Ben noti agli ingegneri e tecnici degli uffici di progettazione, gli appoggi in gomma armata permettono la trasmissione di carichi elevati assorbendo gli spostamenti orizzontali della struttura. Hanno il ruolo di isolamento antivibrazione nella sospensione di macchinari molto pesanti, di manufatti di grande massa, di edifici e in genere di tutti i materiali ad alta energia cinetica.
Per le loro eccezionali qualità di filtro nella trasmissione di scosse e vibrazioni e per la loro capacità di deformazione sono inoltre particolarmente indicati nel settore della protezione antisismica.
Composizione e Funzionamento degli Appoggi Elastomerici Armati
Gli appoggi in elastomero armato sono costituiti da un blocco, solitamente un parallelepipedo, in elastomero (gomma naturale o sintetica) che presenta al suo interno degli strati in acciaio. Il processo che consente l’unione di questi due materiali, come per i giunti di dilatazione in gomma/acciaio, è la vulcanizzazione.
Le lamiere interne in acciaio hanno dimensioni leggermente inferiori rispetto a quelle degli strati in gomma e dunque, rimanendo inglobate nell’elastomero, risultano protette dagli agenti esterni e dalla corrosione.
Il nostro appoggio NEO-ARM® è un esempio di questa tecnologia, costituito da più strati di una speciale mescola di gomma studiata dai nostri laboratori, aderizzati tramite vulcanizzazione a lamierini di acciaio.
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Gli appoggi in elastomero armato (in gomma) hanno caratteristiche comuni sia agli appoggi fissi che a quelli mobili. Consentono rotazioni attorno ad un qualsiasi asse. Ciò avviene in quanto la gomma, deformandosi a volume quasi costante, cambia geometria consentendo alla sovrastruttura le rotazioni. A questo movimento si oppongono le lamiere metalliche interne vulcanizzate.
Nel momento in cui, invece, l’appoggio subisce l’effetto di forze orizzontali si deforma minimamente e comunque in base alla mescola di gomma utilizzata, alla durata del carico applicato o alla temperatura. Quando l’appoggio subisce l’azione di una coppia di due vettori forza, paralleli ed aventi verso opposto, aventi punti di applicazione a una distanza non nulla (rotazioni da azioni flettenti M), l’appoggio in gomma reagisce mantenendo piane le superfici di contatto con la sovrastruttura (cioè con l’impalcato) e con le sottostrutture.
Tipologie di Appoggi Elastomerici Armati
Esistono diverse configurazioni di appoggi elastomerici armati, ognuna con specifiche caratteristiche e applicazioni.
Appoggi Tipo B: Senza Piastre Esterne
- Sono presenti strati di gomma sia sulla superficie superiore che su quella inferiore ovvero non sono presenti piastre esterne.
- Il trasferimento dei carichi orizzontali, pertanto, avviene solo per attrito tra la gomma e la struttura.
- Sono caratterizzati da modeste dimensioni d’ingombro e massima semplicità di posa in opera.
Appoggi Tipo C: Con Piastre Esterne Vulcanizzate
- Sono presenti strati di acciaio sia sulla superficie superiore che su quella inferiore ovvero, in aggiunta al tipo B, ci sono piastre esterne vulcanizzate per il collegamento con la sotto/sovrastruttura.
- Questo tipo di appoggio, contrariamente a quello di tipo B, risulta essere sicuro contro lo slittamento in quanto la piastra di acciaio alla base (la più grande delle due) risulta collegata alla sottostruttura tramite tirafondi mentre quella superiore presenta un perno che va ad accoppiarsi con un foro presente nella contropiastra, annegata nel getto in caso di travi in C.A e C.A.P, o saldata in caso di sovrastruttura metallica.
- L’ancoraggio in una sola direzione consente la facile installazione e sostituzione.
Appoggi con Superfici di Scorrimento in PTFE
Vengono previste delle superfici di scorrimento in PTFE che sono in contatto con superfici in acciaio inossidabile e che permettono scorrimenti orizzontali (in una o entrambe le direzioni, trasversale e longitudinale) al fine di evitare deformazioni eccessive sull’elastomero. Questa soluzione è più costosa, ma si raccomanda quando gli scorrimenti sono importanti, come indicato dal "Movimento max." cl.
Appoggi POT (Pot Bearings)
Gli appoggi POT costituiscono una tra le più comuni tipologie di appoggi strutturali usati per la connessione delle strutture viarie alle sottostrutture. Sono composti da un disco elastomerico incapsulato in una piastra metallica di base (basamento).
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- Possono resistere e trasmettere alla struttura sottostante il carico verticale e il carico orizzontale in qualsiasi direzione nel piano.
- Possono resistere e trasmettere alla struttura inferiore il carico verticale e il carico orizzontale lungo una sola direzione.
- La capacità di movimento è resa possibile lungo la direzione ortogonale per mezzo dello scorrimento di una piastra superiore su di un foglio di PTFE incassato nel pistone, nicchiato e lubrificato, e di una barra di guida ancorata al pistone e incassata nella piastra superiore di scorrimento.
Appoggi EB* (Elastomeric Bearings)
Gli appoggi EB* (Elastomeric Bearings) sono costituiti da una serie di strati di gomma vulcanizzati a piastrine di acciaio che hanno la funzione di aumentare la resistenza dell’appoggio all’instabilità a fronte di carichi verticali elevati. La capacità di movimento orizzontale è garantita dalla deformazione a taglio degli strati di gomma. Permettono lo spostamento lungo una determinata direzione, grazie all’inserimento di guide laterali esterne. (*,**) Materiale gentilmente fornito da C.M.M.
Posa in Opera
Gli appoggi devono essere disposti in un piano normale alla direzione dei carichi permanenti per evitare l'insorgere di componenti tangenziali, ossia dirette parallelamente al piano degli appoggi, dovute ai carichi permanenti. Non è ammesso disporre due o più appoggi accostati nella direzione delle travi; appoggi aventi dimensioni diverse o realizzati con tipologie diverse non possono, di norma, essere affiancati a causa della diversa deformabilità.
Applicazione: Appoggi per Travi in Legno Lamellare
Cinzia Ciupi, SI (Ingegnere) chiede: Come si possono realizzare gli appoggi scorrevoli e fissi di travi in legno lamellare per una passerella pedonale di circa 20 m di luce?
Una passerella pedonale può essere schematizzata come una trave isostatica in semplice appoggio, per la quale si dovrà sempre prevedere un appoggio fisso (cerniera), in grado di permettere le sole rotazioni, ed un appoggio scorrevole (carrello), dimensionato sulla base degli spostamenti orizzontali previsti: le caratteristiche degli apparecchi di appoggio in neoprene (semplice o armato) e le dimensioni dei fori nelle forcelle, costituiscono in genere gli elementi discriminanti tra le due diverse tipologie (vedi figura a lato).
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