ITTO20100072A1

ITTO20100072A1 - Pannello composito rinforzato per la costruzione di solai, muri, travi e pilastri

Info

Publication number: ITTO20100072A1
Application number: IT000072A
Authority: IT
Inventors: Sebastiano Bertero
Original assignee: Sebastiano Bertero
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-08-03
Also published as: EP2360325A1; ES2608407T3; IT1398201B1; US20110209437A1; EP2360325B1

Description

DESCRIZIONE

â€œPannello composito rinforzato per la costruzione di solai, muri, travi e pilastriâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un pannello composito rinforzato per la costruzione di solai, muri, travi e pilastri, del tipo indicato nel preambolo della rivendicazione 1.

Un pannello a struttura composita del tipo suddetto Ã ̈ noto da EP-A-1 840 290. Generalmente il pannello Ã ̈ composto da fogli ondulati di carta impregnata di resine, sovrapposti e incollati tra loro e inclinati in modo alternato, dove gli avvallamenti delle ondulazioni di un foglio sono vincolati ai picchi delle ondulazioni del foglio adiacente. Tali pannelli hanno finora trovato applicazione principalmente per la costruzione di muri di tamponamento non portanti, grazie alla capacitÃ di ricevere e trattenere nei loro alveoli, senza subire modifiche di forma, molti diversi materiali da costruzione mediante spalmatura, incollaggio, spruzzatura o altri sistemi di fissaggio. Tipicamente si applicano malte cementizie normali o con fibre rinforzanti, calce, intonaci pre-miscelati, cementi, piastrelle e ceramiche, vetroresina, fibre di vetro e di carbonio, plastiche e materiali compositi, laminati di carta e decorativi, tappezzeria, legno, compensati e derivati, polistirolo e poliuretano. Tali pannelli sono anche utilizzati come elementi di alleggerimento nella costruzione di solai in cemento armato a soletta nervata.

I pannelli suddetti offrono elevate prestazioni in termini di leggerezza, economicitÃ , facilitÃ di montaggio e fonoassorbenza, e sopportano bene le sollecitazioni dinamiche e sismiche. Essi non presentano, perÃ², caratteristiche di rigidezza statica tali da renderli idonei per la costruzione di muri portanti e/o solai, in assenza di altri elementi strutturali di tipo tradizionale, quali travi e travetti, putrelle e simili.

Lo scopo generale dell'invenzione Ã ̈, pertanto, di realizzare un pannello composito rinforzato che riunisca in sÃ© le qualitÃ di leggerezza ed economicitÃ dei pannelli sopra discussi, oltre ad avere una capacitÃ portante intrinseca che lo renda idoneo a sopportare carichi di tipo strutturale, il che permette di realizzare solai, muri, travi e pilastri.

Un altro scopo dell'invenzione Ã ̈ di realizzare un pannello particolarmente facile da assemblare e da montare con pannelli simili, secondo uno schema sostanzialmente modulare, per costituire la struttura portante di un edificio.

Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo l'invenzione da un pannello composito rinforzato avente le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.

Verranno ora descritte alcune forme di realizzazione preferite ma non limitative, fornite a titolo di puro esempio, di un pannello rinforzato secondo l'invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:

le figure 1 e 2 sono viste prospettiche, parzialmente sezionate, di un pannello secondo una forma di realizzazione dellâ€™invenzione;

la figura 3 Ã ̈ unâ€™altra vista prospettica del pannello delle figure 1 e 2; e

la figura 4 Ã ̈ una vista parziale, in sezione trasversale, di una zona di bordo di un pannello secondo lâ€™invenzione.

Facendo inizialmente riferimento alla figura 1 con il numero 10 Ã ̈ indicato nel suo insieme un pannello composito comprendente un corpo a struttura laminata 11, il quale Ã ̈ costituito da una pluralitÃ di fogli ondulati o corrugati 12, 13 disposti secondo piani paralleli. Le ondulazioni di ciascun foglio 12 (o 13) si estendono in direzioni parallele tra loro e sono incrociate rispetto a quelle dei due fogli adiacenti 13 (o 12), e gli avvallamenti delle ondulazioni di un foglio sono vincolati ai picchi delle ondulazioni del foglio adiacente.

Il corpo a struttura laminata 11 non si discosta, in modo apprezzabile, da quello illustrato e descritto in EP-A-1 840 290. Gli strati ondulati 12, 13 sono preferibilmente costituiti da materiale cartaceo impregnato da resine artificiali. Per materiale cartaceo si intende qui un materiale di origine vegetale presente sotto forma di lamine sottili, quali ad esempio la carta, il cartoncino ed il cartone. In una forma di realizzazione particolarmente preferita, gli strati 12, 13 sono realizzati con carte di tipo "Kraft" avente particolari qualitÃ di resistenza e di tenacitÃ . La carta costituente gli strati 12, 13 ha preferibilmente una grammatura massima di 1000 g/m<2>, preferibilmente una grammatura compresa tra 20 e 200 g/m<2>, e piÃ¹ preferibilmente ancora tra 80 e 140 g/m<2>. In alternativa, si potranno utilizzare altri tipi di carta, come ad esempio carta di giornale oppure carta ottenuta per mezzo di materiali di scarto riciclati.

Le resine artificiali che impregnano la carta per la realizzazione degli strati ondulati 12, 13 sono preferibilmente materiali polimerici ottenibili tramite il noto procedimento di policondensazione, cosicchÃ© sia possibile impregnare il materiale cartaceo con i polimeri non ancora condensati per poi attendere una solidificazione dei polimeri stessi. Si possono ad esempio utilizzare resine melamminiche, oppure resine fenoliche. Tali resine artificiali conferiscono al materiale cartaceo un'elevata resistenza all'acqua, all'umiditÃ ed agli agenti chimici, nonchÃ© una piÃ¹ elevata resistenza meccanica. In alternativa, gli strati ondulati possono essere costituiti da materiali polimerici, metallici, compositi, quali in particolare la vetroresina, o altri ancora (ad esempio legno, tessuti, feltro, lana, cotone).

Le ondulazioni lineari degli strati ondulati sono preferibilmente di forma e dimensioni regolari. Ad esempio, ogni onda ha una lunghezza circa doppia dell'altezza, opportunamente una lunghezza compresa tra circa 5 e 30 mm, preferibilmente tra 16 e 20 mm, ed un'altezza massima preferibilmente di 30 mm, piÃ¹ preferibilmente compresa tra 3 e 15 mm, e piÃ¹ preferibilmente ancora tra 8 e 10 mm. Aumentando o riducendo l'ampiezza di tali onde Ã ̈ possibile rispettivamente ridurre o aumentare la resistenza strutturale del corpo laminato 11.

Gli strati successivi sono preferibilmente legati tra loro per mezzo delle stesse resine artificiali con le quali Ã ̈ impregnata la carta, ad esempio mediante resine viniliche. Come di per sÃ© noto, l'incollaggio reciproco degli strati risulta semplice per il fatto che le ondulazioni degli strati adiacenti si estendono in direzioni differenti, dove uno strato superiore si appoggia sulle creste delle ondulazioni dello strato inferiore, senza necessitare di piani di appoggio intermedi.

Nella particolare forma di realizzazione illustrata nei disegni, si fa riferimento ad un pannello a forma di parallelepipedo rettangolo. Ãˆ evidente che la scelta di una forma parallelepipeda Ã ̈ preferenziale per talune condizioni applicative ma di certo non imperative ai fini dell'attuazione dell'invenzione. In particolare, questa si presta ad essere realizzata con un pannello di forma prismatica, ad esempio con due facce opposte presentanti un profilo incurvato, o con una struttura geometrica diversa da una struttura simmetrica.

Con 14, 15 sono indicati elementi di rinforzo tubolari perforati, atti ad essere integrati nel pannello finito. Gli elementi tubolari sono fissati sulle superfici esterne del corpo laminato 11. Nella forma di realizzazione preferenziale illustrata, gli elementi tubolari 14 sono accolti parzialmente in sedi 16 conformate come incavi allungati ricavati lungo gli spigoli del corpo laminato. Questa collocazione facilita il posizionamento corretto dei rinforzi tubolari rispetto al corpo laminato 11 e consente unâ€™integrazione migliore di questi rinforzi nel pannello finito.

La disposizione dei rinforzi tubolari lungo gli spigoli del corpo laminato dÃ luogo ad unâ€™intelaiatura a gabbia che serve a ottimizzare la resistenza del pannello a sollecitazioni sia di compressione e sia di flessione o taglio agenti secondo qualsiasi direzione, in particolare agenti in piani perpendicolari alla faccia piÃ¹ estesa 17 del pannello nel caso in cui esso serva per la composizione di un solaio, e secondo direzioni parallele alla faccia 17, qualora il pannello sia destinato a fungere da elemento modulare per la composizione di un muro portante. In alternativa, secondo una variante meno preferita e non illustrata, le sedi per lâ€™alloggiamento degli elementi di rinforzo potrebbero essere ricavate sempre lungo le superfici esterne del corpo laminato ma non lungo gli spigoli di questo.

Sui pannelli rinforzati si applica un rivestimento 18 di malta cementizia o altro impasto indurente che, oltre a rivestire almeno una parte delle superfici esterne del corpo laminato 11, va ad annegare gli elementi di rinforzo tubolari, li solidarizza al corpo laminato e riempie le loro cavitÃ interne formando con gli elementi di rinforzo una struttura mista monolitica che, nella forma di realizzazione preferita, si presenta come una gabbia periferica in cemento armato integrata con il corpo laminato.

Sempre secondo la forma di realizzazione preferita, gli elementi tubolari presentano una sezione trasversale di forma rettangolare o quadrata con una perforazione diffusa che assolve il duplice scopo di permettere alla malta cementizia di riempire lo spazio allâ€™interno dellâ€™elemento tubolare e di facilitare il collegamento meccanico con altri elementi di rinforzo simili. Il collegamento meccanico avviene principalmente con altri elementi di rinforzo di uno stesso pannello, in questo esempio mediante elementi di fissaggio quali bulloni 19, collocati vantaggiosamente in corrispondenza dei vertici del corpo 11. Allo stesso modo si puÃ² effettuare il collegamento meccanico tra pannelli consecutivi o adiacenti, a seconda della parte di edificio che si vuole costruire. Le perforazioni diffuse costituiscono una via particolarmente vantaggiosa per lâ€™introduzione e la distribuzione uniforme della malta cementizia (o altro impasto) che viene applicata. La distribuzione uniforme delle perforazioni, inoltre Ã ̈ da preferire rispetto ad un numero ridotto di passaggi per la malta poichÃ© non crea concentrazioni o picchi di sforzi in certe zone anzichÃ© altre, e quindi non crea particolari punti di indebolimento strutturale. La compenetrazione della malta in una moltitudine di fori crea un ancoraggio particolarmente efficace e ben radicato degli elementi di rinforzo con il resto del pannello. Si apprezzerÃ inoltre che un elemento di rinforzo tubolare, e quindi cavo, possiede un momento di inerzia maggiore rispetto ad un elemento pieno, a paritÃ di area della sezione trasversale. La forma cava degli elementi di rinforzo offre inoltre una sede particolarmente comoda per lâ€™eventuale alloggiamento di ulteriori elementi di rinforzo, quali ad esempio barre e/o cavi di acciaio che possono essere sistemate allâ€™interno degli elementi tubolari per essere quindi annegate nello stesso impasto indurente.

La forma quadrata o rettangolare della sezione trasversale degli elementi di rinforzo facilita il collegamento ad angolo retto tra questi elementi attorno ad un corpo prismatico o parallelepipedo. Lâ€™accoppiamento e il successivo ancoraggio degli elementi di rinforzo rispetto al corpo laminato risultano piÃ¹ efficaci se, come nella forma di realizzazione illustrata, le sedi ricavate lungo gli spigoli del corpo laminato hanno una sezione trasversale parzialmente congruente a quella del corpo tubolare. In questo esempio, con elementi tubolari a sezione quadrata o rettangolare, le sedi nel corpo laminato sono individuate da una coppia di pareti consecutive ad angolo retto, contro le quali appoggiano due facce consecutive del tubo di rinforzo 14 (figura 4). Secondo altre forme di realizzazione dellâ€™invenzione (non illustrate), gli elementi di rinforzo hanno sezione ad anello aperto (ad esempio secondo una sezione a â€œCâ€ ), di forma poligonale o arrotondata. In talune applicazioni si puÃ² infatti preferire una fenditura longitudinale che favorisce lâ€™ingresso della malta cementizia per il riempimento della cavitÃ interna dellâ€™elemento tubolare di rinforzo.

Quali materiali idonei per realizzare gli elementi di rinforzo possono essere scelti tra l'acciaio, la vetroresina, il legno o il bambÃ¹ e, piÃ¹ in generale, qualsiasi materiale rigido in grado di sopportare sforzi di trazione. Ad esempio, gli elementi di rinforzo possono essere fatti di policarbonato, vantaggiosamente ricavati per pultrusione. Nella forma di realizzazione preferita illustrata nei disegni, gli elementi di rinforzo sono ottenuti piegando e saldando una lamiera metallica perforata a struttura reticolare, con perforazioni di forma qualsiasi, in questo esempio quadrata.

La malta cementizia puÃ² essere applicata a spruzzo, ad esempio tramite intonacatrici. Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita (figura 4), nella condizione montata le superfici esterne degli elementi di rinforzo non sono a raso con le superfici esterne del corpo laminato, ma sono leggermente rientranti, per avere maggiori certezze circa il rivestimento completo dell'elemento metallico con la malta cementizia che riveste le facce esterne del pannello e nella quale vengono annegati gli elementi di rinforzo.

Gli elementi di rinforzo 15 sono assimilabili a staffe che collegano trasversalmente due degli elementi di rinforzo piÃ¹ lunghi che corrono lungo spigoli paralleli, e si fanno principalmente carico di sforzi di taglio e di torsione quando il pannello viene usato per la composizione di un solaio, mentre contrastano lâ€™instabilitÃ a carico di punta quando il pannello viene utilizzato nella costruzione di un muro portante.

Come noto, la superficie esterna del corpo a struttura laminare Ã ̈ molto frastagliata e offre una presa ideale per il materiale cementizio, che viene cosÃ¬ facilmente trattenuto su tutte le facce esterne del corpo laminato 11. Dopo l'indurimento della malta cementizia che riveste le facce esterne del pannello e che forma vere e proprie travi di cemento armato lungo gli spigoli del pannello, questo possiede caratteristiche di resistenza a flessione, compressione e trazione che lo rendono idoneo a fungere da elemento modulare per la composizione di un muro portante o di un solaio, senza necessitare di ulteriori elementi di rinforzo.

Nonostante siano state descritte ed illustrate alcune forme di realizzazione, resta inteso che sono possibili numerose varianti, e che il pannello Ã ̈ suscettibile di modifiche relative a forma, dimensioni, disposizioni di parti, dettagli costruttivi e materiali utilizzati. Si potranno, ad esempio, scegliere altri mezzi di connessione per vincolare tra loro gli elementi di rinforzo, senza per questo uscire dall'ambito dellâ€™invenzione, cosÃ¬ come definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pannello composito (10) per la costruzione di solai, muri, travi e pilastri, comprendente un corpo a struttura laminata (11) di forma sostanzialmente prismatica o parallelepipeda comprendente una pluralitÃ di fogli ondulati (12, 13) disposti secondo piani paralleli, dove le ondulazioni di ciascun foglio si estendono in direzioni parallele tra loro e incrociate rispetto a quelle dei fogli ondulati adiacenti, e dove gli avvallamenti delle ondulazioni di un foglio sono vincolati ai picchi delle ondulazioni del foglio adiacente, caratterizzato dal fatto comprende una pluralitÃ di elementi tubolari di rinforzo perforati (14, 15) fissati su superfici esterne del corpo a struttura laminata (11).
2. Pannello composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno alcuni (14) degli elementi di rinforzo tubolari sono fissati lungo almeno due spigoli paralleli del corpo a struttura laminata (11).
3. Pannello composito secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che gli elementi tubolari di rinforzo (14) sono collegati tra loro cosÃ¬ da formare unâ€™intelaiatura a gabbia attorno agli spigoli del corpo a struttura laminata (11).
4. Pannello composito secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi tubolari di rinforzo (14, 15) sono collegati tra loro mediante mezzi di fissaggio meccanici (19).
5. Pannello composito secondo le rivendicazioni 3 e 4, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14) sono fissati tra loro in corrispondenza dei vertici del prisma o parallelepipedo del corpo a struttura laminata (11).
6. Pannello composito secondo una qualunque delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14) sono accolti parzialmente in sedi (16) conformate come incavi allungati ricavati lungo gli spigoli del corpo a struttura laminata (11).
7. Pannello composito secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le sedi (16) sezioni trasversali almeno parzialmente congruenti a quelle degli elementi di rinforzo tubolari (14) in esse alloggiati.
8. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) hanno sezione trasversale di forma quadrata o rettangolare.
9. Pannello composito secondo le rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) hanno sezione trasversale di forma quadrata o rettangolare, e che le sedi (16) nel corpo a struttura laminata (11) presentano ciascuna una coppia di pareti consecutive ad angolo retto, contro le quali appoggiano due facce consecutive degli elementi di rinforzo (14) in esse alloggiati.
10. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) sono annegati in un rivestimento indurito (18), quale una malta cementizia o un intonaco, che riempie le loro cavitÃ interne.
11. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni da 6 a 10, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) presentano le proprie superfici esterne rientranti rispetto alle superfici esterne del corpo a struttura laminata (11).
12. Pannello composito secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che il rivestimento indurito (18) riveste almeno parzialmente almeno una faccia esterna del corpo a struttura laminata (11).
13. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) hanno sezione trasversale ad anello chiuso.
14. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni da 1 a 12, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) hanno sezione trasversale ad anello aperto con una fenditura estesa longitudinalmente.
15. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) sono fatti di un materiale rigido, preferibilmente selezionato tra i seguenti: acciaio, vetroresina, policarbonato, legno, bambÃ¹.
16. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) sono ottenuti piegando e saldando una lamiera metallica perforata a struttura reticolare.
17. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi di rinforzo tubolari (14, 15) presentano perforazioni distribuite in modo sostanzialmente uniforme.
18. Pannello composito secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli strati ondulati (12, 13) del corpo a struttura laminata (11) sono fatti di materiale cartaceo impregnato da resine artificiali.