ITPC940017A1 - Elementi di copertura a volata in lamiera e poliuretano espanso, in particolare per edifici industriali, e relativo procedimento - Google Patents

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.

Description

ELEMENTI DI COPERTURA A VOLTA IN LAMIERA E POLIURETANO ESPANSO, IN PARTICOLARE PER EDIFICI INDUSTRIALI, E RELATIVO PROCEDIMENTO.

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.

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.

Nel settore della prefabbricazione sono noti diversi tipi di coperture a volta da applicare a strutture di edifici industriali.

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.

Su questa orditura di travi vengono appoggiati i pannelli di copertura, generalmente costituiti da elementi a volta.

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.

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.

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.

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.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente con riferimento alle figure allegate in cui:

- 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;

- 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;

- la figura 4 illustra il pannello di figura 3 montato;

- le figure da 5a a 5c sono la vista di un profilato con evidenziati i mezzi per fissarlo alla volta di una struttura;

- le figure 6 e 7 illustrano un differenti mezzi di fissaggio della volta ad una struttura;

- la figura 8 illustra schematicamente un bilanciere utilizzabile per il sollevamento degli elementi di copertura secondo l’invenzione;

- la figura 9 illustra schematicamente un sistema di trasporto delle volte ottenute con gli elementi secondo l'invenzione.

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.

li numero 3 è utilizzato per indicare i pannelli laterali mentre il numero 4 indica il pannello centrale della volta.

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.

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>.

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.

Il problema con questo tipo di pannelli consiste nel realizzare delle giunzioni che consentano di ottenere una sufficiente continuità nella resistenza delle lamiere.

Sono stati provati numerosi tipi di giunzioni, nessuna delle quali, però, ha fornito i risultati che si ottengono con i pannelli secondo l’invenzione.

Il collegamento dei pannelli a mezzo di rivetti risulta infatti oneroso dal punto di vista dei tempi e del costo della manodopera.

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.

La graffatura appiattita è invece di difficile realizzazione sul pannello a causa della schiuma interna e comporta notevoli problemi di lavorazione.

La giunzione mediante agganci integrati con adesivo, per quanto teoricamente possibile, richiede un grado di precisione troppo elevato e tempi di fabbricazione troppo lunghi.

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.

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.

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 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.

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.

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).

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.

A questo punto per solidarizzare il tutto è sufficiente iniettare del poliuretano all'interno del giunto, in modo da ottenere un complesso monolitico.

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.

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,

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.

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.

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.

In figura 5b è illustrata la sagoma di una staffa da utilizzare quando la luce della volta è uguale alla distanza fra gli appoggi.

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.

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.

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.

In alternativa, se richiesto, potrà essere prevista una differente tipologia di fissaggio, illustrata nelle figure 6 e 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.

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.

Il tipo di giunzione illustrato, con giunti schiumati, assicura:

- 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;

- un ciclo di fabbricazione rapido (la volta potrà essere movimentata all'incirca 10-15 minuti dopo la schiumatura dei giunti;

- (a compensazione di eventuali imprecisioni, dal momento che le tolleranze di fabbricazione dei pannelli divengono ininfluenti.

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.

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.

Per il sollevamento si potrà ricorrere a bilancieri articolati, del tipo di quello schematizzato in figura 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.

Ovviamente le dimensioni, così come i materiali utilizzati, potranno variare in funzione delle esigenze di impiego.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Coperture a volta per edifìci industriali caratterizzate dal fatto di essere 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.
2. 2) Coperture a volta secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di prevedere, 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 da riempire mediante poliuretano iniettato.
3. 3) Copertura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti pannelli presentano in corrispondenza di un bordo parti sporgenti in lamiera ripiegate aH'indietro verso l'interno e, dalla parte opposta, parti sporgenti in lamiera ripiegate aH'indietro verso l'esterno, la distanza fra il bordo ripiegato di lamiera e il bordo del pannello essendo superiore alla lunghezza del lembo di lamiera ripiegato aH'indietro.
4. 4) Coperture secondo le rivendicazioni 2 e 3, caratterizzata dal fatto che il bordo del pannello in corrispondenza del quale le lamiere sono ripiegate verso l'interno ha uno spessore maggiorato.
5. 5) Copertura a volta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di prevedere, per il fissaggio dei pannelli alla struttura di supporto, staffe che presentano un tratto di appoggio alla struttura, un tratto per l'appoggio ed il fissaggio della lamiera superiore, sporgente, del pannello ed un tratto intermedio di collegamento, l'altezza di detto tratto intermedio di collegamento essendo sostanzialmente pari allo spessore del pannello.
6. 6) Copertura secondo ia rivendicazione 5, in cui dette staffe sporgono rispetto alla struttura di supporto, per consentire il montaggio di volte aventi una luce superiore alla distanza fra gli appoggi.
7. 7) Coperture a volta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzate dal fatto di prevedere, in corrispondenza dei bordi di collegamento alla struttura dell’edificio, un profilato di irrigidimento a Z al quale sono applicate una pluralità di squadrette provviste di asole per la applicazione a profilati di fissaggio montati sulla struttura di un edificio, detti profilati di fissaggio presentando, nella parete superiore, un intaglio atto a consentire il passaggio di bulloni con testa a martello, detti profilati essendo provvisti di staffe per l'applicazione degli stessi alla struttura dell'edificio.
8. 8) Procedimento per la realizzazione di strutture a volta in lamiera e poliuretano espanso caratterizzato dal fatto di prevedere: a - la realizzazione di pannelli curvi con le lamiere che sporgono rispetto al bordo del pannello, dette lamiere essendo ripiegate aH'indietro, dalla parte interna in corrispondenza di un bordo e aH'indietro dalla parte esterna in corrispondenza dell'altro bordo in modo che le lamiere ripiegate di bordi contigui realizzino un giunto di collegamento a scatto; b - l'unione dei pannelli per inserimento a scatto ed il mutuo impegno delle lamiere in corrispondenza dei bordi di pannelli contigui; c - il successivo allontanamento parziale dei pannelli in modo da realizzare l'impegno fra dette lamiere ripiegate e ottenere uno spazio vuoto fra dette lamiere ed i bordi dei pannelli; d - la iniezione di poliuretano in detto spazio vuoto, per legare assieme dette lamiere e detti pannelli così da ottenere una volta monolitica.
9. 9) Sistema costruttivo caratterizzato dal fatto di prevedere l’uso di elementi di copertura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
10. 10) Elementi di copertura come descritti ed illustrati.