi sono operazioni prima della gettata del calcestruzzo che presentano problemi di varia natura: una di queste operazioni svolta in cantiere à ̈ la previsione di armature a punzonamento - taglio.

A tale proposito, al giorno d’oggi, il problema del punzonamento - taglio nelle piastre viene risolto utilizzando principalmente due metodologie note.

Una prima metodologia à ̈ quella di predisporre una serie di armature sagomate.

Gli elementi anti punzonamento vengono realizzati mediante la sagomatura di barre di acciaio B 450 C. In questo caso non esiste una forma consolidata, ma varie tipologie, lasciate alla fantasia e all’ingegno del progettista. Si possono trovare armature a forma di "greca", spilli e ganci, fino ad arrivare alla classiche staffe e ad elementi piegati.

Questo modo di realizzare le armature a punzonamento à ̈ diffuso soprattutto in Italia.

Questa soluzione pone grandi difficoltà di montaggio, ancor più della soluzione con i chiodi che si vedrà più avanti.

La difficoltà à ̈ principalmente dovuta alla presenza di barre d'armatura nelle due direzioni ortogonali sia nella maglia inferiore che in quella superiore. Infatti, diventa estremamente laborioso inserire all'interno degli elementi sagomati le armature a flessione, con la diretta conseguenza che spesso il montaggio delle armature non avviene a regola d'arte. Inoltre, si hanno tempi di posa estremamente lunghi, elevati costi di manodopera e controllo complesso del montaggio da parte della direzione lavori.

Spesso capita che per la difficoltà di montaggio le armature sagomate non abbraccino tutte e quattro le direzioni di armatura, il che comporta che la soluzione non sia staticamente corretta.

Per il medesimo motivo, e per il fatto che i ferri piegati comportano una concentrazione delle sollecitazioni nel calcestruzzo, la normativa UNI EN 1992-1-1:2005 ne consiglia l'utilizzo solamente al di sotto di determinati tassi di lavoro dei solai.

Un altro problema à ̈ quello che, per limitare il numero di ferri sagomati e quindi per semplificarne il montaggio, si tende a concentrarli vicino al pilastro non estendendoli a sufficienza sino a coprire tutta l’area interessata dal fenomeno del punzonamento.

Una seconda metodologia à ̈ quella di predisporre chiodi anti punzonamento.

Come noto, i chiodi anti punzonamento sono elementi costituiti da barre in acciaio, liscio o ad aderenza migliorata, agli estremi delle quali vengono realizzate, mediante processi di pressofusione due teste dalla forma circolare, con diametro pari a circa 2-3 volte quella del gambo.

Questo tipo di tecnologia à ̈ diffuso in tutto il mondo, e soprattutto nel nord Europa.

Anche questa seconda metodologia presenta una serie di svantaggi e criticità che consiglia la ricerca di soluzioni alternative migliorative.

Infatti, si ha un elevato costo di produzione, che porta i chiodi ad avere un prezzo anche dieci volte maggiore rispetto all'acciaio da cemento armato.

Una criticità si ha nel caso di un non perfetto posizionamento in quanto, in questo caso, i chiodi non permettono di abbracciare le 4 direzioni di armatura. Non da ultimo, à ̈ presente una certa difficoltà di posizionamento causata dalla dimensione delle teste nel caso in cui l'armatura della soletta sia particolarmente fitta.

Dal punto di vista statico, i chiodi anti punzonamento comportano una concentrazione di sollecitazioni nel calcestruzzo, dovuta al fatto che l’ancoraggio di tali elementi avviene puntualmente mediante le loro teste. Scopo generale della presente invenzione à ̈ quello di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo à ̈ quello di individuare una soluzione che eviti la difficoltà di realizzare un posizionamento corretto nelle condizioni disagiate di cantiere, consentendo di ottimizzare l’armatura a punzonamento e taglio, aumentando la velocità di posa.

Ancora un altro scopo à ̈ quello di realizzare elementi di armatura a punzonamento per piastre che rispettino tutte le prescrizioni delle normative vigenti quali il DM 14-01-2008 e la UNI EN 1992-1-1:2005 e, soprattutto, di ottenere un comportamento statico perfettamente rispondente allo stato di sollecitazione dell’elemento.

In vista degli scopi suddetti, secondo la presente invenzione, si à ̈ pensato di realizzare elementi di armatura a punzonamento per piastre aventi le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate. Le caratteristiche strutturali e funzionali della presente invenzione ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora più chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, che tra l’altro mostrano forme di realizzazione di elementi di armatura a punzonamento per piastre realizzati secondo la presente invenzione.

Nei disegni:

- la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica schematica di un elemento di armatura a punzonamento per piastre realizzato secondo la presente invenzione;

- la figura 2 à ̈ una vista prospettica schematica in cui à ̈ mostrata la disposizione di una serie di elementi di armatura come mostrati in figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in alzata in sezione della struttura completa di una soletta che incorpora gli elementi di armatura di figura 1;

- la figura 4 Ã ̈ una vista in alzata in sezione della struttura completa ruotata a 90° rispetto a quella mostrata in figura 3 di una soletta che incorpora gli elementi di armatura di figura 1;

- la figura 5 Ã ̈ una vista prospettica schematica che illustra in maggior dettaglio quanto mostrato nelle figure 3 e 4.

Con riferimento alla figura 1, viene illustrata una vista prospettica schematica di un elemento di armatura a punzonamento per piastre realizzato secondo la presente invenzione, indicato con 11.

Ciascun elemento 11 comprende una serie di elementi sagomati a forma di omega 12 distanziati tra loro e collegati tramite una coppia di fili longitudinali 13 elettrosaldati, ad un tratto di estremità diritto 16. La piegatura ad omega di ciascun elemento 12 lo divide in un tratto superiore 14 centrale diritto piano da cui si estendono due tratti verticali 15 disposti a 90° rispetto al tratto superiore 14 e a due tratti inferiori di estremità diritti 16, anch’essi disposti a 90° rispetto ai due tratti verticali 15. I fili longitudinali 13 elettrosaldati si dispongono sui due tratti inferiori 16 posizionati superiormente o inferiormente rispetto ad essi.

Gli elementi sagomati a forma di omega 12 sono realizzati con tondi con diametro variabile da 5 mm a 24 mm. Si precisa che l'altezza dell'omega à ̈ variabile in funzione dello spessore della soletta, dei copriferri e dei diametri delle armature a flessione che sono disposte in essa. La lunghezza del tratto superiore 14 dell'elemento ad omega 12 à ̈ dettata dal passo delle armature a punzonamento che, a sua volta, à ̈ funzione dell’altezza utile della soletta. La lunghezza dei tratti inferiori 16 dell'elemento ad omega 12 à ̈ determinata in funzione dalle necessità di ancoraggio. La figura 1 mostra come gli elementi 12 vengono preassemblati in stabilimento “in strisce†11 mediante il filo longitudinale elettrosaldato 13. Il passo viene determinato in base al calcolo strutturale e di norma à ̈ tra i 10 cm e i 30 cm.

Un ulteriore grado di assemblaggio permette di unire le varie strisce 11 ottenendo cosi l'elemento multiplo mostrato in figura 2 da posizionare su un cassero, schematizzato in 17. L’assemblaggio avviene tramite elementi a forma di omega 12 affiancati ed uniti l’uno all’altro in corrispondenza di loro tratti inferiori di estremità diritti 16 ad esempio mediante elettrosaldatura.

Si precisa che ogni elemento a forma di omega 12 si sovrappone in corrispondenza di un tratto inferiore di estremità 16 con quello successivo, in modo tale da formare uno sviluppo continuo.

Si ottiene in tal modo una griglia a maglia rettangolare o quadrata degli elementi verticali resistenti a taglio e con funzione anti-punzonamento attorno ad una struttura di pilastro, schematizzata in 18.

La griglia à ̈ studiata in modo da accoppiarsi perfettamente con la maglia strutturale di barre d'armatura a flessione inferiori in entrambe le direzioni perpendicolari 19 e 20 e superiori in entrambe le direzioni perpendicolari 21 e 22. Questo avviene anche quando le barre sono preconfezionate sottoforma di pannelli di rete monodirezionale o bidirezionale.

Sia inferiormente che superiormente si possono prevedere armature aggiuntive 26, 23, 27 e 24 che rinforzano la struttura.

In particolare le armature aggiuntive del quarto ordine (armature 24) dovranno essere posizionate al di sotto del tratto superiore 14, cosi da chiudere il nodo tirante puntone fra armature superiori e puntone compresso.

Inoltre si prevedono elementi distanziatori 25 fra le maglie inferiori e quelle superiori che vengono realizzati su misura per ogni soletta. In questo modo si riesce a garantire per le armature superiori la quota richiesta e il perfetto posizionamento delle barre 24 all’interno dell'elemento sagomato ad omega. L’intera struttura viene posizionata sul cassero 17 dopo avere disposto elementi distanziatori inferiori 26 realizzati in plastica o fibrocemento.

Secondo al forma di realizzazione mostrata nelle figure, si evidenzia qui di seguito la disposizione costruttiva per il montaggio delle armature nelle piastre.

In primo luogo si realizza il posizionamento dei distanziatori inferiori 26 in plastica o fibrocemento a cui segue il subito la collocazione degli elementi di armatura a punzonamento 11 autoreggenti presi uno per uno come mostrato in figura 1 oppure direttamente disposti a schiera come mostrato in figura 2.

A questo punto, si posizionano barre 19 in una prima direzione X inferiore di armatura di base con eventuali aggiuntivi 26 e poi avviene il posizionamento di barre 20 in una seconda direzione Y inferiore di armatura di base con eventuali aggiuntivi 23.

Quindi, si dispongono elementi distanziatori 25 fra le maglie inferiori e quelle superiori.

Ed infine si completa la disposizione superiormente in primo luogo realizzando il posizionamento della prima direzione superiore di barre armatura 21 in direzione X di base con relativa armatura aggiuntiva 27 e quindi il posizionamento della seconda direzione superiore di barre di armatura 22 in direzione Y di base con la relativa armatura aggiuntiva 24 all’interno delle omega.

Fondamentale per il funzionamento statico degli elementi à ̈ l’inserimento delle barre aggiuntive della quarta direzione internamente all’elemento sagomato ad omega.

Ne risulta una struttura estremamente stabile, semplice e sicura grazie alla presenza degli elementi di armatura a punzonamento 11 autoreggenti della presente invenzione.

Si à ̈ visto inoltre come sia semplice e rapida la messa in opera.

Sono dunque evidenti i vantaggi dovuti all’adozione dell’elemento di armatura a punzonamento per piastre realizzato secondo la presente invenzione.

Tale elemento essendo fornito in cantiere assemblato “a strisce†o addirittura a “strisce multiple†, essendo autoreggente e permettendo un semplice montaggio delle barre d'armatura a flessione superiore ed inferiore rappresenta una inattesa ed importante innovazione rispetto ai sistemi attualmente in uso.

Infatti in confronto alle armature tradizionali descritte nella premessa questo elemento migliora nettamente le prestazioni sotto diversi aspetti.

In particolare rispetto alla modalità di realizzazione con le armature sagomate:

- aumenta sensibilmente la velocità di montaggio dell’elemento stresso e quella delle barre d' armatura della soletta;

- prevede uno schema di montaggio predefinito ed, essendo pre-confezionato in stabilimento, evita le possibilità di errori;

- rispetta tutte le prescrizioni delle normative vigenti DM 2008 e EC2;

- l’elemento sagomato a omega permette di abbracciare l'intero pacchetto delle armature andando a chiudere il nodo tirante puntone fra armature superiori e puntone compresso.

Vi sono anche una serie di vantaggi rispetto al sistema alternativo con armatura a chiodi in quanto:

- aumenta la velocità di posa, in particolare quando la maglia d'armatura à ̈ fitta;

- l’elemento sagomato a omega permette di abbracciare l'intero pacchetto delle armature andando a chiudere il nodo tirante puntone fra armature superiori e puntone compresso

- non concentra le sollecitazioni nel calcestruzzo come accade per l’ancoraggio dovuto alle teste dei chiodi avendo una sagoma che a uno sviluppo molto più ampio ed essendo numericamente più diffusi rispetto ai chiodi. E’ così conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione.

Naturalmente, le forme della struttura per la realizzazione di elementi di armatura a punzonamento per le piastre oggetto dell’invenzione possono essere diverse da quelle mostrate a solo titolo di esempio non limitativo nei disegni, come pure diversi possono essere i materiali e le modalità di assemblaggio.

L’ambito di tutela del trovato à ̈ pertanto delimitato dalle rivendicazioni allegate.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) Elemento di armatura a punzonamento –taglio per piastre in cemento armato caratterizzato dal fatto di comprendere una serie di elementi sagomati a forma di omega (12) distanziati tra loro e collegati tramite una coppia di fili longitudinali (13) elettrosaldati associabile ad una maglia strutturale di barre d'armatura a flessione (19, 20, 21, 22) della soletta.
2. 2) Elemento di armatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti elementi sagomati a forma di omega (12) comprende un tratto superiore (14) centrale diritto piano da cui si estendono due tratti verticali (15) disposti a 90° rispetto al tratto superiore (14) e a due tratti inferiori di estremità diritti (16), anch’essi disposti a 90° rispetto ai due tratti verticali (15).
3. 3) Elemento di armatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che lungo i due tratti inferiori (16) si dispongono detti fili longitudinali elettro-saldati (13).
4. 4) Elemento di armatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta maglia strutturale di barre d'armatura a flessione della soletta comprende barre d'armatura a flessione inferiori in entrambe le direzioni perpendicolari (19, 20) e barre d'armatura a flessione superiori in entrambe le direzioni perpendicolari (21, 22) vincolati a detti elementi sagomati a forma di omega (12).
5. 5) Elemento di armatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere una serie di detti elementi sagomati a forma di omega (12) affiancati ed uniti l’uno all’altro in corrispondenza di loro tratti inferiori di estremità diritti (16).
6. 6) Elemento di armatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere il posizionamento in una seconda direzione superiore di barre di armatura (22) in direzione Y di base con una relativa armatura aggiuntiva (24) disposta all’interno dell’elemento sagomato ad omega (12).