DESCRIZIONE DESCRIPTION
dell'invenzione avente per titolo: "Sistema e metodo per la realizzazione dell’aggregazione e unione tridimensionale rapida di elementi modulari prefabbricati a forma di cubo o di parallelepipedo con telaio in acciaio”. La presente invenzione ha per oggetto un metodo ed un sistema per realizzare l’unione rapida tridimensionale di moduli a forma di cubo o di parallelepipedo costituiti da telai con elementi lineari strutturali inseriti su ogni lato del modulo, l’unione avviene mediante una cerchiatura costituita da flange che in modo simmetrico uniscono ognuna una o più travi in una stessa direzione con uno più pilastri in una direzione perpendicolare. Tale sistema e metodo consentono di realizzare aggregazioni modulari in tempi rapidi ed economici sia per aggregazioni bidimensionali che tridimensionali, senza eseguire forature sui moduli.. Lo stato attuale della tecnica realizza l’unione dei moduli descritti mediante saldature o unioni bullonate con forature sugli elementi strutturali, o con soluzioni miste tra loro, l’unione rapida esiste solo per elementi singoli montati a mano a mano a far crescere la struttura e di solito a sezione tonda e non per moduli interi costituiti già montati e composti da più elementi. All’oggi nel settore dell’edilizia sta aumentando la richiesta di tali realizzazioni modulari da montare in tempi rapidi sia per risolvere le emergenze abitative sia per le normali realizzazioni edilizie, sia a supporto di esse. Con la presente invenzione si ottiene il vantaggio di realizzare delle aggregazioni di moduli in tempi ridotti, senza eseguire forature sulle parti strutturali e con risparmio nei costi per la realizzazione di aggregazioni di moduli di siffatto tipo. of the invention entitled: "System and method for the realization of the rapid three-dimensional aggregation and union of prefabricated modular elements in the shape of a cube or parallelepiped with a steel frame". The present invention relates to a method and a system for realize the rapid three-dimensional union of cube-shaped or parallelepiped-shaped modules consisting of frames with structural linear elements inserted on each side of the module, the union takes place by means of a circle consisting of flanges that in a symmetrical way join each one or more beams in the same direction with one or more pillars in a perpendicular direction. This system and method allow to create modular aggregations quickly and economically both for two-dimensional and three-dimensional aggregations, without drilling the modules. modules described by welding or bolted joints with holes on the structural elements, or with mixed solutions between them, the quick union exists only for single elements assembled by hand as the structure grows and usually with a round section and not for whole modules made up already assembled and composed of several elements. Today, in the construction sector, the demand for these modular constructions to be assembled quickly is increasing both to solve housing emergencies and for normal building constructions, and to support them. With the present invention, the advantage is obtained of making aggregations of modules in a short time, without drilling holes on the structural parts and with savings in costs for making aggregations of modules of this type.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo non limitativo negli uniti disegni, nei quali: The characteristics and advantages of the present invention will become evident from the following description of a practical embodiment thereof, illustrated by way of non-limiting purposes in the accompanying drawings, in which:
In accordo con la presente invenzione tali scopi ed altri vengono raggiunti da un sistema per la realizzazione dell’unione tridimensionale dei nodi di elementi modulari prefabbricati a forma di cubo o di parallelepipedo fig.1 con telaio in acciaio caratterizzato dal fatto che un insieme di moduli singoli fig. 2 è tenuto unito e solidarizzato mediante l’utilizzo di flange realizzate con lamiere sagomate unite tra loro mediante bullonatura, le flange sono poste esternamente agli elementi strutturali che formano i moduli in modo da avvolgerne sia le travi che i pilastri, formando una unione priva di forature sugli elementi strutturali dei moduli, il nodo costituito dall’unione di otto moduli fig.2 particolari 1 e fig. 4, è composto da flange in lamiera sagomata di particolare forma in modo da far si che tale forma ricalchi la forma degli elementi strutturali dei moduli da avvolgere con le flange come indicato in fig.3 con le flange n.1,2,3,4,5,6,7,16, le flange per solidarizzare il nodo di otto moduli sono di due tipi, uguali tra loro per ogni tipo e montate in modo simmetrico e/o specchiato sul nodo, dette flange uniscono senza alcuna foratura gli spigoli degli otto moduli come indicato in fig.3 dove con 12 e 13 sono indicati i pilastri dei moduli e rispettivamente con 9, 8, 13 e 14 sono indicate le travi degli stessi moduli, come da fig.3 la flangia 2 è unita rispettivamente mediante bullonatura con la flangia 1 opposta alle travi 8 e con la flangia 3 opposta ai pilastri 12, la flangia 4 è accoppiata alla flangia 3 per unire le travi 14, in modo analogo le travi 9 e i pilastri 13 sono uniti tramite l’accoppiamento rispettivamente della flangia 7 con la flangia 16 e la flangia 6 quest’ultima unita con la flangia 5, le flange sono unite tra loro mediante bullonatura 11 per solidarizzare il nodo composto da numero otto moduli di fig.4; i nodi di parete verticale sono formati ognuno da numero quattro moduli come da fig.2 e particolari 2 e fig.6, in tali nodi i quattro moduli che formano ogni singolo nodo di parete, sono uniti come da fig.5 nella quale la flangia 6 è unita alla flangia 7 per unire le travi 2, la flangia 6 è poi unita alla flangia 10 per unire i pilastri 1, la flangia 5 è unita alla flangia 4 per unire le travi 3 mentre la flangia 14 è unita alla flangia 5 per unire i pilastri 11 ed alla flangia 9 per unire le travi 12, tutte le flange sono unite mediante bullonatura 13 e sono di forma tale da ricalcare la forma delle parti strutturali dei moduli da unire; i nodi degli spigoli verticali dell’insieme dei moduli montati fig.2 particolari 3 e fig.8, sono uniti anch’essi mediante flange bullonate, i numero due moduli costituenti ogni nodo verticale di spigolo, sono uniti come da fig.7 in cui la flangia 5 è unita alla flangia 7 per solidarizzare le travi 2, la flangia 5 è poi unita alla flangia 10 per solidarizzare le travi 2 il pilastro 9, la flangia 6 è unita alla flangia 8 per solidarizzare le travi 3, la flangia 6 è unita alla flangia 4 per solidarizzare le travi 3 con il pilastro 1, le flange sono unite mediante bullonatura 11; i nodi di spigolo orizzontale fig.2 particolari 4 e fig.10, sono solidarizzati singolarmente come da fig.9 in cui la flangia 6 è unita alla flangia 10 e alla flangia 7 in questo modo sono solidarizzati i pilastri 14 con le travi 12, la flangia 6 è anche unita con la flangia 9 e con la flangia 8 per solidarizzare le travi11 e 13 al resto del nodo, tutte le flange componenti il singolo nodo orizzontale di spigolo sono unite mediante bullonatura 15; i nodi di vertice fig.2. particolari 5 e fig.11,risultano solidarizzati singolarmente come da fig.12 dall’unione della flangia 6 con la flangia 4 e 5 per solidarizzare le travi 2 e 3, la flangia 6 è unita alla flangia 7 per solidarizzare il pilastro 1, tutte le flange sono unite mediante bullonatura 8; i nodi di parete orizzontale fig.2 particolare 6 e fig.14, sono uniti come singolarmente come da fig.15 in cui la flangia 2 è unita alla flangia 3 e alla flangia 6 per solidarizzare le travi 9 e i pilastri 1, la flangia 6 è unita alla flangia 7 per solidarizzare le travi 11 e le flange 4 e 5 sono unite rispettivamente alle flange 6 e 2 per solidarizzare le travi 10 e 8, tutte le flange sono unite mediante bullonatura 12. Tali scopi vengono inoltre raggiunti da un metodo per la realizzazione dell’unione tridimensionale dei nodi di elementi modulari prefabbricati a forma di cubo o di parallelepipedo con telaio in acciaio caratterizzato dal fatto di comprendere una prima fase di posizionamento di almeno numero quattro moduli affiancati ed adiacenti sui lati fino a formare lati in pianta multipli dei lati del singolo modulo fig.1; una seconda fase di posizionamento di almeno altri quatto moduli al di sopra dei primi moduli precedentemente posizionati e ricalcandone sia il perimetro sia la posizione di ogni singolo modulo collocato superiormente rispetto a quello sottostante; una terza fase nella quale viene unito il nodo centrale baricentrico solidarizzando gli otto moduli che costituiscono il nodo con l’utilizzo di flange di particolare forma tale da avvolgere travi e pilastri senza forarli, tali flange sono unite mediante bullonatura, in questa fase come da Fig.3 vengono unite la flangia 2 con la flangia 3 e con la flangia 1 ottenendo la solidarizzazione tra di loro delle travi 8 e allo stesso tempo con i pilastri 12, successivamente viene collegata la flangia 4 alla flangia 3 ottenendo la solidarizzazione delle travi 14 con le parti dei moduli precedentemente solidarizzate, a seguire viene unita la flangia 7 con la flangia 6 per solidarizzare i pilastri 13, infine viene unita la flangia 8 alla flangia 7 e la flangia 5 alla flangia 6 ottenendo la solidarizzazione completa del nodo centrale baricentrico rispetto all’insieme dei moduli; si ha poi una quarta fase in cui vengono solidarizzati tutti i nodi posti sulle pareti come da fig.2 particolari 2 e fig.6, in questa fase come da fig.5 viene unita, per ogni nodo di parete, la flangia 6 con la flangia 10 e con la flangia 7 ottenendo la solidarizzazione dei pilastri 1 con le travi 2, successivamente viene unita la flangia 14 con la flangia 5 e la flangia 12 con la flangia 9, a seguire viene unita la flangia 4 con la flangia 5 ottenendo la completa solidarizzazione del nodo singolo di parete, tutte le flange sono unite mediante bullonatura 13, l’operazione viene poi ripetuta per tutti i nodi di parete; nella successiva quinta fase vengono solidarizzati i nodi posti sugli spigoli orizzontali come da fig 2 particolari 4 e fig.10 sempre con l’utilizzo di flange unite mediante bullonatura 15, ogni singolo nodo di spigolo viene solidarizzato indicato Fig.9 dove la piastra 6 viene unita con le piastre 7, 8, 9 e 10 ottenendo la completa solidarizzazione delle travi 11, 12 e 13 e dei pilastri 14 del singolo nodo di spigolo orizzontale, l’operazione è poi ripetuta per tutti i singoli nodi di spigolo orizzontali; nella successiva sesta fase vengono solidarizzati i nodi posti agli spigoli dei lati verticali dell’unione dei moduli come da fig.2 particolari 3 e fig.8, come da fig.7 sul singolo nodo di spigolo verticale viene unita la flangia 5 con la flangia 10 e la flangia 7, successivamente viene unita la flangia 6 con la flangia 4 e la flangia 8, ottenendo in questo modo la solidarizzazione del singolo nodo di spigolo orizzontale, tale operazione è ripetuta per tutti i nodi di spigolo verticale, tutte le flange sono unite mediante bullonatura 11; nella settima fase vengono solidarizzati i nodi posti ai quattro vertici come indicato nella fig.2 particolari 5 e fig.11, come da fig.12 in questa fase ogni singolo nodo di vertice viene solidarizzato unendo la flangia 6 alle flange 5, 4 e 7, in questo modo il singolo nodo di vertice è completamente solidarizzato, l’operazione va ripetuta per ogni singolo nodo di vertice, le flange sono unite mediante bullonatura 8; con l’ottava fase vengono solidarizzati i nodi posti sulla parete orizzontale fig.2 particolare 6 e fig.14, ogni singolo nodo di parete verticale viene unito come da fig.15 viene unita la piastra 6 con la piastra 2 solidarizzando i pilastri 1, la piastra 6 e la piastra 2 vengono unite con le piastre 4 e 5 solidarizzando le travi 8 e 10, la piastra 2 viene unita con la piastra 3 e la piastra 6 viene unita con la piastra 7 solidarizzando così le restanti parti del nodo, tutte le flange sono unite mediante bullonatura 12. In accordance with the present invention, these objects and others are achieved by a system for the realization of the three-dimensional union of the nodes of prefabricated modular elements in the shape of a cube or parallelepiped fig. 1 with a steel frame characterized by the fact that a set of modules individual fig. 2 is held together and solidarized through the use of flanges made of shaped sheets joined together by bolting, the flanges are placed externally to the structural elements that form the modules so as to wrap both the beams and the pillars, forming a union without holes on the structural elements of the modules, the node constituted by the union of eight modules fig. 2 details 1 and fig. 4, is composed of flanges in shaped sheet metal of particular shape so as to ensure that this shape traces the shape of the structural elements of the modules to be wrapped with the flanges as shown in fig. 3 with the flanges n.1,2,3, 4,5,6,7,16, the flanges to solidify the node of eight modules are of two types, identical to each other for each type and mounted symmetrically and / or mirrored on the node, these flanges join the edges without any drilling of the eight modules as indicated in fig. 3 where 12 and 13 indicate the pillars of the modules and respectively 9, 8, 13 and 14 indicate the beams of the same modules, as shown in fig. 3 flange 2 is joined respectively by bolting with the flange 1 opposite the beams 8 and with the flange 3 opposite the pillars 12, the flange 4 is coupled to the flange 3 to join the beams 14, in a similar way the beams 9 and the pillars 13 are joined by coupling respectively the flange 7 with flange 16 and flange 6, the latter joined with the flange 5, the flanges are joined together by bolting 11 to solidify the node consisting of eight modules of fig. 4; the vertical wall nodes are each made up of four modules as shown in fig. 2 and details 2 and fig. 6, in these nodes the four modules that form each single wall node are joined as shown in fig. 5 in which the flange 6 is joined to flange 7 to join beams 2, flange 6 is then joined to flange 10 to join pillars 1, flange 5 is joined to flange 4 to join beams 3 while flange 14 is joined to flange 5 to joining the pillars 11 and to the flange 9 to join the beams 12, all the flanges are joined by bolting 13 and are of such shape as to trace the shape of the structural parts of the modules to be joined; the nodes of the vertical edges of the set of assembled modules fig. 2 details 3 and fig. 8, are also joined by bolted flanges, the number two modules constituting each vertical corner node, are joined as shown in fig. 7 in which the flange 5 is joined to the flange 7 to make the beams 2 join together, the flange 5 is then joined to the flange 10 to join the beams 2 to the pillar 9, the flange 6 is joined to the flange 8 to join the beams 3 together, the flange 6 is joined to the flange 4 to solidify the beams 3 with the pillar 1, the flanges are joined by bolting 11; the horizontal corner nodes fig. 2 details 4 and fig. 10, are joined together individually as shown in fig. 9 in which the flange 6 is joined to the flange 10 and to the flange 7 in this way the pillars 14 are solidarized with the beams 12, the flange 6 is also joined with the flange 9 and with the flange 8 to make the beams 11 and 13 integral with the rest of the joint, all the flanges making up the single horizontal corner joint are joined by bolting 15; the vertex nodes fig. 2. details 5 and fig. 11, are singly joined as shown in fig. 12 by the union of the flange 6 with the flange 4 and 5 to solidify the beams 2 and 3, the flange 6 is joined to the flange 7 to solidify the pillar 1, all the flanges are joined by bolting 8; the nodes of the horizontal wall fig. 2 detail 6 and fig. 14, are joined individually as shown in fig. 15 in which the flange 2 is joined to the flange 3 and to the flange 6 to make the beams 9 and the pillars 1 together, the flange 6 is joined to the flange 7 to solidify the beams 11 and the flanges 4 and 5 are joined respectively to the flanges 6 and 2 to solidify the beams 10 and 8, all the flanges are joined by bolting 12. These purposes are also achieved by a method for the realization of the three-dimensional union of the nodes of prefabricated modular elements in the shape of a cube or parallelepiped with a steel frame characterized by the fact of including a first phase of positioning at least four modules side by side and adjacent on the sides to form multiple plan sides of the sides of the single module fig.1; a second phase of positioning at least four other modules above the first modules previously positioned and tracing both the perimeter and the position of each individual module placed above the one below; a third phase in which the central barycentric node is joined by integrating the eight modules that make up the node with the use of flanges of a particular shape such as to wrap beams and pillars without drilling them, these flanges are joined by bolting, in this phase as shown in Fig .3 the flange 2 is joined with the flange 3 and with the flange 1 obtaining the solidarization between them of the beams 8 and at the same time with the pillars 12, subsequently the flange 4 is connected to the flange 3 obtaining the solidarization of the beams 14 with the parts of the modules previously joined together, then the flange 7 is joined with the flange 6 to solidify the pillars 13, finally the flange 8 is joined to the flange 7 and the flange 5 to the flange 6 obtaining the complete solidarization of the central barycentric node with respect to the set of modules; then there is a fourth phase in which all the nodes placed on the walls are joined together as shown in fig. 2 details 2 and fig. 6, in this phase, as shown in fig. 5, the flange 6 is joined for each wall node with the flange 10 and with the flange 7 obtaining the solidarization of the pillars 1 with the beams 2, then the flange 14 is joined with the flange 5 and the flange 12 with the flange 9, then the flange 4 is joined with the flange 5 obtaining the complete solidification of the single wall node, all the flanges are joined by bolting 13, the operation is then repeated for all the wall nodes; in the subsequent fifth phase the nodes placed on the horizontal edges are solidarized as shown in fig 2 details 4 and fig. 10 always with the use of flanges joined by bolting 15, each single corner node is solidified indicated in Fig. 9 where the plate 6 is joined with the plates 7, 8, 9 and 10 obtaining the complete solidarity of the beams 11, 12 and 13 and of the pillars 14 of the single horizontal corner joint, the operation is then repeated for all the single horizontal corner joints; in the subsequent sixth phase the nodes placed at the edges of the vertical sides of the module union are joined as shown in fig. 2 details 3 and fig.8, as in fig. 7 on the single vertical corner node the flange 5 is joined with the flange 10 and the flange 7, then the flange 6 is joined with the flange 4 and the flange 8, thus obtaining the solidarization of the single horizontal corner node, this operation is repeated for all the vertical edge nodes, all the flanges are joined by bolting 11; in the seventh phase the nodes placed at the four vertices are joined together as indicated in fig. 2 details 5 and fig. 11, as shown in fig. 12 in this phase each single node of the top is joined by joining the flange 6 to the flanges 5, 4 and 7 , in this way the single vertex node is completely solidified, the operation must be repeated for each single vertex node, the flanges are joined by bolting 8; with the eighth phase, the nodes placed on the horizontal wall fig. 2 detail 6 and fig. 14 are joined together, each single node of the vertical wall is joined as shown in fig. 15 plate 6 is joined with plate 2 by integrating the pillars 1, the plate 6 and the plate 2 are joined with the plates 4 and 5 by integrating the beams 8 and 10, the plate 2 is joined with the plate 3 and the plate 6 is joined with the plate 7 thus integrating the remaining parts of the node, all the flanges are joined by bolting 12.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo non limitativo negli uniti disegni, nei quali: The characteristics and advantages of the present invention will become evident from the following description of a practical embodiment thereof, illustrated by way of non-limiting purposes in the accompanying drawings, in which:
la figura 1 mostra schematicamente un modulo secondo una prima forma di realizzazione in cui le sezioni degli elementi sono di forma quadra e rettangolare. La fig.2 mostra un’aggregazione schematica dei moduli del tipo di fig.1 in cui con i numeri da 1 a 6 sono indicati i vari nodi. Figure 1 schematically shows a module according to a first embodiment in which the sections of the elements are square and rectangular in shape. Fig. 2 shows a schematic aggregation of the modules of the type of fig. 1 in which the various nodes are indicated with the numbers from 1 to 6.
Le figure seguenti da 3 a 11 mostrano in modo schematico una delle forme di realizzazione, in tali figure sono singolarmente illustrati i vari tipi di nodi componenti della struttura di fig.2 indicati con i numeri 1,2,3,4,5,6, nelle figg.4, 6, 8, 10 e 12 sono rappresentati i singoli nodi completi di staffe montate, mentre nelle figg.3, 5, 7, 9 e 11 sono rappresentate le singole tipologie di nodi con disegni esplosi in cui le relative staffe sono rappresentate prima del montaggio mediante bullonatura con indicazione di dove devono essere collocate su travi e pilastro dell’aggregazione di moduli. Come si deduce dalle figure 3, 5, 7, 9 e 11, il montaggio è di tipo semplificato e quindi rapido, dove una volta serrate le tra loro le staffe si ottiene la perfetta solidarizzazione dei nodi e il corretto posizionamento di travi e pilastri. The following figures from 3 to 11 schematically show one of the embodiments, in these figures the various types of component nodes of the structure of fig. 2 indicated with the numbers 1,2,3,4,5,6 are individually illustrated , figs. 4, 6, 8, 10 and 12 show the single nodes complete with mounted brackets, while figs. 3, 5, 7, 9 and 11 show the single types of nodes with exploded drawings in which the relative brackets are shown prior to mounting by bolting with indication of where they should be placed on the beams and pillar of the module aggregation. As can be deduced from figures 3, 5, 7, 9 and 11, the assembly is simplified and therefore rapid, where once the brackets are tightened together, perfect solidarity of the nodes and the correct positioning of beams and pillars are obtained.