由合成柱和墙体构成的风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法技术

本发明专利技术涉及风塔(wind tower)，根据本发明专利技术，为解决因由具有大口径的一个柱子构成，因此，若考虑载荷挠度的安全进行设计，则对于轴载荷而言变成过度的设计，从而导致制作费的上升，降低风塔的经济性的现有技术的由单一柱子构成的风塔结构中存在的问题的新型风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法，提供用墙体(wall)连接各柱子之间，从而抗扭曲和抗翘曲，进行对行动支配载荷的优化设计，各塔部件在制作之后组装，从而可通过快速施工节省工程费用的由合成柱和墙体构成的风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法。

【技术实现步骤摘要】
由合成柱和墙体构成的风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法
本专利技术涉及风塔(windtower)，尤其涉及可解决因由具有大口径的一个柱子构成，因此，若考虑载荷挠度的安全进行设计，则对于轴载荷而言变成过度的设计，从而导致制作费的上升，降低风塔的经济性的现有技术的由单一柱子构成的风塔结构中存在的问题的新型风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法。另外，本专利技术提供在连接各柱子的墙体(wall)中填充内置增强材料的填充材料以提供对扭曲和翘曲的增强力，从而可进行对行动支配载荷的优化设计，而且，各塔部件在制作之后组装，从而可通过快速施工节省工程费用的由合成柱和墙体构成的风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法。
技术介绍
一般而言，风塔由平均高度超过100m以上的大型结构物构成，支撑高载荷的涡轮机和叶片，尤其是，需对风作用于叶片而产生的巨大的横力保持稳定。另外，关于上述风塔的现有技术的示例有韩国公开专利公报第10-2011-0077657号(2011.07.07)公开的“高强度钢的风塔”。具体而言，上述韩国公开专利公报第10-2011-0077657号的高强度钢的风塔涉及利用高强度钢实现结构体的轻量化的高强度钢的风塔。为此，根据上述公开专利第10-2011-0077657号提供设置用于风力发电的叶片，风塔本身因使用420～460级高强度钢而增加直径，厚度减少7～28％的高强度钢的风塔。另外，关于上述风塔的现有技术的另一示例有美国专利申请US12/045,489(2008.03.10)公开的“风力涡轮塔”。具体而言，上述US12/045,489的风力涡轮塔涉及为形成至少一个风力涡轮塔部件之间的接头(joint)而使用感应钎焊(inductionbrazing)进行组装的风力涡轮塔。为此，根据上述US12/045,489，提供包括第一塔部件、第二塔部件及可结合上述第一塔部件和第二塔部件的感应钎焊接头(aninductionbrazedjoint)的风力涡轮塔。如上所述，现有技术的风塔主要是钢材料塔，但上述钢材料塔因受材料的局限性难以实现高大化(高度120m以上)，与此同时，通过使用比混凝土强度高的材料而减少厚度，实现更适合于较之蓄力更依赖于力矩的结构体，但存在震动、挫屈等问题。尤其是，如上所述的钢材料塔不再适合于逐渐大型化的风力涡轮，最近为了解决上述问题而趋于开发出作为大型风塔的混合风塔和合成结构的风塔。在此，关于上述合成结构的风塔的现有技术的示例有韩国公开专利第10-2009-0132539号(2009.12.30)公开的“利用复合材料的风塔及其制作方法”。具体而言，上述韩国公开专利第10-2009-0132539号的“利用复合材料的风塔及其制作方法”涉及利用使用复合纤维和复合材料或聚氨酯制作而成的心材构成的三明治形式的风塔及其制作方法。为此，上述公开专利第10-2009-0132539号包括如下步骤：沿可分离的圆锥形心轴的周围按一定厚度第一次缠绕浸渍树脂的复合纤维以形成内部复合纤维层；沿内部复合纤维层的周围接合有复合材料或聚氨酯制作而成的多个心材且多个心材沿内部复合纤维层的长度方向排列接合以形成心材层；在心材层的周围按一定厚度第二次缠绕浸渍树脂的复合纤维以形成外部复合纤维层；及常温下进行固化之后分离心轴以完成心材的制作。较之现有技术的风塔，三明治形式的复合材料风塔及其制作方法，重量轻，耐腐蚀性及耐久性好，而且，具有可承受大载荷的结构稳定性。如上所述，现有技术中公开了各种形式的风塔结构，但上述现有技术的风塔结构在其结构上存在如下问题：即，在支配风塔的行动的载荷中力矩的影响最大，且较之上述力矩轴总量很小，但上述现有技术的风塔都由大口径的一个柱子构成，因此，若考虑载荷挠度的安全进行设计，则对于轴载荷而言变成过度的设计，从而导致制作费的上升，降低风塔的经济性。另外，为了克服上述由单一柱子构成的风塔的局限性，最近开发出多柱型风塔，但多柱型风塔在技术上基本上也是由纯刚才构成的结构，因此，存在上述现有技术的风塔的问题。另外，用三明治形式的构件构成柱子时，现有技术中由只是在金属板之间浇筑混凝土填充的结构构成，因此，随着混凝土的结合性的降低，刚性变弱，抗扭曲性或抗翘曲性变弱。因此，为解决上述由刚才的单一柱子构成的风塔，尤其是由三明治形式的构件构成的现有技术的风塔中存在的问题，需提供在适当地应对作用载荷的同时，抵抗扭曲和翘曲成分，对支配行动的载荷进行优化设计，通过快速施工节省工程费用的新型风塔结构，但目前为止还没有能满足上述所有要求的风塔结构或施工方法。先行技术文献【专利文献】1、韩国公开专利公报第10-2011-0077657号(2011.07.07)2、美国专利申请US12/045,489(2008.03.10)3、韩国公开专利第10-2009-0132539号(2009.12.30)4、美国专利申请US12/237,919(2008.09.25)
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中因由具有大口径的一个柱子构成，因此，若考虑载荷挠度的安全进行设计，则对于轴载荷而言变成过度的设计，从而导致制作费的上升，降低风塔的经济性的现有技术的由单一柱子构成的风塔结构中存在的问题而提供一种用墙体(wall)连接各柱子之间，从而抗扭曲和抗翘曲的新型风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法。即，本专利技术的目的在于提供一种由合成柱和墙体构成的风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法，其通过用墙体连接各柱子之间，从而可抵抗扭曲和翘曲成分，降低材料费用，可利用普通柱子、合成柱、空心柱及实心柱等，从而在适当地应对作用载荷的同时，可将墙体的结构形式设计成合成结构、三明治结构及钢材结构，从而可进行对行动支配载荷的优化设计，而且，可通过制作各塔部件之后组装的方式实现快速施工，节省工程费用。本专利技术的另一目的在于提供一种在墙体中填充内置增强材料的填充材料以提高填充材料的结合性及刚性的风塔结构及利用该结构的风塔的施工方法。为达到上述目的，本专利技术的风塔结构包括用于安装风力涡轮的塔部、支撑上述塔部的柱子部及安装上述柱子部的基础部，其特征在于：上述柱子部由包括形成上述柱子部的多个合成柱(CompositeColumns)及设置于各上述合成柱之间连接各上述合成柱的墙体(walls)的单位部件在上述基础部上层叠至少一个以上的形式构成，而且，上述塔部设置于最上端的上述单位部件之上。在此，上述合成柱由双重钢管合成空心柱(DoubleSkinnedCompositeTubularColums)、内部封闭空心钢筋混凝土柱(InternallyConfinedHollowReinforcedConcreteColumn)、普通钢筋混凝土柱(ReinforcedConcreteColumn)、混凝土填充钢管柱(ConcreteFilledSteelTubularColumn)中的一种构成。另外，上述合成柱由在内部插入内管(innertube)的同时上述内管的外侧被混凝土填充的空心型柱子构成或由在排除上述内管的状态下内侧被混凝土填充的实心型柱子构成。与此同时，上述内管由钢材或纤维复合材料(FiberReinforcedPolymer，FRP)制作而成。尤其是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风塔结构，包括用于安装风力涡轮的塔部、支撑上述塔部的柱子部及安装上述柱子部的基础部，其特征在于：上述柱子部由包括形成上述柱子部的多个合成柱(Composite Columns)及设置于各上述合成柱之间连接各上述合成柱的墙体(walls)的单位部件在上述基础部上层叠至少一个以上的形式构成，而且，上述塔部设置于最上端的上述单位部件之上。

【技术特征摘要】
2013.06.21 KR 10-2013-0071300;2014.04.30 KR 10-2011.一种风塔结构，包括用于安装风力涡轮的塔部、支撑上述塔部的柱子部及安装上述柱子部的基础部，其特征在于：上述柱子部由包括形成上述柱子部的多个合成柱及设置于各上述合成柱之间连接各上述合成柱的墙体的单位部件在上述基础部上层叠至少一个以上的形式构成，而且，上述塔部设置于最上端的上述单位部件之上，以及上述墙体，包括：板材，由以连接上述合成柱的形式固定并形成相隔状态的一对构成，从而形成填充空间；填充材料，填充于上述板材的填充空间提供刚性；及增强隔板，以支撑上述一对板材的形式设置于上述填充空间并将上述填充空间划分为分割状态，且增强上述填充材料的刚性。2.根据权利要求1所述的风塔结构，其特征在于：上述合成柱由双重钢管合成空心柱、内部封闭空心钢筋混凝土柱、普通钢筋混凝土柱、混凝土填充钢管柱中的一种构成。3.根据权利要求1所述的风塔结构，其特征在于：上述合成柱由在内部插入内管的同时上述内管的外侧被混凝土填充的空心型柱子构成或由在排除上述内管的状态下内侧被混凝土填充的实心型柱子构成。4.根据权利要求3所述的风塔结构，其特征在于：上述内管由钢材或纤维复合材料制作而成。5.根据权利要求1所述的风塔结构，其特征在于：上述合成柱具有圆形、三角形、四角形、五角星、六角形、八角形中的一个截面。6.根据权利要求1所述的风塔结构，其特征在于：上述墙体利用预应力混凝土结构、合成钢材和混凝土的三明治结构中的一种构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宅希，李眞鹤，韩相燻，朴佑善，元德喜，尹吉林，
申请(专利权)人：韩国海洋科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR