ITRM20130600A1 - METHOD TO IMPROVE THE STRUCTURAL STABILITY OF A BUILDING CONSTRUCTION - Google Patents
METHOD TO IMPROVE THE STRUCTURAL STABILITY OF A BUILDING CONSTRUCTIONInfo
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Description
METODO PER MIGLIORARE LA STABILITA’ STRUTTURALE METHOD TO IMPROVE STRUCTURAL STABILITY
DI UNA COSTRUZIONE EDILE OF A BUILDING CONSTRUCTION
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda il campo delle costruzioni edili in cemento armato, in particolare si riferisce ad un metodo per migliorare la stabilità strutturale di una costruzione edile in cemento armato e alle costruzioni ottenibili con tale metodo. The present invention relates to the field of reinforced concrete building constructions, in particular it refers to a method for improving the structural stability of a reinforced concrete building construction and to the constructions obtainable with this method.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Com’è noto le costruzioni edili in cemento armato sono strutture comprendenti pilastri e travi, quando si verifica un terremoto di elevata intensità i pilastri di questo tipo di costruzioni sono danneggiati soprattutto in “testa” ed al “piede” (cioè nelle parti più vicini ai solai), mentre rimane quasi integro nella parte centrale. Durante le oscillazioni dell’edificio, determinate da un sisma, alla “testa” di ogni pilastro sotto il solaio ed al “piede” di ogni pilastro sopra alla fondazione e sopra al solaio, si ha questa distruzione: salta il copriferro per l’eccessiva pressione sui bordi; i ferri scoperti vanno in carico di punta ed assumono il caratteristico aspetto ondulato (l’infittimento delle staffe previsto dall’attuale normativa migliora la resistenza ma non risolve radicalmente il problema); i ferri della trave non sono più collegati ai ferri del pilastro perché questi sono usciti dalla loro sede e la trave si regge in maniera precaria soltanto come se fosse appoggiata sul pilastro distrutto sui bordi; continuando le oscillazioni la trave si stacca dal pilastro ed i solai cadono. La distruzione avviene sui bordi del pilastro per un’altezza di circa 35-40 cm e per una profondità di circa 6 cm, sia sotto che sopra al solaio; la parte più prossima al “piano neutro” di oscillazione rimane quasi indenne. Il pilastro assume in “testa” la caratteristica forma tronco-piramidale dritta, mentre al “piede” assume la caratteristica forma troncopiramidale capovolta. As is known, reinforced concrete building constructions are structures including pillars and beams, when a high intensity earthquake occurs, the pillars of this type of construction are damaged above all in the "head" and "foot" (ie in the closest parts at the floors), while it remains almost intact in the central part. During the oscillations of the building, determined by an earthquake, at the "head" of each pillar under the floor and at the "foot" of each pillar above the foundation and above the floor, this destruction occurs: the concrete cover is skipped due to the excessive pressure on the edges; the uncovered irons go into peak load and take on the characteristic wavy appearance (the thickening of the stirrups provided for by the current legislation improves resistance but does not radically solve the problem); the bars of the beam are no longer connected to the bars of the pillar because these have come out of their seat and the beam is held up in a precarious manner only as if it were resting on the pillar destroyed on the edges; continuing the oscillations, the beam detaches from the pillar and the floors fall. The destruction occurs on the edges of the pillar for a height of about 35-40 cm and for a depth of about 6 cm, both below and above the floor; the part closest to the “neutral plane” of oscillation remains almost unscathed. The pillar assumes the characteristic straight truncated pyramid shape at the "head", while at the "foot" it assumes the characteristic inverted truncated pyramidal shape.
E’ quindi molto sentito il problema di migliorare la stabilità strutturale delle costruzioni edili in cemento armato, in particolare delle costruzioni che hanno subito danni dovuti ad eventi sismici. There is therefore a strong problem of improving the structural stability of reinforced concrete building constructions, in particular of buildings that have suffered damage due to seismic events.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION
Tale problema viene risolto da un metodo secondo la rivendicazione 1, è oggetto della presente invenzione anche una costruzione edile secondo la rivendicazione 11. This problem is solved by a method according to claim 1, a building construction according to claim 11 is also the subject of the present invention.
Il metodo della presente invenzione risolve gli inconvenienti sopra menzionati della tecnica nota e presenta i seguenti vantaggi: The method of the present invention solves the aforementioned drawbacks of the known art and has the following advantages:
L’inserimento della prima armatura 1 impedisce che la trave esca dal pilastro su cui insiste, che nel caso di costruzioni già soggette a terremoti è già distrutto nella parte esterna in “testa” e al “piede”) con conseguente caduta dei solai e i relativi danni alle persone. Viene così garantita la sicurezza anche quando la struttura, per la veemenza del sisma, ha perso il suo stato elastico ed è entrata nello stato plastico. Dopo il terremoto si possono ricostruire le parti distrutte del pilastro stesso: cioè il “piede” e la “testa”. Si ottiene, così, il vantaggio di salvare le vite umane oltre che la costruzione stessa. The insertion of the first reinforcement 1 prevents the beam from coming out of the pillar on which it insists, which in the case of buildings already subject to earthquakes is already destroyed in the external part in the "head" and "foot") with consequent fall of the floors and the relative damage to people. Safety is thus guaranteed even when the structure, due to the force of the earthquake, has lost its elastic state and has entered the plastic state. After the earthquake, the destroyed parts of the pillar itself can be reconstructed: the "foot" and the "head". In this way, the advantage of saving human lives is obtained as well as the construction itself.
Con il metodo della presente invenzione si allungherà di molto il tempo di vita nominale della costruzione in cemento armato. La struttura ottenuta infatti, ha una struttura-armatura al centro del pilastro, che è la parte del pilastro meno soggetta a fessurazione e, pertanto, molto meno raggiungibile dagli agenti corrosivi (aria, umidità, acqua) ed è più protetta. Le strutture stabilizzate secondo il metodo della presente invenzione sono molto meno soggette a corrosione. With the method of the present invention, the nominal life time of the reinforced concrete construction will be greatly extended. The structure obtained in fact has a structure-reinforcement in the center of the pillar, which is the part of the pillar less subject to cracking and, therefore, much less accessible from corrosive agents (air, humidity, water) and is more protected. Structures stabilized according to the method of the present invention are much less subject to corrosion.
Inoltre gli spostamenti, durante l’oscillazione dell’edificio provocati da un forte sisma, saranno minori quando l’edificio è stato stabilizzato secondo il metodo della presente invenzione, in quanto la struttura meno sollecitata di quella più esterna, subirà minori deformazioni e tenderà a recuperare la sollecitazione e ad assumere la posizione iniziale. Furthermore, the displacements, during the building's oscillation caused by a strong earthquake, will be less when the building has been stabilized according to the method of the present invention, as the less stressed structure than the outermost one will undergo less deformation and will tend to recover the stress and assume the initial position.
Il “piede” di un pilastro del piano più basso dell’edificio, soggetto ad evento sismico importante, una volta che i ferri esterni si sono deformati tende a traslare rispetto al proprio asse ed a perdere l’allineamento iniziale con la fondazione. Ciò influisce negativamente sull’intera struttura in quanto il pilastro non può più trasferire correttamente sulla fondazione il peso che prima sopportava e trasferiva. Con l’impiego del metodo della presente invenzione invece, il pilastro può inclinarsi ma mantiene comunque l’allineamento con la fondazione e, quindi, trasferisce correttamente il peso sulla struttura di fondazione. The "foot" of a pillar on the lowest floor of the building, subject to a major seismic event, once the external irons are deformed tends to translate with respect to its axis and lose its initial alignment with the foundation. This negatively affects the entire structure as the pillar can no longer correctly transfer the weight it previously supported and transferred onto the foundation. With the use of the method of the present invention, however, the pillar can tilt but still maintains alignment with the foundation and, therefore, correctly transfers the weight on the foundation structure.
Un altro vantaggio è costituito dal fatto che l’armatura del pilastro contribuisce a dare una valida resistenza alle strutture in cemento armato. (dove esso è inserito) anche in caso di frane, smottamenti, alluvioni etc., ed altra qualsiasi calamità che determina spinte orizzontali contro l’edificio. I vantaggi sopra descritti sono anche supportati da dati sperimentali ottenuti dagli inventori. Another advantage is the fact that the reinforcement of the pillar helps to give a valid resistance to the reinforced concrete structures. (where it is inserted) even in the event of landslides, landslides, floods etc., and any other calamity that determines horizontal thrusts against the building. The advantages described above are also supported by experimental data obtained by the inventors.
Caratteristiche preferite della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. Altri vantaggi, assieme alle caratteristiche ed alle modalità di impiego della presente invenzione, risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme di realizzazione preferite, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento alle figure dei disegni allegati. Preferred features of the present invention are the subject of the dependent claims. Other advantages, together with the characteristics and methods of use of the present invention, will become evident from the following detailed description of some of its preferred embodiments, presented by way of non-limiting example, with reference to the figures of the attached drawings.
DESCRIZIONE BREVE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
§ la Figura 1 mostra una sezione longitudinale di un pilastro 3 e delle relative travi 4 di una costruzione edile stabilizzata con il metodo della presente invenzione secondo una sua forma di realizzazione preferita; Figure 1 shows a longitudinal section of a pillar 3 and of the related beams 4 of a building construction stabilized with the method of the present invention according to a preferred embodiment thereof;
§ la Figura 2 mostra una forma di realizzazione preferita di detta prima armatura 1 utilizzata nel metodo e nelle costruzioni edili della presente invenzione; Figure 2 shows a preferred embodiment of said first reinforcement 1 used in the method and in the building constructions of the present invention;
§ le Figure 3A, 3B e 3C mostrano una vista in pianta di diversi tipi di pilastri 3 di costruzioni edili stabilizzate con il metodo della presente invenzione secondo una sua forma di realizzazione preferita; § Figures 3A, 3B and 3C show a plan view of different types of pillars 3 of building constructions stabilized with the method of the present invention according to a preferred embodiment thereof;
§ la Figura 4 mostra una vista in pianta di una costruzione edile in cui sono presenti pilastri perimetrali intermedi (A), pilastri perimetrali d’angolo (B), pilastri interni (C); § Figure 4 shows a plan view of a building construction in which there are intermediate perimeter pillars (A), corner perimeter pillars (B), internal pillars (C);
§ Le Figure 5A e 5B mostrano una vista in pianta di un pilastro 3 e delle travi 4 che insistono su di esso di una costruzione edile stabilizzata con il metodo della presente invenzione secondo una sua forma di realizzazione preferita. § Figures 5A and 5B show a plan view of a pillar 3 and of the beams 4 insisting on it of a building construction stabilized with the method of the present invention according to a preferred embodiment thereof.
§ La Figura 6 mostra una vista in prospettiva parzialmente in spaccato di una costruzione edile stabilizzata con il metodo della presente invenzione secondo una sua forma di realizzazione preferita. § Figure 6 shows a partially cut-away perspective view of a building construction stabilized with the method of the present invention according to a preferred embodiment thereof.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invenzione si riferisce ad un metodo per migliorare la stabilità strutturale di una costruzione edile in cemento armato già esistente, ad esempio edifici, scuole, ospedali, presentante uno o più pilastri 3 e opzionalmente una o più travi 4 che insistono su detti pilastri. Detto metodo comprende i seguenti passi: The present invention refers to a method for improving the structural stability of an already existing reinforced concrete building, for example buildings, schools, hospitals, having one or more pillars 3 and optionally one or more beams 4 which insist on said pillars. This method includes the following steps:
a) eseguire una prima perforazione in posizione sostanzialmente centrale e lungo l’asse longitudinale di detto uno o più pilastri 3; a) perform a first drilling in a substantially central position and along the longitudinal axis of said one or more pillars 3;
b) inserire una prima armatura 1 in detta perforazione presentante una pluralità di aperture 2 atte a far defluire un materiale di riempimento cementizio dall’interno di detta prima armatura verso l’esterno di detta prima armatura; b) insert a first reinforcement 1 in said perforation presenting a plurality of openings 2 suitable for making a concrete filling material flow from the inside of said first reinforcement towards the outside of said first reinforcement;
c) colare detto materiale di riempimento cementizio, in particolare malta espansiva fluidificata, all’interno di detta prima armatura 1 fino al riempimento completo di detta prima perforazione. c) pouring said cement filling material, in particular fluidized expansive mortar, inside said first reinforcement 1 until the complete filling of said first perforation.
Secondo una forma di realizzazione per migliorare ulteriormente la stabilità strutturale della costruzione edile, il metodo potrà prevedere gli ulteriori seguenti passi: According to an embodiment to further improve the structural stability of the building construction, the method may provide for the following further steps:
d) eseguire una seconda perforazione secondo una direzione trasversale a detto rispettivo pilastro 3 in maniera tale da interessare la trave 4 che insiste su detto rispettivo pilastro; e) inserire una seconda armatura 5 in detta seconda perforazione; d) carrying out a second perforation in a direction transversal to said respective pillar 3 in such a way as to involve beam 4 which insists on said respective pillar; e) inserting a second reinforcement 5 in said second perforation;
f) colare del materiale di riempimento cementizio, in particolare malta espansiva fluidificata, all’interno di detta seconda perforazione. f) pouring the cement filling material, in particular fluidized expansive mortar, inside said second perforation.
Come risulterà più chiaro dalla descrizione riportata di seguito il passaggio f) potrà anche precedere il passaggio e), il metodo quindi potrà prevedere che prima è colata il materiale di riempimento cementizio e successivamente è inserita la seconda armatura 5. As will become clearer from the description below, step f) can also precede step e), the method can therefore provide that the cement filling material is poured first and then the second reinforcement 5 is inserted.
Secondo una forma di realizzazione e facendo riferimento alla figura 2 la prima armatura 1 può essere realizzata nella forma di un tubo metallico 1 di idoneo spessore e diametro per l’inserimento nella perforazione effettuata in posizione sostanzialmente centrale e lungo l’asse longitudinale del pilastro 3. A titolo di esempio, se la prima perforazione eseguita nel pilastro ha un diametro di 12 cm, il tubo metallico 1 avrà un diametro massimo di 8 cm. in modo che, ubicato nel foro ottenuta dalla perforazione del pilastro, possa avere intorno uno spazio vuoto, a forma di corona circolare, di 2 cm di spessore. Lo spazio vuoto intorno al tubolare sarà completamente riempito con materiale cementizio, preferibilmente con malta espansiva. According to an embodiment and with reference to Figure 2, the first reinforcement 1 can be made in the form of a metal tube 1 of suitable thickness and diameter for insertion into the perforation made in a substantially central position and along the longitudinal axis of the pillar 3 As an example, if the first perforation made in the pillar has a diameter of 12 cm, the metal pipe 1 will have a maximum diameter of 8 cm. so that, located in the hole obtained by drilling the pillar, it can have an empty space around it, in the shape of a circular crown, 2 cm thick. The empty space around the tubular will be completely filled with cementitious material, preferably with expansive mortar.
Secondo una forma di realizzazione il tubo metallico 1 avrà uno spessore maggiore nella sua parte più bassa della costruzione edile, ad esempio per un’altezza di 70 cm al di sopra della fondazione. Per una costruzione edile di altezza notevole si potrà anche prevedere che i vari tratti del tubolare metallico abbiamo spessore e diametro differenti nell’altezza. Ad esempio uno spessore di 4 mm nella parte più bassa; spessore 3 mm. in quella intermedia e uno spessore di 2 mm. nella parte più alta con inserimento telescopico. According to an embodiment, the metal pipe 1 will have a greater thickness in its lowest part of the building construction, for example for a height of 70 cm above the foundation. For a building of considerable height, it can also be expected that the various sections of the metal tubular have different thickness and diameter in height. For example a thickness of 4 mm in the lower part; thickness 3 mm. in the intermediate one and a thickness of 2 mm. in the upper part with telescopic insertion.
Secondo una forma di realizzazione la prima armatura 1, ad esempio un tubo metallico, sarà inserita per tutta la lunghezza del pilastro 3, avvitando o saldando più tratti dall’alto verso il basso per l’altezza dell’edificio, avendo cura di far giungere le parti avvitate o saldate all’altezza intermedia fra due solai, cioè laddove il momento è pari a zero. According to an embodiment, the first reinforcement 1, for example a metal tube, will be inserted along the entire length of the pillar 3, by screwing or welding several sections from top to bottom for the height of the building, taking care to ensure that the parts screwed or welded at the intermediate height between two floors, i.e. where the moment is equal to zero.
Secondo una forma di realizzazione detta prima armatura 1 comprende lungo la sua circonferenza, preferibilmente in corrispondenza di ogni interpiano uno o più aperture 2, ad esempio quattro fori di diametro di circa 4 cm, dette aperture hanno la funzione di far defluire il materiale cementizio, dall’interno dell’armatura verso l’esterno dell’armatura. According to an embodiment, said first reinforcement 1 comprises along its circumference, preferably in correspondence of each inter-floor, one or more openings 2, for example four holes with a diameter of about 4 cm, said openings have the function of making the cementitious material flow, from the inside of the reinforcement to the outside of the reinforcement.
Fare defluire il materiale cementizio dall’interno verso l’esterno dell’armatura ha lo scopo di fare compenetrare il materiale cementizio all’interno dell’armatura tubolare con quella dell’intercapedine cilindrica tra il tubo e la perforazione eseguita e, quindi, anche con la superficie interna. Le aperture 2 lungo la circonferenza saranno preferibilmente disposte sfalsate in altezza l’una rispetto all’altra. Making the cementitious material flow from the inside towards the outside of the reinforcement has the purpose of making the cementitious material interpenetrate inside the tubular reinforcement with that of the cylindrical gap between the pipe and the perforation performed and, therefore, also with the inner surface. The openings 2 along the circumference will preferably be arranged staggered in height with respect to each other.
A titolo esemplificativo se la perforazione nel pilastro è di 12 cm e detta prima armatura 1 in forma di il tubolare metallico al suo interno è di 8 cm, le quattro aperture 2 saranno ubicate due in corrispondenza di un diametro (AB) e le altre due in corrispondenza del diametro ortogonale al primo (CD), ma ad un’altezza maggiore o minore dei 20 cm rispetto all’altezza dell’interpiano. Le due aperture sul diametro AB (orizzontale rispetto a chi osserva la figura) devono essere più alte (o più basse) di 10 cm rispetto all’altezza intermedia del piano; le due aperture sul diametro ortogonale al primo (CD) devono essere più basse (o più alte) di 10 cm dell’altezza intermedia del piano. By way of example, if the perforation in the pillar is 12 cm and said first reinforcement 1 in the form of the metal tubular inside it is 8 cm, the four openings 2 will be located two in correspondence with a diameter (AB) and the other two in correspondence with the diameter orthogonal to the first (CD), but at a height greater or less than 20 cm with respect to the height of the floor. The two openings on the diameter AB (horizontal to the viewer in the figure) must be 10 cm higher (or lower) than the intermediate height of the top; the two openings on the diameter orthogonal to the first (CD) must be 10 cm lower (or higher) than the intermediate height of the top.
Quindi, se l’altezza del piano è di circa 3 m, le due aperture sul diametro AB saranno ad altezza di mt. 1,50 0,10 = 1,6 mt.; mentre le due aperture sul diametro CD saranno ad altezza di mt. So, if the height of the floor is about 3 m, the two openings on the diameter AB will be at a height of mt. 1.50 0.10 = 1.6 meters; while the two openings on the CD diameter will be at a height of mt.
1,50 - 0,10 = 1,4 mt. 1.50 - 0.10 = 1.4 mt.
Le perforazioni potranno essere eseguite a carotaggio continuo nei pilastri, al centro della loro sezione, iniziando dalla sommità e proseguendo fino alla base della fondazione per inserirvi detta prima armatura 1. Secondo una forma di realizzazione il diametro della perforazione parte dagli 8 cm ai 10, 12 14, 16 cm etc. a seconda dell’altezza della costruzione edile e delle dimensioni dei pilastri. The perforations can be carried out by continuous coring in the pillars, in the center of their section, starting from the top and continuing up to the base of the foundation to insert said first reinforcement 1. According to one embodiment, the diameter of the perforation starts from 8 cm to 10, 12 14, 16 cm etc. depending on the height of the building and the size of the pillars.
I pilastri delle costruzioni in cemento armato, su cui saranno eseguite le perforazioni, per inserirvi dette prime armature, possono essere interni o perimetrali. I pilastri perimetrali, a loro volta, potranno essere pilastri d’angolo o pilastri intermedi. Nella figura 4 i diversi tipi di pilastro sono indicati rispettivamente con: A pilastro intermedio, B pilastro perimetrale d’angolo e C pilastro perimetrale interno. Le perforazioni saranno eseguite con modalità parzialmente diverse in base alle diverse ubicazione dei pilastri. I pilastri interni, saranno perforati ad iniziare dalla sommità e proseguendo, in maniera continua, per tutta l’altezza fino ai ferri inferiori della fondazione. La precisione della perforazione nei pilastri interni verrà controllata con il pacometro. The pillars of reinforced concrete constructions, on which the perforations will be carried out, to insert said first reinforcements, can be internal or perimeter. The perimeter pillars, in turn, may be corner pillars or intermediate pillars. In figure 4 the different types of pillars are indicated respectively with: A intermediate pillar, B perimeter corner pillar and C perimeter internal pillar. The perforations will be carried out in partially different ways according to the different locations of the pillars. The internal pillars will be drilled starting from the top and continuing, continuously, for the entire height up to the lower bars of the foundation. The accuracy of the drilling in the internal abutments will be checked with the covermeter.
I pilastri interni sono quelli che durante le sollecitazioni sismiche subiscono minori danni ai nodi. I pilastri perimetrali intermedi saranno perforati ad iniziare dalla sommità e proseguendo per tutta l’altezza fino ai ferri inferiori della fondazione ma con la modalità di seguito specificata: si inizia la perforazione dalla sommità e si prosegue fino ai ferri inferiori della trave, verticale alla facciata, del primo solaio sottostante, trave che essi sostengono. The internal pillars are those that suffer the least damage to the nodes during seismic stresses. The intermediate perimeter pillars will be drilled starting from the top and continuing for the entire height up to the lower bars of the foundation but in the manner specified below: drilling begins from the top and continues up to the lower bars of the beam, vertical to the facade , of the first floor below, the beam they support.
Come sopra riportato secondo un’altra forma di realizzazione potrà essere eseguita una seconda perforazione in direzione trasversale al pilastro 3 in maniera tale da interessare la trave 4 che insiste su detto pilastro. Ad esempio successivamente a detta prima perforazione si esegue quindi una seconda perforazione, ad esempio un foro orizzontale, ortogonalmente alla facciata, che penetra nella trave 4 preferibilmente per una profondità di circa 1,5 m. In corrispondenza della parte centrale della sezione della trave alta che sostiene l’ultimo solaio ed un altro foro in corrispondenza della trave bassa che sostiene il penultimo solaio. Entrambi i fori devono attraversare il pilastro e devono entrare nelle travi. Così si ha modo anche di controllare la precisione del foro verticale eseguito ad iniziare dalla sommità del pilastro ed, eventualmente, mettere idonee guide per agevolare la precisione nella continuazione della perforazione. Si prosegue, in tal senso, dall’altro verso il basso, di piano in piano, prima con la perforazione verticale nel pilastro (prima perforazione) e quindi con le perforazioni orizzontali (seconda perforazione), che fanno anche da controllo, nel pilastro e nella trave. I pilastri perimetrali d’angolo vengono perforati allo stesso modo dei pilastri perimetrali intermedi con l’aggiunta di un’ulteriore seconda perforazione orizzontale, ortogonale all’altra facciata, sempre in corrispondenza della parte centrale della trave (Fig.5B). Secondo una forma di realizzazione in una costruzione edile in cemento armato sottoposta al metodo qui descritto, i pilastri centrali avranno solo la prima perforazione (verticale) dalla sommità fino ai ferri della base della fondazione; i pilastri intermedi avranno, oltre la perforazione verticale a tutt’altezza, anche una seconda perforazione (orizzontale), ortogonale alla facciata, in corrispondenza della parte centrale delle trave (Fig. 5A); i pilastri d’angolo, infine, avranno, oltre alla prima perforazione verticale a tutt’altezza, anche due seconde perforazioni orizzontali, ciascuna ortogonale ad una delle due facciate d’angolo, in corrispondenza delle parti centrali delle due travi sostenute dallo stesso pilastro d’angolo (Fig. 5B). I diametri delle perorazioni orizzontali e verticali saranno preferibilmente quelli sopra descritti. As reported above, according to another embodiment, a second perforation can be performed in a transverse direction to the pillar 3 in such a way as to affect the beam 4 which insists on said pillar. For example, after said first perforation, a second perforation is then carried out, for example a horizontal hole, perpendicular to the facade, which penetrates the beam 4 preferably for a depth of about 1.5 m. At the central part of the section of the high beam that supports the last floor and another hole at the low beam that supports the penultimate floor. Both holes must go through the pillar and must enter the beams. In this way it is also possible to check the precision of the vertical hole made starting from the top of the pillar and, if necessary, to put suitable guides to facilitate the precision in the continuation of the drilling. We continue, in this sense, from the other downwards, from plane to plane, first with the vertical perforation in the pillar (first perforation) and then with the horizontal perforations (second perforation), which also act as control, in the pillar and in the beam. The perimeter corner pillars are drilled in the same way as the intermediate perimeter pillars with the addition of a further second horizontal perforation, orthogonal to the other facade, always in correspondence with the central part of the beam (Fig.5B). According to an embodiment in a reinforced concrete building construction subjected to the method described here, the central pillars will have only the first (vertical) perforation from the top to the bars of the base of the foundation; the intermediate pillars will have, in addition to the full-height vertical perforation, also a second (horizontal) perforation, orthogonal to the facade, at the central part of the beam (Fig. 5A); finally, the corner pillars will have, in addition to the first full-height vertical perforation, also two second horizontal perforations, each perpendicular to one of the two corner facades, in correspondence with the central parts of the two beams supported by the same pillar d angle (Fig.5B). The diameters of the horizontal and vertical perforations will preferably be those described above.
Come precedente descritto in detta seconda perforazione sarà inserita anche una seconda armatura 5 disposta ad esempio ortogonalmente rispetto a detta prima armatura 1. Secondo una forma di realizzazione sui pilastri perimetrali intermedi si andrà a realizzare una struttura a “croce” (Fig. 5A) in uno dei punti più delicati e precari della struttura, cioè all’attacco pilastrotrave; inoltre secondo un ulteriore forma di realizzazione potrà essere inserita una seconda armatura 5 orizzontale nelle travi 4 in appoggio sui pilastri perimetrali d’angolo (Fig. 5B), realizzando così una struttura “a doppia croce” nel punto maggiormente precario cioè all’attacco angolare del pilastro con le due travi 4. As described above, a second reinforcement 5 will also be inserted in said second perforation, arranged for example orthogonally with respect to said first reinforcement 1. According to an embodiment, a "cross" structure will be created on the intermediate perimeter pillars (Fig. 5A). one of the most delicate and precarious points of the structure, ie at the pillar-beam attachment; moreover, according to a further embodiment, a second horizontal reinforcement 5 can be inserted into the beams 4 resting on the perimeter corner pillars (Fig. 5B), thus creating a "double cross" structure in the most precarious point, i.e. at the corner attachment of the pillar with the two beams 4.
Secondo una forma di realizzazione nei fori orizzontali ottenuti con detta seconda perforazione saranno inserite seconde armature 5 comprendenti barre filettate, preferibilmente ad aderenza migliorata. Le barre filettate avranno preferibilmente un diametro di almeno 20 mm; avranno ciascuna mezzi di fissaggio ad esempio un dado in “testa” da avvitare contro una piastra metallica, ad esempio di spessore di 12 mm, disposta ad “L” sui due lati esterni del pilastro. Avvitando i dadi, posti alla “testa” delle due barre, contro la piastra metallica ad “L” sui lati esterni del pilastro, le travi 4 vengono tirate al pilastro operando così una precompressione di tipo passivo. Il tiraggio delle travi 4 al pilastro 3 è molto importante onde evitare che i pilastri (specie quelli d’angolo) durante il sisma si spostino dalla loro posizione originale per mancanza di un sufficiente collegamento tra pilastro e travi. La piastra ad “L” potrà avere anche due bulloni fermapiastra vicino a ciascuna delle sue due estremità esterne. Detta piastra metallica può essere disposta sotto l’intonaco coprendola con una rete metallica sulla quale, poi, viene posto l’intonaco. According to an embodiment, second reinforcements 5 comprising threaded bars, preferably with improved adhesion, will be inserted into the horizontal holes obtained with said second perforation. The threaded bars will preferably have a diameter of at least 20 mm; each will have fastening means, for example a "head" nut to be screwed against a metal plate, for example 12 mm thick, arranged in an "L" shape on the two external sides of the pillar. By screwing the nuts, placed at the "head" of the two bars, against the metal "L" plate on the external sides of the pillar, the beams 4 are pulled to the pillar thus operating a passive type prestressing. The draft of the beams 4 to the pillar 3 is very important in order to prevent the pillars (especially the corner ones) from moving from their original position during the earthquake due to lack of a sufficient connection between the pillar and the beams. The "L" plate may also have two plate retainer bolts near each of its two outer ends. This metal plate can be placed under the plaster by covering it with a metal mesh on which the plaster is then placed.
La forma di realizzazione di Fig. 5B mostra due barre filettate orizzontali di collegamento delle due travi 4 al pilastro ad angolo 3. La barra disposta nel senso del lato più lungo del pilastro sarà preferibilmente ubicata in modo che essa lasci la prima armatura 1 verso l’esterno. Inoltre essa è leggermente inclinata in maniera che la parte lunga entri nella trave 4 e penetri meglio nella parte centrale della trave stessa. The embodiment of Fig. 5B shows two horizontal threaded bars connecting the two beams 4 to the corner pillar 3. The bar arranged in the direction of the longest side of the pillar will preferably be located so that it leaves the first reinforcement 1 towards the 'external. Furthermore, it is slightly inclined so that the long part enters the beam 4 and penetrates better in the central part of the beam itself.
In alcune costruzioni esistenti. possono esserci travi 4 particolarmente deteriorate nelle loro armature, in alcuni casi tutte le travi dell’edificio sono ammalorate, per cui è necessario mettere in atto interventi più radicali con l’inserimento di seconde armature multiple, in questo caso si interverrà su alcune o su tutte le travi 4 con seconde armature orizzontali 5 che attraversano le travi in cemento armato. per tutta la loro lunghezza, da una facciata all’altra dell’edificio, sulle cui facciate dove, con un dado in “testa”, vengono serrate a piastre metalliche di forma rettangolare o ad “L”. Dette seconde armature orizzontali 5, a seconda delle necessità del caso, possono essere ferri con diametro minimo 20 mm. oppure tubi metallici di opportuno diametro e spessore. Ad esempio, nel caso di una trave 4 di sezione 30 x 50 cm si possono utilizzare quattro tubi metallici con diametro 40 mm., con una coppia di tubolari disposti simmetricamente nella parte alta della trave e con un’altra coppia di tubi disposti allo stesso modo nella parte bassa della trave. Ogni tubo viene sopra descritto viene inserito in un foro predisposto di diametro di 80 mm, in modo da avere attorno al tubo metallico malta espansiva di spessore 2 cm. I tubi metallici orizzontali possono essere inseriti molto vicini (fino a sfiorare) il tubo metallico verticale del pilastrino-midollo ottenendo anche il vantaggio che la malta espansiva che avvolgono il tubolare verticale si mescola omogeneamente con la malta che avvolge le tubazioni orizzontali. In some existing buildings. there may be beams 4 particularly deteriorated in their reinforcements, in some cases all the beams of the building are deteriorated, so it is necessary to implement more radical interventions with the insertion of second multiple reinforcements, in this case we will intervene on some or on all beams 4 with second horizontal reinforcements 5 crossing the reinforced concrete beams. along their entire length, from one facade to the other of the building, on whose facades where, with a nut in the "head", they are tightened to rectangular or "L" shaped metal plates. According to the needs of the case, said second horizontal reinforcements 5 can be rods with a minimum diameter of 20 mm. or metal pipes of suitable diameter and thickness. For example, in the case of a beam 4 with a section of 30 x 50 cm, four metal pipes with a diameter of 40 mm can be used, with a pair of tubulars arranged symmetrically in the upper part of the beam and with another pair of pipes arranged thereon. way in the lower part of the beam. Each pipe described above is inserted into a pre-arranged hole with a diameter of 80 mm, so as to have an expansive mortar of 2 cm thickness around the metal pipe. The horizontal metal pipes can be inserted very close (until they touch) the vertical metal pipe of the pillar-medulla, also obtaining the advantage that the expansive mortar that surrounds the vertical tubular mixes homogeneously with the mortar that surrounds the horizontal pipes.
Di seguito è descritto il metodo della presente invenzione secondo una forma di realizzazione preferita in cui l’intervento sui diversi pilastri è realizzato in modo graduale: The method of the present invention is described below according to a preferred embodiment in which the intervention on the different pillars is carried out gradually:
Completato l’intervento su un pilastro (con l’inserimento ad esempio del tubo metallico 1 preferibilmente per tutta la sua altezza e con l’inserimento delle seconde armature 5 nelle travi 4 di tutti i piani e con il gettito finale della malta espansiva per tutta l’altezza) si attente per un tempo di circa 24 ore in modo che il pilastro così trattato entri in piena funzione statica prima di intervenire sul pilastro successivo. Il tempo di attesa, avendo utilizzato una malta espansiva, fluidificata ed a rapida presa, potrà essere molto breve, circa 24 ore. Operando in tale senso l’edificio, durante il trattamento globale, solamente il pilastro trattato ha una funzionalità statica ridotta, perché in corso di trattamento, mentre lo stesso il giorno seguente acquisisce quasi la piena funzione statica, funzione potenziata dal trattamento subito. Completed the intervention on a pillar (with the insertion for example of the metal tube 1 preferably for its entire height and with the insertion of the second reinforcement 5 in the beams 4 of all floors and with the final casting of the expansive mortar for the whole height) is careful for about 24 hours so that the pillar thus treated enters into full static function before intervening on the next pillar. The waiting time, having used an expansive, fluidized and quick-setting mortar, can be very short, about 24 hours. By operating in this sense the building, during the overall treatment, only the treated pillar has a reduced static functionality, because in the course of treatment, while the same the following day acquires almost full static function, a function enhanced by the treatment undergone.
Detta prima armatura in forma di tubolare metallico potrà essere inserito nel foro verticale (partendo dalla sommità dell’edificio) a tratti successivi, normalmente lunghi 3 m, avvitati o saldati secondo la seguente procedura. Si cala il primo tratto nel foro fermandone l’estremità superiore con una ammorsatura; si avvita o si salda l’estremità superiore del primo tratto di tubo con l’estremità inferiore del secondo tratto di tubolare e quindi si cala nel foro anche il secondo tratto, fermandone con un’ammorsatura l’estremità superiore; ad essa si salda o si avvita il terzo tratto di tubo e si procede in tal senso fino ad inserire l’armatura tubolare metallica per tutta l’altezza del pilastro (fino al raggiungimento dell’armatura inferiore della fondazione). Said first reinforcement in the form of metal tubing can be inserted into the vertical hole (starting from the top of the building) in subsequent sections, normally 3 m long, screwed or welded according to the following procedure. The first section is lowered into the hole, stopping the upper end with a clamp; the upper end of the first section of pipe is screwed or welded with the lower end of the second section of tubular and then the second section is also lowered into the hole, clamping the upper end; the third section of pipe is welded or screwed to it and proceed in this direction until the metal tubular reinforcement is inserted for the entire height of the pillar (until the lower foundation reinforcement is reached).
La barra orizzontale di collegamento del pilastro alla trave (nel caso di pilastro perimetrale intermedio) od alle travi (nel caso di pilastro d’angolo) vengono inserite ad iniziare dal penultimo solaio, dopo l’inserimento del primo tratto di tubolare metallico verticale. Si prosegue, poi, allo stesso modo scendendo da un solaio superiore a quello inferiore, fino al primo solaio. The horizontal bar connecting the pillar to the beam (in the case of an intermediate perimeter pillar) or to the beams (in the case of a corner pillar) are inserted starting from the penultimate floor, after the insertion of the first section of vertical metal tubing. Continue, then, in the same way, descending from an upper floor to the lower one, up to the first floor.
Prima di gettare la malta espansiva dentro il tubolare metallico e nell’interspazio tra esso e la superficie cilindrica realizzata con la perforazione è iniettata la malta espansiva fluidificata primariamente nei fori orizzontali, partendo dal solaio più basso e salendo verso quello più in alto. Subito dopo l’inserimento della malta nei fori orizzontali, vengono inserite le barre metalliche filettate e, dopo il tempo necessario all’indurimento della malta, vengono avvitate fortemente alla piastra metallica i dadi in “testa”. Solo dopo viene operato il gettito della malta espansiva dentro al tubo metallico e nell’intercapedine fra esso e il foro perforato nel pilastro, ovviamene partendo dall’alto. Before casting the expansive mortar inside the metal tubular and in the gap between it and the cylindrical surface made with the perforation, the fluidized expansive mortar is injected primarily into the horizontal holes, starting from the lowest floor and going up to the top one. Immediately after inserting the mortar into the horizontal holes, the threaded metal bars are inserted and, after the time necessary for the mortar to harden, the "head" nuts are tightly screwed to the metal plate. Only afterwards is the casting of the expansive mortar made inside the metal pipe and in the interspace between it and the hole drilled in the pillar, obviously starting from the top.
Il taglio dei ferri 7 delle travi 4 sul pilastro 3 con la prima perforazione verticale per inserire al centro del pilastro la prima armatura 1 a tutt’altezza non porta danni di rilievo alla struttura mentre l’inserimento del la prima armatura 1 le consente di acquisire caratteristiche antisismiche ad un livello altrimenti non raggiungibile. Infatti, poniamo il caso di avere una trave in cemento armato larga. 3cm, normalmente sui due lati larghi 30 cm - quello alto e quello basso - si hanno quattro o cinque ferri, dei quali due sui bordi e due o tre fra questi ultimi. Facendo una perforazione, poniamo di cm. 12, vengono tagliati, su ciascuna delle due facce, superiore ed inferiore, uno o due ferri per trave d’appoggio, che vengono interessati dal diametro di perforazione. Considerando un pilastro di cm. 30 x 30 (normalmente il più piccolo usato) si ha che il foro praticato al centro, di 12 cm, lascia ai ferri tagliati della trave un appoggio di 9 cm per parte, che è sufficientemente valido (mentre i ferri non tagliati mantengono la loro posizione iniziale). Le travi vengono appoggiate sui pilastri per scaricare il loro peso su di essi ed i feri delle travi vengono prolungati su di essi per collegare al meglio le travi ai pilastri a che non si stacchino fra loro. Con il foro praticato al centro del pilastro e con l’inserimento della prima armatura 1 a tutt’altezza non si apporta alcun danno per quanto riguarda l’appoggio delle travi mentre la prima armatura 1 apporta il massimo collegamento tra travi 4 e pilastro 3, impedendo, in caso di sisma molto violento, che le travi 4 si stecchino dal pilastro 3, distrutto in “testa” e al “piede”, e che i solai crollino. Inoltre, con il pilastro 3 che, distrutto al “piede” sui bordi, tenderebbe a schiacciarsi sul suo stesso “piede”, detta prima armatura 1 rimasto integro, entra in funzione assumendo su di se parte o tutto il carico (che il pilastro 3 non sosterrebbe più a seconda della minore o maggiore distruzione del “piede”). The cutting of the bars 7 of the beams 4 on the pillar 3 with the first vertical perforation to insert the first full-height reinforcement 1 in the center of the column does not cause significant damage to the structure while the insertion of the first reinforcement 1 allows it to acquire anti-seismic characteristics at an otherwise unattainable level. In fact, let's say we have a large reinforced concrete beam. 3cm, normally on the two sides 30 cm wide - the high and the low - there are four or five needles, of which two on the edges and two or three between the latter. Making a perforation, let's say cm. 12, one or two irons per support beam are cut on each of the two faces, upper and lower, which are affected by the drilling diameter. Considering a pillar of cm. 30 x 30 (normally the smallest used) the hole made in the center, of 12 cm, leaves the cut bars of the beam with a support of 9 cm on each side, which is sufficiently valid (while the uncut bars maintain their starting position). The beams are placed on the pillars to unload their weight on them and the beams are extended on them to better connect the beams to the pillars so that they do not detach from each other. With the hole made in the center of the pillar and with the insertion of the first reinforcement 1 at full height, no damage is caused as regards the support of the beams while the first reinforcement 1 provides the maximum connection between beams 4 and column 3, preventing, in the event of a very violent earthquake, that the beams 4 stick to the pillar 3, destroyed in the "head" and "foot", and that the floors collapse. Furthermore, with pillar 3 which, destroyed at the "foot" on the edges, would tend to crush itself on its own "foot", known as the first reinforcement 1 which remains intact, it comes into operation assuming part or all of the load on itself (that pillar 3 would no longer support depending on the lesser or greater destruction of the "foot").
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