Miembros estructurales de placas intercaladas mejorados.

Un miembro estructural de placas intercaladas que comprende una primera y segunda placas metálicas externas;

un núcleo de elastómero unido a dichas placas metálicas externas con suficiente resistencia para transferir fuerzasde cizalladura entre ellas; caracterizado por un miembro de conexión que es un miembro de borde formado por unperfil laminado o sometido a extrusión y encajado entre y conectado a dichas primera y segunda placas metálicasexternas, extendiéndose dicho miembro de conexión a lo largo de al menos una parte de la periferia de dichasplacas metálicas externas y proporcionando dicho perfil una ubicación de soldadura apropiada para soldar dichomiembro estructural de placas intercaladas a otro miembro estructural de placas intercaladas.

Miembros estructurales de placas intercaladas mejorados La presente invención se refiere a miembros estructurales de placas intercaladas que comprenden dos o más placas metálicas y un núcleo de plástico o material de elastómero unido a las placas metálicas externas con suficiente resistencia para contribuir sustancialmente a la resistencia estructural del miembro.

Los miembros estructurales de placas intercaladas se describen en el documento US 5.778.813 y en el documento US 6.050.208, y comprenden un metal externo, por ejemplo acero, placas unidas juntas con un núcleo elastomérico intermedio, por ejemplo, poliuretano que no ha formado espuma. Estos sistemas de placas intercaladas se pueden usar con muchas formas de construcción para sustituir las placas de acero rígidas y simplificar en gran medida las estructuras resultantes, mejorando la resistencia y el rendimiento estructural (rigidez, características de amortiguamiento) al tiempo que se ahorra peso. Otros desarrollos de estos miembros estructurales de placas intercaladas se describen en la Solicitud de Patente Internacional GB00/04198. Como se describe en la presente memoria, se pueden incorporar formas de espuma en la capa de núcleo para reducir peso y se pueden añadir placas completas metálicas transversales para mejorar la rigidez. El documento GB 2 337 022 describe un laminado estructural compuesto que comprende dos placas metálicas externas y un elastómero.

Generalmente, los miembros estructurales descritos en los documentos referidos anteriormente son miembros planos más simples que pueden ser planos o curvados (curvatura individual o doble) y que se sueldan juntos en el punto para formar la estructura deseada, por ejemplo, un barco, una estructura marina o un puente u otra estructura de obra civil. En general, los barcos, las estructuras marinas o los trabajos de ingeniería civil construidos con miembros estructurales de placas intercaladas se fabrican en primer lugar soldando juntos una estructura de acero de la mayor sección practicable posible, un módulo de casco, que contiene una o más cavidades internas estancas. Posteriormente, se inyecta el elastómero en el interior de esas cavidades y se somete a curado produciendo el material compuesto de sección. Cuando se conectan paneles, secciones o módulos para formar estructuras completas o de gran tamaño, se deben incorporar márgenes de soldadura (libres de elastómero) para mitigar o evitar el daño del elastómero por el calor provocado por el proceso de soldadura. Cuando se sueldan placas de acero de módulos adyacentes que contienen miembros estructurales de placas intercaladas, los márgenes de soldadura forman cavidades de unión. Una vez que la soldadura es completa, se inyecta el elastómero en el interior de las cavidades de unión para fabricar la construcción compuesta continua estructural. Este método de construcción coloca el elastómero curado fuera de las secciones o placas que se sueldan. Mientras que este método proporciona resultados satisfactorios, se desea cierta simplificación de este método de construcción.

El documento EP 0 835 749 describe un miembro estructural de placas intercaladas con placas metálicas externas y núcleo relleno de espuma. El documento GB 2.234.997 describe un miembro de placas intercaladas relleno de poliestireno donde las placas metálicas tienen rebordes de tal forma que los miembros de placas intercaladas vecinos se pueden encajar juntos.

El documento GB 2 337 022 describe una estructura de laminado intercalado estructural que comprende dos chapas metálicas y un núcleo de elastómero.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar miembros estructurales de placas intercaladas que se puedan 45 ensamblar más fácilmente en barcos, componentes de barcos, puentes y otras estructuras marinas y de ingeniería civil.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un miembro estructural de placas intercaladas que comprende placas metálicas externas primera y segunda; un núcleo de elastómero unido a dichas placas metálicas externas con resistencia suficiente para transferir fuerzas de cizalladura entre las mismas; caracterizadas por que un miembro de conexión que es un borde está formado por un perfil laminado o sometido a extrusión y adaptado entre y conectado a dichas primeras y segundas placas metálicas externas, extendiéndose dicho miembro de conexión a lo largo de al menos una parte de la periferia de dichas placas metálicas externas y proporcionando dicho perfil una ubicación de soldadura apropiada para soldar dicho miembro estructural de placas intercaladas a otro miembro estructural de 55 placas intercaladas.

Los materiales, dimensiones y propiedades generales de las placas metálicas externas del miembro estructural de placas intercaladas de la invención se pueden escoger según se desee para el uso particular al cual va destinado el miembro estructural de placas intercaladas y, en general, se describe en el documento US 5.778.813 y en el documento US 6.050.208. El acero se usa comúnmente con espesores de 2 a 20 mm y se puede usar aluminio en los casos en lo que se desee poco peso. Similarmente, el elastómero puede ser apropiado, por ejemplo, plásticos, material tal como poliuretano, como se describe en los documentos US-5.778.813 y US-6.050.208.

Se pueden formar perfiles laminados o sometidos a extrusión con varias formas para integrarlos en un miembro 65 estructural de placas intercaladas con el fin de permitir la pre-fabricación y preparación de los miembros, de forma continua para dar lugar a estructuras de gran tamaño, por medio de soldadura de miembros en las posiciones de soldadura o miembros a placas metálicas (sin comprometer la integridad estructural) , simplificando la construcción in situ.

Se preparan perfiles de acuerdo con la presente invención con dimensiones redondeadas, chaflanes y otras características para proporcionar buenos detalles de conexión resistentes a la fatiga, conexiones con excelente control dimensional para facilidad de adaptación (miembros de acoplamiento y unión) y construir preparaciones soldadas (preparaciones soldadas con penetración completa o parcial, barras de respaldo y placas de alineación) con el fin de reducir los costes de fabricación y facilitar la soldadura in situ.

La posición de la soldadura basada en la geometría de perfil, se ubica suficientemente apartada del material de núcleo de manera que se pueden llevar a cabo soldaduras para miembros pre-fabricados sin dañar el núcleo o sin que afecten negativamente a las características estructurales del miembro. La posición de la soldadura también se ubica apartada de las regiones de elevada tensión local que pueden sufrir problemas de fatiga.

Los perfiles de borde rígidos proporcionan control dimensional para unir secciones de gran tamaño o módulos, lo que elimina ventajosamente los procesos de perfilado térmico que consumen tiempo y dinero asociados a la construcción de placas rígidas. Una mayor rigidez de flexión a lo largo de las juntas entre los miembros estructurales de placas intercaladas mitiga las distorsiones de soldadura locales lo que simplifica los detalles de soldadura y los procedimientos, y reduce los costes de fabricación.

Los perfiles con claves de cizalladura incorporadas, placas de alineación y juntas de conexión de fricción simplifican la adaptación, reduciendo de este modo el tiempo de fabricación, el trabajo y el coste.

Se han desarrollado geometrías de perfil de acuerdo con la presente invención para proporcionar buenos detalles para las conexiones típicas entre los miembros de placa en barcos, estructuras marítimas, civiles y marinas. En la presente memoria se identifican los perfiles por medio de una letra o letras que clasifican el tipo de junta, seguido de un par de números que indican una dimensión crítica y la masa aproximada del perfil en kilogramos por metro de longitud. Por ejemplo, E 40 x 17 es un perfil de borde típico para un miembro estructural de placas intercaladas con un núcleo de espesor de 40 mm y que tiene una masa de 17 kg/m. La siguiente tabla lista algunos tipos de perfil

ejemplares, proporciona una breve descripción y describe su aplicación o uso.

Tipo de perfil Descripción / Uso

E Perfil de perímetro o borde para conectar secciones grandes o módulos que requieren alineación de ! 5 mm a lo largo de bordes que encajan sobre secciones que miden hasta 50 m por 70 m de corte transversal o que pesan hasta 500 T

SM, SF Perfiles de conector macho o hembra alrededor del perímetro de miembros estructurales de placas intercaladas para conectar miembros de placas de conexión directamente para formar miembros de placa más grandes o indirectamente a través de perfiles SP o... [Seguir leyendo]

1. Un miembro estructural de placas intercaladas que comprende una primera y segunda placas metálicas externas; un núcleo de elastómero unido a dichas placas metálicas externas con suficiente resistencia para transferir fuerzas de cizalladura entre ellas; caracterizado por un miembro de conexión que es un miembro de borde formado por un perfil laminado o sometido a extrusión y encajado entre y conectado a dichas primera y segunda placas metálicas externas, extendiéndose dicho miembro de conexión a lo largo de al menos una parte de la periferia de dichas placas metálicas externas y proporcionando dicho perfil una ubicación de soldadura apropiada para soldar dicho miembro estructural de placas intercaladas a otro miembro estructural de placas intercaladas.

2. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho miembro de conexión comprende una red que empalma dicha primera placa externa y que se proyecta a través de dicha segunda placa externa.

3. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho miembro de conexión comprende una red que se proyecta a través de dichas primera y segunda placas metálicas externas.

4. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde dicho miembro de conexión además comprende al menos un reborde que se proyecta desde dicha red para actuar como barra de respaldo para la soldadura de una de dichas placas externas a dicha red.

5. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, donde un borde de dicha red que se proyecta a través de una de dichas placas metálicas externas tiene preparaciones para soldadura a tope a una placa metálica coplanar.

6. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho miembro de conexión comprende un haz-I o haz-T que se extiende perpendicular a y entre dichas placas metálicas primera y segunda.

7. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho miembro de borde comprende un primer reborde sustancialmente coplanar con dicha primera placa metálica externa, una red recta desde dicho primer reborde y un segundo reborde que se extiende paralelo a dicho primer reborde desde el extremo de dicha red y que se extiende al menos parcialmente frente a dicha segunda placa externa.

8. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 7, donde dicha red es recta a partir de un borde de dicho primer reborde.

9. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 8, donde dicho miembro de borde además comprende un tercer reborde sustancialmente paralelo a dicho primer reborde y que se proyecta desde dicha red en dirección opuesta a dicho primer reborde, estando ubicado dicho primer reborde para actuar como barra de respaldo soldar dicha primera placa externa a dicho miembro de borde.

10. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9,

donde al menos un borde de dicho primer reborde está provisto de preparaciones para soldadura a tope a otro 45 reborde o placa.

11. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, donde dicho segundo reborde se extiende más allá del borde de dicha segunda placa externa para actuar como soporte para soldar otra placa o reborde a dicho miembro estructural de placas intercaladas.

12. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 7, donde dicho miembro de borde tiene un corte transversal con forma de U, teniendo una parte de base y dos brazos, siendo los dos brazos de la U sustancialmente paralelos a y extendiéndose, al menos parcialmente, frente a dichas placas externas primera y segunda.

13. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 12, donde la parte de base de dicho miembro de borde se proyecta hacia afuera desde los bordes de dichas placas externas primera y segunda de manera que es susceptible de engranaje en un conector.

14. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 12, donde la parte de base de dicho miembro de borde está separada hacia adentro de los bordes de dichas placas externas primera y segunda para formar un conector.

15. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, donde el miembro de borde

comprende un reborde inclinado que forma un ángulo agudo con respecto a dicha primera placa metálica externa y está conectado en los bordes primeros y segundo a dichas placas metálicas externas primera y segunda, respectivamente.

16. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 15, donde dicho miembro de borde comprende además una parte de cabecera conectada a dicho primer borde de dicho reborde inclinado,

teniendo dicha parte de cabecera preparaciones de soldadura para soldadura a tope a otra placa o reborde que está alineado con dicha primera placa metálica externa.

17. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 16, donde dicho reborde inclinado está conectado a dicho primer reborde por medio de dicha parte de cabecera. 10

18. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 17, donde dicho miembro de borde comprende además un reborde adicional sustancialmente paralelo a dicha primera placa externa y está conectado en un primer borde a dicha parte de cabecera.

19. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 18, donde dicho reborde adicional se suelda a tope en su segundo borde a dicha primera placa externa de manera que dicho reborde inclinado está conectado a dicha primera placa externa por medio de dicha parte de cabecera y dicho reborde adicional.

20. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 18, donde dicho reborde adicional recubre dicha primera placa externa.

21. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 20, donde la primera placa externa es una placa metálica existente de una estructura en la cual se retro-encaja el miembro estructural de placas 25 intercaladas.

22. Un miembro estructural de placas intercaladas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21, donde dicho reborde inclinado tiene un parte de cola en su segundo borde que es sustancialmente paralela a dicha segunda placa externa.

23. Una parte estructural que comprende al menos un primer y segundo miembros estructurales de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, estando unidos dicho primer y segundo miembros estructurales de placas intercaladas por medio del miembro de conexión de bien el primer o bien el segundo miembro estructural de placas intercaladas, donde el miembro de conexión está formado por un perfil estirado laminado o sometido a extrusión.

24. Una parte estructural que comprende al menos un primer y segundo miembros estructurales de placas intercaladas de acuerdo con la reivindicación 1, estando unidos dicho primer y segundo miembros estructurales de placas intercaladas por medio de un perfil nodal que es distinto de los miembros de conexión del primer y segundo miembros estructurales de placas intercaladas, donde el perfil nodal está formado por un perfil alargado laminado o sometido a extrusión.