ITPC940017A1 - ROUND COVERING ELEMENTS IN SHEET AND EXPANDED POLYURETHANE, IN PARTICULAR FOR INDUSTRIAL BUILDINGS, AND RELATED PROCEDURE - Google Patents
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Abstract
Coperture a volta per edifici industriali costituite dall'unione di più pannelli in lamiera e poliuretano espanso, vincolati lungo i bordi in modo da realizzare un elemento monolitico da fissare alla struttura dell'edificio, in cui sono previste, in corrispondenza di ciascun bordo laterale dei pannelli, parti sporgenti di lamiera sagomate in modo da realizzare un giunto a scatto fra le lamiere atto a collegare i pannelli lasciando all'interno una zona libera che viene riempita mediante poliuretano iniettato.Vaulted roofs for industrial buildings consisting of the union of several panels in sheet metal and polyurethane foam, bound along the edges so as to create a monolithic element to be fixed to the structure of the building, where they are provided, at each side edge of the panels, protruding parts of sheet metal shaped so as to create a snap joint between the sheets suitable for connecting the panels, leaving a free area inside which is filled with injected polyurethane.
Description
ELEMENTI DI COPERTURA A VOLTA IN LAMIERA E POLIURETANO ESPANSO, IN PARTICOLARE PER EDIFICI INDUSTRIALI, E RELATIVO PROCEDIMENTO. Vaulted roof elements in sheet metal and expanded polyurethane, in particular for industrial buildings, and related procedure.
La presente invenzione propone elementi di copertura del tipo a volta per edifici industriali, costituiti da pannelli curvi in lamiera e poliuretano espanso, uniti longitudinalmente In modo da realizzare manufatti rigidi di grandi dimensioni, che possono venire sollevati e posati direttamente sulle travi di copertura, arrivando a coprire anche l'intera luce della falda. The present invention proposes roofing elements of the vaulted type for industrial buildings, consisting of curved panels in sheet metal and expanded polyurethane, joined longitudinally in order to create rigid products of large dimensions, which can be raised and laid directly on the roof beams, reaching to also cover the entire span of the pitch.
L'invenzione si caratterizza per il particolare tipo di giunzione longitudinale dei pannelli curvi; la particolare sagomatura di aggancio dei bordi dei pannelli crea un vano successivamente riempito di schiuma poliuretanica in modo da unire saldamente sia le lamiere sia l'isolante; ne risulta un complesso monolitico formato dall’intera volta, con una lunghezza che, limitata solo dalle esigenze di trasporto, può arrivare a coprire l'intera falda. The invention is characterized by the particular type of longitudinal joint of the curved panels; the particular shape of the hooking of the edges of the panels creates a compartment subsequently filled with polyurethane foam in order to firmly join both the sheets and the insulation; the result is a monolithic complex formed by the entire vault, with a length that, limited only by transport needs, can cover the entire pitch.
Nel settore della prefabbricazione sono noti diversi tipi di coperture a volta da applicare a strutture di edifici industriali. Various types of vaulted roofs to be applied to structures of industrial buildings are known in the prefabrication sector.
Questi ultimi hanno molto spesso una struttura di sostegno della copertura costituita da travi ad Y o a V, appoggiate sulle travi di bordo dell'edificio e disposte ad una distanza di 2- 3 metri l'una dall'altra. The latter very often have a roof support structure consisting of Y or V-shaped beams, resting on the edge beams of the building and arranged at a distance of 2-3 meters from each other.
Su questa orditura di travi vengono appoggiati i pannelli di copertura, generalmente costituiti da elementi a volta. The roof panels, generally made up of vaulted elements, are placed on this frame of beams.
Fra questi i più diffusi sono costituiti da lastre in cemento-amianto, (ora sostituite da lastre in fibro-cemento per problemi di inquinamento) in soluzione sia sempiici che sandwich con interposto un materassino in isolante quale lana minerale. Among these the most common are made up of asbestos-cement sheets, (now replaced by fiber-cement sheets due to pollution problems) in both simple and sandwich solutions with an insulating mat such as mineral wool interposed.
Si sono sviluppate soluzioni diverse, quali quelle in lamiera grecata (curvata con grinzature) semplice o sandwich; pannelli curvi con lamiera grecata esterna e piana all'interno, con interposta schiuma poliuretanica o polistirolo. Tutti questi sistemi sono caratterizzati, in maniera diversa, dal montaggio in cantiere di elementi singoli, di larghezza limitata ad 1 mt. circa: il risultato finale è affidato in gran parte alla professionalità e specializzazione della manodopera in cantiere. Different solutions have been developed, such as those in corrugated sheet metal (curved with wrinkles), simple or sandwich; curved panels with corrugated sheet metal on the outside and flat on the inside, with interposed polyurethane foam or polystyrene. All these systems are characterized, in different ways, by the assembly on site of single elements, limited in width to 1 m. about: the final result is largely entrusted to the professionalism and specialization of the workforce on site.
II problema che si pone, quindi, è quello di poter fornire all’utilizzatore elementi a volta di grandi dimensioni prefabbricati in stabilimento, per cui l'operazione della posa in opera risulti semplice e razionale. The problem that arises, therefore, is that of being able to provide the user with large vaulted elements prefabricated in the factory, so that the installation operation is simple and rational.
Dato che la realizzazione in un pezzo unico della volta di larghezza di 2 - 3 metri e lunghezza fino a 12 metri è praticamente impossibile allo stato attuale della tecnica delle costruzioni miste in lamiera/poliuretano espanso, la presente invenzione risolve il problema adottando pannelli già schiumati su linee in continuo (e quindi economicamente convenienti), disponendoli in senso longitudinale e non trasversale come in tutte le soluzioni ad oggi note, giuntandoli longitudinalmente fra loro mediante la particolare sagomatura dei bordi ed una successiva schiumatura del giunto per realizzare una volta monolitica di grandi dimensioni. Given that the realization in a single piece of the vault with a width of 2 - 3 meters and a length of up to 12 meters is practically impossible in the current state of the technique of mixed sheet metal / polyurethane foam constructions, the present invention solves the problem by adopting already foamed panels. on continuous lines (and therefore economically convenient), arranging them longitudinally and not transversely as in all known solutions, joining them longitudinally together by means of the particular shaping of the edges and a subsequent foaming of the joint to create a monolithic vault of large size.
La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente con riferimento alle figure allegate in cui: The present invention will now be described in detail with reference to the attached figures in which:
- le figure 1 e 2 illustrano, rispettivamente in vista prospettica ed in vista frontale, un elemento di copertura secondo l'invenzione montato sulla struttura di un edificio; Figures 1 and 2 show, respectively in perspective view and in front view, a covering element according to the invention mounted on the structure of a building;
- le figure da 3a a 3d illustrano schematicamente, in sezione, i pannelli costituenti gli elementi di copertura durante il montaggio, in corrispondenza della giunzione fra due pannelli contigui; - Figures 3a to 3d schematically illustrate, in section, the panels constituting the covering elements during assembly, at the junction between two contiguous panels;
- la figura 4 illustra il pannello di figura 3 montato; Figure 4 illustrates the panel of Figure 3 assembled;
- le figure da 5a a 5c sono la vista di un profilato con evidenziati i mezzi per fissarlo alla volta di una struttura; Figures 5a to 5c are a view of a section bar with the means for fixing it to the vault of a structure highlighted;
- le figure 6 e 7 illustrano un differenti mezzi di fissaggio della volta ad una struttura; - figures 6 and 7 illustrate a different means of fixing the vault to a structure;
- la figura 8 illustra schematicamente un bilanciere utilizzabile per il sollevamento degli elementi di copertura secondo l’invenzione; - Figure 8 schematically illustrates a rocker arm that can be used for lifting the covering elements according to the invention;
- la figura 9 illustra schematicamente un sistema di trasporto delle volte ottenute con gli elementi secondo l'invenzione. Figure 9 schematically illustrates a transport system for the vaults obtained with the elements according to the invention.
Con riferimento alle figure 1 e 2, gli elementi di copertura secondo l'invenzione sono costituiti da una volta 1 , da appoggiare a travi di supporto 2 di un edificio, e costituita dall'unione di tre pannelli curvi, indicati rispettivamente con i numeri 3 e 4. With reference to figures 1 and 2, the covering elements according to the invention consist of a vault 1, to be placed on support beams 2 of a building, and constituted by the union of three curved panels, indicated respectively with the numbers 3 and 4.
li numero 3 è utilizzato per indicare i pannelli laterali mentre il numero 4 indica il pannello centrale della volta. The number 3 is used to indicate the side panels while the number 4 indicates the central panel of the vault.
Questi pannelli sono preferibilmente del tipo a sandwich, di spessore all'incirca di 40-50 mm, costituiti da una coppia di lamiere fra le quali è iniettato uno strato isolante in poliuretano espanso, indicato con il numero 5 nelle figure 3 e seguenti. These panels are preferably of the sandwich type, with a thickness of approximately 40-50 mm, consisting of a pair of sheets between which an insulating layer of expanded polyurethane is injected, indicated with the number 5 in Figures 3 and following.
Le lamiere sono quelle generalmente utilizzate per la produzione di questo tipo di pannelli, preferibilmente dotate di una leggera nervatura ed il poliuretano potrà essere, per esempio, di densità di 40 kg/m<3>. The sheets are those generally used for the production of this type of panels, preferably provided with a slight rib and the polyurethane can be, for example, with a density of 40 kg / m <3>.
La soluzione costituita da tre pannelli affiancati si è resa necessaria per poter produrre volte di larghezza di 2-3 m, pari alla distanza solitamente prevista per le travi di copertura degli edifici industriali e che possono essere prodotti sugli impianti di lavorazione della lamiera attualmente disponibili. The solution consisting of three panels placed side by side was necessary to be able to produce vaults with a width of 2-3 m, equal to the distance usually provided for the roof beams of industrial buildings and which can be produced on the sheet metal processing plants currently available.
Il problema con questo tipo di pannelli consiste nel realizzare delle giunzioni che consentano di ottenere una sufficiente continuità nella resistenza delle lamiere. The problem with this type of panels consists in making joints that allow sufficient continuity in the resistance of the sheets to be obtained.
Sono stati provati numerosi tipi di giunzioni, nessuna delle quali, però, ha fornito i risultati che si ottengono con i pannelli secondo l’invenzione. Numerous types of joints have been tested, none of which, however, provided the results obtained with the panels according to the invention.
Il collegamento dei pannelli a mezzo di rivetti risulta infatti oneroso dal punto di vista dei tempi e del costo della manodopera. The connection of the panels by means of rivets is in fact onerous from the point of view of time and labor costs.
Le giunzioni per mezzo di una sagomatura a cerniera dei pannelli, oppure a mezzo di graffatura alla svedese, oppure mediante coprigiunti non risultano funzionali e non offrono comunque una resistenza sufficiente. The joints by means of a hinged shaping of the panels, or by means of Swedish stapling, or by means of joint covers are not functional and in any case do not offer sufficient resistance.
La graffatura appiattita è invece di difficile realizzazione sul pannello a causa della schiuma interna e comporta notevoli problemi di lavorazione. The flattened stapling is instead difficult to realize on the panel due to the internal foam and involves considerable processing problems.
La giunzione mediante agganci integrati con adesivo, per quanto teoricamente possibile, richiede un grado di precisione troppo elevato e tempi di fabbricazione troppo lunghi. As far as theoretically possible, joining by means of hooks integrated with adhesive requires too high a degree of precision and too long manufacturing times.
Il problema, come detto, viene risolto con la configurazione dei pannelli secondo l'invenzione, che verrà ora descritta in maggior dettaglio con riferimento in particolare alle figure da 3 a 5. The problem, as mentioned, is solved with the configuration of the panels according to the invention, which will now be described in greater detail with reference in particular to Figures 3 to 5.
A questo scopo (vedi figure 3 e 4) l'invenzione prevede di realizzare, in corrispondenza dei bordi dei pannelli una parte di lamiera sporgente, sagomata in modo da realizzare un innesto a scatto che consente di collegare fra di loro le lamiere di pannelli contigui, per poi solidarizzare il tutto e rendere rigida e permanente questa unione mediante l'iniezione di poliuretano all'interno del giunto. For this purpose (see figures 3 and 4) the invention provides for the creation, at the edges of the panels, of a protruding sheet metal part, shaped so as to create a snap coupling that allows the sheets of adjacent panels to be connected together. , to then solidify the whole and make this union rigid and permanent by injecting polyurethane inside the joint.
In particolare i pannelli e le lamiere vengono sagomati come indicato in figura 3a, ove in corrispondenza di un bordo il pannello presenta il tratto terminale 6 delle lamiere sporgente e ripiegato aH'indietro, verso l'esterno, mentre dalla parte opposta il pannello, che ha il bordo 8 di spessore maggiore, presenta i tratti terminali 7 delle lamiere sporgenti e ripiegati aH'indietro, ma verso l'interno, così da consentire l'inserimento a scatto delle lamiere 7 sulle lamiere 6 ed il conseguente mutuo impegno fra i bordi dei pannelli. In particular, the panels and sheets are shaped as indicated in figure 3a, where at one edge the panel has the terminal section 6 of the sheets protruding and folded backwards, towards the outside, while on the opposite side the panel, which it has a thicker edge 8, it has the terminal sections 7 of the protruding sheets and folded backwards, but towards the inside, so as to allow the snap insertion of the sheets 7 on the sheets 6 and the consequent mutual engagement between the edges of the panels.
In particolare la distanza “ d" fra il bordo 5 del pannello e il bordo di estremità della lamiera ripiegata 7 è maggiore della lunghezza “ Γ del tratto ripiegato aH'indietro delle lamiere 6. In particular, the distance "d" between the edge 5 of the panel and the end edge of the folded sheet 7 is greater than the length "Γ of the portion folded backwards of the sheets 6.
Questa configurazione, come detto, permette l'inserimento a scatto ed il successivo mutuo impegno delle lamiere l'una con l'altra, secondo la procedura illustrata nelle figure da 3a a 3d. This configuration, as mentioned, allows the snap-in insertion and the subsequent mutual engagement of the sheets with each other, according to the procedure illustrated in Figures 3a to 3d.
Come si può osservare dalle figure i pannelli vengono avvicinati, con le lamiere 7 che si aprono deformandosi elasticamente fino a quando i tratti ripiegati aH'indietro delle lamiere 6 hanno completamente superato i corrispondenti tratti ripiegati aH'indietro delle lamiere 7 (fig. 3b). As can be seen from the figures, the panels are brought closer together, with the sheets 7 opening and deforming elastically until the rearward-folded sections of the sheets 6 have completely passed the corresponding rearward-folded sections of the sheets 7 (fig.3b) .
A questo punto le lamiere 7 possono richiudersi ed allora, allontanando i pannelli, le parti ripiegate delle lamiere 6 si inseriscono sotto le parti ripiegate delle lamiere 7, realizzando così il mutuo impegno fra i bordi dei pannelli, come indicato in figura 3c. At this point the sheets 7 can close again and then, by moving the panels apart, the folded parts of the sheets 6 are inserted under the folded parts of the sheets 7, thus realizing the mutual engagement between the edges of the panels, as indicated in figure 3c.
A questo punto per solidarizzare il tutto è sufficiente iniettare del poliuretano all'interno del giunto, in modo da ottenere un complesso monolitico. At this point to solidify the whole it is sufficient to inject polyurethane inside the joint, in order to obtain a monolithic complex.
La pressione esercitata dal poliuretano durante l'espansione tenderà a serrare i bordi ripiegati delle lamiere l'uno contro l'altro, e a solidificazione ottenuta si otterrà, come detto, un complesso sostanzialmente monolitico. The pressure exerted by the polyurethane during the expansion will tend to tighten the folded edges of the sheets against each other, and once solidification is achieved, a substantially monolithic complex will be obtained, as mentioned.
Le prove hanno confermato che congiungendo opportunamente le lamiere superiori ed inferiori con il sistema indicato, la volta sopporta con alto grado di sicurezza i carichi previsti, a condizione di realizzare un buon contrasto al piede della volta, essenziale per la sua stabilità, The tests have confirmed that by suitably joining the upper and lower sheets with the indicated system, the vault bears the expected loads with a high degree of safety, provided that a good contrast is achieved at the foot of the vault, which is essential for its stability.
Per il fissaggio della volta potranno essere adottati sistemi diversi, che abbiano però come caratteristica costante quella di offrire un buon contrasto al piede della volta che, come detto, è essenziale per garantire la resistenza alle sollecitazioni di carico. Different systems can be adopted for fixing the vault, which however have the constant characteristic of offering a good contrast to the foot of the vault which, as mentioned, is essential to guarantee resistance to load stresses.
Per il fissaggio della volta alla struttura si potrà fare uso di lamiere o staffe ripiegate, con le sagome illustrate nelle figure 5a, 5b e 5c. To fix the vault to the structure, use can be made of sheets or folded brackets, with the shapes illustrated in figures 5a, 5b and 5c.
Dal momento che i tegoli in calcestruzzo armato presentano generalmente ai piede della volta, una cresta orizzontale di sufficiente spessore, si fissano queste staffe alla struttura e si procede successivamente al fissaggio della volta alle staffe per mezzo di viti autofilettanti o simili. Since the reinforced concrete tiles generally have a horizontal ridge of sufficient thickness at the foot of the vault, these brackets are fixed to the structure and the vault is subsequently fastened to the brackets by means of self-tapping screws or the like.
In figura 5b è illustrata la sagoma di una staffa da utilizzare quando la luce della volta è uguale alla distanza fra gli appoggi. Figure 5b illustrates the shape of a bracket to be used when the span of the vault is equal to the distance between the supports.
In figura 5c è invece illustrata una staffa sagomata in modo da avere un lembo sporgente di appoggio della volta, utile per applicare la copertura ad una struttura ad appoggi la cui distanza è inferiore alla luce della volta. Figure 5c instead illustrates a bracket shaped so as to have a protruding edge for supporting the vault, useful for applying the cover to a support structure whose distance is less than the opening of the vault.
In figura 5a, infine, è illustrata la sagoma di una staffa da utilizzare quando la distanza fra gli appoggi è uguale alla luce della volta, ma che permette la applicazione di una scossalina per lo scarico delle acque. Finally, Figure 5a illustrates the shape of a bracket to be used when the distance between the supports is equal to the span of the vault, but which allows the application of a flashing to drain the water.
La staffa presenta un tratto 10 di appoggio alla struttura in calcestruzzo, un tratto 11 per il fissaggio della volta ed un tratto intermedio, di collegamento fra i precedenti, 12, di altezza sostanzialmente pari allo spessore del pannello. Nella versione di figura 5a, invece, la staffa presenta un lembo 13 per l'appoggio del bordo del pannello mentre il raccordo fra le parti 10 e 11 può avere anche una altezza inferiore. The bracket has a section 10 for supporting the concrete structure, a section 11 for fixing the vault and an intermediate section, connecting the previous ones, 12, of a height substantially equal to the thickness of the panel. In the version of figure 5a, on the other hand, the bracket has a flap 13 for supporting the edge of the panel while the connection between the parts 10 and 11 can also have a lower height.
In alternativa, se richiesto, potrà essere prevista una differente tipologia di fissaggio, illustrata nelle figure 6 e 7. Alternatively, if required, a different type of fixing can be provided, illustrated in figures 6 and 7.
In tal caso si potranno preventivamente applicare alla struttura portante dell'edificio dei profilati di fissaggio del tipo illustrato in figura 6, i quali presentano una serie di alette 14 per il fissaggio alla struttura ed un canale centrale 15 attraverso il quale possono scorrere bulloni di serraggio 16 ad esempio del tipo con testa a martello, come illustrato in figura 7. In this case, fastening profiles of the type illustrated in figure 6 can be previously applied to the load-bearing structure of the building, which have a series of fins 14 for fixing to the structure and a central channel 15 through which clamping bolts can slide. 16 for example of the type with hammer head, as illustrated in figure 7.
Ai bordi dell’elemento di copertura potranno allora essere applicati profilati di irrigidimento a Z, con squadrerei 9 da collegare a detti profilati di fissaggio all’edificio. Z-shaped stiffening profiles can then be applied to the edges of the roofing element, with squares 9 to be connected to said fixing profiles to the building.
Il tipo di giunzione illustrato, con giunti schiumati, assicura: The type of joint illustrated, with foamed joints, ensures:
- la sicurezza dell’unione tra pannelli contigui, in quanto la schiuma poliuretanica penetra in ogni interstizio del giunto e dell'aggancio, garantendo con la sua adesività il solido collegamento lamiera/lamiera e schiuma/schiuma; - la continuità assoluta dell'isolamento termico; - the safety of the union between adjacent panels, as the polyurethane foam penetrates into every interstice of the joint and of the coupling, guaranteeing with its adhesiveness the solid sheet / sheet and foam / foam connection; - absolute continuity of thermal insulation;
- un ciclo di fabbricazione rapido (la volta potrà essere movimentata all'incirca 10-15 minuti dopo la schiumatura dei giunti; - a rapid manufacturing cycle (the vault can be moved approximately 10-15 minutes after the joints have been foamed;
- (a compensazione di eventuali imprecisioni, dal momento che le tolleranze di fabbricazione dei pannelli divengono ininfluenti. - (to compensate for any inaccuracies, since the manufacturing tolerances of the panels become irrelevant.
Con questo sistema è possibile ottenere degli elementi di copertura a volta con una larghezza di 2-3 m e di lunghezza sufficiente a coprire l'intera luce di un edificio. With this system it is possible to obtain vaulted roof elements with a width of 2-3 m and of sufficient length to cover the entire span of a building.
Per il trasporto di questi elementi potrà essere prevista una struttura del tipo di quella indicata in sezione in figura 9, che presenta piani di appoggio 17 e 18 sfalsati, tali da consentire di disporre i pannelli inclinati in modo da restare compresi entro la sagoma dei veicoli attualmente in uso, senza eccedere le dimensioni ammesse per la circolazione su strada. For the transport of these elements, a structure of the type indicated in section in figure 9 can be provided, which has staggered support surfaces 17 and 18, such as to allow the inclined panels to be arranged so as to remain included within the shape of the vehicles. currently in use, without exceeding the dimensions allowed for road circulation.
Per il sollevamento si potrà ricorrere a bilancieri articolati, del tipo di quello schematizzato in figura 8. For lifting, it is possible to use articulated balancers, of the type shown in figure 8.
Come detto in precedenza, le diverse prove di carico effettuate sulle strutture così ottenute, hanno dimostrato in ogni caso una resistenza ben superiore a quella prevista dalle normative attualmente in vigore. As previously mentioned, the various load tests carried out on the structures thus obtained, in any case demonstrated a resistance much higher than that required by the regulations currently in force.
Ovviamente le dimensioni, così come i materiali utilizzati, potranno variare in funzione delle esigenze di impiego. Obviously the dimensions, as well as the materials used, may vary according to the requirements of use.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 0001 | Granted |