ITPC990011A1 - Elementi strutturali compositi, in legno ed armatura metallica, per la realizzazione di costruzioni a struttura mista in legno e calcestruzz - Google Patents

Description

ELEMENTI STRUTTURALI COMPOSITI, IN LEGNO ED ARMATURA METALLICA, PER LA REALIZZAZIONE DI COSTRUZIONI A STRUTTURA MISTA IN LEGNO E CALCESTRUZZO

La presente invenzione propone degli elementi strutturali compositi, in particolare elementi strutturali portanti quali travi, travetti o simili in legno con un'armatura metallica continua, fissata a secco, da utilizzare per la realizzazione di costruzioni a struttura mista in legno e calcestruzzo armato, sia per edifici di nuova realizzazione che per interventi di recupero e consolidamento, ristrutturazione ecc.

In particolare l’invenzione riguarda degii elementi strutturali nei quali una armatura metallica, costituita da un traliccio 0 da un tondino in acciaio sagomati, viene parzialmente inserita in una scanalatura ricavata nel legno e fissata per mezzo di una pluralità di graffe che possono essere applicate rapidamente mediante una graffatrice pneumatica o altre apparecchiatura comunemente disponibili sul mercato.

L'armatura viene poi annegata nel getto di calcestruzzo per ottenere una struttura monolitica, che presenta le caratteristiche di resistenza proprie dei calcestruzzi armati unita alle caratteristiche di pregio estetico delle costruzioni in legno.

Questo sistema di fissaggio dell’armatura agli elementi in legno permette di evitare l’uso di resina che, oltre ad avere un costo notevole, deve essere applicato in condizioni ben precise e con un dosaggio perfetto, rendendo perciò praticamente impossibile l’uso di questa tecnica direttamente in cantiene e costringendo a produrre i manufatti in stabilimento.

Questo comporta, di conseguenza, la necessità di avere a magazzino una notevole quantità di elementi di diverse misure, determina un aumento dei costi poiché con gli sfridi assieme al legno si scarta anche una certa quantità di resina e limita, di conseguenza, una gestione elastica e flessibile del magazzino.

Come noto nelle costruzioni civili si fa largo uso del legno, oltre che per rivestimenti ed opere di rifinitura anche per la realizzazione di strutture portanti.

In epoca recente sono state sviluppate diverse tecniche che prevedono l’uso del legno in unione ad altri materiali, in particolare calcestruzzo armato, sia per la costruzione di nuovi edifici che per interventi di ristrutturazioni, recupero o restauro di costruzioni esistenti.

Se però da un lato questa tecnologia offra notevoli vantaggi, dal momento che permette di ottenere costruzioni nelle quali alla robustezza ed alla resistenza delle strutture in calcestruzzo armato si aggiunge quella del legno unita al pregio estetico dello stesso, dall'altra presentano notevoli difficoltà di realizzazione, a causa della scarsa aderenza fra calcestruzzo e legno.

Per questa ragione è invalso l’uso di applicare, agli elementi in legno, delle strutture metalliche destinate a rimanere annegate nel calestruzzo, in modo da assicurare un adeguato collegamento con il legno.

In alcuni casi si ricorre ad elementi di collegamento puntuali, costituiti da singoli connettori i quali vengono piantati nel legno, lasciandone sporgere uno strato sufficiente ad assicurare un buon collegamento con il getto del calcestruzzo il quale resta incorporato.

Si tratta però, sempre, di un collegamento discontinuo che costringe a ricorrere ad ulteriori armature continue, di completamento, per assorbire gli sforzi di taglio ed opporsi allo scorrimento.

Sono anche note strutture nelle quali un tondino in acciaio, sagomato, viene inserito in una scanalatura della profondità di alcuni centrimetri e ricavata nei travetti e negli elementi in legno.

L’armatura metallica viene fissata nella scanalatura per mezzo di resine. Anche questa soluzione presenta però diversi inconvenienti che consistono da un lato ne! costo elevato della resina e, dall'altro, nelle difficoltà di lavorazione della stessa.

La resina infatti deve essere dosata con estrema precisione ed applicata in condizioni ben precise di temperatura. Variazioni anche piccole sia nel dosaggio che nelle condizioni dell’ambiente portano a risultati insoddisfacenti e generalmente non accettabili ai fini della sicurezza delle strutture stesse.

La necessità di realizzare in stabilimento questi manufatti comporta a sua volta la necessità di avere a magazzino un gran numero di prodotti nelle diverse misure, e comporta un aumento di costi dal momento che gli sfridi e gli scarti non sono costituiti semplicemente dal legno in eccesso, ma anche da resina che, come detto sopra, ha un costo molto elevato.

In questo settore si inserisce ora la presente invenzione, la quale propone degli elementi strutturali compositi, in legno e armatura metallica, nei quali uno o più tondini in acciaio sono sagomati in modo da realizzare una struttura o un traliccio di armatura che presenta dei tratti orizzontali atti ad inserirsi all'interno di una scanalatura poco profonda ricavata nel legno. Una serie di graffe ad U in acciaio o simili assicura il necessario vincolo fra l’armatura in acciaio ed il legno, con la parte sagomata dell’armatura che sporge dall’elemento e può essere incorporata nel getto di calcestruzzo per andare a realizzare la necessaria armatura al taglio.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle figure allegate in cui:

• la figura 1 è la vista prospettica, parziale, di un elemento strutturale composito secondo l’invenzione;

• la figura 2 illustra la vista prospettica dello stesso elemento con un'armatura del tipo a traliccio;

• la figura 3 è una sezione lungo il piano A-A di figura 2;

• la figura 4 è la vista prospettica, schematica, di un tratto di soletta realizzata con il metodo ed i manufatti secondo l’invenzione.

Con riferimento alla figura 1, con il numero 1 si indica un elemento portante in legno il quale può essere ad esempio un travetto o simili, al quale è applicata un’armatura metallica indicata nel suo complesso con 2. Il travetto 1 può essere sia in legno massiccio che in legno lamellare, come nel caso di figura 3, vale a dire costituito da una serie di strati di legno sovrapposti ed incollati, con eventuale interposizione di strati in fibre ad elevato modulo di elasticità quali, ad esempio, fibre di vetro o fibre di carbonio, in grado di conferire una maggiore rigidezza e resistenza all’elemento in legno.

Conformemente con l'invenzione, nel corpo dell’elemento 1 è ricavata una scanalatura 3 di profondità limitata, tale comunque da non intaccare lo strato in fibre in caso di travetti in legno lamellare.

Preferibilmente le dimensioni della scanalatura sono sostanzialmente corrispondenti alle dimensioni dell'elemento di armatura 2 destinato ad essere inserito in quest’ultima.

L’elemento di armatura può essere costituito da un semplice tondino sagomato, in acciaio liscio, oppure nervato, oppure da una struttura a traliccio come nel caso esemplificato in figura 2.

L’armatura 2 è sagomata in modo da sagomare una serie di tratti allineati, 4, destinati ad inserirsi nella scanalatura 3 ed una serie di tratti inclinati 5, sagomati in modo da realizzare un’armatura al taglio in grado di opporsi allo scorrimento.

Conformemente con un aspetto dell'invenzione, i ferri di armatura 2 vengono fissati nella sede per mezzo di una pluralità di graffe in acciaio o simili indicate con il numero 7.

Queste graffe, ad esempio conformate ad U, sono realizzate in modo da poter essere applicate mediante una graffatrice pneumatica, hanno una lunghezza pari a 5-10 volte il diametro del ferro, e possono essere zigrinate oppure rivestite in resina o altro materiale in grado di migliorare ulteriormente l'aderenza con il legno.

Il metodo secondo l’invenzione prevede le seguenti fasi:

si ricava, nell’elemento strutturale portante in legno, una scanalatura delle dimensioni sostanzialmente pari al diametro dell’armatura da inserire; si preparano a parte i ferri di armatura opportunamente sagomati che comprendono una pluralità di tratti rettilinei, allineati, destinati ad inserirsi in detta scanalatura;

si fissano a secco dette armature nel legno, mediante una pluralità di elementi di fissaggio e aggancio costituiti, ad esempio, da graffe o simili. Questo sistema permette di ottenere numerosi vantaggi fra cui in particolare:

la possibilità di applicare il traliccio in cantiere, poiché non si è più legati alle procedure di fissaggio mediante resine epossidiche;

si aumenta notevolmente la velocità di aggraffaggio;

è sufficiente una scanalatura poco profonda che non costringe a tagliare, nel caso di elementi strutturali in legno lamellare, gli strati con le fibre di rinforzo e si riducono, di conseguenza, anche i tempi e quindi i costi di lavorazione;

si elimina il costo della resina;

si ha la possibilità di stoccaggio del solo legno e non solo dell'intero travetto con il traliccio incollato, ottenendo di conseguenza anche una maggiore flessibilità nella gestione del magazzino;

si riduce il costo degli scarti, che sono limitati a sfridi in legno senza resina;

si ottiene una maggiore velocità di esecuzione.

Un esperto del settore potrà poi prevedere diverse modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese nell’ambito del presente trovato.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Elementi strutturali compositi, in legno ed armatura metallica, per la realizzazione di costruzioni a struttura mista in legno e calcestruzzo, caratterizzati dal fatto di prevedere un elemento portante in legno con un’armatura metallica fissata mediante una pluralità di connettori applicati a secco.
2. 2) Elementi strutturali secondo la rivendicazione, caratterizzati dal fatto che detti elementi di armatura comprendono una pluralità di tratti rettilinei, allineati, atti ad inserirsi in una scanalatura prevista nell’elemento portante in legno, il fissaggio di detto elemento di armatura essendo effettuato per mezzo di una pluralità di graffe applicate in corrispondenza di detti tratti rettilinei allineati di detta armatura.
3. 3) Elementi strutturali secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che detta scanalatura ha una profondità sostanzialmente pari al diametro del tondino che costituisce l'armatura.
4. 4) Elementi strutturali secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che detta armatura è costituita da un traliccio che presente due o più serie di tratti rettilinei, allineati, inseribili ciascuno in una corrispondente scanalatura ricavata nell’elemento in legno.
5. 5) Elementi strutturali secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto che dette graffe sono rivestite con un materiale atto a migliorarne l’aderenza al legno.
6. 6) Metodo per la realizzazione di elementi strutturali compositi in legno ed armatura metallica caratterizzato dal fatto di prevedere le seguenti fasi: ● realizzazione, in un elemento portante in legno, di una scanalatura longitudinale delle dimensioni sostanzialmente pari al diametro dei tondini che costituiscono l'armatura metallica; • sagomatura a parte di uno o più tondini metallici destinati a realizzare un’armatura al taglio e che presenta una serie di tratti rettilinei, allineati; • inserimento di detti tratti rettilinei allineati di detta armatura in detta scanalatura; • fissaggio di detta armatura mediante applicazione di una pluralità di graffe in corrispondenza dì detti tratti rettilinei allineati.
7. 7) Elementi strutturali in legno con armatura metallica, per la realizzazione di costruzioni a struttura mista in legno e calcestruzzo, come descritti ed illustrati.