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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Lagersystem, das eine Metallstruktur aufweist,
wie z.B. ein Gestell. Ein solches Lagersystem wird zum Lagern von
verschiedenen Erzeugnissen in verschiedenen Höhen der Struktur verwendet.
Um Platz zu gewinnen, erlaubt ein solches Lagersystem es, verschiedene
Erzeugnisse bis zu einer Höhe
von 3 m, 5 m, 8 m, 15 m, 20 m, 30 m, 40 m oder sogar mehr über dem
Boden zu lagern. Wenn ein solches Lagersystem seismischen Schwingungen
ausgesetzt wird, ist die Gefahr des Zusammenbrechens eines solchen
Lagersystems groß,
was Verletzungsgefahr für
Menschen, Gefahr der Beschädigung
gelagerter Erzeugnisse, da diese herunterfallen, und Zeitverlust
bedeutet, da nach schweren seismischen Schwingungen die gesamte Struktur
aus Sicherheitsgründen
ersetzt werden muss. Weiter werden aufgrund der seismischen Schwingung
Kräfte
auf den Betonfußboden
oder die Plattform ausgeübt,
auf der die vertikalen Säulen
befestigt sind, welche Belastungen zu Beschädigungen um die Befestigungspunkte
der vertikalen Säulen führen.
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Stand der
Technik
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Es
sind bereits viele Systeme für
den Bau vorgeschlagen worden, um den Schaden zu begrenzen, der durch
ein Erdbeben erzeugt wird. Zum Beispiel lehrt
US 5,148,642 die Verwendung von horizontalen
Trägern,
die vertikale Säulen
verbinden, welche Träger
mit dissipativen Bereichen in der Nähe ihrer Enden versehen sind,
die an vertikalen Säulen angebracht
sind, um so ein plastisches Gelenk zu bilden. Das System von
US 5,148,642 erfor dert für seine
Errichtung viel Zeit, so dass das System nicht leicht aufgebaut
werden kann.
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Das
System von
US 5,148,642 ,
das horizontale Träger
in Form von plastischen Gelenken aufweist, liefert keine gute Lösung für ein Lagerungssystem,
da im Falle, wenn eine solche Struktur benutzt werden würde, nach
einem Erdbeben alle gelagerten Produkte aus dem Lagerungssystem
entfernt werden müssen,
um wenigstens die Mehrzahl der horizontalen Träger zu ersetzen. Dies bedeutet
eine kostenreiche und zeitaufwendige Arbeit.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Lagerungssystem, das im Stande ist,
seismischen Schwingungen zu widerstehen und dessen Widerstandsfähigkeit
nach einer seismischen Schwingung leicht wiederhergestellt werden
kann, ohne oder mit einer begrenzten Notwendigkeit, das gelagerte
Erzeugnis aus der Lagerstruktur zu entfernen. Das Lagerungssystem
der Erfindung ermöglicht
es so, das Verschieben oder Entfernen von Erzeugnissen aus der Struktur,
um ein oder mehrere Diagonalglieder zu ersetzen, die minimalisieren.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Lagersystem, das eine Metallstruktur aufweist,
die eine Reihe von vertikalen Säulen
aufweist, die durch eine Reihe von horizontalen Gliedern verbunden
sind, die als Tragfläche
für die
zu lagernden Erzeugnisse oder für
Platten dienen, auf denen die zu lagernden Produkte angeordnet werden,
und eine Reihe von diagonalen Gliedern aufweist, die direkt mit
den vertikalen Säulen
mit Hilfe von Verbindungselementen verbunden sind, die jeweils eine
Fläche
eines Teils eines diagonalen Gliedes gegen eine Fläche einer
Säule drücken. In
dem Lagersystem der Erfindung
- – sind wenigstens
zwei diagonale Glieder mit wenigstens einer dissipativen Zone versehen,
die plastischer Streckung ausgesetzt werden kann, um Widerstand
gegen seismische Schwingungen zu schaffen, wobei ein erstes Diagonalglied
mit einem ersten Ende an einem ersten vertikalen Glied angebracht
ist und sich zwischen den Enden erstreckt, wobei ein zweites Ende
am zweiten vertikalen Glied angebracht ist und ein mittiger Teil
mit wenigstens einer dissipativen Zone versehen ist, während ein
zweites diagonales Glied mit seinem ersten Ende an dem zweiten vertikalen
Glied, mit dem zweiten Ende an dem ersten vertikalen Glied angebracht
ist und ein mittiger Teil mit wenigstens einer dissipativen Zone
versehen ist und sich zwischen den Enden erstreckt,
- – verbindet
das erste Verbindungsmittel einen Teil der ersten Säule nahe
dem ersten Ende des ersten diagonalen Gliedes mit einem Teil der
zweiten vertikalen Säule
nahe dem ersten Ende des zweiten diagonalen Gliedes, während ein
zweites Verbindungsmittel einen Teil der zweiten vertikalen Säule nahe
dem zweiten Ende des ersten diagonalen Elementes mit einem Teil
der ersten vertikalen Säule
in der Nähe
des zweiten Endes des zweiten diagonalen Elements verbindet, wobei
jedes Ende einem gefalteten Teil des Profils entspricht, so dass
das Ende abgeflacht ist und eine totale Dicke von wenigstens gleich
ungefähr
dem Zweifachen der Dicke des mittigen Teiles des diagonalen Gliedes
hat,
- – sind
die Verbindungsmittel dazu ausgebildet, elastische Deformierung
zu erfahren, wenn wenigstens eine dissipative Zone einer plastischen Streckung
ausgesetzt wird, und
- – sind
die Enden der ersten und zweiten diagonalen Glieder verstärkt, so
dass, wenn eine dissipative Zone eines mittigen Teils des diagonalen
Gliedes einer plastischen Verformung ausgesetzt wird, die Enden
des diagonalen Gliedes nur einer elas tischen Deformierung ausgesetzt
sind und nicht von den vertikalen Säulen gelöst werden.
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Die
Verwendung von Verbindungsmitteln, die elastische Verformung erfahren,
während
ein oder zwei diagonale Glieder einer plastischen Streckung unterzogen
werden, ist für
die Übertragung
von Kräften
zu den Diagonalgliedern während
eines Erdbebens erforderlich.
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Vorteilhafterweise
sind die diagonalen Glieder mit wenigstens einer dissipativen Zone
versehen, die einer plastischen Streckung ausgesetzt wird, wenn
sie einer seismischen Schwingung mit einer Spannung oder einer Kraft
ausgesetzt werden, die größer ist
als eine vorbestimmte Spannung oder Kraft, während die Verbindungsglieder
nicht mit einer dissipativen Zone versehen sind, die plastische
Deformierung erfährt,
wenn sie einer seismischen Schwingung mit einer Spannung oder einer
Kraft ausgesetzt werden, die gleich der vorbestimmten Spannung oder
Kraft bis zu dem 1,2-fachen derselben ist, vorzugsweise bis zum
1,3-fachen der vorbestimmten
Spannung oder Kraft.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind zwei benachbarte Säulen
miteinander durch wenigstens vier diagonale Glieder, die mit wenigstens
einer dissipativen Zone versehen sind, und durch wenigstens drei Verbindungsmittel
verbunden, die ein Ende des diagonalen Gliedes mit einem Ende eines
anderen diagonalen Gliedes verbinden. Die diagonalen Glieder bilden
Kreuze, deren Achse weder vertikal noch horizontal sind. Die Achsen
bilden z.B. einen Winkel von 15° bis
75°, vorzugsweise
von 30 bis 60° in
Bezug auf die horizontale Ebene. Wenn mehrere Kreuze (die durch
unabhängige
diagonale Glieder gebildet werden) zwei benachbarte vertikale Säulen verbinden, wird
häufig
ein Verbindungselement oder Profil ausreichend sein, die Spannung
von einem Kreuz zum darunterliegenden Kreuz zu übertragen.
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Vorzugsweise
sind alle diagonalen Glieder mit wenigstens einer dissipativen Zone
versehen. Zum Beispiel ist jedes diagonale Glied mit wenigstens
zwei (oder mehr, wie z.B. drei, vier usw.) dissipativen Zonen versehen,
die voneinander beabstandet sind. Gemäß einem Detail einer bevorzugten
Ausführungsform
ist das diagonale Glied ein Profil, dessen mittiger Teil mit aufeinander
folgenden Öffnungen versehen
ist, um so eine im wesentlichen kontinuierliche dissipative Zone
zu bilden, die sich entlang dem mittigen Teil des diagonalen Gliedes
erstreckt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist jedes diagonale Glied ein Profil, dass mit einem ersten Ende mit
einer ersten vertikalen Säule,
mit einem zweiten Ende mit einer zweiten vertikalen Säule verbunden ist,
und einen Längsteil
aufweist, der sich zwischen den Enden erstreckt, wobei die Enden
abgeflacht sind, so dass sie eine Gesamtdicke haben, die größer ist
als dreimal die Dicke des Längsteils.
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Zum
Beispiel ist das diagonale Glied aus Metall gebildet, wobei die
dissipative Zone eines diagonalen Gliedes dadurch gebildet wird,
dass Material vom mittigen Teil des diagonalen Gliedes an der Stelle
der dissipativen Zone entfernt wird. Zum Beispiel hat das diagonale
Glied einen mittigen Längsteil
mit einem Querschnitt, wobei die dissipative Zone dadurch gebildet
wird, dass wenigstens 25% (wie zum Beispiel von 25% bis 50%, vorzugsweise
ungefähr 30%)
des Materials im Querschnitt eines oder mehrerer Teile des mittigen
Teils entfernt wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
hat das Längsglied
einen mittigen Längsteil
mit einer definierten Länge,
wobei sich die dissipative Zone entlang einem größeren Teil des mittigen Teils
erstreckt.
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Gemäß den möglichen
Ausführungsformen ist
das diagonale Glied:
- – ein Längsprofil, dessen Enden ein
gefalteter Teil des Profils sind, welcher Teil um wenigstens eine Achse
parallel zur Längsrichtung
des Profils gefaltet ist;
- – hat
das Profil wenigstens zwei Längselemente, die
dort zwischen einer Faltungslinie verbunden sind, wobei die beiden
Längselemente
zwischen sich einen Winkel von 15° bis
175° in
der Längsrichtung,
die sich zwischen den beiden Enden erstreckt, definieren, während an
den beiden Enden die beiden Längselemente
abgeflacht sind, so dass sie sich einander benachbart erstrecken; oder
- – ein
Profil, das mit einem ersten Ende mit einer vertikalen Säule, mit
einem zweiten Ende mit einer zweiten vertikalen Säule verbunden
ist und einen mittigen Längsteil
aufweist, der sich zwischen den Enden erstreckt, wobei das Profil
wenigstens zwei Längselemente
aufweist, die miteinander durch ein verbindendes Längselement
verbunden sind, welche beiden Längselemente
wenigstens teilweise voneinander im mittigen Längsteil beabstandet sind, während sie
an den Enden einander benachbart sind.
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Äußerst bevorzugt
ist jedes Ende der diagonalen Glieder flach und mit einer Säule mithilfe
eines einzelnen Verbindungselements verbunden, das sich zwischen
dem Ende und der Säule
erstreckt. Das einzelne Verbindungselement ist zum Beispiel ein Bolzen,
der mit einer Mutter zusammenarbeitet, eine Stange, die mit Anschlagmitteln
(wobei wenigstens eines beweglich ist) zusammenwirkt, eine Schraube usw..
Indem ein einziges Verbindungselement zum Verbinden eines Endes
mit der vertikalen Säule
verwendet wird, ist das Anordnen und Entfernen eines diagonalen
Gliedes einfach und schnell, wobei eine leichte und schnelle Entfernung
oder Auswechselung für
das Lagerungssystem wichtig ist, um so imstande zu sein, schnell
diagonale Elemente zu er setzen, deren dissipative Zone plastisch
nach einem Erdbeben gestreckt worden ist. Eine solche schnelle Auswechselung
ist notwendig, um sicherzustellen, dass im Falle eines Erdbebens
die diagonalen Elemente, die plastische Verformung erfahren haben,
gut ausgewechselt werden können,
bevor ein weiteres Erdbeben auftritt, um so die Eigenschaften wieder
herzustellen, seismischen Schwingungen zu widerstehen. Wenn zwei
oder drei Bolzen zum Befestigen eines Endes eines diagonalen Gliedes
mit einem vertikalen Glied verwendet werden, wird es eine mögliche Verformung
des Endes des diagonalen Gliedes schwieriger machen, das diagonale
Glied zu ersetzen, da möglicherweise
in einem oder mehreren Bolzen eine Spannung auftritt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die dissipative Zone eine Zone des mittigen Längsteils, der mit Öffnungen
versehen ist, wobei jede Öffnung
eine maximale Länge,
gemessen zur Längsrichtung
des zentralen Teils, und eine maximale Breite, gemessen senkrecht
zu der Längsrichtung, hat,
wobei die maximale Länge
wenigstens gleich der maximalen Breite ist, wie zum Beispiel wenigstens 1,2-mal
der maximalen Breite, zum Beispiel gleich 1, 3 oder 4-mal der maximalen
Breite. Vorzugsweise ist die maximale Länge weniger als 5-mal der maximalen
Breite.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind
die diagonalen Glieder mit dissipativen Zonen in der Struktur wenigstens
nahe dem Boden der Struktur angeordnet, das heißt nahe dem Erdboden. Gemäß einer
besonderen Ausführungsform
weist die Struktur nur diagonale Glieder mit dissipativen Zonen nahe
dem Erdboden auf, wie z.B. bis zu einer Höhe von 3 m vorzugsweise bis
zu einer Höhe
von 2 m.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein Lagersystem, das Glieder mit
dissipativer Zone oder dissipativen Zonen aufweist, insbesondere
ein Lagerungssystem der Erfindung, in dem wenigstens eine dissipative
Zone des diagonalen Gliedes mit einem Mit tel zum Erleichtern der
Feststellung einer plastischen Verformung versehen ist. Vorzugsweise
ist das Mittel zum Erleichtern der Feststellung einer plastischen
Verformung aus der Gruppe ausgewählt, die
aus Markierungen, die um einen vorbestimmten Abstand beabstandet
sind, Filmen, die ihr Aussehen ändern
können,
wenn sie plastischer Verformung ausgesetzt sind, Bändern, Drähten, Gleitmitteln, Gleitmittel,
die ein Element, das mit einem ersten Teil der dissipativen Zone
verbunden ist und ein anderes Element aufweisen, das mit einem anderen
Teil der dissipativen Zone verbunden sind, wobei das erste Gleitelement
dazu ausgebildet ist, in Bezug auf das zweite Gleitelement zu gleiten,
und Kombinationen derselben besteht.
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Die
Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Lagern von Erzeugnissen
in einem Lagersystem, das eine Metallstruktur aufweist, die eine Reihe
von vertikalen Säulen
aufweist, die miteinander durch eine Reihe von horizontalen Gliedern
verbunden sind, und eine Reihe von diagonalen Gliedern aufweist,
die direkt mit den vertikalen Säulen mithilfe
von Verbindungselementen verbunden sind, die eine Fläche eines
Teils des diagonalen Elements gegen eine Fläche einer Säule drücken,
- – wobei
wenigstens zwei diagonale Glieder mit wenigstens einer dissipativen
Zone vorgesehen sind, die im Stande ist, einer plastischen Streckung
ausgesetzt zu werden und als Mittel arbeitet, Widerstand gegen seismische
Schwingungen zu schaffen, wobei ein erstes diagonales Glied mit einem
ersten Ende an einem ersten vertikalen Glied angebracht ist und
mit einem zweiten Glied an dem zweiten vertikalen Glied angebracht
ist, und wobei ein mittiger Teil mit wenigstens einer dissipativen
Zone versehen ist, die sich zwischen den Enden erstreckt, während ein
zweites diagonales Glied mit einem ersten Ende an dem zweiten vertikalen
Glied angebracht ist, mit einem zweiten Ende an dem ersten vertikalen
Glied angebracht ist und in einem mittigen Teil mit wenigstens einer
dissipa tiven Zone versehen ist, die sich zwischen den Enden erstreckt,
- – wobei
ein erstes Verbindungsmittel einen Teil der ersten vertikalen Säule, der
dem ersten Ende des ersten diagonalen Gliedes benachbart ist, mit einem
Teil der zweiten vertikalen Säule
verbindet, der dem ersten Ende des zweiten diagonalen Gliedes benachbart
ist, während
ein zweites Verbindungsmittel einen Teil der zweiten Säule nahe dem
zweiten Ende des ersten diagonalen Gliedes mit einem Teil der ersten
vertikalen Säule
benachbart dem zweiten Ende des zweiten diagonalen Elementes verbindet,
- – wobei
die Verbindungsmittel dazu ausgebildet sind, elastischer Verformung
ausgesetzt zu werden, wenn wenigstens eine dissipative Zone einer plastischen
Streckung ausgesetzt wird und
- – wobei
die Enden der ersten und zweiten diagonalen Glieder verstärkt sind,
wobei jedes einem gefalteten Teil entspricht, so dass das Ende abgeflacht
ist und eine Gesamtdicke von wenigstens gleich oder ungefähr zweimal
der Dicke des mittigen Teils des diagonalen Gliedes hat, so dass, wenn
eine dissipative Zone eines mittigen Teils des diagonalen Glieds
einer plastischen Verformung ausgesetzt wird, die Enden des diagonalen Gliedes
nur einer elastischen Verformung ausgesetzt werden und nicht von
den vertikalen Säulen gelöst werden,
wobei
nach einer seismischen Schwingung die diagonalen Glieder, die einer
plastischen Verformung ausgesetzt werden, durch neue diagonale Glieder
ersetzt werden, die mit wenigstens einer dissipativen Zone versehen
sind.
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Vorzugsweise
sind die diagonalen Glieder mit wenigstens einer dissipativen Zone
versehen, die plastischem Strecken ausgesetzt wird, wenn sie einer
seismischen Schwingung ausgesetzt wird mit einer Spannung oder einer
Kraft, die größer ist
als eine vorbestimmte Spannung oder Kraft, während die Verbindungsmittel
nicht mit einer dissipativen Zone versehen sind, die plastischer
Verformung erfährt,
wenn sie einer seismischen Schwingung ausgesetzt werden mit einer
Spannung oder einer Kraft von wenigstens dem 1,2-fachen (vorzugsweise
wenigstens gleich dem 1,3-fachen)
der vorbestimmten Spannung oder Kraft.
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Das
Verfahren der Erfindung verwendet vorzugsweise ein Lagersystem der
Erfindung, wie dies oben offenbart worden ist.
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Im
Verfahren der Erfindung, wenn das Lagersystem einer seismischen
Schwingung mit einer Spannung oder einer Kraft ausgesetzt wird,
die größer ist
als eine vorbestimmte Spannung oder Kraft, werden die diagonalen
Glieder, die mit wenigstens einer dissipativen Zone versehen sind,
in der dissipativen Zone gestreckt, umso in der dissipativen Zone Energie
der seismischen Schwingungen zu verzehren, wodurch das Zusammenfallen
der Metallstruktur verhindert wird. Nachdem die Metallstruktur seismischen
Schwingungen ausgesetzt worden ist, die eine plastische Streckung
der diagonalen Glieder, die mit wenigstens einer dissipativen Zone
versehen sind, bewirkt haben, werden die diagonalen Glieder durch neue
diagonale Glieder ersetzt, die mit wenigstens einer dissipativen
Zone versehen sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Teilansicht in perspektivischer Darstellung eines Lagersystems
der Erfindung;
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2 eine
Ansicht eines Details eines Teils des Lagersystems von 1;
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3 eine
Ansicht eines Details von 2;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines diagonalen Gliedes;
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5 und 6 vergrößerte Querschnittsansichten
des diagonalen Gliedes entlang der Linien V-V und VI-VI;
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7 und 8 seitliche
und obere Längsansichten
des Diagonalgliedes von 4; und
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9 bis 13 Ansichten ähnlich zu
derjenigen der 4 bis 8, jedoch
für eine
andere Ausführungsform
eines diagonalen Gliedes.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
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Das
Lagersystem von 1 weist auf:
- – eine Reihe
von vertikalen Säulen 1;
- – eine
Reihe von (horizontalen) Längsgliedern 3, die
sich zwischen den Säulen 1 erstrecken;
- – eine
Reihe von Stützelementen 4 (wie
zum Beispiel Platten oder Träger),
welche Stützelemente als
Unterstützung
für die
zu lagernden Erzeugnisse dienen;
- – eine
Reihe von diagonalen Glieder 2 (es sind nur einige wenige
diagonale Glieder dargestellt), die sich zwischen den Säulen der
rückseitigen
Fläche RF
der Struktur und der Seitenfläche
SF der Struktur erstrecken, und möglicherweise zwischen Säulen der
rückseitigen
Fläche
RF und Säulen
der vorderen Fläche
FF.
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Die
Säulen,
die Längsglieder
und die diagonalen Glieder sind aus Metall hergestellt (dasselbe oder
nicht), vorzugsweise aus Stahl.
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Die
Säulen 1,
die Stützelemente 4 und
die Längsglieder 3 sind
so ausgebildet, dass sie nur elastischer Verformung während seismischer
Schwingungen ausgesetzt werden.
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Alle
diagonalen Glieder 2 sind mit zwei dissipativen Zonen 21, 22 versehen.
Die diagonalen Glieder haben ein erstes flaches Ende 23,
das mit einem Loch 24 versehen ist, um so mit diesem Ende
mit einer Säule 1 mithilfe
eines Bolzens 25 und einer Schraube 26 verbunden
zu werden, und haben ein zweites flaches Ende 27, das mit
einem Loch 28 versehen ist, um so mit diesem Ende mit einer
anderen Säule 1 mithilfe
eines Bolzens 25 und einer Schraube 26 verbunden
zu werden.
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Die
diagonalen Glieder 2 bilden eine Reihe von Kreuzen zwischen
den beiden Säulen 1 (siehe 2).
Wie dies aus den 2 und 3 ersichtlich ist,
verbindet ein erstes horizontales Verbindungsmittel 3A einen
Teil der ersten Säule 1 benachbart
dem ersten Ende 23 des ersten diagonalen Gliedes 2A mit einem
Teil der zweiten vertikalen Säule 1 nahe
dem ersten Ende 23 des zweiten diagonalen Gliedes 2B, während ein
zweites Verbindungsmittel 3B einen Teil der zweiten vertikalen
Säule 1 nahe
dem zweiten Ende 27 des ersten diagonalen Elementes 2A mit
einem Teil der ersten vertikalen Säule nahe dem zweiten Ende 27 des
zweiten diagonalen Elementes 2B verbindet.
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Die
diagonalen Glieder, die mit dissipativen Zonen (4)
versehen sind, werden dadurch hergestellt, dass eine Metallplatte
gefaltet und/oder profiliert und/oder extrudiert wird, die gut definierte
mechanische Eigenschaften hat, wie zum Beispiel eine Kraft, bei
der die plastische Verformung beginnt, und eine Kraft, bei der ein
Bruch der Metallplatte auftritt. Vor und/oder nach dem Falten der
Platte wird die Platte oder das diagonale Glied mit Öffnungen 29 versehen,
um die dissipativen Zonen 21, 22 zu bilden.
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Das
diagonale Glied 2 weist auf:
- – einen
zentralen Längsteil 200 mit
einem im wesentlichen „S"-Kreuzprofil, welcher Teil eine obere geneigte
Fläche 201,
einen rechten Endflansch 202, der mit der Fläche 201 verbunden
ist, eine untere geneigte Fläche 203,
die mit einem linken Flansch 204 endet, und eine mittige
Fläche 205 aufweist,
die sich zwischen den Flächen 201 und 203 erstreckt
(die mittige Fläche
erstreckt sich in einer vertikalen Ebene, wenn sich das vertikale Glied
zwischen zwei vertikalen Säulen
erstreckt);
- – einen
flachen Endteil 23, der aus der Faltung der Metallplatte
besteht, so dass drei flache Teile der Platte einander berühren und
so dass die Gesamtdicke des flachen Endes ungefähr dreimal der Dicke der Platte
ist;
- – einen
flachen Endteil 27, der aus der Faltung der Metallplatte
besteht, so dass drei flache Teile der Platte einander berühren und
so dass die Gesamtdicke des flachen Endes ungefähr dreimal der Dicke der Platte
ist;
- – Übergangsteile 210, 220 zwischen
dem mittigen 200 und den flachen Endteilen 23, 27,
welche Übergangsteile
dazu ausgebildet sind, von der „S"-Form des mittigen Längsteils 200 in die
flache Form der Endteile 23, 27 überzugehen.
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Der
mittige Längsteil 200 ist
mit zwei Schwächungszonen 21, 22 versehen,
die plastische Verformung ermöglichen.
Jede Schwächungszone 21, 22 wird
dadurch erhalten, dass die Platte mit Öffnungen 29 von im
Wesentlichen rechteckiger Form versehen wird. Die Öffnungen 29 erstrecken
sich entlang der oberen Fläche 201,
der unteren Fläche 203 und
der mittigen Fläche 205.
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Die Öffnungen 29 jeder
Schwächungszone oder
plastischen Zone 21, 22 sind zwischen den Übergangszonen 210, 220 und
nicht in diesen Zonen angeordnet. In der Ausführungsform der 4 erstrecken
sich die Schwächungszonen
oder plastischen Zonen entlang einem Teil des mittigen Teils 200 mit
derselben Länge
L1. Die dissipativen Zonen sind daher von den Löchern 24, 28 und
daher von den Enden 23, 27 beabstandet, wobei
die letzteren und auch die Übergangsteile 210, 220 keiner
elastischen Verformung oder begrenzter elastischer Verformung während hoher
plastischer Verformung der dissipativen Zonen ausgesetzt werden.
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Das
diagonale Glied 2 besteht aus einem Metallmaterial wie
zum Beispiel einer Legierung, Stahl, Aluminium usw., die gut definierte
Charakteristiken haben, zum Beispiel eine maximale Verformung innerhalb
eines definierten Bereiches (zum Beispiel zwischen 100% und 120%
einer vorbestimmten elastischen Verformung) haben. In den Schwächungszonen 21, 22 ist
wenigstens 25% (zum Beispiel ungefähr 30%) des Metalls von der
Platte entfernt worden. Dies bedeutet, dass die Materialmenge, die
im Querschnitt oder der Querschnittsoberfläche in den Schwächungszonen
vorhanden ist, wenigstens 25% (zum Beispiel ungefähr 30%)
niedriger ist als die Materialmenge, die im Querschnitt oder der
Querschnittsoberfläche
in Zonen vorhanden ist, die nicht geschwächt sind, zum Beispiel in den
Enden.
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An
den flachen Enden 23, 27 haben aufgrund der Faltung
der Metallplatte die flachen Enden eine Dicke E1, die dreimal der
Dicke der Platte E entspricht. Diese Erhöhung der Dicke an den Enden
des diagonalen Gliedes ermöglicht
es, dass die Gefahr der Verformung der Löcher 24, 28 vermieden
wird, wenn das Glied Kräften
ausgesetzt wird, und vermeidet auch die Gefahr des Bre chens der
flachen Enden, wenn das Glied 2 einer Zugspannung ausgesetzt
wird.
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Jedes
Ende der diagonalen Glieder und auch das diagonale Glied 3 ist
mit einer vertikalen Säule mithilfe
eines einzelnen Bolzens 25 und einer Schraube 25 verbunden.
Unterschiedliche Bolzen 30 und Schrauben werden zum Befestigen
der Enden der Verbindungsprofile 3 an den Säulen 1 verwendet (siehe 3).
Dies ermöglicht
eine leichte Entfernung oder Ersetzung einer oder mehrerer diagonaler Glieder.
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Dies
ermöglicht
es auch, dass ein Bolzen nur einer Kraft ausgesetzt wird, die in
einem einzigen Profil ausgeübt
wird (diagonales Glied 2 oder Verbindungsprofil 3).
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Die
diagonalen Glieder 2 sind mit Mitteln zum Erleichtern der
Feststellung von plastischer Streckung versehen. Solche Mittel sind
zum Beispiel zwei Markierungslinien 100, 101,
die um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, wobei
im Falle einer plastischen Streckung der Abstand „d" größer wird
als der vorbestimmte Abstand. Die Markierungslinien 100, 102 sind
in Bezug auf eine dissipative Zone 21 bzw. zum Ende 23 und
zum Ende 27 angeordnet.
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Als
andere mögliche
Mittel, leicht festzustellen, ob eine dissipative Zone einer plastischen
Streckung ausgesetzt worden ist, kann das diagonale Glied mit einer
Markierungslinie 103 versehen sein, die sich durch eine
dissipativen Zone 22 als auch teilweise in Zonen erstreckt,
die nicht mit plastischen dissipativen Eigenschaften benachbart
der Zone 22 versehen sind (zum Beispiel Zonen, die nur
elastische Verformung erfahren, wenn die Zone 22 plastische
Verformung erfährt).
Wenn die Zone 22 eine plastische Verformung erfährt, wird
die Linie 103 nicht mehr eine gerade Linie sein. Um noch
leichter eine Kontrolle der plastischen Streckung der Zone 22 möglich zu
haben, ist ein Draht an den Enden 103A, 103B der
Linie 103 angebracht, welche Enden außerhalb der dissipativen Zone 22 angeordnet
sind. Der Draht ist dann nicht an der dissipativen Zone 22 angebracht.
Im Falle einer plastischen Streckung der dissipativen Zone 22 wird
die Linie 103 nicht mehr genau dem Draht folgen (der im
Stande ist, elastische oder plastische Verformung zu erfahren).
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Als
ein noch anderes mögliches
Mittel zum leichten kontrollieren, ob die dissipative Zone einer plastischen
Verformung ausgesetzt worden ist, ist es vorgesehen, die dissipative
Zone mit einer aufmalbaren Schicht zu versehen, die Risse bekommen
kann, wenn sie einer plastischen Verformung ausgesetzt wird.
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Wenn
die Struktur des Lagersystems von 1 Erdbebenschwingungen
ausgesetzt wird, werden die diagonalen Glieder 2 einer
Zugspannung ausgesetzt, das heißt
einer Verlängerung.
Verformte diagonale Glieder 2 werden leicht festgestellt,
wodurch es leicht ist, diejenigen Glieder festzustellen, die ersetzt
werden sollen. Aus Sicherheitsgründen
ist es besser, alle Glieder 2 in dem Falle zu ersetzen, dass
ein Glied 2 einer Verformung (Verlängerung) während eines Erdbebens ausgesetzt
worden ist.
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Wenn
die Zugkraft, die auf ein diagonales Glied 2 ausgeübt worden
ist, größer ist
als vorbestimmter Wert, wird das diagonale Glied 2 einer
plastischen Verformung (Streckung) in den Schwächungszonen 21, 22 ausgesetzt,
wodurch es möglich ist,
dass Erdbebenenergie verzehrt werden kann und dadurch ein Zusammenfallen
der Struktur während eines
Erdbebens verhindert werden kann.
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Die
diagonalen Glieder sind so konstruiert, dass alle diagonalen Glieder
mit Schwächungszonen 21, 22 dazu
ausgebildet sind, einer plastischen Verformung zu folgen, wenn Sie
einer Kraft ausgesetzt werden, die größer ist als im Wesentlichen
der gleiche vorbestimmte Wert, während
sie keiner plastischen Verformung im Falle von Kräften ausgesetzt werden,
die kleiner sind als der vorbestimmte Wert. Die Säulen 1 und
die Längsglieder 3, 4 sind
dazu ausgebildet, nur elastischer Verformung ausgesetzt zu werden,
wenn sie einer Kraft ausgesetzt werden, die wenigstens gleich dem
vorbestimmten Wert ist, zum Beispiel einer Kraft, die wenigstens
gleich dem 1,3-fachen des vorbestimmten Wertes ist.
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Nach
einem Erdbeben werden die diagonalen Glieder, die einer plastischen
Verformung ausgesetzt worden sind, durch neue diagonale Glieder
ersetzt, das heißt
diagonale Glieder, die noch keiner plastischen Verformung ausgesetzt
worden sind.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines diagonalen
Gliedes, das ähnlich
ist zu demjenigen, das in 4 gezeigt ist,
mit der Ausnahme, dass der mittige Teil 200 mit zwei Reihen
von aufeinander folgenden Öffnungen 29A, 29B versehen
ist und dass die Öffnungen
in zwei Längsflanschen 250, 251 angeordnet
sind, die dazwischen verbunden sind und einen Winkel β dazwischen
zwischen 30° und
150°, wie
zum Beispiel ungefähr
90° bilden.
Ein solches diagonales Glied hat ein niedrigeres Gewicht als das
diagonale Glied von 4.
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Die
flachen Enden 23, 27 des diagonalen Gliedes 2 haben
eine Gesamtdicke E1, die ungefähr 2-mal
der Dicke E der Platte oder der dissipativen Zone entspricht.
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Die Öffnungen 29A, 29B haben
eine im Wesentlichen rechteckige Form, deren Länge LX (in Längsrichtung)
gleich ungefähr
dem Zweifachen der Breite LY ist.
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Ein
solches diagonales Glied ist mit einer Reihe von aufeinander folgenden
dissipativen Zonen versehen, die plastische Streckung erfahren,
wenn sie einer seismischen Schwingung mit einer Spannung oder einer
Kraft ausgesetzt werden, die größer ist
als eine vorbestimmte Spannung oder Kraft. Die horizontalen Glieder 3, 4,
sind Glieder, die im Wesentlichen nur elastische Streckung erfahren,
wenn sie einer seismischen Schwingung mit einer Spannung oder einer
Kraft bis zu einem Wert von wenigstens dem 1,3-fachen der vorbestimmten
Spannung oder Kraft ausgesetzt werden.
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Wie
dies in 1 gezeigt ist, sind zwei benachbarte
Säulen
miteinander durch eine Reihe von diagonalen Gliedern 2 verbunden,
welche diagonalen Glieder sich in einer Richtung erstrecken, die
einen Winkel α,
der zwischen 15° und
75° vorzugsweise
zwischen 30° und
60°, zum
Beispiel ungefähr
45° in Bezug
auf die horizontale Ebene bildet. Zwei benachbarte Säulen sind
miteinander mit wenigstens 4 diagonalen Gliedern verbunden, vorzugsweise
mit wenigstens 6 diagonalen Gliedern.
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Gemäß einer
möglichen
Ausführungsform sind
nur die Teile der Säulen,
die dem Boden oder der Basis oder der Plattform benachbart sind,
auf der die Struktur angebracht ist, mit diagonalen Gliedern versehen,
die mit einer dissipativen Zone oder mehreren versehen sind.
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Bei
den gezeigten Ausführungsformen
bilden die diagonalen Glieder zwei Kreuze, wobei die diagonalen
Glieder eines Kreuzes nicht aneinander befestigt sind.
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Gemäß möglicher
Ausführungsformen
sind zwei benachbarte Säulen
miteinander durch zwei Reihen von aufeinander folgenden Kreuzen
verbunden, die durch diagonale Glieder mit dissipativen Zonen gebildet
sind, wobei die Kreuze der ersten Reihe diagonale Glieder haben,
die einen ersten Winkel mit der horizontalen Ebene bilden, während Kreuze
der zweiten Reihe diagonale Glieder haben, die einen zweiten Winkel
mit der horizontalen Ebene bil den, wobei der zweite Winkel unterschiedlich
vom ersten Winkel ist, während
Kreuze der ersten Reihe und Kreuze der zweiten Reihe sich zwischen
denselben Teilen von zwei benachbarten Säulen erstrecken.