ITUD20100109A1 - Struttura autoportante per solai - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"STRUTTURA AUTOPORTANTE PER SOLAI"

CAMPO DI APPLICAZIONE

II presente trovato si riferisce ad una struttura di tipo autoportante per la realizzazione di solai che costituiscono la copertura o il sostegno di piani intermedi di edifici. In particolare, mediante la disposizione affiancata delle strutture autoportanti, secondo il presente trovato, si viene a definire una superficie sulla quale può essere gettato il calcestruzzo per la realizzazione del solaio.

STATO DELLA TECNICA

Nella tecnica delle costruzioni edili è noto realizzare solai mediante una o più strutture affiancate fra loro e le cui estremità sono normalmente vincolate a rispettivi elementi costruttivi di sostegno verticali, quali ad esempio pilastri, colonne, muri, oppure orizzontali, ad esempio, travi.

Le strutture possono essere disposte sia orizzontalmente per permettere la realizzazione di piani intermedi o di coperture di edifici, sia inclinate per permettere la realizzazione di un tetto.

Allo scopo di semplificare le operazioni di realizzazione di solai, sono state studiate travi autoportanti che non richiedono l'utilizzo di puntelli di sostegno temporanei. In particolare, è nota una struttura che comprende una piastra di base oblunga, di forma sostanzialmente piana, od arcuata, realizzata in acciaio e sulla quale sono saldate una o più travi o tralicci di sostegno.

La suddetta piastra di base, oltre ad essere parte integrante della struttura portante, funge anche da appoggio autoportante per i componenti del solaio, e da cassero per il getto di completamento in calcestruzzo.

Le dimensioni di ciascuna trave di sostegno dipende, in particolar modo, dal carico statico che deve sopportare la struttura, mentre la quantità di calcestruzzo gettata dipende anche dal valore di REI (minuti di resistenza al fuoco) che si vuole ottenere.

Un inconveniente delle strutture note è che spesso è richiesta una notevole quantità di calcestruzzo per ricoprire completamente le travi di sostegno che, a volte, hanno altezze anche di diversi decimetri. Ciò comporta un aumento del peso complessivo del solaio e, quindi, la necessità di aumentare il numero delle travi di sostegno e le dimensioni delle fondazioni dell'edificio.

Inoltre, con l'utilizzo delle strutture note, tutti gli impianti elettrici, idraulici o di altro tipo, devono necessariamente essere disposti o sotto la piastra di base o sopra il getto di calcestruzzo, ed in ogni caso coperti mediante pannelli in cartongesso, o altri elementi di copertura.

Questo comporta un aumento dello spessore complessivo del solaio, con una conseguente riduzione dell'altezza utile del piano dell'edificio.

Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una struttura autoportante di facile gestione e messa in opera, per la realizzazione di solai, che possa rimanere in opera dopo il getto di calcestruzzo e che, a parità di dimensioni della struttura, permetta di ridurre la quantità di calcestruzzo che deve essere gettato per ricoprire completamente le travi di sostegno. In questo modo si può ridurre il peso complessivo del solaio, a vantaggio anche delle dimensioni delle fondazioni e della sicurezza sismica dell'edificio.

Un'ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare una struttura autoportante che consenta l'installazione di parti impiantistiche senza che sia necessario aumentare lo spessore complessivo del solaio, a vantaggio dell'altezza utile del piano dell'edificio.

Un'ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un procedimento che utilizzi la struttura autoportante, secondo il presente trovato, che oltre a facilitare le operazioni di magazzinaggio e messa in opera, non richieda l'utilizzo di casseri e sostegni come puntelli o picchetti temporanei per sostenere la struttura durante la gettata di calcestruzzo per la realizzazione del suddetto solaio.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere i sopra citati ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

II presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le relative rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, una struttura autoportante per la realizzazione di solai comprende una piastra di base che definisce un piano inferiore e di contenimento, cooperante con una pluralità di travi. Detta piastra di base di contenimento è atta a supportare e contenere il getto di calcestruzzo.

Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, la piastra di base è sagomata in modo d'avere una pluralità di nervature di irrigidimento. Secondo detta soluzione, la piastra di base dispone, lungo un suo asse longitudinale, delle nervature di irrigidimento che definiscono una pluralità di cavità superiori tra le quali vengono disposte le travi, nel contempo realizzando uno o più vani inferiori di alleggerimento.

Secondo una variante, la cooperazione tra piastra di base e travi è strutturale.

Secondo una variante, le nervature di irrigidimento sono disposte uniformemente distanziate fra loro per definire uno o più moduli affiancati fra loro.

Secondo una possibile forma realizzativa, la struttura autoportante è del tipo componibile per permettere il suo affiancamento a definire la superficie di base del solaio da realizzare.

Secondo una ulteriore variante, la struttura autoportante è del tipo modulare per permettere la facile componibilità.

Secondo una ulteriore variante, le cavità superiori presentano una sezione trasversale minore di quella della sezione trasversale dei vani inferiori. In questo modo, si riduce la quantità di calcestruzzo che deve essere gettato per coprire le travi di sostegno, con una conseguente riduzione del peso complessivo del solaio.

La forma della sezione trasversale delle cavità superiori può essere sostanzialmente rettangolare, trapezoidale o curva o altro.

In un'altra forma realizzativa del presente trovato, la piastra di base comprende anche una pluralità di nervature trasversali, disposte sostanzialmente ortogonali alle nervature di irrigidimento, che definiscono cavità trasversali alle cavità superiori definite dalle nervature di irrigidimento.

Secondo una variante, nelle cavità trasversali è possibile collocare una, o più, travi di sostegno ad esempio di collegamento tra le travi longitudinali.

In una variante di realizzazione, i vani inferiori sono aperti verso l'esterno e permettono, in questo modo, di posizionare al loro interno parti impiantistiche di tipo elettrico, idraulico o di altro tipo, a vantaggio quindi dello spessore del solaio ottenuto.

Le nervature di irrigidimento e quelle trasversali definiscono un telaio a griglia che permette, anche in fasi successive a quelle di progetto, di poter effettuare fori o aperture passanti nel solaio, senza pregiudicare la resistenza dello stesso.

Si vengono a formare, così, sulla superficie inferiore della piastra di base, vani chiusi perimetralmente, all'interno dei quali possono essere fatte passare parti impiantistiche .

Le travi di sostegno sono solidarizzate alla piastra di base mediante saldatura, o mediante mezzi di collegamento di tipo meccanico. In questo caso, la piastra di base è realizzata vantaggiosamente in materiale metallico, ad esempio in lamiera, preferibilmente in acciaio.

Secondo una variante, le cavità superiori e quelle trasversali sono tutte della stessa altezza.

Secondo un'ulteriore variante le cavità superiori e quelle trasversali presentano altezze differenti.

La piastra di base, secondo una variante, è realizzata in calcestruzzo, ad esempio fibrorinforzato o con altri materiali come, ad esempio termoplastici, o a base di carbonio.

È nello spirito del trovato prevedere che la superficie della piastra di base che rimane a vista, può presentare rifiniture particolari o essere pre-colorate.

Fa parte del presente trovato anche un procedimento di realizzazione della struttura autoportante per solai che comprende una prima fase in cui la piastra di base viene sagomata per formare nervature di irrigidimento che definiscono cavità superiori ed una seconda fase durante la quale una pluralità di travi di sostegno vengono disposte in dette cavità superiori per cooperare con detta piastra di base e successivamente solidarizzate.

Inoltre, è parte del presente trovato un procedimento di realizzazione di solai che comprende una fase di realizzazione della struttura autoportante del tipo qui descritto, una fase di posizionamento e fissaggio di detta struttura autoportante su elementi costruttivi di sostegno, quali pilastri, travi o simili, ed una terza fase di gettata di calcestruzzo sulla superficie superiore per riempire le cavità superiori ed inglobare le travi di sostegno.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una vista prospettica di una struttura autoportante per la realizzazione di solai secondo il presente trovato;

- la fig. 2 è una sezione trasversale di fig. 1;

- le figg. 3, 4 e 5 sono viste schematiche di varianti della struttura autoportante di fig. 1;

- la fig. 6 è una vista prospettica di una variante realizzativa della struttura autoportante di fig. 1;

- le figg. 7 e 8 sono viste prospettiche di altre due forme realizzative della struttura autoportante di fig.

6;

- la fig. 9 è una sezione di un particolare ingrandito di fig. 8;

- la fig. 10 è una sezione di un particolare ingrandito di fig. 8, secondo un'altra variante del trovato.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME PREFERENZIALI DI

REALIZZAZIONE

Con riferimento alla fig. 1, una struttura 10 autoportante per la realizzazione di solai, secondo il presente trovato, comprende una piastra di base 11 oblunga, su cui è fissata, con modalità che verranno descritte in seguito, una pluralità di travi di sostegno 12, nella fattispecie tre, costituite, ad esempio, da travi reticolari conformate a traliccio, di tipo noto.

La piastra di base 11 è, nel caso di specie, realizzata vantaggiosamente in acciaio, con estensione prevalentemente longitudinale lungo un asse longitudinale X, avente una lunghezza anche superiore a 10 metri, ad esempio compresa fra 12 e 15 metri, e una larghezza L (fig. 2) di alcuni metri (ad esempio 2,40 m). La piastra di base 11 (fig. 1) è sagomata in modo da avere nervature longitudinali di irrigidimento 13, che si estendono parallele all'asse longitudinale X e che sono distanziate fra loro ad intervalli regolari lungo la larghezza L.

Le nervature longitudinali 13 aumentano in modo significativo la rigidezza della piastra di base 11 e rendono la struttura 10 autoportante. Inoltre, ciascuna nervatura longitudinale 13 definisce una cavità 16, dal lato della superficie superiore 15 della piastra di base 11 e, sulla superficie opposta, vani inferiori 17, di dimensione sostanzialmente maggiore rispetto a quella della cavità 16. In particolare, ciascun vano inferiore 17 ha una larghezza media B che è maggiore di una larghezza media S della cavità 16. L'altezza H complessiva della piastra di base 11, incluse le nervature longitudinali 13, è compresa fra circa 100 mm e 200 mm.

Nel caso di specie, le cavità 16 ed i vani inferiori 17 hanno sezione trasversale trapezoidale, anche se, in altre forme realizzative, la forma può essere diversa, come ad esempio rettangolare, o curva.

I vani inferiori 17, quando la struttura 10 è in opera, possono essere richiusi con modalità note, ad esempio, con controsoffitti in cartongesso e definiscono ampi spazi all'interno dei quali possono essere fatte passare parti impiantistiche di tipo elettrico, idraulico, o di altro tipo.

Ciascuna trave di sostegno 12 (figg. 1 e 2) comprende, ad esempio, due correnti superiori 20 ed anime di collegamento 21 sagomate a "V" ed ha un'altezza A che, a seconda delle necessità, è uguale, inferiore o superiore all'altezza H della piastra di base 11.

Le anime di collegamento 21 sono disposte contrapposte ed inclinate simmetricamente ed i rispettivi apici sono collegati, per saldatura, fra loro ed ai due correnti superiori 20 a definire la trave di sostegno 12.

Le estremità libere delle anime di collegamento 21 sono collegate al fondo delle rispettive cavità 16, mediante saldatura, a definire la struttura 10.

Secondo alcune varianti, rappresentate nelle figg. 3, 4 e 5, le travi di sostegno 12 possono avere configurazioni diverse da quella sopra descritta. In particolare, la trave di sostegno 12 (fig. 3) comprende due correnti superiori 20 a cui sono saldate anime di collegamento 21, che a loro volta sono saldate su una piastra piatta 22 di acciaio, fissata al fondo della cavità 16. In alternativa (fig. 4), i correnti superiori 20 sono sostituiti da una seconda piastra piatta superiore 23.

Secondo un'altra variante (fig. 5), la trave di sostegno 12 comprende due correnti inferiori 25 ed una piastra piatta superiore 23 in acciaio a cui sono saldate le anime di collegamento 21. In questo caso, i correnti inferiori 25 sono disposti sul fondo della cavità 16 e sono fissati con le modalità sopra descritte.

È chiaro, inoltre, che possono essere utilizzate molte altre tipologie di travi di sostegno, con altre configurazioni, senza per queste uscire dall'ambito del trovato. Le figg. da 6 a 8 illustrano una variante di realizzazione di una struttura autoportante, secondo il presente trovato, che viene indicata per comodità con il numero di riferimento 110. La struttura 110 (fig. 6) anche in questo caso comprende una piastra di base 111 e travi di sostegno 112 di tipo reticolare.

La piastra di base 111 è sagomata in modo da avere sia nervature longitudinali 113 che si estendono parallele all'asse longitudinale X, sia nervature trasversali 130 che si estendono sostanzialmente ortogonali alle nervature longitudinali 116.

Le nervature longitudinali 113 e le nervature trasversali 130 definiscono, dal lato della superficie superiore 115 della piastra di base 111, rispettivamente cavità longitudinali 116 e cavità trasversali 131, mentre, sulla superficie opposta, definiscono vani inferiori 117 perimetralmente chiusi di sezione sostanzialmente rettangolare e che successivamente potranno essere riempiti con isolanti termici o acustici o che consentiranno il passaggio di eventuali parti impiantistiche, o, in ancora altre soluzioni realizzative, potranno essere lasciati a vista per fornire un motivo estetico al solaio.

Nel caso di specie, le cavità longitudinali 116 e trasversali 131 presentano la stessa altezza anche se non è escluso che, in altre forme realizzative, detta altezza possa essere diversa per le cavità longitudinali 116 e per quelle trasversali 131.

Le travi di sostegno 112 vengono fissate sul fondo delle nervature longitudinali 113 e delle nervature trasversali 130 analogamente a quanto descritto in precedenza, e definiscono un telaio a griglia che permette, anche in fasi successive a quelle di progetto, di poter effettuare fori o aperture passanti nel solaio, senza pregiudicare la resistenza dello stesso.

Le suddette travi di sostegno 112 possono avere sia una funzione di tipo strutturale sia di collegamento delle travi di sostegno 112 disposte nelle cavità longitudinali 116. In altre forme realizzative, inoltre, nelle suddette cavità trasversali 131, non è prevista la disposizione di travi di sostegno 112, in questo caso infatti, le nervature trasversali 130 hanno unicamente la funzione di aumentare la rigidezza della struttura portante 110.

In altre forme realizzative del presente trovato (fig.

7), la superficie superiore 115 della piastra di base 111 ha risalti 132 ricavati sporgenti verso la superficie superiore 115 sì da aumentare ulteriormente il volume definito dal vano inferiore 117.

In ancora altre forme realizzative (fig. 8), le estremità libere delle rispettive anime di collegamento 121 sono saldate su due correnti inferiori 133 di modo che rispettive estremità di anime di collegamento 121 contrapposte siano saldate rispettivamente ad un corrente inferiore 133.

In questo caso, la piastra di base 111, sulle pareti laterali che definiscono le cavità longitudinali e trasversali 116 e 131, è provvista di fori passanti realizzati ad intervalli regolari che consentono l'inserimento di tondini di fermo 135 delle travi di sostegno 112 (fig.

9).

Il fissaggio delle travi di sostegno 112 può avvenire anche con modalità diverse, ad esempio è possibile saldare ad intervalli regolari i due correnti inferiori 133 ai rispettivi fondi delle cavità longitudinali 116 e trasversali 131, o ancora è possibile fissarli con altre modalità come ad esempio mediante chiodatura o con mezzi di fissaggio di tipo meccanico.

In fig. 10, è rappresentata un'ulteriore modalità di disposizione e di fissaggio delle travi di sostegno 112 nelle rispettive cavità trasversali e longitudinali 131, 116. In particolare, alcune travi di sostegno 112 sono disposte all'interno delle cavità trasversali 131 per la loro intera lunghezza mentre, altre travi di sostegno 112, di lunghezza predefinita e pari alla distanza fra due cavità trasversali 131 sono disposte nelle cavità longitudinali 116 e collegate fra loro, in opera, mediante sovrapposizione di ferri di armatura 136.

In ancora altre forme realizzative del presente trovato, la piastra di base 111 può essere realizzata in calcestruzzo, vantaggiosamente fibrorinforzata, o con materiali termoplastici o a base di carbonio, in cui, durante la fase di realizzazione di quest'ultimo, le strutture metalliche 112 vengono solidarizzate alla piastra di base 111 per annegamento, almeno parziale, dei correnti inferiori 133. In quest'ultimo caso, la piastra di base 111, sulla superficie opposta rispetto alla superficie superiore 115, che in opera è a vista, potrà presentare rifiniture volute.

II procedimento di realizzazione di una struttura autoportante 10, 110 del tipo sopra descritto comprende una prima fase in cui la piastra di base 11, 111 viene sagomata per realizzare le nervature di irrigidimento 13, 113, 130 le quali definiscono le cavità 16, 116 e 131, ed una seconda fase che consiste nel posizionamento delle travi di sostegno 12, 112 all'interno delle cavità 16, 116, 131. Le travi di sostegno 12, 112 così posizionate possono essere successivamente fissate strutturalmente alla piastra di base 11, 111 con le modalità sopra descritte.

Grazie alle particolari conformazioni geometriche delle strutture autoportanti 10, 110 sopra descritte, queste risultano essere modulari e componibili fra loro, in cui ciascun modulo ha dimensioni standardizzate o predeterminate.

Secondo una variante del procedimento sopra descritto, dopo che le travi di sostegno 12, 112 sono fissate con la piastra di base 11, 111, viene distribuito all'interno delle cavità 16,116 e/o 131 un getto di calcestruzzo 26 (fig· 3) che le può riempire parzialmente o completamente (fig. 4). Questa operazione può essere realizzata direttamente in stabilimento allo scopo di fissare le travi di sostegno 12, 112 alla piastra di base 11, 111.

Il procedimento per la realizzazione di solai con la struttura autoportante 10, 110, secondo il presente trovato, comprende una fase di realizzazione delle struttura autoportante 10, 110 come sopra descritto, una fase di posizionamento e successivo fissaggio della struttura autoportante 10, 110 su elementi costruttivi di sostegno come ad esempio pilastri, colonne, muri o travi ed una terza fase di gettata di calcestruzzo sulla superficie superiore 15, 115 per riempire le cavità 15, 115, e 131 e per inglobare anche le suddette travi di sostegno.

In questo modo, in corrispondenza delle travi di sostegno 12, 112 viene gettata una maggiore quantità di calcestruzzo per costituire travature armate portanti, mentre in corrispondenza dei vani inferiori 17 e 117, la quantità di calcestruzzo gettato sarà notevolmente inferiore rispetto allo spessore H della piastra di base 11, 111. Lo spessore dello strato di calcestruzzo distribuito sulla piastra di base 11, 111, ed il volume definito dalle cavità 16, 116, 131 sono funzione della resistenza statica ed al REI determinati da parametri di progetto. È chiaro che alla struttura ed al relativo procedimento di realizzazione della struttura 10, 110 autoportante e di solai fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del trovato.

Ad esempio, la piastra di base 11, 111 può presentare eventuali mezzi di aggancio o di fissaggio, quali ad esempio, pre-forature 137 (fig. 9) che consentono il fissaggio di eventuali accessori come ganci per elementi sospesi quali appendini, controsoffitti, lampadari o altro.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.Struttura per la realizzazione di solai comprendente una piastra di base (11; 111) di tipo autoportante avente una superficie superiore (15; 115) con la quale coopera una pluralità di travi di sostegno (12; 112) ed atta a supportare un getto di calcestruzzo, caratterizzata dal fatto che detta piastra di base (11; 111) è sagomata in modo da avere una pluralità di nervature di irrigidimento (13; 113) che definiscono una pluralità di cavità superiori (16; 116) al cui interno cooperano le travi di sostegno (12; 112) ed almeno un vano inferiore (17; 117) di alleggerimento fra dette cavità superiori (16; 116). 2.Struttura come nella rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che dette nervature di irrigidimento (13, 113) sono disposte sostanzialmente parallele ad un asse longitudinale (X) di detta piastra di base (11, 111). 3.Struttura come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la sezione trasversale di ciascuna di dette cavità superiori (16; 116) è minore di quella di detto vano inferiore (17; 117). 4 .Struttura come nella rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzata dal fatto che detta piastra di base (111) comprende, anche, nervature trasversali (130) disposte sostanzialmente ortogonali a detta pluralità di nervature di irrigidimento (13, 113) e che definiscono cavità trasversali (131). 5.Struttura come nella rivendicazione 4, caratterizzata dal £atto che all'interno di dette cavità trasversali (131) cooperano almeno una di dette travi di sostegno e/o di collegamento (112). 6.Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti vani inferiori (17; 117) sono aperti verso l'esterno. 7.Struttura come nella rivendicazione 4 o 5, caratterizzata dal fatto che dette cavità superiori (116) e dette cavità trasversali (131) presentano la stessa altezza. 8.Struttura come nella rivendicazione 4 o 5, caratterizzata dal fatto che dette cavità superiori (116) e dette cavità trasversali (131) presentano altezza differente. 9.Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta piastra di base (11; 111) è realizzata in materiale metallico. 10. Struttura come nelle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzata dal fatto che detta piastra di base (11; 111) è realizzata in calcestruzzo. 11. Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che è del tipo componibile. 12. Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che è del tipo modulare 13. Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette travi di sostegno (12; 112) sono solidarizzate su detta piastra di base (11; 111). 14. Procedimento per realizzare una struttura autoportante (10; 110) per solai, caratterizzato dal fatto che comprende una prima fase in cui una piastra di base (11; 111) viene sagomata per formare nervature di irrigidimento (13; 113, 130) che definiscono cavità superiori (16; 116, 131), ed una seconda fase durante la quale una pluralità di travi di sostegno (12; 112) vengono disposte in dette cavità superiori (16; 116, 131) per cooperare con detta piastra di base (11; 111) e solidarizzate. 15. Procedimento per realizzare solai, caratterizzato dal fatto che comprende una prima fase di realizzazione di una struttura autoportante (10; 110) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, una seconda fase di posizionamento e fissaggio di detta struttura autoportante (10; 110) su elementi costruttivi di sostegno, quali pilastri, travi o simili, ed una terza fase di gettata di calcestruzzo su detta superficie superiore (15; 115) per riempire dette cavità superiori (16; 116, 131) ed inglobare dette travi di sostegno (12; 112).