ITMI20130222A1 - Dispositivo di connessione per struttura di edificio e relativa struttura di edificio - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“DISPOSITIVO DI CONNESSIONE PER STRUTTURA DI EDIFICIO E RELATIVA STRUTTURA DI EDIFICIOâ€

La presente invenzione riguarda un dispositivo di connessione per una struttura di edificio e relativa struttura di edificio.

In particolare, una struttura di edificio à ̈ un edificio composto da pannelli prefabbricati o da un edificio a telaio.

In generale, un edificio a pannelli prefabbricati à ̈ una struttura composta da una fondazione e da pareti e solai, formati da pannelli prefabbricati collegati tra loro.

Generalmente i solai, le pareti e le fondazioni sono collegate tra loro tramite dei dispositivi di connessione formati da due elementi disposti perpendicolarmente tra loro.

Esistono due tipi di dispositivi di connessione: dispositivi di connessione angolari e dispositivi di connessione angolari allungati chiamati anche “hold-down†. I dispositivi di connessione angolari allungati sono formati da due elementi di cui uno ha una lunghezza molto maggiore dell’altra. Le due piastre sono disposte perpendicolarmente tra loro. I due elementi sono due piastre saldate tra loro o una piastra presso-piegata. In uso, l’elemento avente lunghezza maggiore viene fissato all’estremo di un pannello della parete e l’altro elemento viene fissata al solaio o alla fondazione. I dispositivi di connessione angolari allungati hanno la funzione di limitare la rotazione nel piano del pannello in caso di evento sismico ed allo stesso tempo di dissipare l’energia ceduta in caso di sisma alla struttura. I dispositivi di connessione angolari allungati vengono collegati alle pareti e alle fondazioni o ai solai con mezzi di fissaggio, per esempio chiodi, viti, bulloni, alle pareti e barre filettate in acciaio inserite in fori alle fondazioni (tirafondi).

I dispositivi di connessione angolari, invece, servono per impedire lo scorrimento dei pannelli e sono formati da due elementi di dimensioni comparabili disposti perpendicolarmente tra loro. Le due piastre sono collegate con mezzi di fissaggio alle pareti e ai solai o alle fondazioni. I dispositivi di connessione angolari sono fissati in posizioni diverse da quelle in cui sono collegati i dispositivi di connessione angolari allungati.

In caso di evento sismico, la dissipazione sismica à ̈ affidata ai dispositivi di connessione, in particolare si ha la plasticizzazione dei mezzi di fissaggio dei dispositivi di connessione. In altre parole, in caso di evento sismico si avrà la rottura o la deformazione dei mezzi di fissaggio che assorbiranno l’energia sismica.

Un problema dell’arte nota à ̈ che i dispositivi di connessione non garantiscono un’elevata capacità dissipativa.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo di connessione per strutture di edificio e una struttura di edificio in grado di limitare gli inconvenienti dell’arte nota.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un dispositivo di connessione per una struttura di edificio, la struttura di edificio comprendendo almeno due elementi strutturali; il dispositivo di connessione comprendendo un primo elemento per fissare il dispositivo di connessione a uno degli elementi strutturali, e un secondo elemento per fissare il dispositivo di connessione all’altro elemento strutturale; il primo elemento e il secondo elemento essendo uniti tra loro; il dispositivo di connessione essendo caratterizzato dal fatto che il secondo elemento comprende bordi laterali che presentano rispettivi recessi definenti una regione del secondo elemento atta ad assorbire deformazioni.

Grazie alla presente invenzione, i dispositivi di connessione durante un evento sismico sono maggiormente resistenti e maggiormente dissipativi dei dispositivi di connessione dell’arte nota. Infatti, le forze che insistono sui dispositivi di connessione si distribuiscono lungo tutta l’intera porzione dei bordi laterali dove sono praticati i recessi. Quindi, le deformazioni si concentrano in tutta la regione, di conseguenza, i dispositivi di connessione risultano complessivamente più resistenti alle forze perché non hanno un punto critico nel quale le forze si concentrano.

Secondo un’altra preferita forma di attuazione della presente invenzione, la regione definita dai rispettivi recessi ha una forma a clessidra.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzata anche una struttura di edificio comprendente almeno due elementi strutturali sostanzialmente ortogonali tra loro e un dispositivo di connessione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni; e in cui gli elementi strutturali sono collegati tramite il dispositivo di connessione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione dei seguenti esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista schematica di una struttura di edificio realizzata in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista frontale di un dispositivo di connessione della struttura di edificio;

- la figura 3 Ã ̈ una vista laterale del dispositivo di connessione della figura 2;

- la figura 4 Ã ̈ una vista con parti asportate per chiarezza di un particolare della figura 1;

- la figura 5 Ã ̈ una vista superiore di una forma di attuazione alternativa del dispositivo di connessione della figura 2;

- la figura 6 à ̈ una vista superiore di un’altra forma di attuazione alternativa del dispositivo di connessione della figura 2; e - la figura 7 à ̈ una vista superiore di un’altra forma di attuazione alternativa del dispositivo di connessione della figura 2.

Con riferimento alla figura 1, con 1 Ã ̈ indicata una struttura di edificio. In particolare, la struttura di edificio 1 Ã ̈ un edificio a pannelli prefabbricati comprendente elementi strutturali sostanzialmente ortogonali tra loro e collegati tra loro tramite dispositivi di connessione 5 (figure 2, 3 e 4). In maggior dettaglio, gli elementi strutturali sono le pareti 2, i solai 3 e le fondazioni 3a. Le pareti 2 e i solai 3 sono formati da pannelli 4. Le pareti 2 e i solai 3 sono collegati tra loro tramite i dispositivi di connessione 5. Le fondazioni 3a sono collegate ad alcune delle pareti 4 tramite i dispositivi di connessione 5.

In una versione preferita e non limitativa della presente invenzione i pannelli 4 sono di legno. È evidente dalla presente descrizione che i pannelli possono essere di qualsiasi tipo di materiale.

In una forma alternativa di attuazione non illustrata nelle figure allegate, la struttura di edificio à ̈ un edificio a telaio. In maggior dettaglio, gli elementi strutturali sono travi e pilastri collegati tra loro tramite i dispositivi di connessione.

Con riferimento alle figure da 2 a 4, i dispositivi di connessione 5 comprendono un primo elemento 10 per fissare il dispositivo di connessione 5 a una parete 2 e un secondo elemento 11 per fissare il dispositivo di connessione 5 a un solaio 3 o a una fondazione 3a.

Il primo elemento 10 e il secondo elemento 11 sono rigidamente collegati l’uno all’altro tramite una saldatura 18 e disposti perpendicolarmente tra loro. In una forma alternativa di attuazione il primo e il secondo elemento 10 e 11 sono ricavati da una piastra presso-piegata.

Il dispositivo di connessione 5 comprende dei mezzi di fissaggio 30 per collegare il primo elemento 10 alla parete 2 e mezzi di fissaggio 30 per collegare il secondo elemento 11 al solaio 3 o alla fondazione 3a. I mezzi di fissaggio 30 sono, per esempio, viti, chiodi o bulloni.

Il primo elemento 10 ha una lunghezza maggiore del secondo elemento 11 e ha delle aperture di fissaggio 20 per alloggiare i mezzi di fissaggio 30.

Il secondo elemento 11 ha delle aperture di fissaggio 20 per alloggiare i mezzi di fissaggio 30.

Il secondo elemento 11 comprende una coppia di bordi laterali 12 opposti che presentano dei rispettivi recessi 13 i quali definiscono una regione 40 (tratteggiata nelle figure allegate) del secondo elemento 11 atta ad assorbire deformazioni. Inoltre, la regione 40 à ̈ delimitata dai recessi 13 e si estende trasversalmente tra i due recessi 13. Il secondo elemento 11 comprende una porzione di fissaggio 41 che si estende dalla regione 40 a un’estremità libera del secondo elemento 11 opposta al primo elemento 10.

In maggior dettaglio, i due recessi 13 sono delimitati da rispettive porzioni 19 dei bordi laterali 12.

In particolare, le porzioni 19 sono suddivise in due semiporzioni 19a e 19b, ciascuna delle quali ha una forma curva. Per esempio ciascuna semiporzione 19a e 19b ha una forma esponenziale, logaritmica, a porzione di cerchio, a porzione di ellisse o a porzione di parabola.

In una forma di attuazione alternativa, le semiporzioni 19a e 19b hanno una forma lineare.

In maggior dettaglio, le semiporzioni 19a e le semiporzioni 19b sono formate rispettivamente da una coppia di superfici convergenti 13a tra loro e una coppia di superfici divergenti 13b tra loro definite secondo una direzione parallela ai bordi laterali 12 e con verso che va da un’estremità libera del secondo elemento 11 al primo elemento 10. Di conseguenza come già detto, le superfici 13a e 13b hanno forma esponenziale, logaritmica, a porzione di cerchio, a porzione di ellisse, o a porzione di parabola.

La regione 40, come già detto, à ̈ delimitata lateralmente dai due recessi 13 che definiscono un restringimento sul secondo elemento 11. Di conseguenza la regione 40 ha una forma a clessidra.

Inoltre, il secondo elemento 11 comprende un’apertura 14 passante sostanzialmente allineata ai due recessi 13 parallelamente al primo elemento 10. L’apertura 14 à ̈ ricavata sulla regione 40.

In maggior dettaglio, l’apertura 14 à ̈ delimitata da bordi intermedi 15 che riproducono rispettive porzioni di bordo laterale.

In particolare, ciascun bordo intermedio 15 à ̈ disposto più vicino ad una porzione 19 di bordo laterale 12 che all’altra e ha un profilo speculare al profilo della porzione 19 di bordo laterale 12 più vicina e uguale al profilo della porzione 19 di bordo laterale 12 più lontana.

Nell’esempio non limitativo illustrato, la regione 40 presenta due zone a forma di clessidra definite dai recessi 13 e dai bordi intermedi 15.

Secondo una forma alternativa di attuazione della presente invenzione illustrata nella figura 5, il dispositivo di connessione 5 comprende una pluralità di aperture 14 (nella figura 7 tre aperture 14) sostanzialmente allineate ai due recessi 13. Di conseguenza, il dispositivo di connessione 5 ha una pluralità di bordi intermedi 15 che riproducono il profilo dei recessi 13. Nell’esempio non limitativo illustrato, la regione 40 presenta una pluralità di zone a clessidra definite dai recessi 13 e dai bordi intermedi 15.

Inoltre, le aperture di fissaggio 20 del secondo elemento 11 hanno una distanza dal primo elemento 10 maggiore o uguale della distanza tra i recessi 13 e il primo elemento 10. In una versione preferita, le aperture di fissaggio 20 del secondo elemento 11 hanno una distanza dal primo elemento 10 maggiore della distanza tra i recessi 13 e il primo elemento 10. In altre parole, le aperture di fissaggio 20 sono praticate nella regione 41.

Secondo una forma di attuazione alternativa della presente invenzione illustrata nella figura 6, la regione 40 à ̈ una porzione solida priva di aperture e in particolare priva dell’apertura 14.

Secondo un’altra forma di attuazione alternativa della presente invenzione illustrata nella figura 7, la regione 40 à ̈ una porzione solida priva di aperture, e le superfici 13a e 13b sono lineari. Nella figura allegata, il secondo elemento ha due aperture di fissaggio 20 ma potrebbe averne una o più di due.

I mezzi di fissaggio 30 sono realizzati per materiale e/o struttura e/o dimensione in modo da essere maggiormente resistenti rispetto alla regione 40 agli sforzi. Il primo elemento 10 Ã ̈ realizzato per materiale e/o struttura e/o dimensione in modo da essere maggiormente resistente rispetto alla regione 40 agli sforzi. La porzione di fissaggio 41 del secondo elemento 11 Ã ̈ realizzato per materiale e/o struttura e/o dimensione in modo da essere maggiormente resistente rispetto alla regione 40 agli sforzi.

In particolare, gli sforzi sono dovuti principalmente alla rotazione nel piano della parete 2 ed allo scorrimento tra i pannelli 4. Di conseguenza, durante un evento sismico l’energia sismica sarà assorbita dalla regione 40 del secondo elemento 11.

Il dispositivo di connessione 5, grazie alla conformazione della regione 40, à ̈ maggiormente resistente agli eventi sismici rispetto ai dispositivi di connessione dell’arte nota. In maggior dettaglio, durante un evento sismico la regione 40 si plasticizza assorbendo l’energia dell’evento sismico. Grazie alla particolare forma della regione 40, infatti, si evita la concentrazione delle deformazioni plastiche nella sezione di attacco tra il primo e il secondo elemento 10 e 11 e in corrispondenza dei mezzi di fissaggio 30 come accade nell’arte nota. Inoltre, in caso di evento sismico i mezzi di fissaggio 30 non si deformano, perché l’energia sismica à ̈ assorbita per la maggior parte dalla regione 40. In questo modo il dispositivo di connessione 5 non ha cedimenti strutturali a parità di forze rispetto ai dispositivi di connessione dell’arte nota dal momento che ha una regione 40 predefinita dove far concentrare le deformazioni.

Come risultato il dispositivo di connessione 5 à ̈ caratterizzato da una notevole capacità di dissipazione energetica, significativamente maggiore di quella fornita dai dispositivi di connessione dell’arte nota, in quanto à ̈ dissipativo, mentre nell’arte nota l’energia veniva dissipata dai mezzi di fissaggio.

Inoltre, il dispositivo di connessione 5 ha un ottimo comportamento sotto carichi ciclici superiore in termini di capacità dissipativa, rispetto ai dispositivi di connessione dell’arte nota. In particolare, il numero di cicli che porta i dispositivi di connessione 5 al collasso à ̈ superiore rispetto al numero di cicli che porta al collasso il dispositivo di connessione dell’arte nota a parità di sforzi. Inoltre, il dispositivo di connessione 5 ha un comportamento migliore sia sotto carichi ciclici che monotoni.

Risulta infine evidente che al dispositivo di connessione e alla struttura di edificio qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di connessione per una struttura di edificio, la struttura di edificio (1) comprendendo almeno due elementi strutturali (2, 3); il dispositivo di connessione (5) comprendendo un primo elemento (10) per fissare il dispositivo di connessione (5) a uno degli elementi strutturali (2), e un secondo elemento (11) per fissare il dispositivo di connessione (5) all’altro elemento strutturale (3); il primo elemento (10) e il secondo elemento (11) essendo uniti tra loro; il dispositivo di connessione (5) essendo caratterizzato dal fatto che il secondo elemento (11) comprende bordi laterali (12) che presentano rispettivi recessi (13) definenti una regione (40) del secondo elemento (11) atta ad assorbire deformazioni.
2. 2. Dispositivo di connessione secondo la rivendicazione 1, in cui i recessi (13) hanno forma concava.
3. 3. Dispositivo di connessione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui ciascun recesso (13) Ã ̈ delimitato da una porzione (19) di bordo laterale (12) avente forma curva o poligonale.
4. 4. Dispositivo di connessione secondo la rivendicazione 3, in cui la porzione (19) di bordo laterale (12) Ã ̈ divisa in due semiporzioni (19a, 19b) ciascuna avente una forma lineare, curva, logaritmica, esponenziale, a porzione di cerchio o a porzione di ellisse.
5. 5. Dispositivo di connessione secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i recessi (13) sono sostanzialmente allineati parallelamente al primo elemento (10).
6. 6. Dispositivo di connessione secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo elemento (10) e il secondo elemento (11) sono disposti in modo ortogonale tra loro.
7. 7. Dispositivo di connessione secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il secondo elemento (10) comprende un’apertura (14) sostanzialmente allineata ai due recessi (13).
8. 8. Dispositivo di connessione secondo la rivendicazione 7, in cui l’apertura (14) à ̈ delimitata da una coppia di bordi intermedi (15) che riproducono rispettive porzioni (19) di bordo laterale (12).
9. 9. Dispositivo di connessione secondo la rivendicazione 8, in cui ciascun bordo intermedio (15) ha profilo speculare al profilo della porzione di bordo laterale (12) più vicina e uguale al profilo della porzione di bordo laterale (12) più lontana.
10. 10. Dispositivo di connessione secondo una delle rivendicazioni da 7 a 9, comprendente una pluralità di aperture (14) sostanzialmente allineate ai due recessi (13).
11. 11. Dispositivo di connessione secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il secondo elemento (11) comprende delle aperture di fissaggio (20) che hanno una distanza dal primo elemento (10) maggiore o uguale, preferibilmente maggiore, alla distanza tra i recessi (13) e il primo elemento (10).
12. 12. Dispositivo di connessione secondo una delle precedenti rivendicazioni, comprendente mezzi di fissaggio (30) aventi una resistenza agli sforzi maggiore della regione (40).
13. 13. Dispositivo di connessione secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui la regione (40) definita dai rispettivi recessi (13) ha una forma a clessidra.
14. 14. Struttura di edificio comprendente almeno due elementi strutturali (2, 3) sostanzialmente ortogonali tra loro e un dispositivo di connessione (5) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni; e in cui gli elementi strutturali (2, 3) sono collegati tramite il dispositivo di connessione (5).
15. 15. Struttura di edificio secondo la rivendicazione 14, in cui uno dei due elementi strutturali (2) à ̈ una parete (2) e l’altro elemento strutturale à ̈ una fondazione (3a) o un solaio (3), e il secondo elemento (11) à ̈ fissato alla fondazione (3a) o al solaio (3).