ELEMENTO ESTRUCTURAL Y ESTRUCTURA ESCALONADA.

Un elemento estructural (1) que comprende: una parte de huella (2) formada por una estructura de tipo sandwich 5 que tiene unas planchas primera y segunda (10,

20) y un núcleo (30) de un material de plástico o de polímero entre y adherido a dichas planchas primera y segunda (10, 20) con el fin de transferir los esfuerzos cortantes entre las mismas; y una parte de contrahuella (3) formada por un elemento de metal, estando fijada dicha parte de contrahuella (3) a dicha parte de huella (2) y estando insertada una primera parte de dicho elemento de metal entre 10 dichas planchas primera y segunda (10, 20), en el que dicha primera parte tiene un espesor substancialmente igual a la separación de dichas planchas (10, 20) de tal modo que estando insertada entre dichas planchas primera y segunda (10, 20) dicha primera parte abarca el espacio entre las planchas (10, 20), y caracterizado porque además comprende una parte de contrahuella adicional (3), estando dicha parte de 15 contrahuella adicional (3) formada por un elemento de metal adicional y estando fijada a dicha parte de huella (2) y estando una primera parte de dicho elemento de metal adicional insertada entre dichas planchas primera y segunda (10, 20).

La presente invención se refiere a un elemento estructural, particularmente un elemento estructural para su uso como parte de una estructura escalonada tal como una grada escalonada, tal vez una grada de asientos, por ejemplo, para un estadio deportivo u otro escenario de espectáculos. Una estructura escalonada puede estar formada a partir de una pluralidad de los elementos estructurales.

Para aumentar los ingresos procedentes de eventos deportivos y de otra índole, se desea maximizar el número de espectadores que pueden encontrar acomodo en un estadio deportivo u otro escenario. Para llevar esto a cabo es necesario proporcionar unos niveles adicionales de asientos, lo que a menudo da como resultado unas estructuras en las que una parte significativa del anfiteatro superior de asientos se sitúa en voladizo sobre otras partes de la estructura. Por consiguiente, el peso de las contrahuellas que soportan tal asiento debe minimizarse para reducir el tamaño y el coste de la estructura de soporte. Para reducir las vibraciones resonantes y transitorias asociadas con los eventos deportivos y de espectáculos las contrahuellas deben ser rígidas, tener suficiente masa, o estar construidas con materiales que tengan unas buenas características de sujeción. Los diseños de gradas de asientos existentes están hechos de hormigón o acero pretensado o prefabricado. Las secciones de contrahuella conocidas se construyen generalmente a partir de hormigón puesto que permite unas largas extensiones despejadas entre puntales inclinados (habitualmente de 12.200 mm) con un control de vibración razonable debido a que el hormigón tiene un coeficiente de amortiguación de 0,2, una buena resistencia al fuego y un coste de mantenimiento relativamente bajo. La principal desventaja de la construcción con hormigón es que la sección de contrahuella es pesada, por ejemplo, alrededor de 10 t para una contrahuella de dos niveles, con un peso propio (carga muerta) igual a la carga variable superpuesta de diseño debida al uso y a la ocupación. Es por lo tanto necesario proporcionar una superestructura y unos cimientos más pesados, más fuertes, más rígidos y más costosos para soportar las secciones de contrahuella, en especial para grandes secciones de asiento en voladizo.

Para minimizar el peso propio, y en consecuencia reducir el coste de la superestructura y los cimientos, las secciones de contrahuella pueden estar construidas con planchas de acero plegadas que están soportadas por unos puntales inclinados intermedios y un armazón de acero secundario. Habitualmente la máxima extensión para este tipo de construcción es de aproximadamente 6.100 mm y el peso propio de alrededor de un 40% de una estructura de hormigón equivalente. No obstante, las contrahuellas de acero son más susceptibles a los problemas de sonido y vibración, al tener un coeficiente de amortiguación de 0,1, y tienen costes adicionales asociados a la fabricación y el montaje de los puntales inclinados intermedios y el armazón de acero secundario.

Los elementos de plancha de tipo sandwich estructurales se describen en el documento US 5.778.813 y en el documento US 6.050.208, documentos que se incorporan por la presente a modo de referencia, y que comprenden unas planchas de metal exteriores, por ejemplo, de acero, adheridas entre sí con un núcleo de elastómero intermedio, por ejemplo, de poliuretano no espumado. Estos sistemas de plancha de tipo sandwich (a los que a menudo se hace referencia como estructuras de SPS) pueden usarse en muchas formas de construcción para sustituir planchas de acero reforzado, planchas de acero perfilado, hormigón reforzado o estructuras de hormigón y acero compuestas y para simplificar en gran medida las estructuras resultantes, lo que mejora el comportamiento estructural y la resistencia y (por ejemplo, las características de rigidez y de amortiguación) a la vez que ahora peso. Unos desarrollos adicionales de estos elementos de plancha de tipo sandwich estructurales se describen en el documento WO 01/32414, que también se incorpora por la presente a modo de referencia. Tal como se describe en dicho documento, pueden incorporarse unas formas o insertos de espuma en la capa de núcleo para reducir el peso y pueden añadirse unas planchas de rotura de metal transversales para mejorar la rigidez.

De acuerdo con las enseñanzas del documento WO 01/32414 las formas de espuma pueden ser o bien huecas o bien sólidas. Las formas huecas generan una reducción de peso mayor y son por lo tanto ventajosas. Las formas que se describen en ese documento no se limitan a estar hechas de material de espuma de peso ligero y pueden también estar hechas de otros materiales tales como cajas de madera o de acero, formas de plástico extrudido y esferas de plástico huecas. El documento GB 2.368.041 da a conocer una grada escalonada que comprende una estructura de tipo sandwich que tiene unas planchas de metal superior e inferior y una capa de material de plástico o de polímeros intermedia adherida a las planchas de metal con el fin de transferir los esfuerzos cortantes entre las mismas, es decir, una estructura de SPS. Las planchas se han doblado previamente en la forma de grada escalonada deseada y se han soldado entre sí y entonces la capa intermedia se inyecta en la cavidad con forma de grada escalonada entre las dos planchas. Las planchas de estructura de tipo sandwich que se usan en la formación de la grada escalonada tienen una rigidez aumentada en comparación con las planchas de acero de un espesor comparable y evitan o reducen la necesidad de proporcionar unos elementos de refuerzo. Esto da como resultado una estructura considerablemente más sencilla con menos soldaduras lo que conduce tanto a una manufactura simplificada como a una reducción en el área vulnerable a la fatiga o a la corrosión. No obstante, la estructura en la que se inyecta el elastómero es voluminosa y complicada de montar.

El documento US 5,357.724 da a conocer un peldaño de escalera, en el que se usa un caucho sintético para embutir unas partes de núcleo lateral de metal dispuestas en los bordes laterales de una sección de núcleo substancialmente horizontal en un ángulo recto hacia abajo a las mismas. Un reborde se proporciona a lo largo de los bordes laterales de la superficie del peldaño. El reborde se proyecta hacia arriba, la superficie exterior del reborde se encuentra a nivel con la superficie del caucho sintético que cubre las secciones de núcleo lateral, y el reborde se forma en una pieza, de caucho sintético.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un elemento estructural mejorado.

La presente invención proporciona un elemento estructural que comprende: una parte de huella formada por una estructura de tipo sandwich que tiene unas planchas primera y segunda y un núcleo de un material de plástico o de polímero entre y adherido a dichas planchas primera y segunda con el fin de transferir los esfuerzos cortantes entre las mismas; y una parte de contrahuella formada por un elemento de metal, estando fijada dicha parte de contrahuella a dicha parte de huella y estando insertada una primera parte de dicho elemento de metal entre dichas planchas primera y segunda, en el que dicha primera parte tiene un espesor substancialmente igual a la separación de dichas planchas de tal modo que estando insertada entre dichas planchas primera y segunda dicha primera parte abarca el espacio entre las planchas, y caracterizado porque además comprende una parte de contrahuella adicional, estando dicha parte de contrahuella adicional formada por un elemento de metal adicional y estando fijada a dicha parte de huella y estando una primera parte de dicho elemento de metal adicional insertada entre dichas planchas primera y segunda.

De esta forma el número de soldaduras que se necesitan para la manufactura de una grada escalonada con el sistema de plancha de tipo sandwich (SPS) se mantiene bajo y el montaje es relativamente sencillo. Esto no sólo reduce el coste de la soldadura sino que también elimina un elemento individual potencialmente propenso a fatiga. También, el presente diseño evita de ese modo un potencial mayor para la distorsión de soldadura. Además, el elemento estructural puede transportarse con relativa sencillez y pueden apilarse una pluralidad de elementos estructurales. La fijación entre ellos y la fijación a un armazón también se simplifica.

Los materiales, las dimensiones y las propiedades generales de las láminas de metal y el núcleo de polímero o material de plástico de la invención pueden elegirse tal como se desee para el uso particular al que la grada escalonada vaya a destinarse y en general pueden ser tal como se describe... [Seguir leyendo]

1. Un elemento estructural (1) que comprende:

una parte de huella (2) formada por una estructura de tipo sandwich que tiene unas planchas primera y segunda (10, 20) y un núcleo (30) de un material de plástico o de polímero entre y adherido a dichas planchas primera y segunda (10, 20) con el fin de transferir los esfuerzos cortantes entre las mismas; y una parte de contrahuella (3) formada por un elemento de metal, estando fijada dicha parte de contrahuella

(3) a dicha parte de huella (2) y estando insertada una primera parte de dicho elemento de metal entre dichas planchas primera y segunda (10, 20), en el que dicha primera parte tiene un espesor substancialmente igual a la separación de dichas planchas (10, 20) de tal modo que estando insertada entre dichas planchas primera y segunda (10, 20) dicha primera parte abarca el espacio entre las planchas (10, 20), y caracterizado porque además comprende una parte de contrahuella adicional (3), estando dicha parte de contrahuella adicional (3) formada por un elemento de metal adicional y estando fijada a dicha parte de huella (2) y estando una primera parte de dicho elemento de metal adicional insertada entre dichas planchas primera y segunda (10, 20).

2. El elemento estructural de la reivindicación 1, en el que dicha primera parte está formada por una parte de dicho elemento de metal que está doblada sobre sí misma de tal modo que una superficie exterior de dicho elemento de metal hace tope con tanto una superficie interior de dicha primera plancha (10) como con una superficie interior de dicha segunda plancha (20), o en el que dicha primera parte está formada por una parte de dicho elemento de metal que está doblada sobre sí misma de tal modo que una superficie interior de dicho elemento de metal hace tope con tanto una superficie interior de dicha primera plancha (10) como con una superficie interior de dicha segunda plancha (20).

3. El elemento estructural de la reivindicación 2, en el que dicha parte es un extremo longitudinal.

4. El elemento estructural de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que dicha primera parte es una primera parte de extremo longitudinal (41).

5. El elemento estructural de la reivindicación 3, en el que dicha parte se encuentra entre los extremos longitudinales de dicho elemento de metal.

6. El elemento estructural de la reivindicación 1, en el que dicha primera parte es una parte de dicho elemento de metal doblada para tener una forma dimensionada para encajar entre y estar en contacto con dichas planchas primera y segunda (10, 20).

7. El elemento estructural de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de metal es un elemento de metal laminado y/o en el que dicho elemento de metal tiene generalmente forma de L en sección transversal en un plano perpendicular a la dirección longitudinal, en el que preferiblemente dicha primera parte comprende al menos una parte de la base de la L de la sección transversal en forma de L.

8. El elemento estructural de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha primera parte se inserta entre dichas planchas primera y segunda (10, 20) a lo largo de un borde longitudinal de dicha parte de huella (2).

9. El elemento estructural de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas primeras partes de las partes de contrahuella respectivas (3) están insertadas entre dichas planchas de metal a lo largo de bordes longitudinales opuestos (21) de dicha parte de huella (2) y/o en el que una de dichas partes de contrahuella (3) se proyecta más allá de un plano de una superficie exterior de una de dichas planchas (10, 20) de dicha parte de huella

(2) y la otra de dichas partes de contrahuella (3) se proyecta más allá de un plano de una superficie exterior de la otra de dichas planchas (10, 20).

10. El elemento estructural de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha parte de contrahuella (3) comprende al menos un corrugado longitudinal.

11. Una estructura escalonada (100) que comprende una pluralidad de elementos estructurales (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. La estructura escalonada (100) de la reivindicación 11, en la que las partes de contrahuella (3) de unos elementos estructurales adyacentes (1) están conectadas entre sí adyacentes a segundas partes de extremo longitudinal respectivas, estando dicha segunda parte de extremo longitudinal en un extremo opuesto a una primera parte de extremo longitudinal, en el que preferiblemente dicha conexión entre unas partes de contrahuella (3) de los elementos estructurales adyacentes (1) se hace con un elemento de sujeción (110), preferiblemente un elemento de sujeción roscado, preferiblemente un perno.

13. La estructura escalonada (100) de la reivindicación 11 o 12, que comprende además un elemento de soporte

(60) para soportar dichos elementos estructurales, que preferiblemente comprende además al menos un elemento

adicional que se extiende directamente entre dicho elemento de soporte y una parte de huella. 5

14. La estructura escalonada (100) de la reivindicación 13, en la que dichos elementos estructurales (1) se fijan a dicho elemento de soporte (60) mediante un elemento de sujeción roscado (70) que pasa a través de dicho elemento de soporte (60) y hasta dicha parte de contrahuella (3).

15. La estructura escalonada (100) de una cualquiera de reivindicaciones 11 a 14, en la que la estructura escalonada (100) es una estructura de asientos dispuesta en niveles.