IT201600119806A1

IT201600119806A1 - SEISMIC ISOLATOR

Info

Publication number: IT201600119806A1
Application number: IT102016000119806A
Authority: IT
Inventors: Mauro Laudazi
Original assignee: Mauro Laudazi
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2018-05-25
Also published as: EP3327226A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

ISOLATORE SISMICO SEISMIC ISOLATOR

La presente invenzione ha per oggetto un isolatore sismico, ossia di un dispositivo utilizzato per isolare almeno una porzione della struttura portante degli edifici dagli effetti di un terremoto, del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione. Gli isolatori sismici sono atti a separare la struttura portante di un edificio in due parti distinte evitando o almeno riducendo il passaggio di vibrazioni date da un sisma tra dette due parti dell’edificio. In particolare gli isolatori sismici suddividono un edificio individuando, rispetto allo stesso isolatore sismico, una sottostruttura comprendente le fondazioni, e, opzionalmente, parte delle pareti portanti; e una sovrastruttura comprendente la parte restante della struttura portante. The present invention relates to a seismic isolator, ie a device used to isolate at least a portion of the load-bearing structure of buildings from the effects of an earthquake, of the type specified in the preamble of the first claim. Seismic isolators are designed to separate the supporting structure of a building into two distinct parts, avoiding or at least reducing the passage of vibrations caused by an earthquake between said two parts of the building. In particular, seismic isolators subdivide a building identifying, with respect to the same seismic isolator, a substructure comprising the foundations, and, optionally, part of the load-bearing walls; and a superstructure comprising the remainder of the supporting structure.

Gli isolatori sismici disaccoppiano la sovrastruttura dalla sottostruttura impedendo alle onde sismiche di trasmettersi alla sovrastruttura e ne variano il periodo evitando fenomeni di risonanza nella sovrastruttura. The seismic isolators decouple the superstructure from the substructure preventing seismic waves from being transmitted to the superstructure and vary their period avoiding resonance phenomena in the superstructure.

A tal fine, l’isolatore impone alla sovrastruttura un periodo maggiore (in dettaglio almeno triplo) rispetto a quello della sottostruttura che così si comporta come un corpo rigido rispetto alla sottostruttura e rimane fermo rispetto alle vibrazioni generate dal sisma. To this end, the insulator imposes a longer period on the superstructure (in detail at least triple) than that of the substructure which thus behaves as a rigid body with respect to the substructure and remains stationary with respect to the vibrations generated by the earthquake.

Un primo esempio d’isolatori sismici sono gli isolatori a deformazione. A prime example of seismic isolators are deformation isolators.

Questi isolatori sismici fanno affidamento sulle proprietà elastiche di elastomeri sintetici e naturali. Essi sono costituiti da un sandwich di strati orizzontali in elastomero di spessore non superiore a 20 mm alternati a lamierini orizzontali in acciaio di spessore di pochi millimetri e usati per aumentare la portanza ai carichi verticali dell’isolatore sismico senza intaccarne la deformabilità a taglio. These seismic isolators rely on the elastic properties of synthetic and natural elastomers. They consist of a sandwich of horizontal layers of elastomer with a thickness of no more than 20 mm alternating with horizontal steel sheets a few millimeters thick and used to increase the lift to vertical loads of the seismic isolator without affecting its shear deformability.

In caso di sisma gli isolatori sismici a deformazione, sfruttando una deformazione elastica degli strati orizzontali in elastomero, dissipano energia per isteresi. In the event of an earthquake, the deformation seismic isolators, exploiting an elastic deformation of the horizontal elastomer layers, dissipate energy by hysteresis.

Un altro esempio è rappresentato dagli isolatori sismici a scorrimento, detti anche isolatori a pendolo. Another example is represented by seismic sliding isolators, also called pendulum isolators.

Gli isolatori a scorrimento sono costituiti da tre elementi d’acciaio sovrapposti ossia un elemento base associato alla sottostruttura e dotato di una superficie concava; un elemento centrale, detto slider, con superfici convesse opportunamente sagomate per accoppiarsi alle superfici concave dell’elemento base; e un elemento superiore associante lo slider alla sovrastruttura. The sliding insulators consist of three overlapping steel elements, ie a basic element associated with the substructure and equipped with a concave surface; a central element, called slider, with convex surfaces suitably shaped to couple with the concave surfaces of the base element; and an upper element associating the slider to the superstructure.

In caso di sisma gli isolatori sismici a scorrimento dissipano energia per attrito sfruttando uno scorrimento reciproco tra la superficie concava e quella convessa e, quindi, uno spostamento tra slider ed elemento base. In the event of an earthquake, the seismic sliding isolators dissipate energy by friction by exploiting a reciprocal sliding between the concave and convex surface and, therefore, a displacement between the slider and the base element.

La tecnica nota descritta comprende alcuni importanti inconvenienti. The known art described includes some important drawbacks.

In particolare, un primo inconveniente, come facilmente intuibile dalla descrizione sopra riportata, è l’elevato costo di realizzazione e installazione che caratterizza gli isolatori sismici a oggi noti. In particular, a first drawback, as easily understood from the above description, is the high cost of construction and installation that characterizes the seismic isolators known to date.

Tale aspetto è incrementato dalle difficoltà di movimentazione e posizionamento in cantiere che caratterizzano i noti isolatori sismici. This aspect is increased by the difficulties of handling and positioning on site that characterize the known seismic isolators.

Importanti inconvenienti sono la non elevata capacità di smorzare le vibrazioni del sisma e, quindi, il ridotto isolamento tra sottostruttura e sovrastruttura dato dai noti isolatori sismici. Pertanto, essi possono permettere il passaggio dalla sottostruttura alla sovrastruttura di accelerazioni che inducono pericolose oscillazioni nell’edificio. Important drawbacks are the low capacity to dampen the vibrations of the earthquake and, therefore, the reduced insulation between the substructure and the superstructure given by the known seismic isolators. Therefore, they can allow the passage from the substructure to the superstructure of accelerations that induce dangerous oscillations in the building.

Un ulteriore inconveniente è rappresentato dal fatto che un sisma deteriora in maniera rilevante gli isolatori sismici impendendo loro un successivo corretto funzionamento e imponendo così la loro sostituzione. A further drawback is represented by the fact that an earthquake significantly deteriorates the seismic isolators preventing them from subsequent correct functioning and thus requiring their replacement.

Infatti, nel caso d’isolatori sismici a scorrimento, per esempio, un sisma può provocare la deformazione delle superfici arcuate che quindi possono non più perfettamente combaciare tra loro e/o non essere in grado di reciprocamente scorrere in caso di un nuovo sisma. In fact, in the case of sliding seismic isolators, for example, an earthquake can cause the deformation of the arched surfaces which can therefore no longer perfectly match each other and / or be unable to reciprocally slide in the event of a new earthquake.

Tale operazione impone così la distruzione della sovrastruttura al fine di rendere accessibile e, quindi, sostituibile l’isolatore sismico rotto. This operation thus requires the destruction of the superstructure in order to make the broken seismic isolator accessible and, therefore, replaceable.

Un non secondario difetto è rappresentato dall’impossibilità d’impiego in costruzioni in muratura ordinaria. A non-secondary defect is represented by the impossibility of use in ordinary masonry constructions.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione è ideare un isolatore sismico in grado di ovviare sostanzialmente ad almeno parte degli inconvenienti citati. In this situation, the technical task underlying the present invention is to devise a seismic isolator capable of substantially obviating at least part of the aforementioned drawbacks.

Nell'ambito di detto compito tecnico è scopo dell'invenzione ottenere un isolatore sismico che sia semplice ed economico in costruzione e installazione. Within the scope of said technical task, the object of the invention is to obtain a seismic isolator which is simple and economical in construction and installation.

Un altro importante scopo dell'invenzione è realizzare un isolatore sismico estremamente efficace e quindi in grado di evitare il passaggio di accelerezioni tra sottostruttura e sovrastruttura anche in caso di sismi elevati. Another important object of the invention is to provide an extremely effective seismic isolator and therefore capable of avoiding the passage of accelerations between the substructure and the superstructure even in the event of high earthquakes.

Un ulteriore obbiettivo dell’invenzione risiede nell’avere un isolatore sismico in grado di supportare più sismi di elevata intensità. A further objective of the invention lies in having a seismic isolator capable of supporting multiple high intensity earthquakes.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un isolatore sismico come rivendicato nell’annessa rivendicazione 1. Esempi di realizzazione preferita sono descritti nelle rivendicazioni dipendenti. The technical task and the specified purposes are achieved by a seismic isolator as claimed in the attached claim 1. Examples of preferred embodiment are described in the dependent claims.

Esecuzioni preferite sono evidenziate nelle rivendicazioni dipendenti. Preferred embodiments are highlighted in the dependent claims.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di esecuzioni preferite dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali: The features and advantages of the invention are clarified below by the detailed description of preferred embodiments of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which:

la Fig.1 mostra un isolatore sismico secondo l'invenzione in sezione; Fig.1 shows a seismic isolator according to the invention in section;

la Fig.2 illustra una vista in esploso di Fig.1; Fig.2 illustrates an exploded view of Fig.1;

la Fig.3 illustra un assieme dell’isolatore sismico di Fig.1; Fig.3 illustrates an assembly of the seismic isolator of Fig.1;

la Fig.4 è un isolatore sismico secondo l'invenzione; e Fig.4 is a seismic isolator according to the invention; And

la Fig.5 mostra una seconda vista dell’isolatore sismico di Fig.3. Fig.5 shows a second view of the seismic isolator of Fig.3.

Nel presente documento, le misure, i valori, le forme e i riferimenti geometrici (come perpendicolarità e parallelismo), quando associati a parole come "circa" o altri simili termini quali "pressoché" o "sostanzialmente", sono da intendersi come a meno di errori di misura o imprecisioni dovute a errori di produzione e/o fabbricazione e, soprattutto, a meno di una lieve divergenza dal valore, dalla misura, dalla forma o riferimento geometrico cui è associato. Ad esempio, tali termini, se associati a un valore, indicano preferibilmente una divergenza non superiore al 10% del valore stesso. In this document, measurements, values, shapes and geometric references (such as perpendicularity and parallelism), when associated with words such as "about" or other similar terms such as "almost" or "substantially", are to be understood as less than measurement errors or inaccuracies due to production and / or manufacturing errors and, above all, unless there is a slight divergence from the value, measurement, shape or geometric reference to which it is associated. For example, these terms, if associated with a value, preferably indicate a divergence of no more than 10% of the value itself.

Inoltre, quando usati, termini come “primo”, “secondo”, “superiore”, “inferiore”, “principale” e “secondario” non identificano necessariamente un ordine, una priorità di relazione o posizione relativa, ma possono essere semplicemente utilizzati per più chiaramente distinguere tra loro differenti componenti. Furthermore, when used, terms such as "first", "second", "superior", "inferior", "main" and "secondary" do not necessarily identify an order, relationship priority or relative position, but can simply be used to more clearly distinguish different components from each other.

Le misurazioni e i dati riportati nel presente testo sono da considerarsi, salvo diversamente indicato, come effettuati in Atmosfera Standard Internazionale ICAO (ISO 2633). The measurements and data reported in this text are to be considered, unless otherwise indicated, as carried out in the ICAO International Standard Atmosphere (ISO 2633).

Con riferimento alle Figure, l’isolatore sismico secondo l'invenzione è globalmente indicato con il numero 1. With reference to the Figures, the seismic isolator according to the invention is globally indicated with the number 1.

L’isolatore sismico 1 è atto a isolare almeno parte, opportunamente interamente, di un edificio 10 (Figg.1 e 2) evitando che un sisma o altro evento similare possa danneggiare la struttura portante dell’edificio stesso, ossia le pareti portanti dell’edificio destinate ad assorbire i carichi e le azioni esterne cui l’edificio 10 è soggetto durante tutta la sua vita. The seismic isolator 1 is able to isolate at least part, suitably entirely, of a building 10 (Figs. 1 and 2) avoiding that an earthquake or other similar event can damage the load-bearing structure of the building itself, i.e. the load-bearing walls of the building itself. building intended to absorb the loads and external actions to which building 10 is subjected throughout its life.

L’edificio 10 comprende una sottostruttura 11; una sovrastruttura 12 sovrastante la sottostruttura 11; e almeno un isolatore sismico 1 interposto tra la sovrastruttura 12 e la sottostruttura 11. Building 10 includes a substructure 11; a superstructure 12 overlying the substructure 11; and at least one seismic isolator 1 interposed between the superstructure 12 and the substructure 11.

La sottostruttura 11 comprende almeno le fondazioni dell’edificio 10, ossia la parte dell'edificio 10 trasmettente i carichi dalle strutture protrudenti il terreno (di cui fa parte la struttura portante) al terreno. Opzionalmente, la sottostruttura 11 può comprendere le fondazioni e una porzione di struttura portante. The substructure 11 includes at least the foundations of the building 10, that is the part of the building 10 transmitting the loads from the structures protruding the ground (of which the supporting structure is part) to the ground. Optionally, the substructure 11 can comprise the foundations and a portion of the supporting structure.

La sovrastruttura 12 comprendente almeno parte e, in alcuni casi, la totalità della struttura portante dell’edificio 10. The superstructure 12 comprising at least part and, in some cases, the entirety of the supporting structure of the building 10.

L’isolatore sismico 1 è atto a permettere un passaggio, vantaggiosamente esclusivo, di carichi verticali dalla sovrastruttura 12 alla sottostruttura 11. Esso è atto a impedire che eventuali accelerazioni orizzontali, quali quelle dovuti a un sisma, passino dalla sottostruttura 11 alla sovrastruttura 12. The seismic isolator 1 is designed to allow an advantageously exclusive passage of vertical loads from the superstructure 12 to the substructure 11. It is designed to prevent any horizontal accelerations, such as those due to an earthquake, from passing from the substructure 11 to the superstructure 12.

Il termine verticale identifica una direzione parallela al piano di giacitura delle pareti portanti della struttura portante e, in particolare, al gradiente gravitazionale. Al contrario, il termine orizzontale identifica una direzione perpendicolare al piano di giacitura delle pareti portanti della struttura portante e, in particolare, al gradiente gravitazionale. The term vertical identifies a direction parallel to the plane of the bearing walls of the load-bearing structure and, in particular, to the gravitational gradient. On the contrary, the term horizontal identifies a direction perpendicular to the plane of the bearing walls of the load-bearing structure and, in particular, to the gravitational gradient.

L’isolatore sismico 1 definisce e, in particolare, delimita un volume di alloggiamento 1a atto a essere interposto tra sottostruttura 11 e sovrastruttura 12. L’isolatore sismico 1 comprende una prima base 2 solidale alla sovrastruttura 12 e almeno una prima parete 3 solidale alla sovrastruttura 12 e trasversale alla base La prima base 2 definisce una prima superficie base 2a del volume di alloggiamento 1a. The seismic isolator 1 defines and, in particular, delimits a housing volume 1a adapted to be interposed between the substructure 11 and the superstructure 12. The seismic isolator 1 comprises a first base 2 integral with the superstructure 12 and at least a first wall 3 integral with the superstructure 12 and transverse to the base The first base 2 defines a first base surface 2a of the housing volume 1a.

La prima superficie base 2a è orizzontale. The first base surface 2a is horizontal.

Ciascuna prima parete 3 definisce una prima superficie laterale 3a trasversale e, in dettaglio, perpendicolare alla prima superficie base 2a. Each first wall 3 defines a first lateral surface 3a that is transverse and, in detail, perpendicular to the first base surface 2a.

La prima superficie laterale 3a e, preferibilmente, la prima parete 3 sono verticali. La prima parete 3 è solidale alla prima base 2. The first lateral surface 3a and, preferably, the first wall 3 are vertical. The first wall 3 is integral with the first base 2.

Si evidenzia che la prima base 2 e/o la prima parete 3 possono essere definite dalla sovrastruttura 12. It should be noted that the first base 2 and / or the first wall 3 can be defined by the superstructure 12.

In alternativa, la prima base 2 e/o la prima parete 3 possono essere elementi distinti rispetto alla sovrastruttura 12 e atti a essere vincolati solidalmente a essa tramite, ad esempio, incollaggio o saldatura. Preferibilmente, sia la prima base 2 sia la prima parete 3 identificano elementi distinti rispetto alla sovrastruttura 12 e, più preferibilmente, realizzati in un sol pezzo. Alternatively, the first base 2 and / or the first wall 3 can be separate elements with respect to the superstructure 12 and able to be rigidly constrained thereto by, for example, gluing or welding. Preferably, both the first base 2 and the first wall 3 identify distinct elements with respect to the superstructure 12 and, more preferably, made in one piece.

La prima base 2 e la prima parete 3 sono realizzabili in materiale metallico e, in dettaglio, in acciaio opportunamente inossidabile. The first base 2 and the first wall 3 can be made of metallic material and, in detail, of suitably stainless steel.

Preferibilmente, l’isolatore sismico 1 può comprendere più prime pareti 3 delimitanti una prima camera 1b identificante almeno una porzione del volume di alloggiamento 1a. Preferibilmente, le prime pareti 3 definiscono l’intero perimetro della prima camera 1b e possono essere in numero di quattro. Preferably, the seismic isolator 1 can comprise more first walls 3 delimiting a first chamber 1b identifying at least a portion of the housing volume 1a. Preferably, the first walls 3 define the entire perimeter of the first chamber 1b and can be four in number.

La prima camera 1b può presentare una sezione orizzontale quadrata. The first chamber 1b can have a square horizontal section.

L’isolatore sismico 1 può comprendere una griglia o altri mezzi porzionatori 4 (Fig. 5) atti a suddividere la prima camera 1b in primi vani 1d opportunamente aventi sezione orizzontale quadrata. The seismic isolator 1 can comprise a grid or other portioning means 4 (Fig. 5) designed to divide the first chamber 1b into first compartments 1d suitably having a square horizontal section.

I mezzi porzionatori 4 sono solidali alla prime parete 3. The portioning means 4 are integral with the first wall 3.

Si evidenzia come anche i mezzi porzionatori 4 possano definire una o più prime superfici laterali 3a (come rappresentato nelle Figg.2 e 3). It should be noted that the portioning means 4 can also define one or more first lateral surfaces 3a (as shown in Figs. 2 and 3).

L’isolatore sismico 1 comprende una seconda base 5 solidale alla sottostruttura 11 e almeno una seconda parete 6 solidale alla sottostruttura 11 e trasversale alla seconda base 5. The seismic isolator 1 comprises a second base 5 integral with the substructure 11 and at least a second wall 6 integral with the substructure 11 and transversal to the second base 5.

La seconda base 5 definisce una seconda superficie base 5a del volume di alloggiamento 1a. The second base 5 defines a second base surface 5a of the housing volume 1a.

Le superfici base 2a e 5a sono sostanzialmente parallele tra loro. The base surfaces 2a and 5a are substantially parallel to each other.

La seconda base 5 e, quindi, la seconda superficie base 5a sono da parte opposta alla prima superficie base 2a rispetto al volume di alloggiamento 1a. The second base 5 and, therefore, the second base surface 5a are on the opposite side to the first base surface 2a with respect to the housing volume 1a.

La seconda superficie base 5a è orizzontale e, in particolare, parallela alla prima superficie base 2a. The second base surface 5a is horizontal and, in particular, parallel to the first base surface 2a.

Ciascuna seconda parete 6 definisce una seconda superficie laterale 6a trasversale e, in dettaglio, perpendicolare alla seconda superficie base 5a. Each second wall 6 defines a second lateral surface 6a that is transverse and, in detail, perpendicular to the second base surface 5a.

La seconda superficie laterale 6a e, preferibilmente, la seconda parete 6 sono verticali. The second lateral surface 6a and, preferably, the second wall 6 are vertical.

La seconda parete 6 è solidale alla prima base 5. The second wall 6 is integral with the first base 5.

Così come la prima base 2 e la prima parete 3, la seconda base 5 e/o la seconda parete 6 possono essere definite dalla sottostruttura 11. As well as the first base 2 and the first wall 3, the second base 5 and / or the second wall 6 can be defined by the substructure 11.

In alternativa, la seconda base 5 e/o la seconda parete 6 possono essere elementi distinti rispetto alla sottostruttura 11 e atti a essere vincolati solidalmente a essa tramite, ad esempio, incollaggio. Preferibilmente, sia la seconda base 5 sia la seconda parete 6 sono elementi distinti rispetto alla sottostruttura 11 e, più preferibilmente, realizzati in un sol pezzo. Alternatively, the second base 5 and / or the second wall 6 can be separate elements with respect to the substructure 11 and able to be rigidly fixed thereto by, for example, gluing. Preferably, both the second base 5 and the second wall 6 are separate elements with respect to the substructure 11 and, more preferably, made in one piece.

Si evidenzia come in alcuni casi, l’isolatore sismico 1 possa comprendere mezzi di vincolo atti a rendere solidali tra loro la seconda base 5 e ciascuna seconda parete 6. Opportunamente, detti mezzi di vincolo sono di tipo risolvibile così da permettere una separazione e, quindi, un allontanamento di ciascuna seconda parete 6 dalla seconda base 5. It should be noted that in some cases, the seismic isolator 1 may comprise constraint means adapted to make the second base 5 and each second wall 6 integral with each other. therefore, a removal of each second wall 6 from the second base 5.

La seconda base 5 e la seconda parete 6 sono realizzabili in materiale metallico e, in dettaglio, in acciaio opportunamente inossidabile. The second base 5 and the second wall 6 can be made of metallic material and, in detail, of suitably stainless steel.

Preferibilmente, l’isolatore sismico 1 può comprendere più seconde pareti 6 delimitanti una seconda camera 1c identificante almeno una porzione del volume di alloggiamento 1a. Preferibilmente, le seconde pareti 6 definiscono l’intero perimetro della prima camera 1b e possono essere in numero di quattro. Preferably, the seismic isolator 1 can comprise more second walls 6 delimiting a second chamber 1c identifying at least a portion of the housing volume 1a. Preferably, the second walls 6 define the entire perimeter of the first chamber 1b and can be four in number.

La seconda camera 1c può presentare una sezione orizzontale quadrata. The second chamber 1c can have a square horizontal section.

Le prime pareti 3 sono interposte tra le seconde pareti 6 (Figg. 1-3). Pertanto, la distanza, calcolata perpendicolarmente alle superfici laterali 3a e 6a, tra opposte prime pareti 3 è inferiore a quella tra le seconde pareti 6. The first walls 3 are interposed between the second walls 6 (Figs. 1-3). Therefore, the distance, calculated perpendicularly to the side surfaces 3a and 6a, between opposite first walls 3 is less than that between the second walls 6.

Di conseguenza, come evidenziato in Fig. 3, la prima camera 1b è interna alla seconda camera 1c che quindi può identificare l’intero volume di alloggiamento 1a. Preferibilmente, la seconda camera 1c circonda totalmente la prima camera 1b. In alternativa, le seconde pareti 6 sono interposte tra le prime pareti 3 e la seconda camera 1c è interna alla prima camera 1b che può così identificare l’intero volume di alloggiamento 1a. Consequently, as highlighted in Fig. 3, the first chamber 1b is internal to the second chamber 1c which can therefore identify the entire housing volume 1a. Preferably, the second chamber 1c totally surrounds the first chamber 1b. Alternatively, the second walls 6 are interposed between the first walls 3 and the second chamber 1c is internal to the first chamber 1b which can thus identify the entire housing volume 1a.

L’isolatore sismico 1 può comprendere almeno un’unità di scarico verticale 7 frapposta e a contatto con entrambe le basi 2 e 5 (per la precisione con entrambe le superfici base 2a e 5a) permettendo al peso della sovrastruttura 12, o altro carico verticale, di essere scaricato sulla sottostruttura 11. The seismic isolator 1 can comprise at least a vertical discharge unit 7 interposed and in contact with both the bases 2 and 5 (to be precise with both the base surfaces 2a and 5a) allowing the weight of the superstructure 12, or other vertical load, to be unloaded on the substructure 11.

Preferibilmente, l’isolatore sismico 1 comprende più unità 7, in dettaglio, almeno quattro unità di scarico verticale 7 e, più in dettaglio, un numero di unità di scarico verticale 7 compreso tra quattro e nove. Preferably, the seismic isolator 1 comprises several units 7, in detail, at least four vertical discharge units 7 and, more specifically, a number of vertical discharge units 7 comprised between four and nine.

Vantaggiosamente, l’isolatore sismico 7 prevede una disposizione delle unità di scarico verticale 7 almeno perimetrale rispetto al nocciolo centrale d’inerzia della sovrastruttura 12 che così cade all’interno del perimetro più esterno definito dalla disposizione delle unità di scarico verticale 7. Advantageously, the seismic isolator 7 provides for an arrangement of the vertical discharge units 7 at least perimeter with respect to the central core of inertia of the superstructure 12 which thus falls within the outermost perimeter defined by the arrangement of the vertical discharge units 7.

Preferibilmente, l’unità di scarico verticale 7 è atta a permettere il passaggio tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11 esclusivamente del peso o altri carichi verticali. L’unità di scarico verticale 7 non sostanzialmente permette il passaggio di forze orizzontali tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11. Preferably, the vertical unloading unit 7 is adapted to allow the passage between the superstructure 12 and the substructure 11 exclusively of the weight or other vertical loads. The vertical discharge unit 7 does not substantially allow the passage of horizontal forces between the superstructure 12 and the substructure 11.

Al fine di non avere un passaggio di carichi orizzontali tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11 attraverso l’unità di scarico verticale 7, l’unità di scarico verticale 7 è atta ad andare a contatto orizzontalmente con una sola tra le pareti 3 e 6, ossia una sola tra le prime superfici laterale 3a e le seconde superfici laterali 6a. Pertanto nel caso di prima camera 1b interna alla seconda camera 1c, l’unità di scarico verticale 7 è atta ad andare a contatto esclusivo con le superfici base 2a e 5a (ossia le basi 2 e 5) e con le sole prime superfici laterali 3a (ossia le prime pareti 3) come mostrato nelle Figg. 1-3. Al contrario nel caso di seconda camera 1c interna alla prima camera 1b, l’unità di carico è atto ad andare a contatto esclusivo con le superfici base 2a e 5a (ossia le piastre base 2 e 5) e con le sole seconde superfici laterali 6a (ossia le seconde pareti 6). In order not to have a passage of horizontal loads between the superstructure 12 and the substructure 11 through the vertical unloading unit 7, the vertical unloading unit 7 is able to come into contact horizontally with only one of the walls 3 and 6, i.e. only one between the first lateral surfaces 3a and the second lateral surfaces 6a. Therefore, in the case of the first chamber 1b inside the second chamber 1c, the vertical discharge unit 7 is able to come into exclusive contact with the base surfaces 2a and 5a (i.e. the bases 2 and 5) and with only the first lateral surfaces 3a (i.e. the first walls 3) as shown in Figs. 1-3. On the contrary, in the case of a second chamber 1c inside the first chamber 1b, the loading unit is able to come into exclusive contact with the base surfaces 2a and 5a (i.e. the base plates 2 and 5) and with only the second side surfaces 6a (i.e. the second walls 6).

L’unità di scarico verticale 7 può comprendere un volvente, preferibilmente sferico, atto ad essere a contatto e racchiuso tra le superfici base 2a e 5a. The vertical discharge unit 7 can comprise a rolling element, preferably spherical, able to be in contact and enclosed between the base surfaces 2a and 5a.

L’unità di scarico verticale 7 e le superfici base 2a e 5a presentano un coefficiente di attrito tra loro inferiore a 0,01. The vertical discharge unit 7 and the base surfaces 2a and 5a have a friction coefficient between them of less than 0.01.

A tal fine il volvente è realizzabile in un materiale atto a definire con le superfici base 2a e 5a un basso coefficiente di attrito (similare a quello proprio dei cuscinetti volventi, ossia 0.001÷0.005) così da minimizzare l’eventuale trasferimento di carichi orizzontali per attrito. Il volvente può essere in materiale ceramico o metallico (in dettaglio, in acciaio opportunamente inossidabile). To this end, the rolling element can be made of a material capable of defining a low coefficient of friction with the base surfaces 2a and 5a (similar to that of rolling bearings, i.e. 0.001 ÷ 0.005) so as to minimize any transfer of horizontal loads for friction. The rolling element can be made of ceramic or metal material (in detail, suitably stainless steel).

Preferibilmente, l’isolatore sismico 1 può comprendere più unità di scarico verticale 7 ciascuna delle quali posta in uno di detti vani 1d che quindi può definire almeno una e, in dettaglio, due prime superfici laterali 3a. Preferably, the seismic isolator 1 can comprise more vertical discharge units 7 each of which is placed in one of said compartments 1d which can therefore define at least one and, in detail, two first lateral surfaces 3a.

Si precisa che in alcuni casi tutti i vani 1d possono alloggiare un’unità di scarico verticale 7; in altri casi solo alcuni vani 1d alloggiano un’unità di scarico verticale 7 come in Figg.1-2 e 4-5. It should be noted that in some cases all compartments 1d can house a vertical drain unit 7; in other cases only some compartments 1d house a vertical drain unit 7 as in Figs 1-2 and 4-5.

La lunghezza verticale dell’unità di scarico verticale 7 può essere maggiore di quella delle superfici laterali 3a e 6a e, quindi, delle pareti 3 e 6 così che solo l’unità di scarico verticale 7 sia contemporaneamente a contatto con entrambe le superfici di base 2a e 5a. The vertical length of the vertical discharge unit 7 can be greater than that of the side surfaces 3a and 6a and, therefore, of the walls 3 and 6 so that only the vertical discharge unit 7 is simultaneously in contact with both base surfaces 2a and 5a.

L’isolatore sismico 1 può comprendere almeno un antivibrante 8 atto ad assorbire le vibrazioni, preferibilmente esclusivamente orizzontali, generate da un sisma evitando che si trasferiscano dalla sottostruttura 11 alla sovrastruttura 12. The seismic isolator 1 can comprise at least one anti-vibration device 8 able to absorb vibrations, preferably exclusively horizontal, generated by an earthquake preventing them from transferring from the substructure 11 to the superstructure 12.

In particolare, l’antivibrante 8 è atto ad assorbire dette vibrazione deformandosi elasticamente e/o plasticamente. In particular, the anti-vibration device 8 is able to absorb said vibrations by deforming elastically and / or plastically.

L’antivibrante 8 è frapposto a contatto con entrambe le superfici laterali 3a e 6a e, quindi, sia con l’almeno una prima parete 3 sia l’almeno una seconda parete 6. Pertanto, nel caso ad esempio di prima camera 1b interna alla seconda camera 1c, esso è sito nella seconda camera 1c e, preferibilmente, riempie almeno parzialmente, e in dettaglio totalmente, l’intercapedine tra prima camera 1b e seconda camera 1c. The anti-vibration element 8 is interposed in contact with both the lateral surfaces 3a and 6a and, therefore, both with the at least one first wall 3 and the at least one second wall 6. Therefore, in the case, for example, of the first chamber 1b inside the second chamber 1c, it is located in the second chamber 1c and preferably fills at least partially, and in detail totally, the space between the first chamber 1b and the second chamber 1c.

L’antivibrante 8 è in un materiale avente una durezza inferiore a quella dell’unità di scarico verticale 7. In particolare, esso può avere una durezza inferiore a 100 sh e, in dettaglio a 80 sh e, più in dettaglio, sostanzialmente compresa tra 50 e 60 sh. Preferibilmente, l’antivibrante 8 è in materiale elastomerico quale gomma industriale e, per la precisione, bargom<®>. The anti-vibration element 8 is made of a material having a hardness lower than that of the vertical discharge unit 7. In particular, it can have a hardness lower than 100 sh and, in detail, 80 sh and, in more detail, substantially comprised between 50 and 60 sh. Preferably, the anti-vibration device 8 is made of elastomeric material such as industrial rubber and, to be precise, bargom <®>.

L’antivibrante 8 è atto ad andare a contatto verticalmente con una sola delle basi 2 e 5 così da non avere un passaggio di carichi verticali tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11 attraverso l’antivibrante 8. Pertanto la lunghezza verticale dell’antivibrante 8 è inferiore a quella dell’unità di scarico verticale 7 così che solo l’unità di scarico verticale 7 sia contemporaneamente a contatto con entrambe le superfici di base 2a e 5a. The anti-vibration element 8 is able to go into vertical contact with only one of the bases 2 and 5 so as not to have a passage of vertical loads between the superstructure 12 and the substructure 11 through the anti-vibration element 8. Therefore the vertical length of the anti-vibration element 8 is less to that of the vertical discharge unit 7 so that only the vertical discharge unit 7 is simultaneously in contact with both the base surfaces 2a and 5a.

Il funzionamento dell’isolatore sismico 1 precedentemente descritto in termini strutturali è il seguente. The operation of the seismic isolator 1 previously described in structural terms is as follows.

Durante il normale funzionamento l’isolatore sismico 1 presenta l’unità di scarico verticale 7 a contatto con entrambe le superfici di base 2a e 5a e, quindi, con entrambe le basi 2 e 3 permettendo il passaggio del solo carico verticale (peso) dalla sovrastruttura 12 alla sottostruttura 11. During normal operation the seismic isolator 1 has the vertical discharge unit 7 in contact with both the base surfaces 2a and 5a and, therefore, with both the bases 2 and 3 allowing the passage of only the vertical load (weight) from the superstructure 12 to substructure 11.

Si evidenzia come, in questa situazione l’altezza verticale dell’unità di scarico verticale 7 evita il contatto sia delle prime pareti 3 con la seconda base 5, sia delle seconde pareti 6 con la prima base 2, sia dell’antivibrante 8 con entrambe le basi 2 e 5. It should be noted that, in this situation, the vertical height of the vertical discharge unit 7 avoids the contact of both the first walls 3 with the second base 5, both of the second walls 6 with the first base 2, and of the anti-vibration element 8 with both bases 2 and 5.

Nel caso di sisma la sottostruttura 11 è sottoposta ad accelerazioni orizzontali che si trasmettono alla seconda base 5 e, quindi, alle seconde superfici laterali 6a. Le seconde pareti 6 scaricano le componenti orizzontali di queste accelerazioni sull’antivibrante 8 che, deformandosi, assorbe tali componenti orizzontali evitando (o almeno limitando) il loro passaggio alla sovrastruttura 12. In the event of an earthquake, the substructure 11 is subjected to horizontal accelerations which are transmitted to the second base 5 and, therefore, to the second lateral surfaces 6a. The second walls 6 unload the horizontal components of these accelerations on the anti-vibration element 8 which, deforming, absorbs these horizontal components avoiding (or at least limiting) their passage to the superstructure 12.

Si evidenzia come durante il sisma si possano verificare dei piccoli spostamenti dell’unità di scarico verticale 7 che, grazie al ridotto attrito con le basi 2 e 5, non determina un passaggio di carichi orizzontali alla sovrastruttura 12. It should be noted that during the earthquake small displacements of the vertical discharge unit 7 may occur which, thanks to the reduced friction with the bases 2 and 5, does not cause a passage of horizontal loads to the superstructure 12.

L’isolatore sismico 1 secondo l’invenzione consegue importanti vantaggi. The seismic isolator 1 according to the invention achieves important advantages.

Infatti, l’isolatore sismico 1, è in grado di supportare un sisma di elevata intensità senza per danneggiarsi. In fact, the seismic isolator 1 is able to support a high intensity earthquake without being damaged.

Tale vantaggio è determinato dal fatto che l’isolatore sismico 1, al contrario degli isolatori noti, discrimina le forze verticali da quelle orizzontali grazie alla presenza di due distinti elementi (l’unità di scarico verticale 7 e l’antivibrante 8) ciascuno dei quali in grado di interagire con le sole forze verticali o solo le forze orizzontali. Infatti, l’unità di scarico verticale 7, essendo a contatto con entrambe le superfici base 2a e 5a orizzontali, è in grado di permettere un passaggio tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11 delle sole forze perpendicolari a dette superfici di base 2a e 5a, ossia verticali. This advantage is determined by the fact that the seismic isolator 1, unlike the known isolators, discriminates the vertical forces from the horizontal ones thanks to the presence of two distinct elements (the vertical discharge unit 7 and the anti-vibration element 8) each of which able to interact with only vertical forces or only horizontal forces. In fact, the vertical discharge unit 7, being in contact with both the horizontal base surfaces 2a and 5a, is capable of allowing only the forces perpendicular to said base surfaces 2a and 5a to pass between the superstructure 12 and the substructure 11, i.e. vertical.

Mentre, l’unità di scarico verticale 7 è incapace di trasmettere forze orizzontali tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11 poiché, essendo a contatto con le sole prime superfici laterali 3a (verticali) o le sole superfici laterali 6a (verticali), è orizzontalmente vincolato a una sola tra la sovrastruttura 12 e la sottostruttura 11. Al contrario, l’antivibrante 8, essendo a contatto con entrambe le superfici laterali 3a e 6a verticali, è in grado di permettere un passaggio tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11 delle sole forze perpendicolari a dette superfici di base 2a e 5a, ossia orizzontali. While, the vertical unloading unit 7 is unable to transmit horizontal forces between the superstructure 12 and the substructure 11 since, being in contact with only the first side surfaces 3a (vertical) or only the side surfaces 6a (vertical), it is horizontally constrained to only one between the superstructure 12 and the substructure 11. On the contrary, the anti-vibration element 8, being in contact with both the vertical lateral surfaces 3a and 6a, is capable of allowing only the forces perpendicular to a passage between the superstructure 12 and the substructure 11 said base surfaces 2a and 5a, ie horizontal.

Mentre, l’antivibrante 8 è incapace di trasmettere forze verticali tra sovrastruttura 12 e sottostruttura 11 poiché è verticalmente vincolato a una sola tra la sovrastruttura 12 e la sottostruttura 11. While, the anti-vibration element 8 is unable to transmit vertical forces between the superstructure 12 and the substructure 11 since it is vertically constrained to only one between the superstructure 12 and the substructure 11.

Tale vantaggio è ulteriormente incrementato dall’uso come unità di scarico verticale 7 di un volvente che minimizza il contatto tra volvente e superfici di base 2a e 5a e, quindi, la forza di attrito scambiabile tra di essi. This advantage is further increased by the use of a rolling element as a vertical discharge unit 7 which minimizes the contact between the rolling element and the base surfaces 2a and 5a and, therefore, the exchangeable friction force between them.

Tale ridotto attrito è ulteriormente incrementato dalla particolare scelta del materiale di realizzazione dell’unità di scarico verticale 7. This reduced friction is further increased by the particular choice of construction material of the vertical discharge unit 7.

Un altro vantaggio è determinato dal fatto che l’isolatore sismico, essendo in grado di supportare un sisma di elevata intensità senza incorrere in rottura, può assorbire l’energia di una pluralità di sismi e, quindi, non richiede la sua sostituzione dopo ogni sisma. Another advantage is determined by the fact that the seismic isolator, being able to support a high intensity earthquake without breaking, can absorb the energy of a plurality of earthquakes and, therefore, does not require its replacement after each earthquake. .

Altri vantaggi sono determinati dalla semplicità costruttiva e d’installazione che, oltre a ridurne i costi, permette di usare l’isolatore sismico 1 anche in edifici 10 esistenti. Other advantages are determined by the simplicity of construction and installation which, in addition to reducing costs, allows the use of the seismic isolator 1 even in existing buildings 10.

Un ulteriore vantaggio è dato dai mezzi di vincolo che, consentendo una separazione e un allontanamento di ciascuna seconda parete 6 dalla seconda base 5, permettono di sostituire agevolmente l’antivibrante 8. A further advantage is given by the constraint means which, allowing a separation and removal of each second wall 6 from the second base 5, allow to easily replace the anti-vibration element 8.

Tale vantaggio risulta particolarmente evidente nel caso in cui l’isolatore sismico sia a vista, ossia non coperto da opere murarie. Infatti, in questo caso non è necessario distruggere e, quindi, successivamente ricostruire porzioni di parete. L’invenzione è suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo definito dalle rivendicazioni. In tale ambito tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti e i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi. This advantage is particularly evident in the case in which the seismic isolator is visible, i.e. not covered by masonry works. In fact, in this case it is not necessary to destroy and, therefore, subsequently rebuild portions of the wall. The invention is susceptible of variants falling within the scope of the inventive concept defined by the claims. In this context, all the details can be replaced by equivalent elements and the materials, shapes and dimensions can be any.

Claims

CLAIMS 1. Seismic isolator (1) for a building (10); - said building (10) including or a substructure (11) comprising at least the foundations of said building (10) e or a superstructure (12) comprising at least part of the supporting structure of said building (10); said seismic isolator (1) adapted to be placed between said substructure (11) and said superstructure (12) and being characterized in that it comprises - a first base (2) integral with said superstructure (12) and defining a first horizontal base surface (2a); - at least a first wall (3) integral with said superstructure (12) and defining a lateral surface (3a) transversal to said first base surface (2a); - a second base (5) integral with said substructure (11) and defining a second horizontal base surface (5a); - at least a second wall (6) integral with said substructure (11) and a second lateral surface (6a) transversal to said second base surface (5a); - at least one vertical unloading unit (7) in contact with both said base surfaces (2a, 5a) so that exclusively vertical loads pass between said superstructure (12) and said substructure (11) through said vertical unloading unit (7) ; And - at least one anti-vibration element (8) in contact with both said lateral surfaces (3a, 6a) and able to absorb horizontal displacements between said substructure (11) and said superstructure (12).

2. Seismic isolator (1) according to claim 1, wherein said vertical discharge unit (7) is able to come into contact horizontally with only one of said first walls (3) and said second walls (6) so as not to have a passage of horizontal loads between said superstructure (12) and said substructure (11) through said vertical unloading unit (7).

3. Seismic isolator (1) according to the preceding claim, in which said vertical discharge unit (7) is adapted to come into contact exclusively with said first walls (3) and said bases (2, 5).

4. Seismic isolator (1) according to at least one preceding claim, wherein the vertical length of said vertical discharge unit (7) is greater than said vertical length of said walls (3, 6).

5. Seismic isolator (1) according to the preceding claim, wherein said vertical discharge unit (7) comprises a rolling element.

6. Seismic isolator (1) according to the preceding claim, wherein said vertical discharge unit (7) comprises a spherical rolling element.

7. Seismic isolator (1) according to the preceding claim, wherein said vertical discharge unit (7) and said bases (2, 5) have a friction coefficient between them of less than 0.01.

8. Seismic isolator (1) according to at least one preceding claim, in which said lateral surfaces (3a, 6a) are vertical.

9. Seismic isolator (1) according to at least one previous claim, in which said antivibration element (8) is able to go into vertical contact with only one of said first base (2) and said second base (5) so as not to have a passage of vertical loads between said superstructure (12) and said substructure (11) through said anti-vibration element (8).

Seismic isolator (1) according to at least one preceding claim, wherein the vertical length of said antivibration element (8) is less than said vertical length of said vertical discharge unit (7).