ITPD20120222A1 - Struttura prefabbricata e procedimento di montaggio - Google Patents

Description

STRUTTURA PREFABBRICATA E PROCEDIMENTO DI MONTAGGIO

DESCRIZIONE

La presente invenzione si colloca nell’ambito della progettazione antisismica. Più in particolare, essa si riferisce ad una innovativa struttura, con particolare riferimento a strutture di tipo prefabbricato.

Storia della tecnologia

Le costruzioni prefabbricate hanno oggi una larga diffusione, in particolar modo per determinate tipologie di edifici, quali quelli industriali (80% di tali edifici à ̈ oggi realizzato con struttura prefabbricata) e, in maniera sempre crescente, quelli commerciali ad uno o più piani. Un dato certamente significativo, anche se parziale, sulla diffusione di tale sistema costruttivo à ̈ rappresentato dalla produzione di orizzontamenti prefabbricati realizzati nell’anno 2002, che ha toccato i 20 milioni di metri quadrati.

Proprio da queste considerazioni deriva il forte interesse per il raggiungimento di una esaustiva e razionale soluzione ai problemi inerenti la progettazione sismica degli edifici prefabbricati. Molti aspetti relativi a tale problema sono stati già indagati con ricerche su scala nazionale ed europea. Non à ̈ ancora stato oggetto di indagine approfondita e generalizzata, invece, lo studio dei collegamenti tra elementi prefabbricati considerati nella loro specificità e nei riguardi delle conseguenze che tale specificità introduce nel comportamento strutturale d’insieme. È dunque ampiamente sentita oggi la necessità di dare una soluzione scientificamente corretta, completa e sperimentalmente testata ai problemi della progettazione dei nodi e delle unioni delle strutture prefabbricate, dando pratica applicazione ai criteri di duttilità e gerarchia delle resistenze che le nuove norme sismiche internazionali introducono sistematicamente. Il principio della gerarchia delle resistenze à ̈ uno dei concetti innovativi delle nuove norme sismiche ed à ̈ stato pienamente assunto anche dalla recente norma sismica italiana. Esso à ̈ finalizzato a garantire l'innesco dei meccanismi duttili responsabili della dissipazione energetica e la prevenzione di quei meccanismi fragili che possono compromettere l'integrità strutturale durante l'azione sismica. L’applicazione della gerarchia delle resistenze deve, invero, garantire alle connessioni una resistenza superiore a quella richiesta, valutata in base alle capacità delle sezioni critiche dissipative degli elementi contigui, conferendo affidabilità al modello globale, con piena utilizzazione delle risorse duttili degli elementi. Si tratta dell'aspetto fondamentale che governa e condiziona il comportamento sismico delle costruzioni prefabbricate. Posto che i singoli elementi, come pilastri, travi e solai, vengano correttamente progettati in base agli aggiornati criteri dell'Ingegneria sismica, l'esito della progettazione stessa in termini di affidabilità della sicurezza può essere positivo solo se vengono compiutamente risolti tutti i complementari aspetti del comportamento strutturale d’insieme, che dipendono dal corretto funzionamento delle connessioni e dal loro efficace posizionamento.

Un’affidabile tipologia di connessioni comporta la risoluzione di svariati problemi fra loro interconnessi. Infatti, oltre a garantire un eccellente comportamento in caso di sisma, garantisce limitato danneggiamento della struttura e minori costi diretti (di riparazione) e indiretti (legati all’interruzione delle attività lavorative e giornaliere che la interessano). La presente invenzione propone una innovativa tipologia di connessione che risponda a tutte le esigenze anzi descritte, e che possa adeguare, superando le problematiche legate alla tecnica nota, le strutture prefabbricate ai nuovi criteri di gerarchia in voga nelle principali normative antisismiche mondiali.

Descrizione della tecnica antecedente

La realtà costruttiva odierna presenta diverse tipologie di collegamenti tra i vari elementi strutturali e tra questi ultimi e i componenti non strutturali. Tali connessioni presentano svariate criticità evidenziate da svariati lavori di bibliografia che le rendono poco affidabili e al passo con le recenti normative sismiche.

Per questo motivo la presente invenzione ha la duplice ambizione di essere strumento per il rinforzo di tutte le connessioni presenti negli edifici prefabbricati ed in speciale modo quelle trave-pilastro esistenti (che generalmente lavorano per attrito e che sono altamente vulnerabili) nonché di sostituirsi alle attuali connessioni sia per quanto riguarda gli edifici monopiano che multipiano, in relazione al loro comportamento sismico.

Sono note le differenti tipologie di unioni trave-pilastro attualmente adottate nelle strutture prefabbricate nell’ambito del panorama italiano ma più in generale mondiale. Il collegamento trave-pilastro risulta di particolare importanza, perché unisce due elementi “primari†nella resistenza all’azione sismica degli edifici. Tale collegamento può essere realizzato come appoggio fisso o scorrevole, oppure talvolta si realizzano vincoli che possono invece schematizzarsi come incastri.

La realtà costruttiva italiana presenta oggi diverse tipologie dello stesso, comunque generalmente riconducibili ad un’ unione caratterizzata da un appoggio in gomma e da uno spinotto in acciaio; questo à ̈ annegato nel pilastro e solidarizzato in opera alla trave ed ha la principale funzione di resistere alle forze orizzontali, impedendo la traslazione relativa fra gli elementi e, quindi, la perdita d’appoggio della trave.

La più semplice ed immediata connessione trave-pilastro si ha appoggiando la trave sul pilastro o su mensole sporgenti da questo. Fra gli elementi collegati si interpone un dispositivo d’appoggio che serve ad una corretta ripartizione delle pressioni e ad evitare eventuali lesioni nel calcestruzzo di ricoprimento delle armature per le elevate tensioni che nascono al contatto; questa esigenza comporta che anche tale elemento abbia un certo spessore f e che gli angoli siano accuratamente smussati. La trasmissione dell’azione sismica à ̈, invece, demandata all’attrito che si sviluppa tra calcestruzzo e dispositivo di appoggio. L’elemento d’appoggio può essere costituito da:

• un cuscinetto di malta adeguatamente frettata di spessore 15-20mm

• un cuscinetto in gomma o in resina sintetica con cui si ottiene un buon funzionamento a cerniera (entro i limiti di deformazione del cuscinetto) ed un ottimo funzionamento a carrello, essendo molto bassi i coefficienti di attrito; • due piastre metalliche ancorate nel calcestruzzo (a contatto cilindrico), che garantiscono un meccanismo a cerniera, con il punto di applicazione della reazione ben determinato

• una piastra di piombo duro compresa tra due lamierini metallici a protezione del calcestruzzo dove il piombo, deformandosi sotto carico, fornisce un funzionamento a cerniera e la posizione della reazione à ̈ abbastanza ben determinata.

Tutte le situazioni vincolari precedentemente elencate vanno integrate in zona sismica da ritegni che consentono il trasferimento di forze orizzontali nella situazione di progetto sismico senza fare affidamento sull’attrito. Tale necessità à ̈ stata imposta dalla normativa allo scopo di evitare la fuoriuscita delle travi dalle sedi di appoggio. Il collegamento spinottato nasce dunque dalla necessità di assorbire le sollecitazioni sismiche. Esso à ̈ caratterizzato dalla presenza di barre preinserite nel getto del pilastro, che vengono fatte passare attraverso fori presenti nella trave e poi fissate in opera con colatura di malta a stabilità volumetrica con o senza la presenza di dadi e rondelle per il miglioramento dell’ancoraggio.

Nella tecnica solitamente si tende a non inserire il dado considerando sufficiente come ancoraggio l’aderenza tra le barre e la malta colata. Anche la forchetta in testa al pilastro à ̈ nella maggior parte dei casi omessa per semplificare le casseformi.

Tale tipologia di collegamento à ̈ realizzata sia in strutture monopiano che in strutture multipiano.

La trave trova alloggio su una mensola tozza ed il collegamento avviene su di essa. Gli spinotti bloccano le ali della sezione a T rovescia e la solidarizzazione tra i due elementi principali avviene con getto successivo di malta a stabilità volumetrica. L’ancoraggio degli spinotti nella trave e nel pilastro à ̈, quindi, affidato all’aderenza che si sviluppa tra acciaio e malta. Questa soluzione con fori anche nel pilastro trova largo impiego e diffusione grazie ai notevoli vantaggi offerti per ovviare problemi di trasporto o di casseratura, nonché ai vantaggi offerti in termini di tolleranze offerte in fase di montaggio; ma come risulterà chiaro più avanti presenta però anche un notevole numero di problematiche. Lo spinotto in tal caso à ̈ una barra di acciaio ordinario da cemento armato. Tale sistema può presentarsi anche nella variante EP 1749946 con mensola d’appoggio in acciaio e barre spinotto inclinate ed ancorate sul pilastro.

La stessa tipologia precedente à ̈ anche applicata al caso in cui la trave ha una sezione ad “I†ed il nodo à ̈ sommitale.

Si usano generalmente in questo caso delle barre filettate tipiche della carpenteria metallica pre-inserite nel getto del pilastro, che vengono poi fissate in opera con dadi e rondelle per migliorare l’ancoraggio. L’appoggio in neoprene, come accennato precedentemente, à ̈ a volte sostituito da cuscinetti metallici o, raramente, da giunti di malta. Tale tipologia trova larghissimo impiego soprattutto per strutture monopiano industriali.

La trave può essere semplicemente prefabbricata o anche precompressa nel caso di grandi luci da coprire. In quest’ultimo caso, la trave à ̈ generalmente a sezione variabile al fine di massimizzare lo sfruttamento della sezione.

A volte, la forma della testa del pilastro può essere influenzata dalla geometria della trave. Nel caso di travi ad “H†la barra di ancoraggio passando per la trave ha una ridotta lunghezza d’ancoraggio. Risulta quindi sempre necessaria la presenza di una piastra di contrasto con rondella e dado.

In altri casi, invece, la solidarizzazione tra trave e pilastro viene effettuata mediante un barrotto filettato avvitato su una boccola, opportunamente ancorata con cavallotti o piastre metalliche.

Quest’ultima soluzione trova largo impiego soprattutto per nodi intermedi ma non à ̈ raro trovare anche casi di applicazione per nodi sommitali.

Solitamente si preferisce utilizzare cavallotti piegati che garantiscono l’ancoraggio per aderenza piuttosto che le piastre che generano tensioni di contatto non costanti sulla superficie di contatto tra la piastra stessa e il calcestruzzo.

Il tubo-forma che costituisce l’invito dello spinotto all’alloggiamento nella trave, deve essere sufficientemente ancorato con il resto della trave. Ulteriori armature intorno al tubo-forma sono costituite dalle dime di posizionamento del tubo stesso.

In fase di produzione della trave, ed in particolare durante il posizionamento dell’armatura nel cassero, si dovrà posizionare, con l’aiuto di dime costituite dall’assemblaggio di ferri piegati, il tubo-forma. Le dime utilizzate rimangono nel getto, costituendo un’ulteriore armatura di confinamento.

Per facilitare l’immissione dello spinotto all’interno della trave, durante la fase di montaggio, si adottano coni in teflon riciclabili, posizionati alla base del tubo-forma. Nel caso di trave a “L†à ̈ possibile trovare realizzazioni in cui l’unione trave pilastro ingloba anche l’elemento di copertura. Tale connessione si realizza predisponendo un foro passante in cui viene inserita una barra filettata che unisce i tre elementi e che viene chiusa sulla sommità del tegolo con dado e rondella.

Ulteriore tipologia di connessione, sempre riconducibile a quella spinottata, à ̈ quella realizzata con unioni tipiche della carpenteria metallica. Essa à ̈ caratterizzata dalla presenza di un angolare o di una piastra in acciaio che collega la trave al pilastro. Tali collegamenti sono tipici anche delle connessioni trave-tegolo.

Gli angolari di collegamento possono essere solidarizzati alla trave o mediante barre filettate, opportunamente ancorate con tasselli ad espansione oppure resine, o mediante saldature con piattine ancorate con tirafondi o zanche.

Esistono infine collegamenti misti saldati - bullonati molto usati nel caso di trave “ad omega†. Quasi sempre, nel caso sia presente questa tipologia di trave, la testa del pilastro presenta due mensole sporgenti, che possono formare un profilo a “T†o a “C†. Una variante al precedente sistema di connessione si ottiene preinserendo nel getto dei due elementi da collegare dei profili zancati contenenti boccole che poi vengono rese solidali con una terza piastra in acciaio per mezzo di bullonatura. Il collegamento spinottato però può essere realizzato, oltre che con spinotti verticali, anche con spinotti orizzontali. Per le travi a doppia pendenza, appoggiate su pilastri dotati di forchetta, si usano spinotti orizzontali, disposti ortogonalmente all’asse della trave. Tali connettori oltre a limitare gli spostamenti della trave, servono per garantire la collaborazione delle pareti laterali della forchetta in caso di torsione della trave.

La tipologia di connessione trave-pilastro con spinotto orizzontale a volte à ̈ usata nel caso di edifici multipiano.

Questa ultima tipologia di connessione a spinotti orizzontali à ̈ molto usata per edifici monopiano per collegare il pilastro alla trave portacarroponte. Lo spinotto serve, infatti, per assorbire gli sforzi derivanti dall’attività del carroponte.

Le connessioni tra elementi di copertura sono fondamentali per la distribuzione delle azioni inerziali di copertura sui diversi elementi verticali resistenti.

In questo ambito si possono avere solai e coperture con elementi affiancati, uniti con connessioni puntuali fatte di profilati metallici e saldature, con o senza getti di completamento in opera con l’eventuale presenza di lucernari, dove vari tipi di elementi sono impiegati come i classici pannelli nervati.

Per quanto riguarda, invece, la connessione tra elementi di copertura e travi portanti, essa à ̈ in generale realizzata con dispositivi metallici variamente ancorati nelle parti degli elementi strutturali interconnessi.

Il collegamento orizzontale dei tegoli à ̈ normalmente assicurato da spinotti che bloccano i “piedi†degli elementi di copertura vincolando lo stesso all’elemento principale. Questo collegamento à ̈ realizzato normalmente per tutte le nervature. Il collegamento può essere realizzato in differenti modi a seconda anche della tipologia di trave e elemento secondario da collegare. Per tegoli dotati di nervature di appoggio (ad esempio tegoli a “pi greca†), una connessione molto usata à ̈ quella con scarpetta metallica. Essa consiste in un profilo in acciaio che viene collegato in stabilimento al piede del tegolo e successivamente avvitato con due bulloni alla trave in sito.

Molto simile alla precedente, ma maggiormente diffusa nel panorama italiano, anche per la maggiore economicità e versatilità di impiego, à ̈ la connessione realizzata con angolari metallici a L. Gli angolari sono collegati con viti al tegolo e connessi sempre meccanicamente a profili a C muniti di zanche affogati in fase di getto nella trave. I profili a C rendono possibili dilatazioni termiche impedendo la nascita di tensioni iperstatiche indesiderate. Il tegolo, inoltre, poggia su cuscinetti di neoprene che rendono possibile la rotazione dell’elemento secondario e dunque creano un vincolo di perfetta cerniera.

È possibile trovare la precedente connessione nella variante con profili a L bloccati alla trave con tasselli al posto dei profili a C zancati.

Per elementi di forma particolare e dissimmetrici si può preferire spinottare direttamente alla trave l’elemento secondario senza l’uso di profili metallici. Questo tipo di connessione à ̈ di sicuro quella più economica ma ha lo svantaggio di non essere molto duttile in zona sismica non potendo contare sulla plasticizzazione dell’angolare metallico.

Sono possibili anche soluzioni miste che contemplano l’uso delle differenti soluzioni finora viste quando si abbia la presenza di sezioni particolarmente dissimmetriche da bloccare.

Oltre al collegamento bullonato, si può avere un collegamento saldato del tutto analogo a quanto accade nelle strutture metalliche. Esso consiste in profili metallici annegati nel getto dei due elementi da collegare che poi vengono saldati in opera e resi dunque solidali.

L’ultimo ordine di connessione si riferisce agli attacchi dei pannelli di tamponamento alla struttura, attacchi realizzati con dispositivi di fissaggio meccanico di tipo metallico. Tali connessioni sono soggette ad azioni che derivano principalmente da carichi che agiscono in direzione orizzontale, in particolare il vento e il sisma. Questi dettagli costruttivi devono quindi essere progettati al fine di garantire la trasmissione delle sollecitazioni, impedendo cedimenti o assestamenti non espressamente previsti in sede progettuale.

In zona sismica esse devono garantire la stabilità dei pannelli stessi, ma soprattutto consentire i grandi scorrimenti di piano attesi sotto azioni di tipo dinamico. Il limite dell' 1 % dato a detto scorrimento dalle competenti norme à ̈ subordinato infatti al coerente progetto delle connessioni in questione.

Adottando la definizione riportata nella VI parte delle istruzioni CNR 10025/1998 il sistema di fissaggio si può ritenere essenzialmente composto da 3 parti: 1) Profilo incavo (channel bar) che à ̈ un profilo metallico a C munito di zanche per il suo ancoraggio al calcestruzzo nel quale viene conglobato; 2) Connettore (interlock): che rappresenta la parte del sistema di fissaggio, di sagoma appropriata, che viene connessa al profilo per permettervi il trasferimento delle azioni vincolari; 3) Infisso (fixture) che rappresenta la parte che viene fissata attraverso il connettore.

Sia il profilo incavo che l’infisso sono in realtà inserti che vanno posizionati prima del getto negli elementi prefabbricati da connettere. Il mercato propone una vasta gamma di inserti che si differenziano tra loro per forma, dimensione, tecnologia di produzione e trattamenti superficiali; molto spesso questi sistemi sono brevettati dalle stesse ditte costruttrici. Proprio questa ampia gamma suggerisce una suddivisione in tre grandi gruppi in relazione alla funzione che l’inserto riveste: 1) Connessione pannelloelementi strutturali orizzontali; 2) Connessione pilastro-pannello; 3) Connessione pannello-pannello.

Le varie tipologie di connessione presentate presentano un’elevata vulnerabilità nei riguardi delle azioni sismiche dimostrate sia da numerosi lavori scientifici che dai recenti terremoti dell’Abruzzo e dell’Emilia.

Scopi dell'invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ risolvere i sopraccitati svantaggi definendo una struttura per edifici come sostanzialmente definito nelle rivendicazioni 1 e 2.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un procedimento di montaggio della stessa come sostanzialmente definito nelle rivendicazioni 19-23.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

Vantaggi dell’invenzione

La struttura oggetto della presente invenzione, caratterizzata da una innovativa connessione presente tra i due elementi strutturali e/o non strutturali offre grande versatilità e notevoli prestazioni meccaniche in campo sismico.

L’innovativa connessione che caratterizza la struttura nasce con un duplice scopo: riabilitare le connessioni esistenti e/o danneggiate da un sisma e sostituire le connessioni attualmente esistenti più diffuse che presentano varie criticità evidenziate in varie pubblicazioni scientifiche.

L’innovativa connessione da un punto di vista meccanico, si comporta, come risulterà chiaro dalla descrizione dettagliata di una sua forma preferita di realizzazione, come un arco a tre cerniere.

La forza sismica à ̈ infatti trasferita attraverso uno schema ad arco a tre cerniere tra i vari elementi strutturali fino in fondazione e quindi al terreno.

Si hanno, inoltre, notevoli vantaggi, soprattutto se paragonati alle connessioni continue (“in umido†), in termini di velocità e semplicità di posa in opera; si tratta, infatti, di impegnare le stesse risorse temporali richieste dalle classiche connessioni di tipo meccanico.

La presente invenzione, come risulterà chiaro dalla descrizione dettagliata di una sua forma preferita di realizzazione presentata qui a scopo esemplificativo e non limitativo, risulta essere notevolmente più flessibile rispetto alle connessioni tradizionali, grazie alla libertà di posizionamento delle tre cerniere che consente un notevole adattamento alle più disparate configurazioni geometriche degli elementi da collegare; infatti grazie a queste caratteristiche può essere utilizzata per varie tipologie di sezioni di travi, tegoli, pannelli e pilastri. La struttura oggetto dell’invenzione può vantaggiosamente essere smontata in qualsiasi momento e quindi permette in tutta semplicità operazioni di ispezione e di sostituzione, sia in seguito ad un cambio di destinazione d’uso della struttura che della normativa sismica.

Il danneggiamento a seguito di un evento sismico risulta essere limitato alle sole barre spinotto, che possono essere sostituite in maniera semplice, economica ed immediata. Tale tipo di connessione ha un comportamento di tipo duttile, e non fragile, legato all’imposizione di un meccanismo di rottura a taglio di tipo forte in qualsiasi situazione geometrica della connessione, garantendo, quindi, sempre un corretto dimensionamento della stessa.

Secondo un aspetto dell’invenzione, essa risolve la principale lacuna delle tipologie di connessione classiche, che invece per motivi geometrici e tecnologici possono presentare meccanismi di tipo fragile (soprattutto nel caso di connessioni spinottate trave-pilastro). Così come evidenziato dai risultati preliminari della campagna di prove in esecuzione presso il Dipartimento di Ingegneria Strutturale della Federico II, l’innovativa connessione presenta una resistenza ultima e una capacità di dissipazione di energia nettamente superiore rispetto alle connessioni spinottate di tipo classico.

E’ inoltre possibile l’utilizzo della struttura oggetto dell’invenzione in qualsiasi zona sismica, semplicemente variando le dimensioni dei pendoli e degli spinotti in base alle sollecitazioni richieste.

L’invenzione à ̈ concepita per rispondere ai criteri di gerarchia delle resistenze introdotti dalle nuove norme sismiche; basta, infatti, variare le dimensioni geometriche dei pendoli e degli spinotti per passare facilmente da una connessione dissipativa ad una sovraresistente.

Grazie alla presenza di una guaina deformabile intorno allo spinotto, gli effetti delle variazioni termiche sono resi insignificanti.

Una generica trave poggiante su pilastri può essere modellata come uno schema di carrello-carrello con una molla orizzontale a rigidezza variabile, dove:

k = kgomma= 0 per spostamenti pari allo spessore della gomma, consente le dilatazioni termiche;

k = ∞ per spostamenti maggiori dello spessore della gomma.

Tale rigidezza variabile consente, per le connessioni trave-pilastro, di evitare la nascita di incognite iperstatiche sui pilastri dovute ad azioni termiche e allo stesso tempo di avere uno schema di cerniera fissa dal punto di vista sismico. Tutto questo si traduce in una significativa diminuzione delle sollecitazioni sui pilastri e, quindi, in una riduzione di sezioni ed armature presenti nelle stesse con ulteriori vantaggi economici. Tale vantaggio à ̈ rilevante soprattutto per le zone a bassa sismicità, dove le variazioni termiche sono le sollecitazioni più significative in base a cui dimensionare i pilastri. Tale connessione presenta, inoltre, rispetto a connessioni di ripristino molto adoperate nella pratica professionale, il notevole vantaggio di non cambiare lo schema statico della trave e di avere sezioni molto esili.

Rispetto alle connessioni di ripristino molto adoperate nella pratica professionale c'à ̈ inoltre, una notevole semplicità di messa in opera legata all’aspetto di lavorare eventualmente di fianco alla struttura e non solo al di sotto dell’intradosso della trave. Il dispositivo di connessione descritto trova particolare impiego anche in associazione con altri dispositivi dello stesso tipo posti in differenti posizioni sia sullo stesso piano sia su piani ortogonali o paralleli; per esempio per particolari esigenze di calcolo si possono prevedere due dispositivi di connessione posti ai lati opposti di una trave oppure sovrapposti ad una trave, uno all'intradosso ed uno all'estradosso.

Breve descrizione dei disegni

Ancora ulteriori vantaggi, così come le caratteristiche e le modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione preferita, presentata a scopo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra il meccanismo di trasferimento dell’azione di taglio attraverso uno schema di arco a tre cerniere;

la figura 2 mostra una vista dall'alto (a) e di lato (b) del dispositivo applicato su una trave (11) e sul relativo pilastro (12)

le figure 3a e 3b mostrano una vista dal basso e una vista laterale di una struttura secondo la presente invenzione applicata ad un collegamento trave-pilastro;

le figure 4a e 4b mostrano i vari dispositivi di ancoraggio dei pendoli agli elementi da collegare;

le figure 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, mostrano le varie configurazioni geometriche di istallazione della connessione oggetto del presente documento;

le figure 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f mostrano varie configurazioni geometriche d'applicazione dell’invenzione per la connessione tegolo-trave; 6a vista laterale con attacco sull’ala del tegolo; 6b vista laterale con attacco sulla nervatura del tegolo e aggancio sul lato della trave principale; 6c assonometria e particolare con attacco sulla nervatura del tegolo e aggancio sull’estradosso della trave; 6d assonometria con attacco sulla nervatura del tegolo e aggancio sull’estradosso della trave, per trasmissione della forza in direzione traversale; 6e assonometria con attacco sull’intradosso della nervatura e aggancio sul lato della trave, per trasmissione della forza in direzione trasversale; 6f configurazione spaziale della connessione, per trasmissione della forza sia in direzione trasversale che longitudinale.

la figura 7 mostra l’applicazione dell’invenzione per la connessione tegolo (11) -tegolo (12) vista dall'alto e suo particolare:

le figure 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h mostrano l’applicazione dell’invenzione per le connessioni pannello (11) – struttura (12); in figura 8a sono anche mostrati dei particolari delle piastre di aggancio secondo possibili soluzioni alternative;

la figura 9 mostra l’applicazione dell’invenzione per la connessione pannello (11) - pannello (12);

le figure 10a, 10b, 10c e 10d mostrano l’applicazione dell’invenzione per l’assorbimento della sollecitazione in direzione ortogonale al piano pilastro-trave. La figura 10a mostra la configurazione dell’invenzione con assorbimento delle sollecitazioni ortogonali tramite meccanismo flessionale; la figura 10b, invece, l’assorbimento tramite un meccanismo assiale inferiore; la figura 10c mostra la combinazione di due dispositivi fra loro ortogonali; la figura 10d mostra la configurazione dell’invenzione di tipo spaziale;

la figura 11 mostra la trasmissione degli sforzi per azione spinotto: (a) spinotto ancorato da un lato; (b) spinotto ancorato da 2 lati (Fib 2004);

la figura 12 mostra un meccanismo forte: modalità di collasso comune con cerniera plastica nello spinotto e schiacciamento locale nel calcestruzzo circostante (Fib 2004);

la figura 13 mostra una (a) connessione spinottata senza confinamento; (b) con confinamento;

la figura 14 mostra la presente invenzione con pendoli aggiuntivi;

la figura 15 mostra la presente invenzione applicata a qualsiasi tipologia e geometria di sezione della trave;

la figura 16 mostra la presente invenzione con collari bullonati;

la figura 17 mostra invece la presente invenzione con una soluzione mista con una coppia di pendoli sul lato ed una sull'intradosso trave.

Con riferimento alla tavola 2, figure (a) e (b), à ̈ mostrata in vista dall’alto e laterale una struttura 1 oggetto della presente invenzione. mentre in figura 3a e 3b à ̈ mostrata in vista dal basso e laterale una soluzione equivalente della struttura 1.

La struttura 1 comprende un primo componente 11 ed un secondo componente 12 tra loro collegati mediante un elemento di connessione antisismico 2.

L’elemento di connessione 2 comprende un primo pendolo 21, o biella (tesa o compressa), il quale presenta una prima porzione incernierata mediante un perno 3 eventualmente ad un dispositivo di ancoraggio 6 fissato sul primo componente 11 ed una seconda porzione incernierata mediante un perno 4 fissato eventualmente ad un dispositivo di ancoraggio 7 sul secondo componente 12.

L’elemento di connessione 2 comprende inoltre un secondo pendolo (o biella) 22, il quale presenta analogamente una prima porzione incernierata mediante il perno 3 eventualmente ad un dispositivo di ancoraggio 6 fissato sul primo componente 11, che quindi funge da perno “comune†per i due pendoli, ed una seconda porzione incernierata mediante un perno 5 fissato eventualmente tramite un dispositivo di ancoraggio 8 sul secondo componente 12. Sono mostrati in figure 4 una serie di sistemi di ancoraggio. Essi consistono in una piastra orizzontale 13 e una o più piastre verticali 14 forate a seconda delle esigenze di carattere statico o tecnologico in cui viene inserito il generico perno (3, 4, 5). Tali piastre sono collegate tra di loro mediante saldatura o bullonatura a seconda degli specifici casi. Esse sono, inoltre, fissate alle superfici dei componenti 11 e 12 mediante semplici bulloni o tasselli meccanici o chimici oppure mediante incollaggio diretto della piastra di base 13 alle superfici mediante resine o prodotti similari. Le stesse piastre possono essere di forma e materiale generico. Il sistema, dunque, può essere utilizzato sia lateralmente usando perni fissati all’elemento o attraversanti lo stesso, che all’intradosso o estradosso dell’elemento trave come mostrato in figure 4.

Preferibilmente, le porzioni dei pendoli in corrispondenza delle quali essi sono incernierati ai perni sono porzioni sostanzialmente estremali. I dispositivi di ancoraggio 6, 7, 8 possono essere predisposti sulle varie superfici degli elementi 11 e 12 in funzione della semplicità di messa in opera della connessione 2 (figure 5).

I pendoli possono essere realizzati in diversi materiali, come ad esempio acciaio, alluminio, legno, cemento armato o altri materiali innovativi.

In alternativa, i pendoli possono essere sostituiti, o associati, a dissipatori di energia di tipo diverso, qualora si volesse rendere la struttura più duttile e con maggiore capacità dissipativa riducendo di conseguenza le sollecitazioni. I dissipatori possono essere del tipo isteretico in metallo, del tipo viscoso, puramente viscoso o viscoso ricentrante, del tipo ad attrito, del tipo viscoelastico, o del tipo in lega a memoria di forma. I dissipatori isteretici in metallo possono deformarsi e dissipare energia per azioni assiali, flessionali, torsionali o taglianti. Ad esempio il dissipatore isteretico del tipo assiale ad instabilità impedita che si deforma per azione assiale, può sostituire i pendoli. I dissipatori con caratteristiche ricentranti, ad esempio i dissipatori viscosi ricentranti o viscoelastici o i dispositivi in lega a memoria di forma con caratteristiche di superelasticità, hanno l'ulteriore vantaggio di favorire il ritorno elastico nella configurazione iniziale del sistema ossia di ridurre gli spostamenti residui.

Nella forma di realizzazione preferita qui mostrata a titolo esemplificativo e non limitativo, il primo componente strutturale 11 à ̈ una trave, ed il secondo componente 12 à ̈ un pilastro, su cui la trave poggia. Tale struttura trave-pilastro, in particolar modo di tipo prefabbricata, à ̈ comunemente impiegata per la realizzazione di edifici in genere. Sarà apprezzato che la struttura oggetto della presente invenzione potrà coinvolgere anche altri tipi di elementi costruttivi tra loro connessi, con particolare riferimento a connessioni che hanno un comportamento prevalentemente a taglio, come ad esempio connessioni tegolo – trave (figure 6), tegolo-tegolo (figura 7), pannello – struttura (figure 8), pannello – pannello (figura 9).

La presente invenzione può, inoltre, essere applicata anche ai ponti, dove il comportamento meccanico delle connessioni si basa sull’effetto spinotto (che sarà dettagliatamente descritto in seguito) o più in generale su meccanismi di trasferimento a taglio. La connessione nasce per sistemi strutturali di tipo prefabbricato in cemento armato ma può essere utilizzata, in generale, per qualsiasi tipologia strutturale e materiale.

Il dispositivo nasce per assorbire sollecitazioni piane di taglio ma può anche essere usato per configurazioni di sollecitazione biassiale proporzionando i pendoli a flessione nel piano ortogonale e sostituendo le bullonature con saldature. Per incrementare l’inerzia flessionale in direzione trasversale al piano della trave principale, si può prevedere un accoppiamento dei dispositivi 2 e 2’ mediante un collegamento con barre (15 e 16) o profili saldati o bullonati come mostrato a titolo dimostrativo e non limitativo in figura 10a. Alternativamente per l’assorbimento di azioni biassiali occorre disporre una coppia di dispositivi sismici anche in direzione ortogonale all’asse delle travi come mostrato in figure 10b e10c. In ultimo à ̈ possibile prevedere delle configurazioni spaziali del dispositivo del tipo mostrato in figura 10d con aste con estremità che presentano cerniere di tipo sferico o cilindrico inserite in calotte o bullonate a snodi sferici.

Facendo ora riferimento alle figure 3a e 3b, la struttura 1 oggetto della presente invenzione può comprendere, preferibilmente, un unico elemento di connessione 2 disposto lungo l’asse di uno dei componenti 11 o 12 oppure una coppia di elementi di connessione antisismici 2, 2’, disposti affiancati o su rispettivi lati tra loro opposti della struttura 1, in posizione simmetrica rispetto ad un piano β da essa definito, coincidente con il piano del foglio.

In maniera del tutto analoga, l’elemento di connessione 2’ comprende un primo pendolo incernierato tra dei perni 3’ e 4’, ed un secondo pendolo incernierato a sua volta tra il perno 3’ ed il perno 5’.

Disponendo un unico elemento, la forza à ̈ interamente assorbita dalla connessione antisismica 2, altrimenti dalla coppia di elementi di connessione sui due lati opposti della struttura, per cui la forza sismica di copertura si ripartisce in parti uguali sui due lati stessi, così come accade in una connessione in acciaio bullonata.

Nella forma di realizzazione preferita qui descritta, come dispositivi di ancoraggio sui componenti 11 e 12 sono usati quelli riportati nelle figure 3-10 e come perni vengono impiegati degli spinotti o bulloni, preferibilmente rivestiti da una guaina deformabile. Al posto degli spinotti, potranno essere utilizzati anche altri sistemi, come ad esempio delle barre non filettate ma saldate, oppure dei tasselli meccanici o chimici.

La disposizione degli spinotti va scelta cercando di ottenere un’ inclinazione tale da minimizzare le sollecitazioni nei pendoli e in modo da avere lo sviluppo di un meccanismo spinotto di tipo forte che come detto à ̈ duttile e altamente dissipativo. Tale effetto tecnico di minimizzare le sollecitazioni nei pendoli si raggiunge quando tra i pendoli si assicura un angolo sostanzialmente pari a 45°. Nel caso di spinotti disposti su lati opposti rispetto all’elemento 11 (Figura 5c) l’ideale à ̈, invece, ottenere un angolo tra i pendoli pari a 90°. In tutti i casi, qualsiasi inclinazione dei pendoli può comunque essere adottata in funzione delle esigenze tecnologiche da soddisfare.

La presente invenzione si basa su due principi fondamentali: l’arco a tre cerniere e l’effetto spinotto, che à ̈ anche alla base delle note connessioni di tipo spinottate sfruttando le positività dei due principi meccanici di base.

Per quanto riguarda il principio dell’arco a tre cerniere, con riferimento alla figura 1, l’azione a taglio applicata dall’elemento 11 sulla cerniera interna, che potrà essere un unico perno o più separati ma allineati, viene trasformata attraverso un semplice equilibrio del poligono delle forze in pura azione assiale nei pendoli e trasferita alle altre due cerniere fisse dove sono posti i perni 4 e 5 che sono sull’elemento 12. Tale sistema può essere parimenti assimilato ad un mini sistema di controventi concentrici in cui le sollecitazioni si riducono alle sole forze assiali. Non nascono, dunque, azioni flessionali e taglianti con notevoli vantaggi soprattutto di natura economica legate alle ridotte dimensioni degli elementi che costituiscono la connessione.

Pertanto la struttura comprendente l’innovativa connessione secondo l’invenzione permette di trasferire azioni taglianti dall’elemento 11 all’elemento 12 attraverso un sistema equiparabile ad un arco a tre cerniere ottenendo una distribuzione di sforzi puramente assiali nella connessione, con enormi vantaggi di economicità e funzionalità.

Ai perni e dispositivi di ancoraggio posti sull’elemento 12, si aggiunge preferibilmente una basetta di neoprene non armata (non raffigurata), necessaria a consentire le necessarie rotazioni dell’elemento 11 e riprodurre perfettamente una cerniera.

Alternativamente, al posto della basetta semplice può essere utilizzato neoprene armato; al fine di incrementare la dissipazione energetica della connessione à ̈ possibile anche associare dei dissipatori, ad esempio elastomerici, viscoelastici, viscosi, viscosi ricentranti, isteretici, in metallo ad attrito, in lega a memoria di forma, semiattivi o attivi. La basetta di neoprene, inoltre, può essere incollata, bullonata, o solo appoggiata all’elemento 12. Tale discorso vale in toto anche nel caso di connessioni che presentano mensole tozze, tipiche di edifici pluripiano.

Relativamente al collegamento fra pannello e trave o pannello e pilastro (figure 8) si può prevedere che i perni dell'ancoraggio 6 siano di diametro minore dei relativi fori (29) sul pannello (11) in modo da impedire al pannello stesso l' interferenza con la struttura (12) ossia da impedire che il pannello diventi collaborante con la struttura aumentandone il periodo proprio di vibrazione e di conseguenza aumentandone le azioni sismiche. Il sistema di aggancio (6) tra pannello e struttura si compone di due piastre (17) e (19) che sono saldate o bullonate tra di esse. La piastra (19) à ̈ ricoperta di un materiale deformabile che evita la collaborazione tra pannello e struttura che può essere neoprene, silicone o materiale plastico di tipo deformabile (30). La piastra (19) presenta un primo foro in cui si inserisce il perno (3) comune tra le bielle del sistema antisismico (2) e un secondo foro in cui si inserisce il perno (20) che, invece, blocca una seconda piastra forata (18) facente parte del dispositivo di aggancio (6).

Il procedimento di montaggio del sistema di aggancio (6) come descritto precedentemente consiste nel: 1) effettuare un foro nel componente (11) che in tal caso à ̈ un pannello; 2) alloggiare il dispositivo di aggancio (6) dall’esterno all’interno dell’edificio; 3) inserire la piastra forata (18) sulla piastra (19) dal lato opposto del pannello (11); 4) bloccare la piastra (18) mediante un perno (20) passante la piastra (19); 5) inghisare il foro sull’elemento (11) mediante colatura di malta a ritiro compensato.

Per quanto riguarda l’azione spinotto, facendo riferimento alle successive figure 11 e 12, essa consiste in uno dei meccanismi di trasmissione degli sforzi di taglio in una connessione spinottata.

Lo spinotto à ̈ caricato a taglio lungo l’asse dell’elemento 11 e ciò porta a considerevoli deformazioni e sforzi flessionali nella barra che funge da spinotto. Dipendendo dalla resistenza, dalle dimensioni delle barre e dalla loro posizione rispetto ai lembi liberi delle sezioni, normalmente realizzate in calcestruzzo, si possono avere tre possibili meccanismi di collasso: (1) rottura a taglio delle barre; (2) collasso parallelo dell’acciaio e del calcestruzzo, (3) spacco del calcestruzzo.

La prima tipologia di collasso si ha quando una barra debole à ̈ in un elemento di calcestruzzo e quindi può collassare per taglio della barra. Tale collasso à ̈ poco importante poiché normalmente gli ultimi due meccanismi precedono il primo.

La seconda tipologia di collasso à ̈ definita “meccanismo forte†mentre la terza “meccanismo debole†.

Nel “meccanismo forte†, si sviluppa un meccanismo di collasso legato alla formazione di una o più cerniere plastiche nello spinotto; simultaneamente, una rottura locale si verifica nel calcestruzzo che circonda lo spinotto dove la pressione di contatto à ̈ molto alta (come mostrato in figura 12).

Attraverso lo spinotto, alte forze concentrate si introducono nel calcestruzzo in corrispondenza dello spinotto ed enormi tensioni di trazione si sviluppano nella zona intorno allo spinotto. Il meccanismo resistente che ne deriva, à ̈, quindi, di tipo duttile ed à ̈ altamente dissipativo.

Quando le dimensioni dell’elemento di calcestruzzo sono, invece, piccole o lo spinotto à ̈ posizionato vicino agli estremi liberi dell’elemento, si innescano rotture fragili anche per livelli di forze taglianti basse. Esse causano, quindi, rotture premature che limitano la resistenza della connessione.

Questo comportamento si denomina “meccanismo debole†ed à ̈ assolutamente da evitare in zona sismica. Chiaramente il copriferro, e quindi la distanza dei lembi liberi, definisce il passaggio da un meccanismo all’altro.

Effettuando una semplice scomposizione della sollecitazione secondo le direttrici dei pendoli, attraverso il poligono delle forze, si ricavano le sollecitazioni a cui sono soggetti gli stessi e in base a cui dimensionarli.

Il dimensionamento può essere effettuato rendendo la stessa una connessione sovraresistente o duttile in accordo alle nuove normative sismiche.

Gli spinotti possono essere dimensionati in accordo con l’equazione di Rasmussen secondo quanto stabilito dalla normativa CNR 10025/84. La formulazione, necessaria al calcolo della resistenza di connessioni spinottate, à ̈ valida nell’ipotesi di meccanismo forte. Ulteriori informazioni in caso di uso di connessioni meccaniche che prevedano vari spinotti, necessarie per i dispositivi di ancoraggio, sono presenti nelle ETAG 001 (European Organisation for Technical Approval 2008).

Con riferimento alla figura 13, che rappresenta il caso specifico di collegamento con spinotto, la CNR 10025/84 (Punto 3.2.4.1 – Stato limite di taglio (V)) suggerisce di calcolare la forza resistente orizzontale di progetto VRdmediante la seguente espressione:

dove la costante c vale 1,2 in assenza di confinamento e 1,6 in presenza di confinamento ed Φ à ̈ il diametro dello spinotto.

La formula, secondo le Istruzioni CNR, vale solo per eccentricità modesta: e ≤ 0,5Φ; in pratica essa si estende fino a e = Φ, mentre per eccentricità maggiori à ̈ necessario procedere con altre formule presenti in letteratura.

Il confinamento può ottenersi mediante l’inserimento di una piastra metallica rigida, resa aderente alla superficie di appoggio mediante l’utilizzo di calcestruzzi a ritiro controllato. Al movimento della piastra, come mostrato in figura 13 (b), corrisponde un benefico effetto di confinamento al calcestruzzo sottostante che aumenta significativamente la propria resistenza.

Con riferimento alla figura 14(a), l’elemento di connessione antisismico secondo l’invenzione può essere realizzato anche con più di due bielle, utilizzando ad esempio un terzo pendolo, denotato in figura con il riferimento numerico 9, per collegare i due perni 4 e 5 posti sul pilastro 12. Una tale configurazione porta ad un incremento ulteriore della resistenza della connessione poiché scongiura il cedimento del nodo più svantaggiato (quello con copriferro minore).

Con riferimento alla figura 14(b), nel caso di pilastro 12 in posizione intermedia tra la trave 11 ed una trave 111 ad essa consecutiva, Ã ̈ possibile utilizzare anche un ulteriore pendolo 10 per solidarizzare le due travi. I pendoli possono inoltre essere separati o costituire un unico profilo.

Come raffigurato negli esempi di figura 15, la struttura secondo la presente invenzione può essere ottenuta con una qualsiasi tipologia di sezione sia della trave che del pilastro, tramite l’ausilio di profili metallici di opportune dimensioni.

Come mostrato in figura 16, Ã ̈ possibile utilizzare dei collari bullonati o saldati a contropiastre zancate alla trave o al pilastro, che presentano perni a cui collegare i pendoli.

Preferibilmente, à ̈ possibile aumentare il confinamento degli spinotti mediante, a titolo esemplificativo, l’uso di fasciature in acciaio, FRP o altri materiali innovativi.

L’aggancio, in generale realizzato sui componenti strutturali da collegare, può essere realizzato anche con più spinotti, mantenendo lo stesso principio di funzionamento. Infine, l’elemento di connessione antisismico secondo l’invenzione può vantaggiosamente essere reso a scomparsa, inglobandolo nelle sezioni da connettere ad esempio mediante opportuni scassi.

Secondo la forma preferita di realizzazione qui mostrata a titolo esemplificativo e non limitativo, la struttura secondo l’invenzione comprende i seguenti elementi:

• quattro profili metallici in acciaio simulanti pendoli che lavorano in puro stato di sollecitazione assiale;

• spinotti metallici orizzontali filettati simulanti le cerniere dell’arco e che lavorano sfruttando il meccanismo forte dell’azione spinotto;

• malta a ritiro compensato ad alte prestazioni meccaniche per il fissaggio dei perni entro i componenti, che avviene mediante inghisaggio. Si consiglia malta BASF Emaco S55 o Mapei Mapegrout Colabile con fck= 60 N/mm<2>(dopo 7 gg); • basetta di neoprene non armato di spessore preferibilmente pari ad 1 cm per rendere possibili rotazioni;

• Guaina deformabile per assorbimento azioni legate agli effetti termici;

• Manicotto in acciaio per eventuale sostituzione del sistema post-evento sismico;

• 12 dadi di serraggio.

La struttura oggetto della presente invenzione di cui sopra à ̈ montata mediante un procedimento anch’esso oggetto della presente invenzione.

Nel caso di una trave ed un pilastro, si prevede di eseguire almeno un foro sulla trave ed un primo ed un secondo foro sul pilastro.

I fori possono essere creati in umido (con carotatrice) o a secco (con trapano). La scelta di un sistema di carotaggio rispetto all’altro à ̈ dettata dalla dimensione dei perni da inserire. Per diametri non eccessivi delle barre spinotto à ̈ possibile far ricorso alla soluzione a secco, altrimenti à ̈ preferibile la soluzione in umido. Nel caso di dispositivi di ancoraggio del tipo proposto in figure 4 si possono effettuare fori di dimensioni minori in cui inserire tasselli meccanici o chimici di opportune dimensioni.

Preferibilmente, nel caso di fori passanti, essi presentano un diametro di almeno 2 cm superiore al diametro della barra spinotto, al fine di evitare problemi di riempimento della malta.

Essi inoltre devono essere realizzati in punti tali da avere lo sviluppo del meccanismo forte e quindi sono preferibilmente posizionati ad una distanza dai bordi liberi pari ad almeno 5 volte il diametro dello spinotto. Qualora non ci fosse la possibilità di avere lo sviluppo di un meccanismo forte, la connessione può anche essere proporzionata tenendo conto dello sviluppo di un meccanismo debole disponendo, nel caso di strutture nuove, opportune staffe cerchianti attorno al foro con funzione di incremento dell’effetto di confinamento del calcestruzzo, controllo della fessurazione indotta dalle azioni concentrate e centramento dello spinotto.

Realizzati i fori, il procedimento secondo l’invenzione comprende il passo di alloggiare e fissare il perno comune entro il foro ricavato nella trave, ed una coppia di perni entro i fori ricavati nel pilastro.

Secondo una forma preferita di realizzazione del procedimento oggetto dell’invenzione, i perni, o barre, sono fissati mediante inghisaggio con malta colabile. L’inghisaggio degli spinotti può essere realizzato anche con resina o con altri tipi di malta.

Tale operazione à ̈ preferibilmente effettuata tramite una colatura a gravità con l’ausilio di ferro filato al fine di migliorare il ricoprimento della barra e evitare vuoti deleteri che possono venirsi a creare. Il getto a gravità può essere eseguito mediante la creazione di un apposito scasso sulla superficie esterna del calcestruzzo e l’uso di imbuti in plastica o legno. La fluidità della malta consente, infatti, di effettuare un getto uniforme e privo di vuoti anche in orizzontale.

Il riempimento dei fori va effettuato, dapprima, in quelli disposti nel pilastro e, successivamente, a malta indurita, in quello della trave al fine di ottenere un preciso posizionamento delle barre.

Il procedimento comprende, quindi, il passo di incernierare e serrare i pendoli, come sopra dettagliatamente descritto, tra i perni fissati nella struttura.

Prima del getto della malta nel foro presente nella trave, vanno disposti i pendoli nella posizione finale. Dopo l’indurimento della malta occorre infine serrare i bulloni e i controbulloni fornendo, se necessario, una precompressione preliminare alle barre qualora si volesse incrementare la dissipazione e la rigidezza del sistema facendo affidamento sull’attrito tra la testa del bullone e la superficie dell’elemento connesso.

Nella struttura ultimata i due profili metallici montati fungono da pendoli e vengono serrati con bulloni e controbulloni.

L’operazione descritta à ̈, inoltre, preferibilmente svolta su entrambi i lati della struttura, in base a quanto precedentemente descritto ma può essere effettuata sulle varie superfici degli elementi da connettere.

Qualora il procedimento di montaggio struttura fosse applicato ad edifici esistenti da ripristinare/adeguare, migliorare/riparare, la prima operazione da eseguire quando si ha a che fare con elementi danneggiati dal sisma à ̈ effettuare il ripristino del calcestruzzo danneggiato.

Tali elementi possono essere riparati mediante l’utilizzo di Malta a ritiro compensato ad alte prestazioni meccaniche come BASF Emaco S55 o Mapegrout Colabile.

Tali malte possono essere applicate mediante colaggio, data l’elevata fluidità e capacità di scorrimento, e presentano elevate prestazioni sia a breve che a lunga stagionatura (resistenza a compressione dopo 7gg > 60 MPa, dopo 28gg > 75 MPa), elevata adesione al calcestruzzo e all’acciaio, impermeabilità ed elevata resistenza a fenomeni di fatica.

Sempre con riferimento ad edifici esistenti da ripristinare, l’operazione di predisposizione dei fori necessita però di una fase preliminare atta all’individuazione dei regimi di armature presenti negli elementi da collegare al fine di evitare il taglio delle stesse. Per tale motivo à ̈ opportuno ricorrere sempre ad un’analisi pacometrica in situ sugli elementi per decidere il migliore punto in cui effettuare i fori.

Quindi, in sintesi, per edifici esistenti il procedimento secondo l’invenzione comprende i passi di:

• ripristino cls danneggiato;

• individuazione barre presenti nell’elemento strutturale;

• creazione dei fori di alloggiamento degli spinotti metallici;

• inghisaggio delle barre spinotto nei fori;

• posizionamento dei pendoli e serraggio dei dadi e controdadi.

Per edifici di nuova realizzazione, la predisposizione dei fori per l’alloggiamento degli spinotti metallici può essere fatta mediante l’uso di tubi in PVC, come normalmente avviene anche per le connessioni spinottate.

La connessione può essere anche utilizzata per il rinforzo a taglio di edifici in c.a. che possono presentare un collasso da azione spinotto o ripresa di getto.

La connessione può anche essere applicata per incrementare la dissipazione locale dei nodi in edifici esistenti e di nuova costruzione (aumento del coefficiente di smorzamento legato all’analisi sismica degli edifici).

La presente invenzione à ̈ stata fin qui descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione preferita. È da intendersi che possono esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura (1) per edificio, caratterizzata dal fatto di comprendere: • un primo (11) ed un secondo (12) componente; • almeno un elemento di connessione antisismico (2) atto a collegare tra loro detti primo (11) e secondo (12) componente; • detto almeno un elemento di connessione (2) comprendendo un primo (21) ed un secondo (22) pendolo presentanti rispettive prime porzioni incernierate ad un perno comune (3) fissato sul primo componente (11), e rispettive seconde porzioni incernierate ciascuna ad un rispettivo perno (4, 5) fissato sul detto secondo componente (12) e dove detto primo componente (11) à ̈ una trave o un architrave o un tegolo o un elemento di copertura o un pannello di tamponamento o un pilastro (11), e detto secondo componente (12) à ̈ una trave o un architrave o un tegolo o un elemento di copertura o un pannello di tamponamento o un pilastro 2. Struttura (1) per edificio, caratterizzata dal fatto di comprendere: • un primo (11) ed un secondo (12) componente; • almeno un elemento di connessione antisismico (2) atto a collegare tra loro detti primo (11) e secondo (12) componente; • detto almeno un elemento di connessione (2) comprendendo un primo (21) ed un secondo (22) pendolo presentanti rispettive prime porzioni incernierate ad un perno comune (3) fissato sul secondo componente (12), e rispettive seconde porzioni incernierate ciascuna ad un rispettivo perno (4, 5) fissato sul detto primo componente (11). e dove detto primo componente (11) à ̈ una trave o un architrave o un tegolo o un elemento di copertura o un pannello di tamponamento o un pilastro (11), e detto secondo componente (12) à ̈ una trave o un architrave o un tegolo o un elemento di copertura o un pannello di tamponamento o un pilastro (12). 3. Struttura (1) per edificio secondo una delle rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una coppia di elementi di connessione antisismici (2, 2’), ciascun elemento antisismico (2) o (2') disposto su un piano parallelo o non parallelo al piano dell'altro e posti sul medesimo o su differenti lati di detto primo e/o secondo componente di detta struttura (1). 4. Struttura (1) per edificio secondo una delle rivendicazioni 1, 2, 3, caratterizzata dal fatto che almeno una coppia di elementi di connessione (2, 2’) comprende un collegamento con barre (15 e 16) o profili saldati o bullonati per assorbimento delle sollecitazioni ortogonali tramite meccanismo flessionale; 5. Struttura (1) per edificio secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti primo (11) e secondo (12) pendolo di detto almeno un elemento di connessione antisismico (2) formano tra loro un angolo qualsiasi preferibilmente pari a 45°. 6. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti perni (3, 4, 5) sono spinotti (3, 4, 5) rivestiti da una guaina deformabile. 7. Struttura (1) per edificio secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detti spinotti (3, 4, 5) sono rivestiti da manicotti metallici. 8. Struttura (1) per edificio secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che detti perni (3, 4, 5) sono fissati a detto primo componente (11) o detto secondo componente (12) mediante inghisaggio con malta, resina o collari bullonati o saldati a contropiastre zancate rispettivamente a detto primo componente (11) o detto secondo componente (12) o inseriti in detto primo componente (11) o detto secondo componente (12) in un idoneo foro, o fin dalla sua realizzazione, previa predisposizione di opportuna armatura di frettaggio. 9. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto almeno un elemento di connessione (2) comprende un terzo pendolo (9), presentante rispettive porzioni incernierate ai perni (4, 5) fissati entro detto primo (11) o secondo componente (12). 10. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascun pendolo (21, 22) à ̈ incernierato ai rispettivi perni (3, 4; 3, 5) sostanzialmente in corrispondenza di sue porzioni estremali. 11. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti pendoli (21, 22) comprende un dissipatore del tipo isteretico in metallo e dove detto dissipatore isteretico in metallo si deforma per azioni assiali, flessionali, torsionali o taglianti. 12. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti pendoli (21, 22) comprende un dissipatore del tipo viscoso e dove detto dissipatore del tipo viscoso à ̈ del tipo puramente viscoso o viscoso ricentrante 13. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti pendoli (21, 22) comprende un dissipatore del tipo ad attrito. 14. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti pendoli (21, 22) comprende un dissipatore viscoelastico. 15. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti pendoli (21, 22) comprende un dispositivo in lega a memoria di forma. 16. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti pendoli, perni sono in metallo e/o altro idoneo materiale. 17. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti pendoli giacciono sostanzialmente sullo stesso piano o su piani differenti, detti piani essendo fra loro paralleli o non paralleli. 18. Struttura (1) per edificio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una piastra (19) ricoperta di un materiale deformabile che evita la collaborazione tra pannello e struttura che può essere neoprene, silicone o materiale plastico di tipo deformabile e dove detta piastra (19) presenta un primo foro in cui si inserisce il perno (3), comune tra le bielle (21) e (22) del sistema antisismico (2), e un secondo foro in cui si inserisce il perno (20) atto a bloccare una seconda piastra forata (18) facente parte del dispositivo di aggancio (6). 19. Procedimento di montaggio di una struttura (1) comprendente un primo (11) ed un secondo componente (12), caratterizzata dal fatto di comprendere i passi di: • predisporre almeno un foro entro detto primo componente (11) ed almeno un primo ed un secondo foro entro detto secondo componente (12), • alloggiare e fissare un perno comune (3) entro il foro comune ricavato in detto primo componente (11) ed un primo e secondo perno (4, 5) rispettivamente entro detti primo e secondo foro ricavati entro detto secondo componente (12); • incernierare e serrare un elemento di connessione (2) tra detti primo (11) e secondo (12) componente, l’elemento di connessione (2) comprendendo un primo pendolo (21) posto tra detto perno comune (3) e detto primo perno (4), ed un secondo pendolo (22) posto tra detto perno comune (3) e detto secondo perno (5). 20. Procedimento di montaggio di una struttura (1) comprendente un primo (11) ed un secondo componente (12), caratterizzata dal fatto di comprendere i passi di: • predisporre almeno un foro entro detto secondo componente (12) ed almeno un primo ed un secondo foro entro detto primo componente (11), • alloggiare e fissare un perno comune (3) entro il foro comune ricavato in detto secondo componente (12) ed un primo e secondo perno (4, 5) rispettivamente entro detti primo e secondo foro ricavati entro detto primo componente (11); • incernierare e serrare un elemento di connessione (2) tra detti primo (11) e secondo (12) componente, l’elemento di connessione (2) comprendendo un primo pendolo (21) posto tra detto perno comune (3) e detto primo perno (4), ed un secondo pendolo (22) posto tra detto perno comune (3) e detto secondo perno (5). 21. Procedimento di montaggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere che su un medesimo perno sono fissati almeno due pendoli di due elementi di connessione. 22. Procedimento di montaggio secondo una delle rivendicazioni da 19 a 21, caratterizzata dal fatto di comprendere un rilevamento dei ferri di armatura di uno o più di detti componenti al fine del posizionamento dei fori per detti perni. 23. Procedimento di montaggio secondo una delle rivendicazioni da 19 a 22, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una foratura nel pannello (11), alloggiare il dispositivo di aggancio (6) dall’esterno all’interno dell’edificio, inserire la piastra forata (18) sulla piastra (19) dal lato opposto del pannello (11), bloccare la piastra (18) mediante un perno (20) passante la piastra (19); 5) inghisare il foro sull’elemento (11) mediante colatura di malta a ritiro compensato.