臺架結構的製作方法

2023-06-05 22:58:31 4

專利名稱：臺架結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種位於基表上的臺架結構，該臺架結構具有豎直排列的、不與基表相連的中心柱，所述中心柱具有用於建築物的上部支承表面和至少三個腳構件，所述腳構件圍繞所述中心柱連接至所述基表，且每個所述腳構件連接至至少一個上部徑向支柱和一個下部徑向支柱，每一個上部徑向支柱和下部徑向支柱各具有縱軸和連接至所述中心柱的上部接頭以及連接至所述腳構件的下部接頭。
背景技術：
臺架結構可在其支承面表上支承大型和小型建築，具體大小取決於其尺寸。各種應用中都需要用於大型建築的臺架結構，例如子結構、支撐框架或支架中使用的技術構造，所述各種應用例如，用於支撐能源設備，如近海風電設備、變電所，且以例如位於風力發電 廠、貯藏容器、工作平臺、信號設備、起重機、塔吊或天線杆中已安裝的變電站和電纜節點的形式。依照具體應用，大型臺架結構可設置在陸地或水中，以水體地表作為基表。當設置在水中時，可完全坐落在水下，或部分地(永久或偶然地)突出於水面之上。依照具體應用，其可由不同材料製成，例如金屬、塑料或混凝土 ；可單獨使用或作為複合材料使用，例如纖維複合材料或雜化材料，例如鋼鐵與混凝土或塑料的組合；其尺寸可具有極大差異，改變材料與尺寸以適應臺架結構中主導的壓縮力和張力。小尺寸的臺架結構可設置在簡單的固體扁平基表上，例如由木頭、玻璃或金屬製成的基表，且因在例如消費電子產品內而被人們所知道，例如屏幕、電視、計算機、揚聲器和音樂器械等。權利要求涵蓋的大尺寸臺架結構的一個主要應用是作為近海風電設備的底部構造。在這種應用中，臺架結構以其上部支承表面支承風電設備塔。目前，可再生能源的發電量中，風力發電構成主要部分，佔40%以上。因此，風電設備迅速發展。塔的高度從30m增加到120m，轉子直徑從15m增加到127m。在最新達到的高度上，按照加快的風速和加大的轉子，如今設備可提供高達6MW的發電功率。所操作的更大的設備主要是近海風電設備，因為在無人居住的環境中具有足夠的建造空間，且近海區域的風速更高。儘管如此，與在陸地上建造相比，近海區域具有根本不同的條件，還存在高風速，尤其是會產生強波浪力。因此，需要對近海風電設備進行改裝，以使其能夠承載巨大的負載。另外，在近海底部構造中，出於環保原因，在選擇底部構造的類型時，必須考慮設備退役後的拆卸問題。設備的全部部件必須在海底約2到4米深處進行移除。近海風電設備的底部構造類型極大地取決於水深、海底自然特點和環境狀況，例如海流、潮幅和波浪等。對於達30米的水深來說，單樁式、重力式、和吸管式底部構造之間便呈現出區別。在吸管式底部構造中，多個小管夯實在地下。由管道結構構成的空間框架結構(夾套)置於其上，並支承著近海風電設備實際用的塔。塔連接件一般位於水面之下，以使來自水和適用的冰的負載保持較低。三腳架使結構和夾套結構比單樁式結構更具優勢，還可用在更深的水下，而無需對海底做任何準備工作，同時達到相對高的硬度和自然振動頻率。這與適於近海的鋼管的高使用成本(主要用於防鏽保護)及其運輸和組裝形成對比，所述鋼管體積大，結構複雜。公開了一種框架形式的臺架結構，尤其適於近海風電設備，該臺架結構由豎直排列的中心柱構成，所述中心柱的底部構造位於基表上，即，將力導至基表上。除近海風電設備的塔和發電機吊船的重量之外，還存在風和水的作用力(波浪、海流、海潮等)，這些都作用於臺架結構。同時，三個腳構件建造在圍繞中心柱的圓周上。臺架結構的重量因此由中心柱和腳構件導入基表。對於與中心柱的連接，每個腳構件都設置有一個上部徑向支柱和一個下部徑向支柱，術語「徑向支柱」的含義源於其朝向位於圓周半徑的方向上。臺架結構的構造為旋轉對稱式，即，上部和下部徑向支柱全都連接至中心柱，其上部接頭都在同一徑向平面內。每一對上部徑向支柱和下部徑向支柱通過各腳構件而位於共同的軸面內，從而通過該腳構件彼此對應。已知的徑向支柱的中心縱軸具有直線形輪廓。上部徑向支柱傾斜走向，而下部徑向支柱水平走向。在負載時，在以銳角直線形走向的上部徑向支柱與中心柱的連接部分產生大的缺口應力，這可導致不利效應。對此，需要具有特別構成的過渡件的連接環來幫助解決問題。公開了一種具有上部和下部徑向支柱的通用臺架結構，該文獻是與本發明最接近 的現有技術。與上述臺架結構相反，該臺架結構中的中心柱沒有根基，因此產生的全部力都通過所建造的腳構件導入地面。相同的是旋轉對稱構造以及每個腳構件的共軸面的上部和下部徑向支柱。上部徑向支柱在其整個長度上也具有中心縱軸作為的直線形輪廓。而上部徑向支柱則沿極大的傾斜率走向，並成銳角連接至中心柱。為避免因缺口應力而導致的對上部徑向支柱與中心柱相連的上部接頭的不利作用，同時減小臺架結構的體積而降低其建造成本，該臺架結構的中心柱和上部徑向支柱的外形具有一種圓錐形輪廓，其上部連接點處的橫截面最大。下部負載點處的橫截面相應地較小。公開了一種用在具有多個直立支柱的框架與風電設備塔之間的過渡件。該過渡件的外形具有稍微彎曲的輪廓。這使塔的尺寸能夠適應框架。所述過渡件的優點是其能分成等同的分部件，以例如四分之一外殼的形式，這些外殼在現場組裝時通過簡單的垂直焊縫便能相互連接。EP 2 067 915 A2公開了一種用於近海建築物的格狀結構的腳節點部件，該腳節點部件是能夠在基礎樁與立柱之間進行曲形過渡的鑄件。公開了一種框架形式的臺架結構，其僅具有中心柱和上部徑向支柱，所述上部徑向支柱沿直線走向，並成極小銳角連接至中心柱。為在運輸臺架結構時穩固上部徑向支柱，在徑向支柱的上部區域設置有穩固構件，每個所述穩固構件都連接至徑向支柱並與徑向支柱相交。公開了一種用於水中建築物的彈性纜繩支架，該支架連接至建築物外部，並用於支撐建築物以抵抗在負載下發生過度彎曲。DE 103 16 405 Al也公開了一種具有籠狀構造的框架形式的臺架結構，其具有在不同高度處以環替代徑向支柱進行加固的中心柱。為實現這一目的，所述環由鋼製張力纜繩彼此相對地朝上和朝下託起，形成口形。纜繩的一部分連接至中心柱並傾斜走向，另一部分平行於中心柱分布於環之間。中心柱通過中央腳構件建造在基表，並將主要的力弓I導至地面。最後,DE 35 09 721 Al公開了一種用於安裝亭頂的框架結構,所述亭頂用於穩固目的，具有位於其中心縱軸輪廓上的向外彎曲的橫向支柱。這些橫向支柱由多個管道部段構成，這些管道部段成鈍角相互連接，但水平地建造。

發明內容
從以上敘述可知，本發明的目的是進一步改進通用的臺架結構的穩固性，特別針對其有效缺口應力，同時進一步降低臺架結構的生產成本，尤其從所使用的材料上來降低。獨立權利要求中給出了實現根據本發明的目的的方案。本發明的優勢性改進展示在從屬權利要求中，並在以下說明中更詳細地進行敘述。根據本發明的權利要求所涵蓋的臺架結構具有上部徑向支柱的縱軸的輪廓，該輪廓開始於上部徑向支柱連接中央軸的上部接頭處，並在其整個長度上凸起彎曲。由於上部徑向支柱可通過其外部形狀吸收力，因此，上部徑向支柱與中心柱相連的上部接頭處產生的力極大地減少了。因此，上部徑向支柱的上部接頭產生了補償性豎直位移。凸起彎曲輪廓意味著中心柱的縱軸被移至最遠距離處。為有效地防止彎曲的上部徑向支柱在吸收力時屈曲，在根據本發明的權利要求所涵蓋的臺架結構中，還為每個上部徑向支柱設置有至少一個張拉構件，所述構件通過外部接頭連接至上部徑向支柱，通過內部接頭連接至中心柱或相關的下部徑向支柱。
所述張拉構件的設置方式和尺寸使得其能夠有效地補償因釋放在臺架結構上的多軸力和扭矩而導致的上部徑向支柱上的任何屈曲力。上部徑向支柱的上部接頭僅允許產生預定程度的豎直位移。由於上部徑向支柱的曲形輪廓，根據本發明的臺架結構在上部接頭區域進一步具有比已知臺架結構範圍更寬泛的形狀。對於經近海風電設備塔而傳遞的力效應，更大的封閉空間提供了增強了的穩固性。由於中心柱與上部徑向支柱之間具有近似水平的過渡，因此引進了其上可均勻分布支承力的大型水平支承表面。在根據本發明的臺架結構中，所述支承表面可位於水面上方。因此，根據本發明的臺架結構可建造在至少臨時性暴露的、具有大的潮幅的區域。與此同時，根據本發明的臺架結構驗證了一種特殊材料——以及由此而帶來的節省成本的輕型結構，該結構具有極高的穩固性和可靠性。與框架形式中的已知臺架結構相比，可實現相同負載下節省高達50%的材料。從放射蟲物種中的格藍蟲屬iClathrocorys')的自然構造也能看出這種穩固性優點。這種以海洋中浮遊生物的形式被發現的放射蟲為真核單細胞生物，具有二氧化矽構成的球形或帽形內骨骼。放射蟲具有徑向伸出的細胞質延伸部分，這些延伸部分從內部由二氧化矽的細硬刺所支撐。這些刺以放射狀從內骨骼散發出，所述內骨骼也由二氧化矽構成，為一個球形帶孔的囊團，或多個集中分布的這種類型的囊團。所述延伸部分能使放射蟲懸浮在水中並保護放射蟲免受獵食者的侵害。將纖細格盔蟲選擇為尤其適用於本發明的放射蟲，是在關於一種確定用於技術性輕重量結構的初始設計數據的方法的申請(參見DE 10356 682 Al, bionic lightweight structure and optimisation method "EvolutionaryLight Structure Engineering" ELiSE )中提到的,其基本結構根據進化策略已經最優化了，並被轉化為一種技術性設計(另一種可用放射蟲物種為麗巾蟲屬當然還有其它具有極大潛能以用作臺架或底部構造的微生物)。利用這種方法，自然界的大量幾何形狀都能被轉化並改進為所有類型和尺寸的日常用品。通過上部徑向支柱從其與中心柱相連的上部接頭的凸起彎曲，根據本發明的臺架結構形成了特別的穩固性和輕重量，以及與此同時的增大了的空間範圍。上部徑向支柱首先從中心柱處後退，並能夠持續退至其下部接頭處，以形成上部徑向支柱的開放形狀。在抵達最大距離後，上部徑向支柱也可再次接近中心柱，例如，在位於上部徑向支柱的上部接頭與下部徑向支柱的上部接頭之間的中心柱的中心處或中心區域處，以使所述形狀的開放角再次閉合，或在中心可平行走向之後再次靠近，從而使該形狀的開口角度保持恆定。上部徑向支柱的中心縱軸的對稱或非對稱凸起彎曲輪廓因此朝向位於上部徑向支柱的上部接頭與下部徑向支柱的上部接頭之間的中心柱的中心。因此，對於根據本發明的臺架結構，如果上部徑向支柱的中心縱軸的凸起彎曲輪廓至少延伸至其中心，則是有利的。為使用而預定的上部徑向支柱的凸起彎曲輪廓取決於最大負載和設計特性。也可以依據本發明的臺架結構的最大負載而相應地改變各種設計參數。一項基本參數是腳構件設置所在的圓周的半徑。另外，位於徑向支柱以及中心柱上的張拉構件的數量和設置也是特別相關的設計參數，另外還有中心柱、徑向支柱和張拉構件的長度、橫截面和材料，所述張拉構件有效地防止上部徑向支柱在本發明的臺架結構負載時發生屈曲。因此，如果為每個徑向支柱設置至少一個上部和下部張拉構件，則是極為有利的。如果上部張拉構件的外部接頭位於上部徑向支柱中心的上方、內部接頭位於上部徑向支柱的上部接頭與下部徑向支柱的上部接頭之間的中心柱中心的上方，則是有利的設置。如果下部張拉構
件的外部接頭位於上部徑向支柱中心的下方、其內部接頭位於相關的下部徑向支柱、即連接至與上部徑向支柱相的腳構件的徑向支柱的中心區域，則是有利的設置。為每個上部徑向支柱僅設置兩個張拉構件，便實現了在力效應作用下極其穩固的輕型設計。根據本發明的另一實施例，如果將下部徑向支柱的上部接頭設置在中心柱上位於上部徑向支柱的上部接頭與基表之間高度的三分之一到二分之一高度處，則是更為有利的。下部徑向支柱也可沿相對於中心柱較大的角度走向。如果具有三個下部徑向支柱，則形成具有尖的頂點的四面體。與已知的臺架結構相比，下部徑向支柱與中心柱相連的下部接頭位於相對高的高度上，或者會形成腳構件所用的較小的圓周，或者，在下部徑向支柱較長時，使中心柱下方具有更大程度的建築自由，因此，即使在曲面、多崖和多巖、甚至已建造有別的建築的基表上，也能實現建造。對於本發明，由於必須在具有這種傾斜輪廓的接頭位置處分別使用這麼多張拉構件，因此有效地補償了任何產生的屈曲力，並避免各種情形中上部徑向支柱的屈曲。在根據本發明的臺架結構中，每個徑向支柱可設置兩個以上的張拉構件。例如，可設置兩個都連接至中心柱的上部張拉構件。也可設置平行的拉伸支柱，例如具有相應的內部或外部接頭的拉伸支柱。還可設置兩個或兩個以上設置在上部徑向支柱與相關的下部徑向支柱之間的張拉構件。為使臺架結構進一步具有穩固性，還可優選地在上部徑向支柱中心的上方設置具有兩個接頭的另外的水平張拉構件。這些水平張拉構件不包括中心柱，但使上部拉伸柱相對於彼此而穩固。所有張拉構件還可以一定角度或水平地同時分布在上部和下部徑向支柱的上部接頭之間的中心柱的整個高度上，張拉構件與中心柱以及上部和下部徑向支柱相連的接頭位置相應地取決於具體設置。特別地，也可依據臺架結構的負載和建築地點而不對稱式設置張拉構件。在本發明中，通過同一腳構件將一個上部和下部徑向支柱精確地設置在共同的軸面內是有利的。另外，在根據本發明的臺架結構中，為根據負載及設計需求而進一步增強其穩固性，可優選地為每個腳構件以例如平行方式設置三個以上的上部和/或下部徑向支柱和/或數個上部和/或下部徑向支柱。例如，形成多個具有平行曲形輪廓的上部徑向支柱。在這種情形下，如果拉伸支柱的兩端接頭分布在平行的上部徑向支柱之間，則是有利的。臺架結構還可優選地旋轉對稱式形成，從而更易於生產和組裝。為適應特殊的底部構造、例如斜坡，或特殊情形的負載、例如持續強度的水流或氣流，也可將根據本發明的臺架結構優選地設置為非對稱式建構，使用不同數量和設置的上部與下部徑向支柱和張拉構件以及相應的各接頭。另外，通過單獨部件的形式，也可對臺架結構進行適應性改進。上部和/或下部張拉構件和/或水平張拉構件採用纜繩，這在本發明中首次提出，是可能並有利的。由於在使用臺架結構時作用在張拉構件上 的主要的拉伸負載，前述觀點是極其可能的，所述拉伸負載是由作用在負重的上部徑向支柱上的彎曲負載施加的。如果在臨時的異常嚴重的偏轉、例如由於極其嚴重的風或波浪負載所導致的偏轉之後，上部徑向支柱發生相應的復位，則張拉構件也可臨時進行壓縮。纜繩於是變得鬆弛，但並不妨礙復位過程。在上部徑向支柱特定的向外彎曲作用下，張拉構件再次處於張力下，並有效地防止上部徑向支柱屈曲。纜繩、特別是鋼纜繩形式的張拉構件具有特別的好處，其極大地減輕了重量，同時並不降低安全性。框架結構的運輸和組裝也得以簡化。中心柱優選地可由鋼管構成，所述鋼管為單件或多件，具有直線形外形。所述鋼管可由數件焊接在一起。替代性地，中心柱也可由Y形鋼管構成。極輕的重量帶來高穩固性。Y形鋼型材的每個翼部可接合有一個上部徑向支柱和一個下部徑向支柱，因此，一共有三對所述上部和下部徑向支柱，以及三個腳構件。所述上部徑向支柱也可優選地由單件或多件鋼管構成，其中央軸凸起彎曲。如果至少上部徑向支柱由帶有角度的連接區域的直線形或曲形鋼管道部段形成，則是極其有利的。相應地形成了多面體環部段，其中心縱軸具有本發明的凸起彎曲輪廓的特徵。通過這種多面體形式，如果張拉構件的外部接頭設置在有角度的連接區域內，例如位於其上方或下方，則是進一步有利的。因此，可有效地防止上部徑向支柱在連接區域的屈曲。替代性地，上部徑向支柱可由鋼板構成，該鋼板為肋形，在凸曲率方向上具有大的縱橫比，即，其高度遠大於其寬度。這使臺架結構具有額外的穩固性，並降低了屈曲的風箱。然而，該結構在負載下產生垂直位移的可能性也更低。最後，下部徑向支柱也可由單件或多件鋼管構成。替代性地，下部徑向支柱也可由T形鋼管構成，其抵消了在負載時下部徑向支柱在基表方向上的變形。為中心柱和徑向支柱的管道及輪廓的選擇取決於各具體負載情況。對於大型近海風電設備，優選的管道，但上部徑向支柱也可有所例外，其可以簡單地設置為大尺寸的板。在選擇管道時，中心柱和徑向支柱、包括曲形上部徑向支柱，都可以是圓錐形的，以進一步節省材料。在這種情形下，所述設置優選地具有以下特徵
在下部徑向支柱的內部接頭的方向上的、位於上部和下部徑向支柱的內部接頭之間的中心柱的外部輪廓為圓錐形輪廓，和/或在腳構件方向上的、上部徑向支柱和/或下部徑向支柱的外部輪廓為圓錐形輪廓。根據本發明的更多具體細節可從說明書具體部分中更清晰地呈現。在這一點上應當強調的是，未作描述的細節對於本領域技術人員來說是本領域已知的。這些細節例如腳構件的底部構造的類型，如具有根基的或長的沉入管，以及臺架結構中各部件之間的連接類型，例如單件式、焊縫、套筒、套管、螺釘扣件等。鋼纜繩形式的張拉構件可緊固至徑向支柱和中心柱，通過例如將其圍繞在環內的孔眼、套筒或凸耳或其它形式。從例如橋梁建構的例子中，可獲得足夠的將拉伸纜繩緊固在柱和支柱上的知識。示範性實施例
以下結合示意圖來詳細描述根據本發明的臺架結構，所述圖不是按比例縮放的。權利要求所涵蓋的臺架結構並不限於示範性實施例，尤其是所公開的具有三個腳構件、以及相應的三個上部和下部徑向支柱的那些實施例。其它實施例，例如具有四個、五個、六個或多個腳構件以及相應的四個、五個、六個或多個上部和下部徑向支柱的實施例都可通過類比配置而得到。作為近海建築的底部構造，其使用也不受限制。所示意的設計尤其可用在小尺寸場合，作為位於桌子、架子和地面上並以其作為基表的電子裝置的臺架結構。


圖I展示了現有技術中的放射蟲物種的格盔蟲屬； 圖2為臺架結構的示意 圖3A到3C為臺架結構的旋轉對稱的三個視 圖4A到4D展示了臺架結構的變形例；
圖5A到5E展示了臺架結構的更多設計；
圖6展示了臺架結構的上部區域的細節；
圖7為臺架結構的平面透視 圖8為具有直線形管道部段的多面體形式的臺架結構的透視平面圖。圖I展示了現有技術中的放射蟲物種中的格盔蟲屬。圖中可見的有四個中央杆構件，其分布為四面體，並被圓頂環繞在中心。在所有杆構件之間分布有帶絲網結構的曲形杆。在杆構件與圓頂之間設置有多個支柱。由於其負載分布極其均勻，這種輕型結構理想地適於使用最少的材料來吸收大的力。圖2為臺架結構01的示意圖,簡要地標記出基本的構件。該圖展示了具有凸起彎曲的上部徑向支柱03的中心柱02、下部徑向支柱04和位於基表06上的腳構件05。中心柱
02、上部徑向支柱03和下部徑向支柱04都分別用其中心縱軸19、20和21表示。可清楚看到上部徑向支柱03的中心縱軸20的凸起彎曲輪廓。上部徑向支柱03通過上部接頭07連接至中心柱02，通過下部接頭08連接至腳構件05。下部徑向支柱04通過上部接頭09連接至中心柱02，通過下部接頭10連接至腳構件05。此外，還展示了上部張拉構件11和下部張拉構件12。上部張拉構件11通過內部接頭13連接至中心柱02，通過外部接頭14連接至上部徑向支柱03。下部張拉構件12通過內部接頭15連接至下部徑向支柱04，通過外部接頭16連接至上部徑向支柱03。臺架結構01中導入的力和力的方向由實線箭頭概括性地表示。臺架結構01中可能產生的位移由虛線箭頭表示。還標記出了位於上部徑向支柱03與中心柱相連02的上部接頭07與下部徑向支柱04與中心柱相連02的上部接頭09之間的中心柱02的中心22，以及上部徑向支柱03的中心23和下部徑向支柱04的中心24。還繪出了上部徑向支柱03與中心柱相連02的上部接頭在基表06上方的高度H。下部徑向支柱04與中心柱相連02的上部接頭的高度h優選地在高度H的三分之一到二分之一範圍內。圖3A、3B和3C展示了根據本發明的臺架結構在旋轉對稱框架形態中的設計變形例(圖3A為透視圖，圖3B為側視圖，圖3C為平面圖)。還展示了可能的設計參數(接頭的位置和半徑)，用於在後續使用時針對相關的負載情況而對臺架結構01進行的可能的設計改進。在該例中，(I)為下部徑向支柱04與中心柱相連02的上部接頭09，(2)為腳構件05設置所在的圓周的半徑，(3)為上部張拉構件11與中心柱相連02的內部接頭13，(4)為下部張拉構件12連接下部徑向支柱04的內部接頭15.圖4A、4B、4C和4D展示了根據本發明的臺架結構01以這些參數的可能的設計變形例。在基表上方48米處(Fx-2024 kN, Fy -2483 kN, Fz -10130 kN, Mx 160. 160 kNm,My 148.700 kNm, Mz -11.740 kNm)吸收以下極端負載(三個平移力、三個旋轉力)時，以下的接頭位置處的值可例如假定在下表的範圍內
權利要求
1.一種臺架結構(01)，具有垂直排列的、不連接至基表(06)的中心柱(02)，所述中心柱(02)具有用於建築物的上支承表面和至少三個腳構件(05)，所述腳構件(05)圍繞所述中心柱(02)連接至所述基表(06)，且每個所述腳構件(05)連接至至少一個上部徑向支柱(03)和一個下部徑向支柱(04)，所述上部徑向支柱(03)和下部徑向支柱(04)各具有中心縱軸(20，21)以及與所述中心柱(02)相連的上部接頭(07，09)和與所述腳構件(05)相連的下部接頭(08，10)， 其特徵在於 所述上部徑向支柱的中心縱軸(20)具有凸起彎曲輪廓,該凸起彎曲輪廓開始於所述上部徑向支柱(03)與所述中心柱(02)相連的所述上部接頭(07)處；所述臺架結構(01)還設置有至少一個用於向每個上部徑向支柱(03)補償屈曲力的張拉構件(11，12)，所述張拉構件(11，12)具有外部接頭(14，16)和內部接頭(13，15)，所述外部接頭(14，16)與所述上部徑向支柱(03)相連，所述內部接頭(13，15)與所述中心柱(02)或下部徑向支柱(04)或設置在所述腳構件(05)上方的另外的上部徑向支柱(29)相連。
2.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述上部徑向支柱(03)的中心縱軸(19)的凸起彎曲輪廓至少延伸至所述上部徑向支柱(03)的中心(23)。
3.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述臺架結構(01)設置為具有至少一個上部張拉構件(11)，該上部張拉構件的外部接頭(14)位於所述上部徑向支柱(03 )的中心(23 )的上方，而其內部接頭(13 )位於處在所述上部徑向支柱(03 )和所述下部徑向支柱(04)的上部接頭(07，09)之間的所述中心柱(02)中心(22)的上方；所述臺架結構(01)還具有至少一個下部張拉構件(12)，該下部張拉構件的外部接頭(16)位於所述上部徑向支柱(03 )的中心(23 )的下方，而其內部接頭(15 )位於所述下部徑向支柱(04)的中心(24)所在區域，所述下部徑向支柱(04)與所述上部徑向支柱(03)都連接至同一腳構件(05)。
4.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述下部徑向支柱(04)的上部接頭(09)在位於基表(06)上方的高度(h)處連接至所述中心柱(02)，所述高度(h)為位於基表(06)上方的上部徑向支柱(03)的上部接頭(07)的高度(H)的三分之一到二分之一。
5.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述臺架結構(01)還具有另外的水平張拉構件(18)，該另外的水平張拉構件(18)的兩個接頭(25)都處在所述上部徑向支柱(03)中心(23)的上方連接在所述上部徑向支柱(03)之間。
6.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，每個腳構件(05)對應多個上部和/或下部徑向支柱(03，04)。
7.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述臺架結構(01)具有旋轉對稱的形式。
8.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述下部徑向支柱(04)的中心縱軸(21)具有凸起彎曲輪廓，該凸起彎曲輪廓開始於所述下部徑向支柱(04)與所述中心柱(02)相連的上部接頭(09)處。
9.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述臺架結構(01)被構造為具有纜繩(17)形式的上部和/或下部張拉構件(11，12)和/或水平張拉構件(18)，單件式或多部分式鋼管或鋼型材形式的中心柱(02)，單件式或多部分式鋼管或鋼板形式的上部徑向支柱(03)，和/或單件式或多部分式鋼管或鋼型材形式的下部徑向支柱(04)。
10.根據權利要求9所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述臺架結構(01)被構造為具有鋼纜繩形式的纜繩(17)、Y形鋼型材形式的中心柱(02)，和/或T形鋼型材形式的下部徑向支柱(04)。
11.根據權利要求9所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述臺架結構(01)被構造為至少上部徑向支柱(03)由帶有成角度連接部分(28)的直線形或曲形鋼管部段(27)形成。
12.根據權利要求11所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述張拉構件(11，12)的外部接頭(14，16)位於成角度連接部分(28)的區域內。
13.根據權利要求I所述的臺架結構(01)，其特徵在於，所述中心柱(02)的外部輪廓為圓錐形輪廓，該圓錐形輪廓從所述上部徑向支柱(03)與所述中心柱(02)相連接處的上部接頭(07)延伸至所述下部徑向支柱(04)的上部接頭(09);和/或所述上部徑向支柱(03)和/或下部徑向支柱(04)的外部輪廓為圓錐形輪廓，該圓錐形輪廓從所述上部和/或下部徑向支柱與所述中心柱(02)相連接處的上部接頭(07，09)延伸至腳構件(05)。
全文摘要
一種例如用於近海風電設備的通用臺架結構，由以下部分構成具有上支承表面(26)的中心柱(02)、多個腳構件(05)和每個腳構件的上部和下部徑向支柱(03,04)，所述上部和下部徑向支柱(03,04)在中心柱(02)與腳構件(05)之間延伸。已知的上部徑向支柱直線形走向，並以很小的銳角連接至中心柱。在負載時刻產生不利的缺口應力。根據本發明的臺架結構(01)具有在其中心縱軸(20)上的凸起彎曲上部徑向支柱(03)，該上部徑向支柱(03)通過其上部接頭(07)成大角度地連接至中心柱(02)。在負載時，彎曲增強，因而產生向下的唯一，因此，在上部接頭(07)處難以產生缺口應力。為有效地防止上部徑向支柱(03)在負載時屈曲，上部徑向支柱(03)被張拉構件(11,12)固定在中心柱(02)和下部徑向支柱(04)上，所述張拉構件(11,12)優選地以材料節省型鋼纜繩的形式。所述臺架結構(01)重量輕、穩定性好，因此，其生產和組裝成本也得以降低。
文檔編號F03D11/04GK102884316SQ201180019755
公開日2013年1月16日 申請日期2011年2月25日 優先權日2010年4月18日
發明者克裡斯汀·漢姆-督碧斯喬 申請人:極地海洋研究所阿爾弗雷德-維格納基金會