ITUD960020A1 - Perfezionamenti alle armature metalliche delle travi in cemento armato per edilizia - Google Patents

Description

"PERFEZIONAMENTI ALLE ARMATURE METALLICHE DELLE TRAVI IN CEMENTO ARMATO PER EDILIZIA"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Formano oggetto del presente trovato dei perfezionamenti alle armature metalliche delle travi in cemento armato per edilizia come espressi nella rivendicazione principale.

In particolare, il presente trovato riguarda armature, per travi di tipo tradizionale, costituite da tralicci reticolari prefabbricati, le quali permettono di estendere anche alla categoria delle travi in cemento armato i vantaggi delle travi a struttura mista e/o i vantaggi della prefabbricazione controllata .

Le travi a cui si rivolge il trovato sono le travi portanti che si ancorano ai pilastri e/o ad altre travi poste di testa ad esse, dette travi portanti sostenendo i travetti del solaio con i relativi solai in laterizio e/o i solai a lastre o qualunque altro tipo di solaio anche autoportante.

STATO DELLA TECNICA

Nel settore dell'edilizia, ed in particolare nelle costruzioni civili, è noto che la realizzazione delle travi in cemento armato in spessore di solaio, rispetto a quella delle travi a struttura mista, richiede una maggiore larghezza della trave a parità dì portanza e presenta l'inconveniente di necessitare di banchinaggi e di manodopera specializzata nella preparazione delle armature metalliche.

Le armature metalliche reticolari a traliccio di tipo sostanzialmente standardizzato delle travi a struttura mista metallo-calcestruzzo assommano tutti i noti vantaggi peculiari delle strutture miste ai vantaggi della prefabbricazione totale della struttura metallica.

Le travi in cemento armato consentono, per contro, di realizzare direttamente in opera ed in modo definitivo, mediante il getto di completamento, una migliore protezione del ferro, preservandolo completamente da ogni possibile rischio di corrosione.

Nelle costruzioni civili è nota la procedura di contenere le travi nello spessore dei solai, riuscendo in questo modo a permettere, anche in fase di esercizio del fabbricato, di poter liberamente spostare i tramezzi.

Le armature metalliche attualmente impiegate nell'esecuzione delle travi tradizionali in cemento armato vengono assemblate manualmente in cantiere e, per la posa in opera, necessitano di operazioni di banchinaggio proporzionali alla larghezza della trave stessa.

Tale larghezza può assumere valori molto elevati nel caso di travi in spessore solaio con pilastri aventi interasse di luce rilevante, ed aumentano maggiormente nelle zone sismiche, a causa della limitazione delle sollecitazioni, specialmente alle estremità.

A questi inconvenienti bisogna aggiungere le deformazioni plastiche a tempo infinito che provocano schiacciamenti nei tramezzi con conseguenti rotture degli stessi.

Un altro inconveniente comportato dalle armature tradizionali utilizzate nelle travi in cemento armato deriva dal fatto che nelle armature tradizionali è necessario utilizzare staffe ad almeno quattro bracci; ciò comporta che per ogni staffa vengono usati tondini per una lunghezza fino a tre volte la larghezza della trave senza che questo ferro sia necessario per fini statici.

La proponente si è pertanto posta l'obiettivo di combinare i vantaggi derivanti dalla realizzazione di travi in cemento armato di tipo tradizionale con quelli delle travi a struttura mista con prefabbricazione totale della struttura metallica.

A tale scopo essa ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

II presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale .

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Lo scopo principale del trovato è quello di realizzare armature metalliche, per travi di tipo tradizionale, che consentano di ridurre il costo derivante' dalle operazioni di banchinaggio, riducendo nel contempo la quantità globale di ferro e di cemento necessaria per la loro realizzazione rispetto alle convenzionali travi in cemento armato.

Altro scopo del trovato è quello di fornire una armatura metallica interamente prefabbricata che consenta una sua rapida posa in opera e non richieda manodopera specializzata per la realizzazione raanuale in cantiere.

Ulteriore scopo del trovato è quello di fornire, in un settore tradizionale, i medesimi vantaggi ottenibili con travi a struttura mista.

Le armature metalliche realizzate secondo il trovato consentono di ottenere un risparmio complessivo in ferro dell'ordine del 25+35% ed un risparmio sia in carpenteria che in calcestruzzo fino al 70%.

Il'trovato si concretizza nell’utilizzo di armature metalliche costituite da tralicci reticolari, prefabbricati in stabilimento, che sono sostanzialmente del tipo di quelli utilizzati per l'esecuzione di travi del tipo a struttura mista, oppure di altro tipo ad esso assimilabile.

Una trave armata con tale tipo di armatura ha, per effetto della forte armatura compressa, cedimenti a tempo infinito minori di quelli delle tradizionali travi piatte in cemento armato e ciò, di conseguenza, permette di aumentare gli interassi dei pilastri.

Nel contempo, l'alta percentuale di armatura metallica determina nel calcestruzzo delle basse sollecitazioni, consentendo di ridurre la larghezza delle travi e, di conseguenza, di ridurre i costi inerenti di carpenteria.

Va notato al proposito che in molti paesi le norme vincolano la larghezza della trave ad un valore non superiore a due volte l’altezza del solaio più la larghezza del relativo pilastro e pertanto la riduzione della larghezza della trave è un requisito progettualmente molto importante.

Nell'ipotesi di autoportanza, ad esempio nel caso di travi ribassate fuori spessore solaio, ed utilizzando opportuni accorgimenti e tecniche operative, è anche possibile appendere il banchinaggio ai tralicci reticolari, con conseguente eliminazione dei puntèlli e con una miglior utilizzazione del ferro usato.

La riduzione della larghezza della trave a parità di portanza determina una notevole riduzione della quantità di calcestruzzo e della carpenterìa occorrente alla sua realizzazione.

Secondo una soluzione preferenziale del trovato, i tralicci reticolari utilizzati come armatura sono più lunghi della luce della trave affinchè, nel caso di travi contigue, ciascuna estremità dei tralicci sporga per un certo tratto al di là dei relativi pilastri; in tal in modo, in corrispondenza del nodo, si concretizza una sovrapposizione dei tralicci, solidarizzata dal successivo getto di calcestruzzo, che consente di realizzare la continuità strutturale tra le strutture orizzontali e le strutture verticali senza l'ausilio dei monconi.

L'eliminazione dei monconi di collegamento, l'eliminazione del ferro corrispondente alla parte orizzontale delle staffe e l’ancoraggio delle armature, che si verifica per schiacciamento e non più per aderenza, determina anche una considerevole diminuzione della quantità del ferro occorrente alla realizzazione delle armature.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.

Nella tavola abbiamo che:

- la fig. 1 illustra una vista laterale di una possibile traliccio reticolare utilizzato come armatura metallica per travi in cemento armato secondo il trovato;

- la fig. 2 illustra in sezione il traliccio singolo di fig. 1 dotato di un elemento di supporto trasversale inferiore;

- la fig. 2a illustra in sezione una variante di fig. 2, rappresentante un traliccio singolo di maggiore altezza, utilizzato come armatura metallica per travi ribassate in cemento armato secondo il trovato;

la fig. 3 illustra in sezione una variante di fig.

2 in cui è rappresentato un traliccio doppio atto a ricevere un traliccio adiacente parzialmente sovrapposto in corrispondenza del nodo;

la fig. 4 illustra in sezione un traliccio doppio atto a sovrapporsi parzialmente in corrispondenza del nodo al traliccio illustrato in fig. 3 ed atto a ricevere il traliccio singolo illustrato in fig. 2; la fig. 5 illustra con una vista prospettica l'accoppiamento tra le estremità dei due tralicci delle figg. 3 e 4 in corrispondenza del nodo;

la fig. 6 illustra la vista dall'alto dei due tralicci delle figg. 3 e 4 accoppiati in corrispondenza del nodo;

la fig. 6a illustra la vista dall'alto dei due tralicci delle figg. 2 e 3 accoppiati in corrispondenza del nodo;

le figg. 7a, 7b e 7c illustrano in sezione la fase di gettata di calcestruzzo per la realizzazione delle travi utilizzanti le armature metalliche di cui al presente trovato.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

· Le figure allegate 1-4 illustrano alcune possibili soluzioni di tralicci utilizzati come armatura metallica per una trave 20 di tipo sostanzialmente tradizionale.

II traliccio è di tipo prefabbricato ed è sostanzialmente del tipo utilizzato nella realizzazione delle travi a struttura metallica.

Esso è costituito, nel caso di specie, da almeno un'anima reticolare 11 che presenta un corrente superiore 12 costituito, nel caso di specie, da una coppia di profilati 12a e 12b, di sezione preferenzialmente tonda o quadra.

Sostanzialmente in corrispondenza della base dell'anima reticolare 11 è presente un corrente inferiore 13 costituito da una coppia di profilati 13a e 13b, anch'essi di sezione preferenzialmente tonda o quadra.

Tra i profilati 12a e 12b sono saldate le estremità di una pluralità di aste diagonali 14 aventi l'altra loro estremità serrata tra l'altra coppia di profilati 13a e 13b.

Secondo una variante non illustrata, al posto delle aste diagonali 14 è presente un elemento continuo a sinusoide lateralmente saldato al corrente superiore 12 ed al corrente inferiore 13.

Le aste diagonali 14, il corrente superiore 12 ed il corrente inferiore 13 costituiscono nel loro insieme l'anima reticolare 11 del traliccio 10.

Nel caso di traliccio 10 singolo, il traliccio 10 è costituito solamente dalla sua anima reticolare 11.

Nel caso di traliccio doppio 110 o 210, triplo, ecc., per traliccio si intende rispettivamente l'insieme di due, tre, ecc. anime reticolari 11 collegate o meno tra loro.

Detta anima reticolare 11 può essere in alcuni casi associata inferiormente, od anche superiormente, nel caso di specie, a profilati trasversali 15 intervallati che ne costituiscono il supporto e nel contempo hanno la funzione di collegare i ferri inferiori dei due campi di solaio 19 che si appoggiano sulla trave.

Nel caso di fig. 2, l'anima reticolare 11 è disposta sostanzialmente in corrispondenza della linea mediana dei profilati trasversali 15 e quindi, rispetto alla trave 20, si posiziona sostanzialmente assiale.

Nel caso delle figg. 3 e 4, che raffigurano tralicci di tipo doppio, ossia presentanti due anime reticolari 11, le anime reticolari 11 sono disposte lateralmente e simmetricamente rispetto alla mezzeria della trave 20 a definire un'armatura di tipo doppio ed assiale rispetto alla trave 20.

I profilati trasversali 15 presentano le estremità ricurve verso il basso in modo da lasciare inferiormente uno spazio rispetto alla base del cassero 16, spazio che viene riempito dal calcestruzzo nella fase di gettata (vedi figg. 7a, 7b, 7c), detto calcestruzzo avendo sostanzialmente la funzione di copriferro.

I profilati trasversali 15 presentano una larghezza coniugata alla larghezza necessaria alla trave e presentano l'altezza della piegatura verso il basso dimensionata in funzione del copriferro richiesto.

Altre soluzioni sono analogamente utilizzabili per supportare il traliccio 10 mantenendo tale distanza rispetto alla base 16 del cassero.

Nel caso in cui per la realizzazione dell'armatura della trave vengano utilizzati due o più tralicci 10 disposti simmetricamente rispetto all'asse della trave 20, come nelle figg. 2a e 7b, detti profilati trasversali 15 hanno inoltre la funzione di distanziare fra loro detti tralicci 10.

Ancora, detti profilati trasversali 15 contribuiscono alla stabilità delle armature metalliche nella fase del getto di completamento.

Inoltre, detti profilati trasversali 15 possono essere utilizzati per sostenere il cassero 16 o,per travi ribassate fuori spessore solaio, il cassero 16a.

Secondo una variante non illustrata, i profilati trasversali 15 sono ripiegati verso l'alto e definiscono un tratto sostanzialmente verticale od inclinato di altezza voluta che può servire, nel caso di travi ribassate, nel posizionamento di eventuali pareti laterali del cassero.

Secondo una variante, il traliccio 10 è costituito soltanto dall'anima reticolare 11; in tal caso, in fase di messa in opera, prima di eseguire il getto, a due.o più di dette anime autoportanti 11, può essere ancorata la base del cassero 16 od il cassero 16a, od altri eventuali elementi con funzioni di casseratura, che vengono sostenuti da dette anime reticolari 11.

La fig. 3 illustra un traliccio 110 di tipo doppio, ossia presentante due anime reticolari 11 disposte lateralmente e simmetricamente rispetto all'asse mediano del traliccio 110.

Dette due anime reticolari 11 definiscono tra loro uno spazio in cui può essere inserito, in corrispondenza di un pilastro 17, un tratto di estremità di un traliccio 10 adiacente del tipo singolo di fig.

2, ovvero del tipo doppio 210 di larghezza ridotta, illustrato in fig. 4.

Secondo un'altra soluzione non illustrata, il traliccio rappresentato in fig. 3 è di tipo triplo, comprendente in questo caso un'anima centrale e due anime laterali vantaggiosamente equidistanti rispetto a detta anima centrale.

La fig. 5 mostra la fase di accoppiamento dei tratti di estremità del traliccio 110 di fig. 3 e del traliccio 210 di fig. 4 in corrispondenza di un nodo costituito dal pilastro 17 e dalle due travi adiacenti ottenute utilizzando i tralicci 110 e 210. Le figg. 6 e 6a illustrano la vista dall'alto di due tralicci 110 e 210, e rispettivamente di due tralicci 10 e 110, accoppiati con i loro tratti di estremità in corrispondenza di un nodo.

In fig. 7a viene illustrata la trave 20 in spessore solaio 19 ottenuta utilizzando l'armatura metallica di cui al presente trovato, costituita da tralicci 110 e 210 in cui il traliccio 210 è indicato tratteggiato.

In fig. 7b, in corrispondenza del nodo viene realizzato l'accoppiamento fra due tralicci 10 del tipo di cui alla fig. 2, di cui uno è indicato tratteggiato, disposti specularmente rispetto all'asse della trave 20.

Nella fig. le viene illustrata la trave 20 ottenuta utilizzando l'armatura metallica di cui al presente trovato, costituita da tralicci 10, 210 e 110 che si incastrano uno nell’altro; i tralicci 10 e 210 sono indicati tratteggiati.

Dalle soluzioni illustrate, che non esauriscono tutte le possibilità, si ricava comunque che i tralicci 10, 110, 210 permettono di realizzare una piuralità di combinazioni volute, mantenendo la simmetria dell ' armatura rispetto alla trave 20 , in funzione delle specifiche necessità e delle situazioni contingenti , associando fra loro tralicci singoli 10 , doppi di tipo diverso 110 , 210 , tripli , quadrupli, ecc .

Nel caso di specie, si vede come la gettata di cemento 18 solidarizzi e colleghi le estremità affiancate dei tralicci realizzando una struttura continua in corrispondenza del pilastro 17 .

Resta inteso che nell'ambito del trovato possono essere utilizzati altri tipi di tralicci di tipo prefabbricabile ed interamente realizzabile in stabilimento.

Claims (1)

1 - Perfezionamenti alle armature metalliche delle travi in cemento armato per edilizia, del tipo utilizzato per sostenere i travetti del solaio con i relativi elementi di solaio, ed utilizzate in cooperazione con il getto di calcestruzzo (18), dette travi cooperando con almeno un pilastro e/o con almeno un'altra trave di testa, caratterizzati dal fatto che dette armature metalliche sono costituite da almeno un'anima reticolare (11) piana di tipo sostanzialmente standardizzato ed interamente prefabbricabile. 2 - Perfezionamenti alle armature metalliche come alla rivendicazione 1, caratterizzati dal fatto che l'anima reticolare (11) comprende almeno un corrente superiore (12), costituito da almeno due profilati tondi o quadri (12a, 12b), una pluralità di aste di collegamento diagonali (14) ed almeno un corrente inferiore (13), costituito da almeno due profilati tondi o quadri (13a, 13b). 3 - Perfezionamenti alle armature metalliche come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzati dal fatto che l'anima reticolare (11) è associata a mezzi di supporto e di distanziamento rispetto alla superficie inferiore e/o superiore della trave (20). 4 - Perfezionamenti come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che le anime reticolari (11) presentano un'altezza sufficiente a realizzare una trave ribassata realizzata entro casseri (16a) od altri elementi aventi funzione di casseratura. 5 - Perfezionamenti alle armature metalliche come alla rivendicazione 3, caratterizzati dal fatto che i tralicci (10, 110, 210), costituiti da una o più anime reticolari (11), cooperano solidalmente con una pluralità di profilati trasversali (15) intervallati longitudinalmente. 6 - Perfezionamenti alle armature metalliche come alla rivendicazione 5, caratterizzati dal fatto che i profilati trasversali (15) sono ripiegati alle estremità. 7 - Perfezionamenti alle armature metalliche come alla rivendicazione 6, caratterizzati dal fatto che i profilati trasversali (15) sono ripiegati verso il basso. 8 - Perfezionamenti alle armature metalliche come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che i profilati trasversali (15) presentano una larghezza coniugata alla larghezza della trave (20) e presentano le ripiegature verso il basso di altezza coniugata allo spessore del copriferro richiesto. 9 - Perfezionamenti alle armature metalliche come alla rivendicazione 6, caratterizzati dal fatto che i profilati trasversali (15) sono ripiegati verso l’alto e sostengono, almeno nel caso di travi ribassate fuori spessore solaio, eventuali elementi laterali del cassero (16a). 10 - Perfezionamenti alle armature metalliche come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che le anime reticolari (11) presentano una lunghezza superiore alla luce netta della relativa trave (20). 11 - Perfezionamenti alle armature metalliche come alla rivendicazione 10, caratterizzati dal fatto che le anime reticolari (11) di due travi in continuità si prolungano nella campata della trave adiacente sovrapponendosi per un tratto voluto alle anime reticolari (11) di detta trave adiacente. 12 - Perfezionamenti alle armature metalliche come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che i tralicci presentano due o più anime reticolari (11) disposte disassate e simmetriche rispetto all'asse della trave (20). 13 - Perfezionamenti alle armature metalliche come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che i tralìcci di tipo doppio (110) con distanza fra le anime reticolari (11) maggiore sono accoppiati, almeno in corrispondenza del nodo, a tralicci di tipo doppio (210) con distanza fra le anime reticolari (11) minore. 14 - Perfezionamenti alle armature metalliche come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che i tralicci di tipo doppio (110,210) o triplo sono accoppiati, almeno in corrispondenza del nodo, a tralicci (10) di tipo singolo. 15 - Perfezionamenti alle armature metalliche come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni.