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EP1797258B1 - Stabilised supporting structure - Google Patents

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Publication number
EP1797258B1
EP1797258B1 EP05788459A EP05788459A EP1797258B1 EP 1797258 B1 EP1797258 B1 EP 1797258B1 EP 05788459 A EP05788459 A EP 05788459A EP 05788459 A EP05788459 A EP 05788459A EP 1797258 B1 EP1797258 B1 EP 1797258B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elements
tension
supporting
supporting structure
additional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP05788459A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1797258A1 (en
Inventor
Peter Nawrotzki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gerb Schwingungsisolierungen GmbH and Co KG
Original Assignee
Gerb Schwingungsisolierungen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerb Schwingungsisolierungen GmbH and Co KG filed Critical Gerb Schwingungsisolierungen GmbH and Co KG
Publication of EP1797258A1 publication Critical patent/EP1797258A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1797258B1 publication Critical patent/EP1797258B1/en
Ceased legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0237Structural braces with damping devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0235Anti-seismic devices with hydraulic or pneumatic damping
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/028Earthquake withstanding shelters

Definitions

  • the invention relates to a support structure for machines, plants, buildings and other structures, which is updatedstettet with an arrangement for their stabilization the stabilization arrangement serves at the same time the stiffening of the support structure and its stabilization against vibrations, such as those caused by earthquakes.
  • the support structure according to the invention is designed as a frame structures.
  • dampers in particular viscous dampers
  • a corresponding solution with a diagonally arranged in a frame structure damper is, for example, by the WO01 / 73238 A2 disclosed.
  • the presented solution has the disadvantage that it has to be very massively designed with regard to load changing between train and pressure, as is typical in practice, in particular also in the case of earthquakes, at the pressure loads on the damper or the fasteners the damper or given for the fasteners for construction risk of buckling low.
  • This requirement of a massive design brings with the use of said solution relatively high costs.
  • the damper does not contribute to the static stiffening of the support structure. Rather, for this purpose, as from the Fig. 5 the said document, separate stiffening elements on the support structure, for example, in other frames of a frame construction, arranged.
  • the support structure according to the invention which is equipped with a vibration-stabilizing arrangement, serves as a support structure for technical objects, such as machinery, equipment, buildings or other structures.
  • the invention relates to supporting structures, which consist of supporting elements which are used as supports or horizontal
  • supporting structures which consist of supporting elements which are used as supports or horizontal
  • the object in question is secured on two sides with traction cables anchored to the bottom of the respective body of water, into which a spring and a damper are inserted in mutually parallel arrangement.
  • a floating body is arranged below the floating object, with which the object is connected directly via a compression spring and a damper arranged parallel to this compression spring.
  • the wave movements are detected by means of a sensor and the damping coefficients of the dampers arranged parallel to the springs for the stabilization of the floating object, controlled by a computer, are changed as a function of the sensor signal. Accordingly, the solution described is an actively controlled structure whose use in the light of the effort required to control the damper behavior should be reserved for special applications.
  • the elements that stabilize the object against the waves need not assume any support function in the sense of removing static loads.
  • JP 200 136651 A describes a solution for stabilizing tower-like structures, according to which such a structure is designed as a double cylinder structure, wherein an inner and a concentrically arranged outer cylinder are connected to each other via viscous damper.
  • the inner cylinder is tensioned by means of tensioning cables which are fastened to the ground by means of tautly holding springs.
  • the viscous dampers are rigidly connected by their ends to the double cylinder structure, they are stressed both on train and on pressure. Strong vibrations, for example as a result of an earthquake, can thereby cause very high pressure forces on the dampers and thereby possibly lead to their buckling and thus to their destruction.
  • the object of the invention is to provide a cost-effective support structure for technical objects, which is equipped with a vibration-stabilizing arrangement that can accommodate both static and high dynamic loads without the risk of buckling of their elements.
  • Support beams are formed and / or form a frame construction.
  • adjacent support elements by means of clamping elements, such as tension cables, tie rods or drawstrings, clamped together.
  • clamping elements such as tension cables, tie rods or drawstrings
  • the clamping elements which clamp the support elements together and the one or more arranged between them additional elements form according to the invention a stabilization unit.
  • the clamping elements and the one or more additional elements are connected in series with each other.
  • a bias voltage for the clamping elements is generated by means of additional elements.
  • the stabilization unit forms a static reinforcement for the support structure, which acts load-bearing even under strong dynamic load, for example, by vibrations, such as those caused by earthquakes. Due to the prestressing of the ropes or drawstrings, no pressure forces are generated in the stabilization unit when seismic action occurs.
  • the damping and the spring stiffness of the stabilization unit formed by the arrangement according to the invention thus also act in an advantageous manner even with alternating stresses (change between train and pressure), since only the static tensile force is increased or reduced by earthquake forces.
  • additional pressure stiffening which prevent buckling of the stabilization unit under pressure, are usually not necessary.
  • the prestressing of the tensioning elements causes the rigidity or strength of the stabilization unit to contribute to the load transfer of the earthquake forces through the support structure.
  • the unit also serves the (static) stiffening of the support structure according to the invention. The system damping and system resistance for picking up earthquake forces are effectively increased.
  • the spring or the springs of the additional element may also be formed as a tension spring, wherein the coupling between a clamping element and this additional element is then given by a coupling element, via which the tensile force acting on it the tension spring or tension springs is transmitted almost directly to the clamping element.
  • the stabilization unit can connect the support elements of a frame construction to one another.
  • a diagonal bracing for the frame of the frame construction is formed by the stabilization unit, wherein the stabilization unit preferably connects two corner points of the frame to one another.
  • a support structure designed according to the invention for a technical object can also be such that a support element of this support structure is connected via a stabilization unit formed by clamping elements and additional elements with an adjacently arranged support element of a corresponding support structure for a second technical object.
  • the Fig. 1 and 2 each show in a schematic representation possible embodiments of the support structure according to the invention. These are opposed to forms of training in the Fig.9 and 10th are also shown schematically and which are known from the prior art, on the one hand for the static stabilization of buildings and on the other hand, to protect against earthquake-induced vibrations. To better clarify the effect achieved with the special design of the support structure according to the invention should first briefly on the in the FIGS. 9 and 10 sketched, known from the prior art arrangements are received.
  • the Figure 9 schematically illustrates a support structure designed as a frame construction 10 7, which is statically stabilized by diagonally arranged stiffening elements 11, 11 ', for example, corresponding struts.
  • Fig. 10 schematically shows an arrangement for the dynamic stabilization of a building or the like, as it is known from the cited prior art.
  • a preferably viscous or viscoelastic damping element 12 is installed in a support structure 7 which is likewise designed as a frame construction 10 in a substantially diagonal arrangement.
  • a damping element 12 no static stiffening effect is given.
  • a very massive design of the damping element 12 is necessary.
  • the illustrated damping element 12 does not contribute, so that separate stiffening elements are provided for this purpose.
  • the support structure according to the invention solution as shown in the Fig. 1 and 2 is shown in two possible variants, at the same time an effective stabilization of support structures 7, 7 'achieved both under static and dynamic aspects.
  • the resulting arrangement also has a very simple training, which makes it on the one hand cost in manufacturing and installation and by the other hand easily adaptable to different conditions and requirements, so that, for example, existing structures or support systems for machines later with appropriate Support structure can be equipped.
  • the basic principle of the invention is common.
  • clamping elements 1, 1 ' such as drawstrings or tie rods, between which a viscoelastic additional element 2, 2', namely parallel a spring 3, 3 'and a viscous or viscoelastic damper 4, are arranged, wherein the clamping elements 1, 1 'are biased by means of the additional elements 2, 2'.
  • the viscoelastic additional element 2, 2 'arranged between the tension cables or the tension rods 1, 1' is as shown in FIG The figures seen coupled in different ways.
  • Fig. 1 are the additional element 2 and the clamping elements 1, 1 'by coupling elements 5, 6 connected to each other, which transmit the tensile force of the tension spring on the clamping elements almost directly.
  • the coupling elements 5 ', 6' act in the embodiment according to the Fig. 2 kraftumlenkend by the compressive force with which they are acted upon by the compression spring 3 ', transmitted as a tensile force on the clamping elements 1, 1', which determines the bias of the clamping elements 1, 1 '.
  • the reference numerals 3 and 3 'as well as the reference 4 optionally also refer to groups of parallel arranged springs 3, 3' or damper 4, which in practice are corresponding groups with suitable, matched geometries becomes.
  • the support structure 7, 7 ' is formed such that at least one viscoelastic additional element 2, 2' is clamped between the adjacent support elements 8, 9, 9 ', 10, 10' of the support structure 7, 7 ', tensioning elements 1, 1'. arranged and connected in series with them to form a stabilization unit.
  • This leaves open the possibility that several viscoelastic additional elements 2, 2 'are arranged within a stabilization unit.
  • Fig. 1 and 2 shown variants of the connection between clamping elements 1, 1 'and additional elements 2, 2' are combined with each other. Appropriate possibilities are given by the Fig. 3 to 5 clarified.
  • the 6 and 7 show two possibilities of a diagonal connection of the support elements 8, 9, 9 'of a support structure 7 in the form of a frame structure 10 by a stabilization unit, which differ by the choice or location of the connection points between the support structure 7 and stabilization unit. While the stabilizing unit formed from the drawstrings and the additional elements 2, 2 'according to Fig. 6 connects two vertices of the frame of a frame construction 10, it is according to the Fig. 7 on the longitudinal sides of two mutually adjacent and interconnected support elements 8, 9 of the support structure 7 connected.
  • FIG. 8 shows the example of a horizontal connection of the support structures 7, 7 'of two different technical objects or frame structures by means of the clamping elements 1, 1' and an additional element 2 formed stabilization unit, for example, the connection of two towers or masts or a tower with a mast.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützkonstruktion für Maschinen, Anlagen, Gebäude und sonstige Bauwerke, welche mit einer Anordnung zu ihrer Stabilisierung ausgestettet ist die Stabilisierungs Anordnung dient dabei gleichzeitig der Versteifung der StützKonstruktion und ihrer Stabilisierung gegenüber Schwingungen, wie sie insbesondere durch Erdbeben verursacht werden. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Stützkonstruktion als eine Rahmenkonstruktionen ausgebildet.The invention relates to a support structure for machines, plants, buildings and other structures, which is ausgestettet with an arrangement for their stabilization the stabilization arrangement serves at the same time the stiffening of the support structure and its stabilization against vibrations, such as those caused by earthquakes. Preferably, the support structure according to the invention is designed as a frame structures.

Von alters her ist es, insbesondere im Bauwesen, bekannt, Stützkonstruktionen, wie beispielsweise Rahmenkonstruktionen von hohen Gebäuden, durch Versteifungselemente statisch zu stabilisieren, wobei die entsprechenden Versteifungselemente die Lastabtragung der Konstruktion unterstützen. Geläufig ist hierbei insbesondere das so genannte "Stützdreieck" beziehungsweise die Versteifung von Rahmenkonstruktionen mittels diagonal angeordneter Verstrebungen, welche Lastfrei in eine entsprechende Stützkonstruktion eingearbeitet werden. Bekannt ist es auch, hohe Bauwerke, wie beispielsweise Stahlmasten, durch Spannseile oder Spannstangen zur stabilisieren. Die vorgenannten Maßnahmen sind zwar hinsichtlich der statischen Stabilisierung unterschiedlichster Stützkonstruktionen sehr wirkungsvoll und insoweit in vielen Fällen unentbehrlich, jedoch sind sie bei auftretenden dynamischen Belastungen, wie sie beispielsweise bei starken, durch Erdbeben hervorgerufenen Schwingungen zu verzeichnen sind, nur bedingt wirksam. Zumindest ist mit ihnen eine einachsige Stabilisierung gegenüber dynamischen Belastungen, respektive die Stabilisierung eines Konstruktionselementes, wie beispielsweise einer Zelle einer Rahmenkonstruktion mit nur einer Strebe, nicht möglich. Vielmehr ist es zum Erhalt einer gewissen Stabilisierungswirkung gegenüber dynamischen Belastungen erforderlich, entsprechende Versteifungselemente, wie beispielsweise Zugbänder, paarweise und einander entgegengerichtet anzuordnen. Durch die Fig. 9 wird eine entsprechende, diesen Stand der Technik darstellende Anordnung beispielhaft wiedergegeben. Eine hiermit vergleichbare Lösung wird auch durch die US 6,233,884 B1 offenbart.From time immemorial, it has been known, especially in the construction industry, to statically stabilize supporting structures, such as frame structures of tall buildings, by stiffening elements, the corresponding stiffening elements assisting the load transfer of the construction. Common here is in particular the so-called "support triangle" or the stiffening of frame structures by means of diagonally arranged struts, which are incorporated load-free in a corresponding support structure. It is also known to stabilize high structures, such as steel masts, by tension cables or tie rods. Although the above measures are very effective in terms of static stabilization of different support structures and in so far indispensable in many cases, but they are only partially effective in dynamic loads occurring, as they are, for example, strong, caused by earthquake vibrations. At least with them a uniaxial stabilization against dynamic loads, respectively, the stabilization of a structural element, such as a cell of a frame construction with only one strut, not possible. Rather, to obtain a certain stabilizing effect against dynamic loads, it is necessary to arrange corresponding stiffening elements, such as drawstrings, in pairs and in opposite directions. By the Fig. 9 will be a corresponding, this prior art illustrative arrangement reproduced by way of example. A comparable solution is also by the US 6,233,884 B1 disclosed.

Im Hinblick auf den Schutz von Bauwerken gegenüber Schwingungen, wie sie durch Erdbeben verursacht werden, ist in der Vergangenheit bereits verschiedentlich der Einsatz von Dämpfern, insbesondere viskosen Dämpfern, vorgeschlagen worden. Eine entsprechende Lösung mit einem in eine Rahmenkonstruktion diagonal eingeordneten Dämpfer wird beispielsweise durch die WO01/73238 A2 offenbart. Der dargestellten Lösung haftet jedoch der Nachteil an, dass sie im Hinblick auf zwischen Zug und Druck wechselnde Belastungen, wie sie in der Praxis, insbesondere auch bei Erdbeben typisch sind, sehr massiv ausgelegt sein muss, um die bei Druckbelastungen für den Dämpfer oder die Befestigungselemente des Dämpfers beziehungsweise die für die Verbindungselemente zur Konstruktion gegebene Knickgefahr gering zu halten. Dieses Erfordernis einer massiven Auslegung bringt beim Einsatz der genannten Lösung verhältnismäßig hohe Kosten mit sich. Zudem trägt der Dämpfer nicht zur statischen Aussteifung der Stützkonstruktion bei. Vielmehr werden zu diesem Zweck, wie aus der Fig. 5 der genannten Schrift ersichtlich, gesonderte Versteifungselemente an der Stützkonstruktion, beispielsweise in anderen Rahmen einer Rahmenkonstruktion, angeordnet.With regard to the protection of structures against vibrations, such as those caused by earthquakes, the use of dampers, in particular viscous dampers, has been proposed in various ways in the past. A corresponding solution with a diagonally arranged in a frame structure damper is, for example, by the WO01 / 73238 A2 disclosed. The presented solution, however, has the disadvantage that it has to be very massively designed with regard to load changing between train and pressure, as is typical in practice, in particular also in the case of earthquakes, at the pressure loads on the damper or the fasteners the damper or given for the fasteners for construction risk of buckling low. This requirement of a massive design brings with the use of said solution relatively high costs. In addition, the damper does not contribute to the static stiffening of the support structure. Rather, for this purpose, as from the Fig. 5 the said document, separate stiffening elements on the support structure, for example, in other frames of a frame construction, arranged.

Die Aufgabe wird durch eine Stützkonstruktion mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhaft Aus- beziehungsweise Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion sind durch die Unteransprüche gegeben.The object is achieved by a support structure having the features of the main claim. Advantageous embodiments or further developments of the support structure according to the invention are given by the subclaims.

Die erfindungsgemäße Stützkonstruktion, welche mit einer schwingungsstabilisierenden Anordnung ausgestattet ist, dient als Stützkonstruktion für technische Objekte, wie Maschinen, Anlagen, Gebäude oder sonstige Bauwerke. Die Erfindung betrifft Stützkonstruktionen, welche aus Stützelementen bestehen, die als Stützen oder horizontale In der JP 04272312 A wird eine Struktur zur Stabilisierung eines auf dem Wasser schwimmenden Objektes bezüglich seiner Position und gegen durch den Wellengang verursachte Schwingungen beschrieben. Demgemäß wird das betreffende Objekt an zwei Seiten mit am Grund des jeweiligen Gewässers verankerten Zugseilen gesichert, in welche eine Feder und ein Dämpfer in zueinander paralleler Anordnung eingefügt sind. Ferner ist unterhalb des schwimmenden Objekts ein Schwimmkörper angeordnet, mit welchem das Objekt direkt über eine Druckfeder und einen parallel zu dieser Druckfeder angeordneten Dämpfer verbunden ist. Die Wellenbewegungen werden mittels eines Sensors erfasst und die Dämpfungskoeffizienten der parallel zu den Federn angeordneten Dämpfer zur Stabilisierung des schwimmenden Objekts, gesteuert durch einen Computer, in Abhängigkeit des Sensorsignals verändert. Demnach handelt es sich bei der beschriebenen Lösung um eine aktiv gesteuerte Struktur, deren Einsatz im Hinblick auf den für die Steuerung des Dämpferverhaltens erforderlichen Aufwand Spezialanwendungen vorbehalten bleiben dürfte. Da das zu sichernde Objekt schwimmt, müssen zudem die das Objekt gegenüber dem Wellengang stabilisierenden Elemente keinerlei Stützfunktion im Sinne einer Abtragung statischer Lasten übernehmen.The support structure according to the invention, which is equipped with a vibration-stabilizing arrangement, serves as a support structure for technical objects, such as machinery, equipment, buildings or other structures. The invention relates to supporting structures, which consist of supporting elements which are used as supports or horizontal In the JP 04272312 A describes a structure for stabilizing an object floating on the water with regard to its position and against oscillations caused by the waves. Accordingly, the object in question is secured on two sides with traction cables anchored to the bottom of the respective body of water, into which a spring and a damper are inserted in mutually parallel arrangement. Further, a floating body is arranged below the floating object, with which the object is connected directly via a compression spring and a damper arranged parallel to this compression spring. The wave movements are detected by means of a sensor and the damping coefficients of the dampers arranged parallel to the springs for the stabilization of the floating object, controlled by a computer, are changed as a function of the sensor signal. Accordingly, the solution described is an actively controlled structure whose use in the light of the effort required to control the damper behavior should be reserved for special applications. In addition, since the object to be secured floats, the elements that stabilize the object against the waves need not assume any support function in the sense of removing static loads.

In der JP 200 136651 A wird eine Lösung zur Stabilisierung turmartiger Bauwerke beschrieben, nach welcher ein solches Bauwerk als Doppelzylinderstruktur ausgebildet ist, wobei ein innerer und ein konzentrisch dazu angeordneter äußerer Zylinder über viskose Dämpfer miteinander verbunden sind. Der innere Zylinder ist mittels Spannseilen abgespannt, die über sie straff haltende Federn am Boden befestigt sind. Da aber die viskosen Dämpfer über ihre Enden starr mit der Doppelzylinderstruktur verbunden sind, werden diese sowohl auf Zug als auch auf Druck beansprucht. Starke Schwingungen, etwa infolge eines Erdbebens, können dabei sehr hohe Druckkräfte an den Dämpfern verursachen und dadurch eventuell zu deren Einknicken und somit zu ihrer Zerstörung führen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Stützkonstruktion für technische Objekte bereitzustellen, die mit einer schwingungsstabilisierenden Anordnung ausgestattet ist, die ohne die Gefahr eines Einknickens ihrer Elemente neben statischen auch hohe dynamischen Belastungen aufnehmen kann. Stützträger ausgebildet sind und/oder eine Rahmenkonstruktion ausbilden. Dabei werden, in an sich bekannter Weise, einander benachbarte Stützelemente mittels Spannelementen, wie Spannseilen, Spannstangen oder Zugbändern, miteinander verspannt. Erfindungsgemäß ist jedoch zwischen den Spannelementen mindestens ein einaxial wirkendes, als Parallelschaltung zwischen mindestens einer Feder und mindestens einem viskosen oder viskoelastischen Dämpfer ausgebildetes Zusatzelement eingeordnet. Die Spannelemente, welche die Stützelemente miteinander verspannen und das oder die zwischen ihnen eingeordneten Zusatzelemente bilden erfindungsgemäß eine Stabilisierungseinheit aus. Innerhalb der solchermaßen gebildeten Stabilisierungseinheit sind die Spannelemente und das oder die Zusatzelemente zueinander in Reihe geschaltet. In erfindungswesentlicher Weise wird dabei mittels der Zusatzelemente eine Vorspannung für die Spannelemente erzeugt. Hierdurch bildet die Stabilisierungseinheit eine statische Aussteifung für die Stützkonstruktion, die auch bei starker dynamischer Beanspruchung, beispielsweise durch Schwingungen, wie sie von Erdbeben hervorgerufen werden, lastabtragend wirkt. Durch die Vorspannung der Seile oder Zugbänder entstehen bei Erdbebeneinwirkung keine Druckkräfte in der Stabilisierungseinheit. Die Dämpfung und die Federsteifigkeit der durch die erfindungsgemäße Anordnung gebildeten Stabilisierungseinheit wirken somit in vorteilhafter Weise auch bei Wechselbeanspruchungen (Wechsel zwischen Zug und Druck), da durch Erdbebenkräfte lediglich die statische Zugkraft vergrößert oder verringert wird. Aufwendige beziehungsweise weitere, zusätzliche Druckaussteifungen, welche ein Ausknicken der Stabilisierungseinheit bei Druck verhindern, sind in der Regel nicht notwendig. Gleichzeitig bewirkt die Vorspannung der Spannelemente, dass die Steifigkeit beziehungsweise Beanspruchbarkeit der Stabilisierungseinheit zur Lastabtragung der Erdbebenkräfte durch die Stützkonstruktion beiträgt. Somit dient die Einheit auch der (statischen) Aussteifung der erfindungsgemäβen Stützkonstruktion. Die Systemdämpfung und der Systemwiderstand für die Aufnahme von Erdbebenkräften werden effektiv erhöht.In the JP 200 136651 A describes a solution for stabilizing tower-like structures, according to which such a structure is designed as a double cylinder structure, wherein an inner and a concentrically arranged outer cylinder are connected to each other via viscous damper. The inner cylinder is tensioned by means of tensioning cables which are fastened to the ground by means of tautly holding springs. However, since the viscous dampers are rigidly connected by their ends to the double cylinder structure, they are stressed both on train and on pressure. Strong vibrations, for example as a result of an earthquake, can thereby cause very high pressure forces on the dampers and thereby possibly lead to their buckling and thus to their destruction. The object of the invention is to provide a cost-effective support structure for technical objects, which is equipped with a vibration-stabilizing arrangement that can accommodate both static and high dynamic loads without the risk of buckling of their elements. Support beams are formed and / or form a frame construction. Here, in a conventional manner, adjacent support elements by means of clamping elements, such as tension cables, tie rods or drawstrings, clamped together. According to the invention, however, at least one uniaxially acting additional element designed as a parallel connection between at least one spring and at least one viscous or viscoelastic damper is arranged between the clamping elements. The clamping elements which clamp the support elements together and the one or more arranged between them additional elements form according to the invention a stabilization unit. Within the stabilization unit thus formed, the clamping elements and the one or more additional elements are connected in series with each other. In essential to the invention, a bias voltage for the clamping elements is generated by means of additional elements. As a result, the stabilization unit forms a static reinforcement for the support structure, which acts load-bearing even under strong dynamic load, for example, by vibrations, such as those caused by earthquakes. Due to the prestressing of the ropes or drawstrings, no pressure forces are generated in the stabilization unit when seismic action occurs. The damping and the spring stiffness of the stabilization unit formed by the arrangement according to the invention thus also act in an advantageous manner even with alternating stresses (change between train and pressure), since only the static tensile force is increased or reduced by earthquake forces. Elaborate or further, additional pressure stiffening, which prevent buckling of the stabilization unit under pressure, are usually not necessary. At the same time, the prestressing of the tensioning elements causes the rigidity or strength of the stabilization unit to contribute to the load transfer of the earthquake forces through the support structure. Thus, the unit also serves the (static) stiffening of the support structure according to the invention. The system damping and system resistance for picking up earthquake forces are effectively increased.

Bei der Feder oder den Federn des zwischen den Spannelementen eingeordneten Zusatzelementes kann es sich gemäß einer möglichen Ausbildungsform der Erfindung um Schraubendruckfedern handeln. Die Kopplung zwischen einem Spannelement und einem Zusatzelement erfolgt dabei über ein mit der Druckkraft der Schraubendruckfeder oder -druckfedern beaufschlagtes Koppelelement, welches diese Druckkraft umlenkt und als Zugkraft auf das Spannelement überträgt.In the case of the spring or the springs of the additional element arranged between the clamping elements, according to a possible Embodiment of the invention to act helical compression springs. The coupling between a clamping element and an additional element takes place via a force applied to the pressure force of the helical compression spring or springs coupling element which deflects this pressure force and transmits as a tensile force on the clamping element.

Die Feder oder die Federn des Zusatzelementes können aber ebenso als Zugfeder ausgebildet sein, wobei die Kopplung zwischen einem Spannelement und diesem Zusatzelement dann durch eine Koppelelement gegeben ist, über welches die an ihm wirkende Zugkraft der Zugfeder oder Zugfedern quasi unmittelbar auf das Spannelement übertragen wird.But the spring or the springs of the additional element may also be formed as a tension spring, wherein the coupling between a clamping element and this additional element is then given by a coupling element, via which the tensile force acting on it the tension spring or tension springs is transmitted almost directly to the clamping element.

Hinsichtlich der Ausbildung der Stützkonstruktion, insbesondere der Anbindung Stabilisierungseinheit innerhalb der Stützkonstruktion, sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. So kann die Stabilisierungseinheit beispielsweise die Stützelemente einer Rahmenkonstruktion miteinander verbinden. Gemäß einer praxisrelevanten Gestaltungsmöglichkeit wird dabei durch die Stabilisierungseinheit eine diagonale Aussteifung für den Rahmen der Rahmenkonstruktion gebildet, wobei die Stabilisierungseinheit vorzugsweise zwei Eckpunkte des Rahmens miteinander verbindet.With regard to the design of the support structure, in particular the connection stabilization unit within the support structure, different possibilities are given. For example, the stabilization unit can connect the support elements of a frame construction to one another. According to a practical design possibility, a diagonal bracing for the frame of the frame construction is formed by the stabilization unit, wherein the stabilization unit preferably connects two corner points of the frame to one another.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Stützkonstruktion für ein technisches Objekt kann jedoch auch so beschaffen sein, dass ein Stützelement dieser Stützkonstruktion über eine aus Spannelementen und Zusatzelementen gebildete Stabilisierungseinheit mit einem benachbart angeordneten Stützelement einer entsprechenden Stützkonstruktion für ein zweites technisches Objekt verbunden ist.However, a support structure designed according to the invention for a technical object can also be such that a support element of this support structure is connected via a stabilization unit formed by clamping elements and additional elements with an adjacently arranged support element of a corresponding support structure for a second technical object.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen nochmals näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
Eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion.
Fig. 2
Die schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform
Fig. 3 - 5
Abwandlungen der zuvor erläuterten Ausführungsformen beziehungsweise Möglichkeiten ihrer Kombination Stabilisierungseinheit innerhalb der
Fig. 6 - 8
Möglichkeiten der Anbindung der Stabilisierungseinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion
Fig. 9
Die schematische Darstellung einer Stützkonstruktion nach dem Stand der Technik
Fig. 10
Die schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Lösung zur Stabilisierung von Bauwerken gegenüber durch Erdbeben verursachten Schwingungen
The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments. In the accompanying drawings show:
Fig. 1
A schematic representation of a first embodiment of the support structure according to the invention.
Fig. 2
The schematic representation of another possible embodiment
Fig. 3-5
Modifications of the previously explained embodiments or possibilities of their combination stabilization unit within the
Fig. 6-8
Possibilities of connection of the stabilization unit within the support structure according to the invention
Fig. 9
The schematic representation of a support structure according to the prior art
Fig. 10
The schematic representation of a known from the prior art solution for the stabilization of structures against vibrations caused by earthquakes

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils in einer schematischen Darstellung mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion. Diesen stehen Ausbildungsformen gegenüber, die in den Fig.9 und 10 ebenfalls schematisch dargestellt sind und welche aus dem Stand der Technik einerseits zur statischen Stabilisierung von Bauwerken und andererseits zu deren Schutz gegenüber erdbebenbedingten Schwingungen bekannt sind. Zur besseren Verdeutlichung des mit der speziellen Ausbildung der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion erzielten Effekts soll zunächst kurz auf die in den Fig. 9 und 10 skizzierten, aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen eingegangen werden. Die Fig.9 stellt schematisch eine als Rahmenkonstruktion 10 ausgebildete Stützkonstruktion 7 dar, die durch diagonal eingeordnete Versteifungselemente 11, 11', beispielsweise entsprechende Streben, statisch stabilisiert wird. Wie bereits eingangs betont, haben sich entsprechende Anordnungen, bei denen die Streben lastfrei in die Stützkonstruktion eingefügt werden, für die statische Stabilisierung durchaus bewährt. Im Hinblick auf das Abfangen dynamischer Beanspruchungen ist es jedoch nicht ausreichend, eine solche Rahmenkonstruktion 10 mittels nur eines, einachsig wirkenden Versteifungselementes 11 zu stabilisieren. Vielmehr ist es, wie in der Fig.9 dargestellt, erforderlich, entsprechende Versteifungselemente 11, 11' paarweise und gegenläufig ausgerichtet anzuordnen. Aber selbst mit dieser Maßnahme ist gegenüber dynamischen, beispielsweise erdbebenbedingten Schwingungen nur ein vergleichsweise geringer Schutz gegeben.The Fig. 1 and 2 each show in a schematic representation possible embodiments of the support structure according to the invention. These are opposed to forms of training in the Fig.9 and 10th are also shown schematically and which are known from the prior art, on the one hand for the static stabilization of buildings and on the other hand, to protect against earthquake-induced vibrations. To better clarify the effect achieved with the special design of the support structure according to the invention should first briefly on the in the FIGS. 9 and 10 sketched, known from the prior art arrangements are received. The Figure 9 schematically illustrates a support structure designed as a frame construction 10 7, which is statically stabilized by diagonally arranged stiffening elements 11, 11 ', for example, corresponding struts. As already emphasized at the beginning, corresponding arrangements in which the struts are inserted without load into the supporting structure have proven to be quite suitable for static stabilization. With regard to the interception of dynamic stresses, however, it is not sufficient to stabilize such a frame construction 10 by means of only one, uniaxially acting stiffening element 11. Rather, it is, as in the Figure 9 shown, required to arrange corresponding stiffening elements 11, 11 'in pairs and in opposite directions. But even with this measure is given to dynamic, for example, earthquake-induced vibrations only a comparatively low protection.

Die Fig. 10 zeigt schematisch eine Anordnung zur dynamischen Stabilisierung eines Bauwerks oder dergleichen, wie sie aus dem eingangs zitierten Stand der Technik bekannt ist. Dabei wird in eine ebenfalls als Rahmenkonstruktion 10 ausgebildete Stützkonstruktion 7 in einer im Wesentlichen diagonalen Anordnung ein vorzugsweise viskoses oder viskoelastisches Dämpfungselement 12 eingebaut. Durch ein derartiges Dämpfungselement 12 ist jedoch keine statisch aussteifende Wirkung gegeben. Zur Erreichung einer hinreichenden Stabilität gegenüber zwischen Zug und Druck wechselnden Beanspruchungen, welche insbesondere im Falle der Druckbeanspruchung eine erhöhte Knickgefahr mit sich bringen, ist eine sehr massive Auslegung des Dämpfungselementes 12 notwendig. Zur Ableitung der durch die Konstruktion selbst verursachten statischen Kräfte trägt das dargestellte Dämpfungselement 12 nicht bei, so dass dazu gesonderte Versteifungselemente vorzusehen sind.The Fig. 10 schematically shows an arrangement for the dynamic stabilization of a building or the like, as it is known from the cited prior art. In this case, a preferably viscous or viscoelastic damping element 12 is installed in a support structure 7 which is likewise designed as a frame construction 10 in a substantially diagonal arrangement. By such a damping element 12, however, no static stiffening effect is given. In order to achieve a sufficient stability with respect to tension and pressure changing stresses, which in particular in the case of compressive stress bring with it an increased risk of buckling, a very massive design of the damping element 12 is necessary. For the derivation of the static forces caused by the construction itself, the illustrated damping element 12 does not contribute, so that separate stiffening elements are provided for this purpose.

Dem gegenüber wird mit der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion Lösung, wie sie in den Fig. 1 und 2 in zwei möglichen Varianten dargestellt ist, gleichzeitig eine wirkungsvolle Stabilisierung von Stützkonstruktionen 7, 7' sowohl unter statischen als auch unter dynamischen Gesichtspunkten erreicht. Dabei besitzt die so entstandene Anordnung zudem eine sehr einfache Ausbildung, welche sie einerseits kostengünstig in der Fertigung und der Installation macht und durch die sie andererseits sehr einfach an unterschiedliche Gegebenheiten und Anforderungen anpassba, so dass beispielsweise auch bestehende Bauwerke oder Stützsystemen für Maschinen nachträglich mit entsprechenden Stützkonstruktion ausgestattet werden Können. Beiden Varianten ist das erfindungsgemäße Grundprinzip gemeinsam. Danach erfolgt die Stabilisierung der Stützkonstruktion mittels Spannelementen 1, 1', wie Zugbändern oder Zugstangen, zwischen denen ein viskoelastisches Zusatzelement 2, 2', nämlich parallel eine Feder 3, 3' und ein viskoser oder viskoelastischer Dämpfer 4, eingeordnet sind, wobei die Spannelemente 1, 1' mittels der Zusatzelemente 2, 2' vorgespannt sind. Die beiden schematisch dargestellten Varianten unterscheiden sich dahingehend, dass in der Ausbildung nach der Fig. 1 eine Zugfeder 3 zum Einsatz gelangt, während in der Variante gemäß Fig. 2 eine Schraubendruckfeder 3' Verwendung findet. Demzufolge ist das zwischen den Spannseilen beziehungsweise den Spannstangen 1, 1' angeordnete viskoelastische Zusatzelement 2, 2', wie aus den Figuren ersichtlich, in unterschiedlicher Weise angekoppelt. Gemäß der Variante nach Fig: 1 sind das Zusatzelement 2 und die Spannelemente 1, 1' durch Koppelelemente 5, 6 miteinander verbunden, welche die Zugkraft der Zugfeder auf die Spannelemente quasi unmittelbar übertragen. Hingegen wirken die Koppelelemente 5', 6' in der Ausführungsform nach der Fig. 2 kraftumlenkend, indem sie die Druckkraft, mit welcher sie durch die Druckfeder 3' beaufschlagt sind, als eine Zugkraft auf die Spannelemente 1, 1' übertragen, welche die Vorspannung der Spannelemente 1, 1' bestimmt. In den gegebenen Darstellungen der Erfindung beziehen sich die Bezugszeichen 3 und 3' sowie das Bezugszeichen 4 dabei gegebenenfalls auch auf Gruppen parallel angeordneter Federn 3, 3' beziehungsweise Dämpfer 4, wobei es sich in der Praxis um entsprechende Gruppen mit geeigneter, aneinander angepasster Geometrie handeln wird.In contrast, with the support structure according to the invention solution, as shown in the Fig. 1 and 2 is shown in two possible variants, at the same time an effective stabilization of support structures 7, 7 'achieved both under static and dynamic aspects. In addition, the resulting arrangement also has a very simple training, which makes it on the one hand cost in manufacturing and installation and by the other hand easily adaptable to different conditions and requirements, so that, for example, existing structures or support systems for machines later with appropriate Support structure can be equipped. Both variants, the basic principle of the invention is common. Thereafter, the stabilization of the support structure by means of clamping elements 1, 1 ', such as drawstrings or tie rods, between which a viscoelastic additional element 2, 2', namely parallel a spring 3, 3 'and a viscous or viscoelastic damper 4, are arranged, wherein the clamping elements 1, 1 'are biased by means of the additional elements 2, 2'. The two variants shown schematically differ in that in the training according to the Fig. 1 a tension spring 3 is used, while in the variant according to Fig. 2 a helical compression spring 3 'is used. As a result, the viscoelastic additional element 2, 2 'arranged between the tension cables or the tension rods 1, 1' is as shown in FIG The figures seen coupled in different ways. According to the variant Fig. 1 are the additional element 2 and the clamping elements 1, 1 'by coupling elements 5, 6 connected to each other, which transmit the tensile force of the tension spring on the clamping elements almost directly. On the other hand, the coupling elements 5 ', 6' act in the embodiment according to the Fig. 2 kraftumlenkend by the compressive force with which they are acted upon by the compression spring 3 ', transmitted as a tensile force on the clamping elements 1, 1', which determines the bias of the clamping elements 1, 1 '. In the given representations of the invention, the reference numerals 3 and 3 'as well as the reference 4 optionally also refer to groups of parallel arranged springs 3, 3' or damper 4, which in practice are corresponding groups with suitable, matched geometries becomes.

Gemäß der Erfindung ist die Stützkonstruktion 7, 7' so ausgebildet, dass zwischen den, benachbarte Stützelemente 8, 9, 9', 10, 10' der Stützkonstruktion 7, 7' verspannenden Spannelementen 1, 1' mindestens ein viskoelastisches Zusatzelement 2, 2' eingeordnet und mit ihnen unter Ausbildung einer Stabilisierungseinheit in Reihe geschaltet ist. Dies lässt selbstverständlich die Möglichkeit offen, dass mehrere viskoelastische Zusatzelemente 2, 2' innerhalb einer Stabilisierungseinheit angeordnet sind. Gegebenenfalls können dabei die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Varianten der Verbindung zwischen Spannelementen 1, 1' und Zusatzelementen 2, 2' auch miteinander kombiniert werden. Entsprechende Möglichkeiten werden durch die Fig. 3 bis 5 verdeutlicht.According to the invention, the support structure 7, 7 'is formed such that at least one viscoelastic additional element 2, 2' is clamped between the adjacent support elements 8, 9, 9 ', 10, 10' of the support structure 7, 7 ', tensioning elements 1, 1'. arranged and connected in series with them to form a stabilization unit. This of course leaves open the possibility that several viscoelastic additional elements 2, 2 'are arranged within a stabilization unit. Optionally, while in the Fig. 1 and 2 shown variants of the connection between clamping elements 1, 1 'and additional elements 2, 2' are combined with each other. Appropriate possibilities are given by the Fig. 3 to 5 clarified.

Ebenso wie die jeweilige Auslegung der Komponenten der erfindungsgemäßen Stützkonstruktion, namlich beispielsweise Größe und Stärke der Zugbänder 1, 1, 1", Vorspannkraft beziehungsweise Federkonstante der Feder oder Federn 3, 3' des viskoelastischen Zusatzelements 2, 2' oder die Dimensionierung seines Dämpfers 4, von den jeweiligen Gegebenheiten am Einbauort und den voraussichtlich auftretenden Belastungen abhängt, sind in Abhängigkeit von den genannten Faktoren unterschiedliche Möglichkeiten beziehungsweise Erfordernisse für die Art und Weise des Einbaus der Stabilisierungseinheit und ihre Verbindung mit der Stützkonstruktion 7, 7' gegeben. Beispielhaft dafür stehen die schematisch in den Fig. 6 bis 8 wiedergegebenen, nicht als abschließend zu betrachtenden Möglichkeiten.As well as the respective design of the components of the support structure according to the invention, namely, for example, size and thickness of the drawstrings 1, 1, 1 ", biasing force or spring constant of the spring or springs 3, 3 'of the viscoelastic additional element 2, 2' or the dimensioning of its damper 4, Depending on the particular circumstances at the installation site and the expected loads are dependent on the factors mentioned different options or requirements for the type and Way of installing the stabilization unit and its connection with the support structure 7, 7 'given. Examples of this are the schematic in the Fig. 6 to 8 not to be considered exhaustive.

Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei Möglichkeiten einer diagonalen Verbindung der Stützelemente 8, 9, 9' einer Stützkonstruktion 7 in Form einer Rahmenkonstruktion 10 durch eine Stabilisierungseinheit, welche sich durch die Wahl beziehungsweise Lage der Verbindungspunkte zwischen Stützkonstruktion 7 und Stabilisierungseinheit unterscheiden. Während die aus den Zugbändern und den Zusatzelementen 2, 2' gebildete Stabilisierungseinheit entsprechend der Fig. 6 zwei Eckpunkte des Rahmens einer Rahmenkonstruktion 10 verbindet, ist sie gemäß der Fig. 7 an den Längsseiten zweier aneinander angrenzender und miteinander verbundener Stützelemente 8, 9 der Stützkonstruktion 7 angebunden. Die Fig. 8 zeigt das Beispiel einer horizontalen Verbindung der Stützkonstruktionen 7, 7' zweier verschiedener technischer Objekte beziehungsweise Rahmenkonstruktionen mittels der aus Spannelementen 1, 1' und einem Zusatzelement 2 gebildeten Stabilisierungseinheit, beispielsweise die Verbindung zweier Türme oder Masten oder eines Turms mit einem Mast.The 6 and 7 show two possibilities of a diagonal connection of the support elements 8, 9, 9 'of a support structure 7 in the form of a frame structure 10 by a stabilization unit, which differ by the choice or location of the connection points between the support structure 7 and stabilization unit. While the stabilizing unit formed from the drawstrings and the additional elements 2, 2 'according to Fig. 6 connects two vertices of the frame of a frame construction 10, it is according to the Fig. 7 on the longitudinal sides of two mutually adjacent and interconnected support elements 8, 9 of the support structure 7 connected. The Fig. 8 shows the example of a horizontal connection of the support structures 7, 7 'of two different technical objects or frame structures by means of the clamping elements 1, 1' and an additional element 2 formed stabilization unit, for example, the connection of two towers or masts or a tower with a mast.

Neben dem einfachen Aufbau und den daraus für die Verwendung resultierenden geringen Kosten zeichnet sich die erfindungsgemäße Stützkonstruktion durch folgende Vorteile aus:

  • Dadurch, dass durch die Stabilisierungeinheit der Stützkonstruktion Wechselbeanspruchungen (Wechsel zwischen Zug und Druck) aufgenommen werden können, kann gegebenenfalls bereits die Ausrüstung eines Aussteifungsfeldes beziehungsweise eines Rahmens einer aus einer Mehrzahl rasterförmig miteinander verbundener Rahmen bestehenden Rahmenkonstruktion für den Erdbebenschutz eines Systems beziehungsweise technischen Objekts, wie eines Gebäudes, ausreichen.
  • Die aus der Kombination von Spannelementen und viskoelastischem (viskoelastischen) Zusatzelement(en) gebildete Stabilisierungseinheit kann in unmittelbarer Nähe der Rahmenknoten angreifen und es bedarf in der Regel keiner weiteren besonderen Aussteifung, wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen.
  • Die Erdbebensicherheit der Struktur wird bei richtiger Auslegung wesentlich verbessert.
  • Die erfindungsgemäβe Stützkonstruktion ist bei Neubauten oder zur Erdbebenertüchtigung bestehender Bauten einsetzbar.
  • Die räumliche Orientierung spielt bei Verwendung von einaxial wirkenden Dämpfern keine Rolle. Somit kann eine horizontale oder vertikale Aussteifung von Stützkonstruktionen erreicht werden.
  • Das Gesamtsystem ist dynamisch leicht zu modellieren. Beim realen Einsatz treten statische Zusatzlasten auf, die sich häufig im Gleichgewicht befinden.
  • Die Anordnung ist leicht zu montieren - es sind in der Regel keine umfangreichen Zusatzmaßnahmen erforderlich. Das bestehende Tragsystem beziehungsweise die Stützkonstruktion wird in der Regel nicht verändert, sondern nur durch zusätzliche Steifigkeit und Dämpfung ergänzt.
  • Die Anordnung arbeitet rein passiv - es ist keine besondere Energiezufuhr und kein Steuermechanismus notwendig.
  • Die Anordnung ist nahezu wartungs- und verschleißfrei.
  • Eine Standardisierung, zum Beispiel für verschiedene Vorspannkräfte, ist denkbar.
  • Aufgrund der vorgenannten Vorteile sind Stützkonstruktion der erfindungsgemäβen Art sehr vielseitig einsetzbar.
In addition to the simple structure and the resulting low cost for use, the support structure according to the invention is characterized by the following advantages:
  • The fact that by the stabilization unit of the support structure alternating stresses (change between train and pressure) can be included, may already be the equipment of a stiffening field or a frame consisting of a plurality of grid-like interconnected frame frame construction for the seismic protection of a system or technical object such of a building.
  • The stabilization unit formed from the combination of clamping elements and viscoelastic (viscoelastic) additional element (s) can act in the immediate vicinity of the frame nodes and it is necessary in the Usually no further special stiffening, as in the known from the prior art solutions.
  • The seismic safety of the structure is significantly improved if properly designed.
  • The support structure according to the invention can be used in new buildings or for seismic upgrading of existing buildings.
  • The spatial orientation plays no role when using uniaxially acting dampers. Thus, a horizontal or vertical stiffening of support structures can be achieved.
  • The overall system is dynamically easy to model. In real use, additional static loads occur, which are often in equilibrium.
  • The arrangement is easy to install - there are usually no extensive additional measures required. The existing support system or the support structure is not changed in the rule, but only supplemented by additional stiffness and damping.
  • The arrangement works purely passive - no special power supply and no control mechanism is necessary.
  • The arrangement is virtually maintenance and wear-free.
  • A standardization, for example for different preload forces, is conceivable.
  • Due to the aforementioned advantages support structure of the erfindungsgemäβen type are very versatile.

Liste der verwendeten BezugszeichenList of reference numbers used

1, 1', 1"1, 1 ', 1 "
Spannelement (Spannseil, Spannstange, Spannband oder Zugband)Clamping element (tensioning cable, tie rod, strap or drawstring)
2, 2'2, 2 '
Zusatzelementadditional element
33
Zugfedermainspring
3'3 '
(Schrauben-) Druckfeder(Screw) compression spring
44
viskoser oder viskoelastischer Dämpferviscous or viscoelastic damper
5, 65, 6
Koppelelementcoupling element
5', 6"5 ', 6 "
Koppelelementcoupling element
7, 7'7, 7 '
Stützkonstruktionsupport structure
88th
Trägercarrier
9, 9'9, 9 '
Stützesupport
10, 10'10, 10 '
Rahmenkonstruktionframe construction
1111
Aussteifungselementbracing
1212
Dämpferdamper

Claims (7)

  1. Supporting structure (7, 7') with an arrangement for its stabilization, to be precise supporting structure (7, 7') for industrial articles, such as machines, plants, buildings or other constructions, consisting of supporting elements which are designed as props (9, 9') or horizontal supporting girders (8) and/or form a frame structure (10, 10'), supporting elements (8, 9, 9', 10, 10') arranged adjacently to one another being braced with one another by means of tension elements (1, 1', 1"), such as guy ropes, tension rods or beam ties, between which is located at least one uniaxially acting additional element (2, 2') designed as a parallel connection between at least one spring (3, 3') and at least one viscose or viscoelastic damper (4), and the tension elements (1, 1', 1") which brace the supporting elements (8, 9, 9', 10, 10') with one another and the additional element or additional elements (2, 2') located between them forming a stabilization unit which stiffens the supporting structure (7, 7') statically and removes the load under dynamic stress and within which the tension elements (1, 1', 1") and the additional element or additional elements (2, 2') are connected in series to one another, and prestress for the tension elements (1, 1', 1") being generated by means of the additional elements (2, 2').
  2. Supporting structure (7, 7') according to Claim 1, characterized in that the spring or springs (3') of an additional element (2') is or are designed as a helical compression spring, the coupling between a tension element (1, 1', 1") and this additional element (2') being effected via a coupling element (5', 6') which is acted upon by the pressure force of the helical compression spring or helical compression springs (3') which deflects this pressure force and transmits it as tensile force to the tension element (1, 1', 1").
  3. Supporting structure (7, 7') according to Claim 1, characterized in that the spring or springs (3) of an additional element (2) is or are designed as a tension spring, the coupling between a tension element (1, 1', 1") and this additional element (2) being effected by a coupling element (5, 6), via which the tensile force of the tension spring or tension springs (3) which acts upon said coupling element is transmitted to the tension element (1, 1', 1").
  4. Supporting structure (7, 7') according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the stabilization unit connects the supporting elements (8, 9, 9') of a frame structure (10, 10') to one another.
  5. Supporting structure (7, 7') according to Claim 4, characterized in that diagonal stiffening for the frame of a frame structure (10, 10') is formed by the stabilization unit.
  6. Supporting structure (7, 7') according to Claim 5, characterized in that the stabilization unit connects two corner points of the frame of the frame structure (10, 10') to one another.
  7. Supporting structure (7, 7') according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the supporting element (10) of the supporting structure (7) for a first industrial article is connected to the adjacent supporting element (10) of the supporting structure (7') for a second industrial article via a stabilization unit formed from tension elements (1, 1', 1") and from additional elements (2, 2').
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