IT201800006754A1

IT201800006754A1 - FIXING FRAME FOR WINDOWS

Info

Publication number: IT201800006754A1
Application number: IT102018000006754A
Authority: IT
Inventors: Massimiliano Alvioli; Ermanno Imbergamo; Massimiliano Proietti; Simone Nardi
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2019-12-28

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: Description of the industrial invention entitled:

Cornice di fissaggio per serramenti Fixing frame for doors and windows

Campo di applicazione dell'invenzione Field of application of the invention

La presente invenzione si riferisce ad una cornice di fissaggio per serramenti in abitazioni, edifici, capannoni industriali, e simili. In particolare, risulta vantaggiosa per l'installazione di porte, finestre e vetrate in regioni geografiche in cui è presente il rischio di eventi sismici di intensità non trascurabile che potrebbero danneggiare le suddette strutture abitative. The present invention refers to a fixing frame for door and window frames in homes, buildings, industrial sheds, and the like. In particular, it is advantageous for the installation of doors, windows and glazing in geographical regions where there is a risk of seismic events of a non-negligible intensity that could damage the aforementioned housing structures.

Stato dell'arte State of the art

E' noto che un evento sismico può causare vari danni agli edifici, inficiandone la funzionalità degli elementi strutturali e degli elementi non strutturali. Fra detti elementi non strutturali ci sono finestre, vetrate, porte, serramenti in genere. É nota la struttura di un generico serramento, che viene inserito in un'apertura delle pareti dell'edificio ed è provvisto di un telaio rigido solidalmente ancorato al suo perimetro, che ne consente la messa in opera. Per parte sua, detta apertura è provvista di un ulteriore telaio rigido, denominato controtelaio, predisposto per l'accoppiamento con detto telaio del serramento. Lo spazio fra telaio e controtelaio viene riempito di una schiuma idrorepellente e/o termoisolante. It is known that a seismic event can cause various damage to buildings, affecting the functionality of the structural and non-structural elements. Among these non-structural elements there are windows, glazing, doors, doors and windows in general. The structure of a generic window frame is known, which is inserted into an opening in the walls of the building and is provided with a rigid frame solidly anchored to its perimeter, which allows it to be installed. For its part, said opening is provided with a further rigid frame, called counterframe, designed for coupling with said frame of the window or door. The space between the frame and the subframe is filled with a water-repellent and / or heat-insulating foam.

E' noto che durante un evento sismico, l'edificio coinvolto subisce una deformazione molto pericolosa in direzione orizzontale causata dalle onde sismiche. Detta deformazione orizzontale aumenta salendo verso la cima dell'edificio di ogni piano, variando da pochi millimetri a diverse decine di centimetri tra i piani adiacenti, a seconda dell'intensità del terremoto e delle caratteristiche della particolare struttura dell'edificio. Gli effetti di detta deformazione sui serramenti sono: (1) il telaio di porte e finestre può deformarsi e la sua deformazione può impedire l’apertura della porta o finestra, che perde la sua funzionalità e può oltretutto rappresentare un pericolo per l'evacuazione dell'edificio (2) il telaio di porte e finestre può deformarsi e la sua deformazione può premere sui vetri di finestre, vetrate, lucernaio o simili, spaccando detti vetri che possono causare danni a cose o persone e la funzionalità stessa del serramento è inficiata. It is known that during a seismic event, the building involved undergoes a very dangerous deformation in the horizontal direction caused by seismic waves. This horizontal deformation increases as you go up to the top of the building on each floor, varying from a few millimeters to several tens of centimeters between the adjacent floors, depending on the intensity of the earthquake and the characteristics of the particular structure of the building. The effects of said deformation on windows and doors are: (1) the frame of doors and windows can deform and its deformation can prevent the opening of the door or window, which loses its functionality and can also represent a danger for the evacuation of the 'building (2) the frame of doors and windows can deform and its deformation can press on the glass of windows, glazing, skylight or the like, breaking said glass which can cause damage to things or people and the very functionality of the window frame is impaired.

Gli effetti di detta deformazione sulle pareti che ospitano i serramenti sono di vario tipo e variano dalla grave lesione delle strutture portanti dell'edificio alla lieve fessurazione. La presenza di un serramento sulla parete la indebolisce, per esempio succede spesso che durante un sisma i vertici di una finestra siano origine di crepe che proseguono per la parete o siano punti terminali di crepe originate altrove. Ciò è dovuto al fatto che il serramento rappresenta una discontinuità della parete in corrispondenza della quale si concentano sforzi meccanici e si riflettono le onde sismiche durante il loro moto. The effects of this deformation on the walls that house the windows are of various types and vary from serious damage to the load-bearing structures of the building to slight cracking. The presence of a window or door on the wall weakens it, for example it often happens that during an earthquake the vertices of a window are the origin of cracks that continue along the wall or are terminal points of cracks originating elsewhere. This is due to the fact that the window frame represents a discontinuity of the wall in correspondence with which mechanical stresses are concentrated and the seismic waves are reflected during their motion.

Per ovviare al problema della rottura di vetri e vetrate, sono note alcune soluzioni tradizionali: il vetro può essere temprato, riscaldato, temperato, laminato o in vetro sigillato isolante. Le vetrate possono essere installate con metodi di verniciatura a umido o a secco. Pellicole plastiche adesive possono essere installate sulla superficie dei vetri così da tenere uniti eventuali frammenti. Margini di tolleranza dì possono essere applicati nel montaggio dei vetri in modo tale che piccole deformazioni del telaio non vadano a comprimere il vetro spaccandolo. Le suddette soluzioni hanno lo svantaggio di avere un brutto impatto visivo (pellicole adesive, verniciature) e/o un aggravio di costo non trascurabile (vetro temperato, ...) e/o comportare un ingombro non trascurabile (margini di tolleranza). To overcome the problem of glass and glazing breakage, some traditional solutions are known: the glass can be tempered, heated, tempered, laminated or in insulating sealed glass. Glazing can be installed with wet or dry painting methods. Adhesive plastic films can be installed on the glass surface to keep any fragments together. Tolerance margins can be applied in the assembly of the glass so that small deformations of the frame do not compress the glass by breaking it. The aforementioned solutions have the disadvantage of having a bad visual impact (adhesive films, paints) and / or a not negligible increase in cost (tempered glass, ...) and / or involve a not negligible size (tolerance margins).

Per ovviare al problema della deformazione del telaio, possono essere utilizzati dei telai più rigidi, ma questo ha lo svantaggio che gli stress meccanici su controtelaio e parete di fissaggio aumentano e di conseguenza aumentano i danni alla parete che ospita il serramento. To overcome the problem of deformation of the frame, more rigid frames can be used, but this has the disadvantage that the mechanical stresses on the subframe and fixing wall increase and consequently increase the damage to the wall that houses the window.

Un primo scopo della presente invenzione è quello di fornire una soluzione che risolva il problema della deformazione del telaio di un serramento senza irrigidire la struttura di fissaggio del serramento, cioè senza creare una debolezza nella parete di fissaggio del serramento. A first object of the present invention is to provide a solution that solves the problem of deformation of the frame of a window or door without stiffening the fastening structure of the window or door, that is, without creating a weakness in the fastening wall of the window or door.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire una soluzione che risolva il problema della rottura dei vetri di finestre e vetrate. Another object of the present invention is to provide a solution that solves the problem of breaking the glass of windows and windows.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire una soluzione che risolva contemporaneamente i problemi di rottura del vetro di finestre/vetrate e deformazione del loro telaio. A further object of the present invention is to provide a solution which simultaneously solves the problems of breaking the glass of windows / panes and deformation of their frame.

Sommario dell'invenzione Summary of the invention

Questi ed altri scopi vengono realizzati in accordo al presente trovato secondo la soluzione tecnica qui riportata e rivendicata nella sezione delle rivendicazioni mediante l'impiego di assorbitori di vibrazione. These and other objects are achieved in accordance with the present invention according to the technical solution reported here and claimed in the section of the claims through the use of vibration absorbers.

Ulteriori aspetti vantaggiosi della presente invenzione sono qui descritti ed esposti nelle rivendicazioni dipendenti. Further advantageous aspects of the present invention are described here and set forth in the dependent claims.

L'idea di base è che il serramento sia fissato alla parete di ancoraggio mediante un sistema di molle che consenta al serramento di vibrare durante un evento sismico in maniera quasi indipendente dallo stimolo sismico ricevuto e tornare in posizione d'equilibrio al termine di detto stimolo sismico. Detta idea di base può essere realizzata per mezzo dì un sistema di molle ancorate direttamente fra telaio e controtelaio oppure su profilati da frapporre in fase d'installazione fra telaio e controtelaio. Nella presente invenzione viene proposta questa seconda modalità realizzativa, che ha il vantaggio di rendere il sistema di molle indipendente dal serramento e può quindi essere installato meno a seconda della necessità su serramenti già esistenti. Vantaggiosamente, detti profilati possono anche essere utilizzati in sostituzione del telaio e/o del controtelaio in nuove installazioni. The basic idea is that the window frame is fixed to the anchoring wall by means of a system of springs that allows the window frame to vibrate during a seismic event almost independently of the seismic stimulus received and return to an equilibrium position at the end of said stimulus. seismic. Said basic idea can be realized by means of a system of springs anchored directly between the frame and the counterframe or on profiles to be placed between the frame and the counterframe during installation. This second embodiment is proposed in the present invention, which has the advantage of making the spring system independent from the window frame and can therefore be installed less, according to the need, on already existing frames. Advantageously, said sections can also be used to replace the frame and / or the counter frame in new installations.

Costante elastica e pretensionamento dì dette molle possono essere scelte a seconda di frequenze e intensità attese per la vibrazione sismica di stimolo nel luogo di installazione del serramento. Elastic constant and pre-tensioning of said springs can be chosen according to the frequencies and intensity expected for the seismic stimulus vibration in the place of installation of the window or door.

Il sistema di molle viene inoltre compediato di assorbitori viscosi di vibrazione il cui compito è quello di smorzare la vibrazione del serramento. Detti assorbitori vengono realizzati nella forma di calza cilindrica di materiale polimerico viscoso e termoisolante, per esempio del tipo pfu o teflon o neoprene, posta intorno a ciascuna molla. In questa maniera il sistema è meccanicamente compatto. In una forma realizzativa, detta calza cilindrica può essere segmentata in una pluralità di elementi contigui in materiale elastomerico a forma di anello, ognuno dei quali caratterizzato da una determinata frequenza propria di oscillazione. Con questo accorgimento l'assemblato viene ad assumere varie frequenze proprie d'oscillazione e può assorbire l'intero spettro di frequenze delle onde sismiche, smorzandole in maniera molto più efficiente rispetto al caso di un solo assorbitore. Detto sistema di molle con assorbitori viscosi, da ora in poi denominato sistema di assorbitori di vibrazione, viene assemblato su detti profilati e detti profilati vengono ancorati da un lato sul telaio dell'infisso e da un altro lato sul controtelaio a formare una cornice intorno al serramento o parte di esso. Detta cornice può essere vantaggiosamente realizzata come una pluralità di profilati contigui anziché come un unico profilato. Difatti, una cornice segmentata impone meno rigidità alla struttura che può meglio seguire i moti vibrazionali imposti dalla vibrazione sismica. A scelta dell'installatore del serramento, detti telaio e controtelaio già esistenti in serramenti e pareti di fissaggio possono essere segmentati in fase di installazione per avvantaggiarsi della caratteristica di adattabilità di detta cornice a detti moti vibrazionali. Ancora più vantaggiosamente, detta cornice segmentata può costituire essa stessa il sistema telaio-controtelaio e rendere non necessaria l'installazione di un apposito sistema telaio-controtelaio come da usuale pratica installativa. The spring system is also made up of viscous vibration absorbers whose task is to dampen the vibration of the window. Said absorbers are made in the form of a cylindrical sock of viscous and heat-insulating polymeric material, for example of the pfu or Teflon or neoprene type, placed around each spring. In this way the system is mechanically compact. In one embodiment, said cylindrical sock can be segmented into a plurality of contiguous ring-shaped elements made of elastomeric material, each of which is characterized by a specific frequency of oscillation. With this device, the assembly takes on various natural oscillation frequencies and can absorb the entire frequency spectrum of the seismic waves, damping them much more efficiently than in the case of a single absorber. Said system of springs with viscous absorbers, hereinafter referred to as the vibration absorber system, is assembled on said profiles and said profiles are anchored on one side on the frame of the window and on the other side on the counterframe to form a frame around the window or part of it. Said frame can advantageously be made as a plurality of contiguous sections rather than as a single section. In fact, a segmented frame imposes less rigidity on the structure which can better follow the vibrational motions imposed by the seismic vibration. At the choice of the installer of the window or door, said frame and counterframe already existing in fastening windows and walls can be segmented during the installation phase to take advantage of the adaptability characteristic of said frame to said vibrational motions. Even more advantageously, said segmented frame can itself constitute the frame-counter-frame system and make it unnecessary to install a suitable frame-counter-frame system as per usual installation practice.

Infine, la soluzione proposta ha l'ulteriore vantaggio di irrobustire la parete di fissaggio del serramento assorbendo la vibrazione che si propaga in detta parete durante l'evento sismico. Finally, the proposed solution has the further advantage of strengthening the fixing wall of the window frame by absorbing the vibration that propagates in said wall during the seismic event.

Vengono di seguito descritte, come esempi non limitativi della presente invenzione, alcune possibili forme realizzative di detta cornice di fissaggio. Some possible embodiments of said fixing frame are described below as non-limiting examples of the present invention.

Descrizione delle figure Description of the figures

Le caratteristiche della presente invenzione sono illustrate nella seguente descrizione di tre esempi di realizzazione/uso, forniti a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli annessi disegni: The characteristics of the present invention are illustrated in the following description of three examples of implementation / use, provided by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings:

- Figura 1 mostra arte nota relativamente all'effetto delle vibrazioni indotte da un terremoto su una parete di un edificio. Lle finestre (a) subiscono una rottura dei vetri conseguente al la deformazione del le pareti dell'edificio derivante dall'applicazione della forza di orizzontale (b) e dallo sforzo di taglio (c), che generano una deviva dei piani (d), che può essere di vari centimetri. - Figure 1 shows prior art relating to the effect of vibrations induced by an earthquake on a building wall. The windows (a) undergo a glass break resulting from the deformation of the walls of the building resulting from the application of the horizontal force (b) and the shear stress (c), which generate a deviva of the floors (d), which can be several centimeters.

- Figura 2 mostra una prima forma realizzativa di un elemento della cornice di fissaggio. Figure 2 shows a first embodiment of an element of the fixing frame.

- Figura 3 mostra una seconda forma realizzativa di un elemento della cornice di fissaggio. Figure 3 shows a second embodiment of an element of the fixing frame.

- Figura 4 mostra terza forma realizzativa di un elemento della cornice di fissaggio. - Figura 5 mostra un'applicazione della cornice di fissaggio nel caso di una porta a muro. Figure 4 shows a third embodiment of an element of the fixing frame. - Figure 5 shows an application of the fixing frame in the case of a wall door.

- Figura 6 mostra un'applicazione della cornice di fissaggio nel caso di una vetrata continua. - Figure 6 shows an application of the fixing frame in the case of a continuous glazing.

Descrizione dettagliata dell'invenzione Detailed description of the invention

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale. Altre caratteristiche del presente trovato sono espresse nelle rivendicazioni dipendenti. The present invention is expressed and characterized in the main claim. Other characteristics of the present invention are expressed in the dependent claims.

In una prima forma reaiizzativa mostrata in fig.1, la cornice di fissaggio può essere realizzata come assemblato di una coppia di profilati rigido (1) su cui vengono fissate una pluralità di molle pretensionate (2) ancorate a detti profilati per mezzo di anelli di (3) di aggancio e un sistema di viti (4) consente l'ancoraggio di detto assemblato al serramento e alla parete che ospita il serramento. In a first embodiment shown in fig. 1, the fixing frame can be made as an assembly of a pair of rigid sections (1) on which a plurality of pre-tensioned springs (2) anchored to said sections by means of rings are fixed. (3) of hooking and a system of screws (4) allows the anchoring of said assembly to the window and to the wall that houses the window.

In una seconda forma reaiizzativa mostrata in fig.2, la cornice di fissaggio ha la stessa struttura della prima forma relazzativa, ma in più dette molle pretensionate (2) vengono posizionate sull'asse di assorbitori viscosi di vibrazione (5) realizzati nella forma di calza cilindrica di materiale polimerico viscoso e termoisolante. In a second embodiment shown in fig. 2, the fixing frame has the same structure as the first relational form, but in addition said pre-tensioned springs (2) are positioned on the axis of viscous vibration absorbers (5) made in the form of cylindrical sock made of viscous and heat-insulating polymeric material.

In una terza forma reaiizzativa mostrata in fig.3, la cornice di fissaggio ha la stessa struttura della seconda forma realizzativa, ma in più detti assorbitori viscosi di vibrazione vengono realizzati nella forma di una calza cilindrica segmentata in una pluralità di elementi contigui (6) in materiale elastomerico a forma di anello, ognuno dei quali caratterizzato da una determinata frequenza propria di oscillazione. In a third embodiment shown in fig. 3, the fixing frame has the same structure as the second embodiment, but in addition said viscous vibration absorbers are made in the form of a cylindrical sock segmented into a plurality of contiguous elements (6) in ring-shaped elastomeric material, each of which is characterized by a specific natural frequency of oscillation.

La cornice di fissaggio applicata al serramento più essere un unico profilato oppure una pluralità di profilati come in fig.5, in cui una porta (7) viene fissata a muro (8) per mezzo di elementi contigui (9) di cornice di fissaggio. The fixing frame applied to the window frame can be a single profile or a plurality of profiles as in fig. 5, in which a door (7) is fixed to the wall (8) by means of contiguous elements (9) of the fixing frame.

L'applicazione della cornice di fissaggio non si limita a caso di serramenti a muro, ma anche al caso di vetrate continue come mostrato in fig.6, in cui una molteplicità di singoli vetri (10) vengono assemblati a vormare una vetrata continua per mezzo di una struttura meccanica a binari rigidi (11) ed elementi (12) di cornice di fissaggio che ancorano I vetri fra di loro e a detta struttura meccanica a binari rigidi. The application of the fixing frame is not limited to the case of wall windows, but also to the case of continuous glazing as shown in fig. 6, in which a multiplicity of single glasses (10) are assembled to form a continuous glazing by means of of a mechanical structure with rigid rails (11) and elements (12) of fixing frame which anchor the glasses to each other and to said mechanical structure with rigid rails.

Claims

CLAIMS 1) Fixing frame for doors and windows made by means of profiles assembled along the perimeter of the window or part of it characterized by the fact that said profiles include a system of vibration absorbers 2) Fixing frame as per claim 1 in which said frame is segmented into a plurality of independent sections, so that said fixing frame can adapt to the elastic deformations of the wall on which it is fixed, induced by a seismic event 3) Fixing frame as in any one of the preceding claims in which said vibration absorbers are of the pre-tensioned spring type anchored to the ends of said sections, so as to absorb by traction the vibrations generated by the seismic event 4) Fixing frame as in any one of the preceding claims in which said spring is inserted along the axis of a hollow cylinder made of elastic and viscous material, for example rubber or soft plastic, so that said hollow cylinder can absorb vibrations by compression generated by the seismic event, dampening them 5) Fixing frame as per claim 4 in which said hollow cylinder is segmented into a series of rings in contact with each other which constitute a system of viscous oscillators which attenuates the vibrations on one wavelength spectrum wider than that of a single cylinder and said wavelength spectrum can be selected by selecting the materials and / or thicknesses of said rings 6) Fixing frame as per claim 5 in which said rings are made in an alternation of rubber or silicone rings and rigid elements, so that said cylinder represents a system of oscillating masses that can absorb a broad spectrum of frequencies 7) use of the fixing frame according to any one of the claims as a fixing system for doors and windows not provided with their own frame