ITMI20131496A1

ITMI20131496A1 - RETICULAR STRUCTURE

Info

Publication number: ITMI20131496A1
Application number: IT001496A
Authority: IT
Inventors: Prof Maurizio Froli
Original assignee: Univ Pisa
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-03-11

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

STRUTTURA RETICOLARE RETICULAR STRUCTURE

La presente invenzione ha per oggetto una struttura reticolare del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione. The present invention relates to a reticular structure of the type specified in the preamble of the first claim.

In particolare, l’oggetto della presente invenzione è un pannello, una trave o altra struttura similare composta da una pluralità di moduli piani opportunamente vincolati tra loro attraverso nodi o altri mezzi di collegamento. Attualmente, le strutture reticolari note sono solitamente piane e costituite da pannelli, nella maggior parte dei casi triangolari, identificabili in un’unica lastra piana di vetro o altro materiale polimerico trasparente e disposti su un unico piano di giacitura, e da nodi atti ad essere impegnati ai pannelli così da sostanzialmente bloccarli reciprocamente. In particular, the object of the present invention is a panel, a beam or other similar structure composed of a plurality of flat modules suitably linked together through nodes or other connection means. Currently, known reticular structures are usually flat and made up of panels, in most cases triangular, identifiable in a single flat sheet of glass or other transparent polymeric material and arranged on a single lying plane, and by nodes suitable for being engaged to the panels so as to substantially block them mutually.

In alternativa, le strutture reticolari note presentano una forma arcuata ottenuta flettendo i pannelli. Alternatively, the known reticular structures have an arched shape obtained by flexing the panels.

Al fine di dare maggiore stabilità alla struttura e, in particolare, una maggiore capacità di supporto a carichi esterni, le strutture reticolari sono inoltre munite di uno scheletro composto di profilati e/o tiranti connettenti i vari nodi così da irrigidire la struttura. In order to give greater stability to the structure and, in particular, a greater capacity to support external loads, the reticular structures are also equipped with a skeleton composed of profiles and / or tie rods connecting the various nodes so as to stiffen the structure.

La tecnica nota sopra citata presenta alcuni importanti inconvenienti. The aforementioned known technique has some important drawbacks.

Un primo importante inconveniente è rappresentato dal fatto che risultano di non elevato pregio estetico. A first important drawback is represented by the fact that they are not of high aesthetic value.

Tale problema è dato dal fatto che le strutture reticolari presentano una struttura estremamente rigida che permette di assumere solo limitate forme ed è pressoché impossibile adattarle alle esigenze estetiche di un ambiente. This problem arises from the fact that the reticular structures have an extremely rigid structure that allows them to assume only limited forms and it is almost impossible to adapt them to the aesthetic needs of an environment.

Tale ridotto pregio è dato dal fatto che, essendo i pannelli in vetro, lo scheletro risulta visibile e, di conseguenza, deteriora l’aspetto esteriore della struttura. Un altro inconveniente è identificabile nel fatto che le strutture reticolari note presentano una ridotta resistenza e, quindi, una ridotta capacità di supportare carichi e, quindi, essere utilizzate come elementi strutturali. This reduced value is given by the fact that, being the glass panels, the skeleton is visible and, consequently, deteriorates the external appearance of the structure. Another drawback can be identified in the fact that the known reticular structures have a reduced resistance and, therefore, a reduced capacity to support loads and, therefore, be used as structural elements.

Infatti, le strutture reticolari presentano una limitata capacità di supportare forze esterne in quanto, a causa della loro forma sostanzialmente piana, sono in grado di sostenere pressoché esclusivamente forze parallele al piano di giaciture dei pannelli, mentre sono estremamente cedevoli rispetto a forze perpendicolari a detto piano di giacitura. In fact, the reticular structures have a limited capacity to support external forces since, due to their substantially flat shape, they are able to support almost exclusively forces parallel to the plane of the panels, while they are extremely compliant with respect to forces perpendicular to said plane of lying.

Tale inconveniente è ulteriormente incrementato nel caso di strutture arcuate dove i pannelli, essendo flessi, sono in grado di supportare un carico inferiore e, pertanto, diviene necessario avere uno scheletro di dimensioni più grandi e, quindi, maggiormente interferente con l’estetica della struttura reticolare. This drawback is further increased in the case of arched structures where the panels, being flexed, are able to support a lower load and, therefore, it becomes necessary to have a larger skeleton and, therefore, more interfering with the aesthetics of the structure. reticular.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione è ideare una struttura reticolare in grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati. In this situation, the technical task underlying the present invention is to devise a reticular structure capable of substantially obviating the aforementioned drawbacks.

Nell'ambito di detto compito tecnico è un importante scopo dell'invenzione ottenere una struttura reticolare di elevato pregio estetico. Within the scope of said technical task, an important object of the invention is to obtain a reticular structure of high aesthetic value.

Un altro importante scopo dell'invenzione è avere una struttura reticolare capace di sostanzialmente assumere una forma qualsiasi e, quindi, facilmente adattabile all’estetica di un ambiente. Another important object of the invention is to have a reticular structure capable of substantially assuming any shape and, therefore, easily adaptable to the aesthetics of an environment.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è mettere a punto una struttura reticolare particolarmente resistente a qualsiasi forza esterna indipendentemente dalla sua direzione di applicazione. A further object of the invention is to provide a reticular structure particularly resistant to any external force regardless of its direction of application.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da una struttura reticolare come rivendicato nella annessa Rivendicazione 1. The technical task and the specified aims are achieved by a reticular structure as claimed in the attached Claim 1.

Esecuzioni preferite sono evidenziate nelle sottorivendicazioni. Preferred embodiments are highlighted in the sub-claims.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di una esecuzione preferita dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali: The features and advantages of the invention are clarified below by the detailed description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which:

la Fig. 1a mostra un assieme della struttura reticolare secondo l'invenzione; la Fig. 1b illustra l’assieme di Fig.1a in una differente configurazione; Fig. 1a shows an assembly of the reticular structure according to the invention; Fig. 1b illustrates the assembly of Fig.1a in a different configuration;

la Fig. 2 evidenzia una struttura reticolare secondo l'invenzione. Fig. 2 shows a reticular structure according to the invention.

Con riferimento alle Figure citate, la struttura reticolare secondo l'invenzione è globalmente indicata con il numero 1. With reference to the aforementioned Figures, the reticular structure according to the invention is globally indicated with the number 1.

Questa struttura reticolare 1 è atta ad essere utilizzata in un edificio o altra costruzione come elemento strutturale di sostegno per un orizzontamento quale un tetto o una parete e comprende, principalmente, pannelli 20 e nodi 30 atti a vincolare reciprocamente i pannelli 20 realizzando la struttura reticolare 1. This reticular structure 1 is adapted to be used in a building or other construction as a structural support element for a horizontality such as a roof or a wall and mainly comprises panels 20 and nodes 30 able to mutually constrain the panels 20 to form the reticular structure 1.

I pannelli 20 sono identificabili in piastre piane, ossia definenti un piano di giacitura piano, e poligonali, ossia aventi almeno tre bordi laterali 21 e tre vertici 22, giunzione di due bordi laterali 21 opportunamente raccordati/arrotondati. Preferibilmente, i pannelli 20 hanno forma triangolare e, più preferibilmente, forma di triangolo equilatero. The panels 20 are identifiable in flat plates, ie defining a flat lay plane, and polygonal, ie having at least three side edges 21 and three vertices 22, joining two side edges 21 suitably joined / rounded. Preferably, the panels 20 have a triangular shape and, more preferably, an equilateral triangle shape.

I pannelli 20 sono realizzati in un materiale scelto tra vetro, policarbonato, resina, materiale ceramico, legno, metallo o pietra. Opportunamente, i pannelli 20 sono in vetro, più opportunamente in vetro temperato o indurito. Più opportunamente ancora, i pannelli 20 comprendono due lastre di vetro ricotto con interposto uno strato di polivinilbutirrale. The panels 20 are made of a material chosen from glass, polycarbonate, resin, ceramic material, wood, metal or stone. Conveniently, the panels 20 are made of glass, more suitably of tempered or hardened glass. More conveniently, the panels 20 comprise two sheets of annealed glass with a layer of polyvinyl butyral interposed.

Impegnati ai pannelli 20, la struttura reticolare 1, presenta nodi 30, realizzati in acciaio, alluminio, atti a disporre i pannelli 20 attigui non a contatto e, in particolare, definendo, tra i bordi laterali 21 di pannelli 20 attigui, un canale libero 1a avente una direzione baricentrica di sviluppo sostanzialmente parallela ai bordi laterali 21. Engaged with the panels 20, the reticular structure 1 has nodes 30, made of steel, aluminum, suitable for arranging the adjacent panels 20 not in contact and, in particular, defining, between the lateral edges 21 of adjacent panels 20, a free channel 1a having a barycentric direction of development substantially parallel to the lateral edges 21.

Ciascun nodo 30 comprende due o più corpi di afferraggio 31 distinti, ciascuno dei quali atto ad impegnarsi ad un solo pannello 20; piastre di serraggio 32 atte a racchiudere tra loro almeno un corpo di afferraggio 31 ed una porzione di pannello prossimale ad un vertice 22 così da vincolare per serraggio i pannelli 20 ai nodi 30; almeno una cerniera 33 atta vincolare due corpi 31 attigui definendo per essi e, quindi, per pannelli 20 loro impegnati un asse di rotazione reciproca 20a; e, eventualmente, almeno una guarnizione 34 atta ad evitare un contato diretto dei pannelli 20 con i corpi 31 e le piastre 32. Each node 30 comprises two or more distinct gripping bodies 31, each of which is adapted to engage with a single panel 20; clamping plates 32 able to enclose at least one clamping body 31 and a portion of the panel proximal to a vertex 22 so as to constrain the panels 20 to the nodes 30 by clamping; at least one hinge 33 able to constrain two adjacent bodies 31 defining for them and, therefore, for panels 20 engaged with them a reciprocal rotation axis 20a; and, optionally, at least one gasket 34 able to avoid direct contact of the panels 20 with the bodies 31 and the plates 32.

Preferibilmente, un nodo 30 presenta sei corpi di afferraggio 31 e sei cerniere 6 atte a connettere i corpi di afferraggio 31 attigui permettendo una mutua rotazione tra gli stessi corpi 31 rispetto a sei distinti assi di rotazione 20a. Esso definisce quindi una forma esagonale preferibilmente regolare. Preferably, a node 30 has six gripping bodies 31 and six hinges 6 adapted to connect the adjacent gripping bodies 31 allowing mutual rotation between the same bodies 31 with respect to six distinct rotation axes 20a. It therefore defines a preferably regular hexagonal shape.

Ogni corpo di afferraggio 31 è atto ad impegnarsi ad un pannello 20 in corrispondenza di un vertice 22 e, pertanto, presenta un alloggiamento sostanzialmente controsagomato ai vertici 22 e, per la precisione, ad una porzione di pannello 20 attigua ai vertici 22 così da contenere un’estesa porzione di pannello e permettere l’interposizione della guarnizione 34. Each gripping body 31 is able to engage with a panel 20 at a vertex 22 and, therefore, has a substantially counter-shaped housing at the vertices 22 and, to be precise, with a portion of panel 20 adjacent to the vertices 22 so as to contain an extended portion of the panel and allow the interposition of the gasket 34.

A tal fine, i corpi di afferraggio 31 hanno una forma sostanzialmente a V di ampiezza angolare preferibilmente sostanzialmente pari a 60°. To this end, the gripping bodies 31 have a substantially V-shape with an angular width preferably substantially equal to 60 °.

Essi, inoltre, presentano uno spessore, calcolato perpendicolarmente al piano di giacitura definito dai pannelli 20, sostanzialmente non superiore e, preferibilmente, sostanzialmente inferiore ai pannelli 20 permettendo alle piastre di serraggio 32 di vincolare per serraggio il pannello 20 al nodo 30. Furthermore, they have a thickness, calculated perpendicularly to the plane defined by the panels 20, substantially not higher and, preferably, substantially lower than the panels 20 allowing the clamping plates 32 to fasten the panel 20 to the node 30 by clamping.

Le piastre di serraggio 32, solitamente due per ogni corpo 31, presentano un profilo esterno sostanzialmente analogo al profilo dei corpi di afferraggio 31. Esse sono vincolate ad un corpo di afferraggio 31 tramite viti 35 o altri elementi similari atti a permettere alle piastre di serraggio di traslare in direzione pressoché perpendicolare al piano di giacitura del pannello così da comprimere e, quindi, bloccare tra loro detto pannello 20. The clamping plates 32, usually two for each body 31, have an external profile substantially similar to the profile of the clamping bodies 31. They are constrained to a clamping body 31 by means of screws 35 or other similar elements able to allow the clamping plates to translate in a direction almost perpendicular to the plane of the panel so as to compress and, therefore, lock said panel 20 together.

Opportunamente interposti tra ciascuna coppia di corpi di afferraggio 31 attigui , i nodi 30 presentano una cerniera 33 atta definire un asse di rotazione reciproca 20a tra detti corpi 31 e, quindi, tra i pannelli 20 associati a questi corpi 31. Detto asse di rotazione reciproca 20a è sostanzialmente parallelo e, preferibilmente, sostanzialmente coincidente alla direzione baricentrica di sviluppo del canale libero 1a. Conveniently interposed between each pair of contiguous gripping bodies 31, the nodes 30 have a hinge 33 capable of defining an axis of reciprocal rotation 20a between said bodies 31 and, therefore, between the panels 20 associated with these bodies 31. Said reciprocal rotation axis 20a is substantially parallel and, preferably, substantially coincident with the barycentric direction of development of the free channel 1a.

Ciascuna cerniera 33 comprende un perno 33a definente l’asse di rotazione 20a; almeno due elementi di incernieramento 33b alternativamente solidali ad uno dei corpi di afferraggio 31 attigui e reciprocamente associabili così da definire una sede per il perno 33a; ed almeno una battuta 33c, identificabile atto ad impedire la fuoriuscita del perno dalla suddetta sede e, ad esempio, identificabile in un bullone impegnantesi al perno 33a. Each hinge 33 comprises a pin 33a defining the rotation axis 20a; at least two hinging elements 33b alternatively integral with one of the adjacent gripping bodies 31 and mutually associable so as to define a seat for the pin 33a; and at least one stop 33c, identifiable to prevent the pin from coming out of the aforesaid seat and, for example, identifiable in a bolt engaging the pin 33a.

Opportunamente alloggiati all’interno di ciascun canale 1a, la struttura reticolare 1 comprende un tirante atto ad agire sui perni 33a così da mettere in compressione i pannelli 20 e, in particolare, a creare una forza di compressione sostanzialmente parallela al piano di giacitura dei pannelli 20. Conveniently housed inside each channel 1a, the reticular structure 1 comprises a tie rod adapted to act on the pins 33a so as to put the panels 20 in compression and, in particular, to create a compression force substantially parallel to the plane of the panels. 20.

Il tirante comprende due aste aventi opposte filettature e ciascuna delle quali solidale ad uno dei perni 33a presenti nel canale 1a; ed un corpo di impegno atto ad impegnarsi a dette filettature così da comandare una variazione di lunghezza delle aste e, quindi, creare detta forza di compressione sui pannelli 20. Un esempio di detto tirante è descritto da pag. 4 linea 13 a pag. 14 linea 10 e rappresentato nelle Figg. 3-7 del brevetto PI2006A000017 di titolarità della stessa richiedente. The tie rod comprises two rods having opposite threads and each of which is integral with one of the pins 33a present in the channel 1a; and an engagement body able to engage with said threads so as to control a variation in length of the rods and, therefore, create said compression force on the panels 20. An example of said tie rod is described from page. 4 line 13 on page 14 line 10 and shown in Figs. 3-7 of the patent PI2006A000017 owned by the same applicant.

La struttura reticolare, sopra descritta in senso strutturale, permette di definire un innovativo processo di allestimento di una struttura reticolare. The reticular structure, described above in a structural sense, allows to define an innovative process of setting up a reticular structure.

Tale processo di montaggio comprende una fase di montaggio in cui i pannelli 20 sono vincolati ai nodi 30 realizzando la struttura reticolare 1 ed una fase di conformazione in cui, ruotando reciprocamente i pannelli 20 intorno agli assi 20a, è modificata la disposizione reciproca dei pannelli 20 e, quindi, la forma della struttura reticolare 1. This assembly process comprises an assembly step in which the panels 20 are constrained to the nodes 30 creating the reticular structure 1 and a conformation step in which, by mutually rotating the panels 20 around the axes 20a, the mutual arrangement of the panels 20 is modified. and, therefore, the shape of the reticular structure 1.

Nella fase di montaggio l’operatore colloca una porzione di pannello 20 prossimale ad un vertice 22 in una sede 31a a contatto con la guarnizione 34. e, quindi, la racchiude tra le piastre di serraggio 32. A questo punto, l’operatore agisce sul tirante creando una forza di compressione sul pannello 20 e, poi, sulle viti 35 in maniera tale da serrare le piastre 32 contro il pannello 20. In the assembly phase, the operator places a portion of the panel 20 proximal to a vertex 22 in a seat 31a in contact with the gasket 34. and, therefore, encloses it between the clamping plates 32. At this point, the operator acts on the tie rod creating a compressive force on the panel 20 and, then, on the screws 35 in such a way as to tighten the plates 32 against the panel 20.

Una volta montati i pannelli 20, la fase di montaggio è conclusa ed ha inizio la fase di conformazione. Once the panels 20 have been mounted, the assembly phase is completed and the conformation phase begins.

In questa fase, l’operatore ruota uno o più pannelli 20 intorno all’asse di rotazione 20a variando la posizione/inclinazione relativa tra i pannelli 20 e, quindi, la forma della struttura reticolare 1 da una configurazione piana (Fig. 1a) ad una configurazione tridimensionale (Figg. 1b e 2) in cui i pannelli 20 giacciono su distinti piani reciprocamente inclinati. In this phase, the operator rotates one or more panels 20 around the rotation axis 20a by varying the relative position / inclination between the panels 20 and, therefore, the shape of the reticular structure 1 from a flat configuration (Fig. 1a) to a three-dimensional configuration (Figs. 1b and 2) in which the panels 20 lie on distinct mutually inclined planes.

L'invenzione consente importanti vantaggi. The invention allows important advantages.

Un primo importante vantaggio è rappresentato dal fatto che, grazie alla possibilità di ruotare reciprocamente i pannelli 20, è possibile ottenere una larga varierà di solidi completamente trasparenti dotati di geometrie complesse come, ad esempio, spirali tetraedriche, anelli tetraedrici, strutture turriformi variamente sfaccettate. A first important advantage is represented by the fact that, thanks to the possibility of reciprocally rotating the panels 20, it is possible to obtain a wide variety of completely transparent solids having complex geometries such as, for example, tetrahedral spirals, tetrahedral rings, variously faceted turriform structures.

Infatti, le cerniere 32, definendo per le varie coppie di pannelli 20 attigui un proprio asse di rotazione 20a, permettono alla struttura reticolare 1 di assumere configurazioni tridimensionali, ossia non piane come quelle proprie della tecnica nota. In fact, the hinges 32, by defining their own rotation axis 20a for the various pairs of adjacent panels 20, allow the reticular structure 1 to assume three-dimensional configurations, ie non-flat configurations such as those of the known art.

Un altro vantaggio, dato dalla presenza delle cerniere, è rappresentato dal fatto che la struttura reticolare 1 è in grado di assumere configurazioni tridimensionali senza flettere i pannelli 20 e, quindi, senza degradare la resistenza della stessa struttura reticolare. Another advantage, given by the presence of the hinges, is represented by the fact that the reticular structure 1 is able to assume three-dimensional configurations without flexing the panels 20 and, therefore, without degrading the resistance of the reticular structure itself.

Un altro vantaggio è dato dal fatto che, grazie al serraggio delle piastre 32 e/o i tiranti, i pannelli 20 sono sottoposti a vantaggiose tensioni di compressione che incrementano la resistenza degli stessi pannelli 20 e, quindi, della struttura 1. Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che la struttura reticolare 1, grazie alle cerniere 32, è in grado la adattare la propria forma all’ambiente e, quindi, di costituire un oggetto non solo strutturale, ma anche capace di incrementare il pregio estetico di un ambiente. Another advantage is given by the fact that, thanks to the tightening of the plates 32 and / or the tie rods, the panels 20 are subjected to advantageous compression stresses which increase the resistance of the panels 20 themselves and, therefore, of the structure 1. A further advantage is given by the fact that the reticular structure 1, thanks to the hinges 32, is able to adapt its shape to the environment and, therefore, to constitute an object that is not only structural, but also capable of increasing the aesthetic value of an environment.

L'invenzione è suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Tutti gli elementi descritti e rivendicati sono sostituibili da elementi equivalenti ed i dettagli, i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi. The invention is susceptible of variants falling within the scope of the inventive concept. All the elements described and claimed can be replaced by equivalent elements and the details, materials, shapes and dimensions can be any.

Claims

CLAIMS 1. Lattice structure (1) comprising panels (20); nodes (30) adapted to mutually constrain said panels (20) defining said reticular structure (1); characterized by the fact that each of said nodes (20) comprises at least two distinct gripping bodies (31) each of which is able to engage with one of said panels (20) and by the fact that said gripping bodies (31) are mutually hinged defining at least one axis of reciprocal rotation (20a) between said panels (20).

2. Reticular structure (1) according to claim 1, in which said nodes (30) are able to constrain said adjacent panels (20) defining between them a free channel (1a) having a substantially barycentric direction of development; and in which said reciprocal rotation axis (20a) is substantially parallel to said barycentric direction of development.

3. Reticular structure (1) according to claim 2, wherein said reciprocal rotation axis (20a) is substantially coincident to said barycentric direction of development.

Reticular structure (1) according to one or more of claims 2-3, wherein said panels (20) are polygonal and comprise at least three lateral edges (21); and in which said axis of reciprocal rotation (20a) is substantially parallel to said lateral edges (21) of said adjacent panels (20).

5. Reticular structure (1) according to one or more of the preceding claims, in which said nodes (30) comprise six mutually hinged gripping bodies (31) defining six distinct reciprocal rotation axes (20a).

6. wherein said nodes (30) comprise at least one hinge (33) adapted to connect two of said gripping bodies (31) and comprising a pin able to define said reciprocal rotation axis (20a).

7. Reticular structure (1) according to the preceding claim, wherein said pin (33a) comprises a connection cable adapted to connect said gripping bodies (31) associated with adjacent panels (20).

8. Reticular structure (1) according to the preceding claim, wherein said pin (33a) comprises a tie rod adapted to impose said gripping bodies (31) and said panels (20) a compression force.

9. Process of setting up a reticular structure (1) comprising panels (20) and nodes (30) able to mutually constrain said panels (20); said setting up process comprising an assembly step in which said panels (20) are constrained to said nodes (30) realizing said reticular structure 1; characterized in that it comprises a conformation step in which said panels (20) are mutually rotated by modifying the shape of said reticular structure (1).