KR102522679B1 - Offshore floating platform with reduced stress concentration - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼는, 해수면에 부유하는 부유체; 상기 부유체의 상측에 결합되어 해상에 부유하는 구조물을 기지하는 지지체; 상기 부유체와 상기 지지체 사이에 배치되어 응력을 경감하는 응력집중완화부;를 포함하되, 상기 응력집중완화부는, 상단부가 상기 부유체의 상면으로부터 상측으로 이격되어 제1 공간부를 형성하도록 상기 부유체와 결합되는 제1 지지부; 상단부가 상기 지지체에 결합되고, 상기 제1 지지부에 형성된 결합공에 삽입되며, 상하 방향으로 관통된 관통공이 형성된 제2 지지부; 상단부가 상기 지지체에 결합되고, 상기 제2 지지부의 관통공을 통과하여 상하 방향으로 연장되며, 하단부가 상기 부유체에 결합되되, 상하 방향으로 긴장력이 부여된 상태로 상기 지지체와 상기 부유체를 연결하는 포스트텐션앵커;를 포함하는 것을 특징으로 한다. An offshore floating platform relieving stress concentration according to the present invention includes a floating body floating on the sea surface; A support base coupled to the upper side of the floating body to base a structure floating on the sea; A stress concentration relieving unit disposed between the floating body and the support body to relieve stress, wherein the stress concentration relieving unit has an upper end spaced upward from the upper surface of the floating body to form a first space. A first support coupled with; a second support portion having an upper end coupled to the support body, inserted into a coupling hole formed in the first support portion, and having a through hole passing through in a vertical direction; The upper end portion is coupled to the support body, passes through the through hole of the second support portion, and extends in the vertical direction, and the lower end portion is coupled to the floating body, but connects the support body and the floating body in a state in which tension is applied in the vertical direction. It is characterized in that it comprises a; post-tension anchor to.

Description

응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼{Offshore floating platform with reduced stress concentration}Offshore floating platform with reduced stress concentration}

본 발명은 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼에 관한 것으로, 특히 해상에 부유하는 구조물을 지지하는 지지체와 상기 지지체에 결합되는 부유체가 연결되는 부위의 응력 집중을 완화하고, 진동에 의해 영향을 최소화하여 구조적인 건정성을 향상시킨 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼에 관한 것이다. The present invention relates to an offshore floating platform that relieves stress concentration, and in particular, relieves stress concentration in a portion where a support for supporting a structure floating on the sea and a floating body coupled to the support are connected, and minimizes the effect of vibration. It relates to an offshore floating platform that relieves stress concentration that improves structural soundness by doing so.

해상에서 발생되는 풍부한 풍질을 이용하여 친환경적 풍력발전단지의 설치가 지속되고 있다. 수심이 깊은 해상에서 설치되는 풍력발전장치 중에서 경제성 및 설치의 용이성을 고려하여 부유식 풍력 발전기의 설치가 증가되고 있다. The installation of eco-friendly wind power generation complexes is continuing by using the abundant wind quality generated from the sea. Among wind power generators installed in deep waters, the installation of floating wind power generators is increasing in consideration of economic feasibility and ease of installation.

상기 부유식 해상 풍력 발전기는, 풍력발전기를 부유시켜 지지하는 부유체와 상기 부유체를 해저면에 고정하기 위한 계류장치를 사용하여, 해안으로부터 수십 km 떨어진 약 300m까지의 깊은 수심에서도 경제적으로 설치할 수 있다. 상기 부유식 해상 풍력 발전기는 풍력 발전을 위한 해양의 이용 면적을 크게 확보할 수 있을 뿐만 아니라 강상 풍속을 효과적으로 사용하여 안정적인 출력을 얻을 수 있는 장점이 있다. The floating offshore wind power generator can be economically installed even at a depth of up to about 300 m away from the coast by using a floating body for floating and supporting the wind power generator and a mooring device for fixing the floating body to the sea floor. there is. The floating offshore wind power generator has the advantage of being able to obtain a stable output by effectively using the river wind speed as well as being able to secure a large area of use of the ocean for wind power generation.

부유식 해상 풍력발전기는 여러 가지 타입이 시도되고 있다. 구체적으로, 부유식 해상 풍력발전기는 상기 부유체의 타입에 따라서, 스파 타입(Spar type), 반잠수식 타입(Semi-submersible type), 인장식 방식(TPL: Tension Legged Platform type)이 사용되고 있다.Various types of floating offshore wind turbines are being tried. Specifically, the floating offshore wind power generator is used according to the type of the floating body, such as a spar type, a semi-submersible type, and a tension legged platform type (TPL).

반잠수식 플랫폼의 경우, 해양에서 발생하는 해저지진으로부터 유발되는 지진해일이나 기상해일, 그리고 최근 강력하고 빈번하게 발생하는 폭풍해일의 영향으로 플랫폼 구조물 하부의 파압과 폭풍 해일 시 상부 풍력장치 부분에 작용하는 풍하중으로 인하여 반잠수식 해상 풍력 플랫폼의 상하부 연결부에는 큰 휨모멘트가 반복적으로 작용하게 되며, 사라 또는 매미와 같이 강략한 폭풍이 발생하면 플랫폼 구조의 조기 파괴가 유발될 수 있는 큰 문제를 내포하고 있다.In the case of semi-submersible platforms, wave pressure at the bottom of the platform structure and storm surge act on the upper part of the wind turbine due to the influence of tsunami or meteorological tsunami caused by submarine earthquakes occurring in the ocean, and recent strong and frequent storm surge. Due to the wind load, a large bending moment repeatedly acts on the upper and lower connections of the semi-submersible offshore wind platform, and if a strong storm occurs, such as Sara or Cicada, it poses a big problem that can cause early destruction of the platform structure. there is.

해양에 부유하는 반잠수식 해상풍력 플랫폼에는 터빈과 블레이드의 회전 진동, 블레이드의 손상 또는 이상 회전에 따른 우발진동, 및 지속적인 파도와 해일파에 의한 플랫폼 하부 구조의 주기적인 충격진동은, 플랫폼에 설치된 기기의 기능 유지 뿐만 아니라 플랫폼 상의 각종 기기의 용접부 또는 볼트 체결부에 반복적인 진동을 가함으로써 구조물의 안전에도 부정적인 영향을 미치게 되므로, 적극적인 방진 설계의 도입이 필요하다. In the semi-submersible offshore wind power platform floating in the ocean, rotational vibration of turbines and blades, accidental vibration due to damage or abnormal rotation of blades, and periodic shock vibration of the platform substructure caused by continuous waves and tidal waves In addition to maintaining the function of the device, repeated application of vibration to the welding or bolted parts of various devices on the platform adversely affects the safety of the structure, so it is necessary to introduce an active anti-vibration design.

도1에 도시된 바와 같이, 부유식 해상 플랫폼은 X축 회전(Roll), Y축 회전(Pitch), Z축 회전(Yaw), X축 변위(전후방향의 변위, Surge), Y축 변위(좌우방향의 변위, Sway), Z축 변위(상하방향의 변위, Heave)의 6 자유도로 복잡하게 거동하며, 해양의 파도는 장주기 성분이 탁월한 특성을 나타내므로 플랫폼의 자유도별 고유진동수 특성은 매우 중요한데, 반잠수식 해상풍력 플랫폼은 중량이 크기 때문에 X축 변위와 Y축 변위의 자유도에서 장주기 특성을 나타내므로 이에 맞는 개선 방안이 필요하다. As shown in Figure 1, the floating offshore platform has X-axis rotation (Roll), Y-axis rotation (Pitch), Z-axis rotation (Yaw), X-axis displacement (forward and backward displacement, surge), Y-axis displacement ( Displacement in the left and right direction, Sway), Z-axis displacement (displacement in the vertical direction, Heave) behaves in a complex manner, and ocean waves exhibit excellent characteristics of long-period components, so the natural frequency characteristics of each degree of freedom of the platform are very important. , Since the semi-submersible offshore wind power platform exhibits long-period characteristics in the degree of freedom of the X-axis displacement and the Y-axis displacement due to its large weight, an improvement plan suitable for this is needed.

본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해결하기 위해 안출된 것으로, 해상에 부유하는 구조물을 지지하는 지지체와 상기 지지체에 결합되는 부유체가 연결되는 부위의 응력 집중을 완화하고, 진동에 의해 영향을 최소화하여 구조적인 건정성을 향상시킨 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-described needs, by relieving the concentration of stress in the area where a support for supporting a structure floating on the sea and a floating body coupled to the support are connected, and minimizing the influence by vibration. Its purpose is to provide an offshore floating platform that relieves stress concentration with improved structural integrity.

본 발명의 실시예에 따른 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼은, 해수면에 부유하는 부유체; 상기 부유체의 상측에 결합되어 해상에 부유하는 구조물을 기지하는 지지체; 상기 부유체와 상기 지지체 사이에 배치되어 응력을 경감하는 응력집중완화부;를 포함하되, 상기 응력집중완화부는, 상단부가 상기 부유체의 상면으로부터 상측으로 이격되어 제1 공간부를 형성하도록 상기 부유체와 결합되는 제1 지지부; 상단부가 상기 지지체에 결합되고, 상기 제1 지지부에 형성된 결합공에 삽입되며, 상하 방향으로 관통된 관통공이 형성된 제2 지지부; 상단부가 상기 지지체에 결합되고, 상기 제2 지지부의 관통공을 통과하여 상하 방향으로 연장되며, 하단부가 상기 부유체에 결합되되, 상하 방향으로 긴장력이 부여된 상태로 상기 지지체와 상기 부유체를 연결하는 포스트텐션앵커;를 포함하는 것을 특징으로 한다. An offshore floating platform relieving stress concentration according to an embodiment of the present invention includes a floating body floating on the sea surface; A support base coupled to the upper side of the floating body to base a structure floating on the sea; A stress concentration relieving unit disposed between the floating body and the support body to relieve stress, wherein the stress concentration relieving unit has an upper end spaced upward from the upper surface of the floating body to form a first space. A first support coupled with; a second support portion having an upper end coupled to the support body, inserted into a coupling hole formed in the first support portion, and having a through hole passing through in a vertical direction; The upper end portion is coupled to the support body, passes through the through hole of the second support portion, and extends in the vertical direction, and the lower end portion is coupled to the floating body, but connects the support body and the floating body in a state in which tension is applied in the vertical direction. It is characterized in that it comprises a; post-tension anchor to.

또한, 상기 제2 지지부가 상기 결합공에 삽입되면, 상기 제2 지지부의 외주면과 상기 결합공은 소정의 간극을 형성하는 것이 바람직하다. In addition, when the second support portion is inserted into the coupling hole, an outer circumferential surface of the second support portion and the coupling hole preferably form a predetermined gap.

또한, 상기 포스트텐션앵커는, 일단부가 상기 지지체의 상면으로부터 돌출되어 연장되고 타단부가 상기 부유체의 내부로 연장되는 기둥부와, 상기 일단부 및 상기 타단부에 결합되어 상기 기둥부에 긴장력을 제공하는 조임부를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the post-tension anchor is coupled to a pillar part having one end protruding from the upper surface of the support body and the other end extending into the inside of the floating body, and the one end part and the other end part to apply tension to the pillar part. It is preferable to include a tightening part provided.

또한, 상기 제2 지지부의 상단부의 둘레 방향을 따라, 상기 제1 지지부와 상기 지지체의 사이에 배치되어 진동을 저감하는 복수의 완충부재를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to include a plurality of buffer members disposed between the first support and the support in the circumferential direction of the upper end of the second support to reduce vibration.

또한, 상기 포스트텐션앵커에 긴장력이 제공되고 외부로부터 가해지는 외력이 없을 때, 상기 제2 지지부의 하면은 상기 부유체에 대하여 상대 이동 가능하도록 상기 부유체의 상면과 접촉되어 있는 것이 바람직하다. In addition, when tension is applied to the post-tension anchor and there is no external force applied from the outside, it is preferable that the lower surface of the second support part is in contact with the upper surface of the floating body so as to be relatively movable with respect to the floating body.

또한, 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는 원통형으로 형성되고, 상기 제1 지지부는 상기 부유체의 외측을 감싸도록 배치되고, 상기 제1 지지부의 하단은 상기 부유체와 고정 결합되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the first support part and the second support part are formed in a cylindrical shape, the first support part is disposed to surround the outside of the floating body, and the lower end of the first support part is fixedly coupled to the floating body. .

또한, 가상의 정다각형의 꼭지점에 대응하는 지점에 상기 부유체가 각각 마련되고, 상기 부유체는 연결부재에 의해 서로 연결되며, 상기 가상의 정다각형의 중심에 대응하는 지점에 대하여, 상기 연결부재의 하측으로 수중에 잠기는 중량체가 결합된 것이 바람직하다. In addition, each floating body is provided at a point corresponding to the vertex of the virtual regular polygon, the floating body is connected to each other by a connecting member, and with respect to a point corresponding to the center of the virtual regular polygon, to the lower side of the connecting member. It is preferable to combine a weight submerged in water.

본 발명에 따른 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼은, 해상에 부유하는 구조물을 지지하는 지지체와 상기 지지체에 결합되는 부유체가 연결되는 부위의 응력 집중을 완화하고, 진동에 의해 영향을 최소화하여 구조적인 건정성을 향상시키는 효과를 제공한다. The offshore floating platform relieving stress concentration according to the present invention relieves stress concentration in the area where a support for supporting a structure floating on the sea and a floating body coupled to the support are connected, and minimizes the effect of vibration to structure the structure. It provides the effect of improving physical health.

도1은 해상 부유식 플랫폼의 자유도(Degree of Freedom)를 개념적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명 실시예에 따른 해상 부유식 플랫폼의 단면도,
도3은 본 발명 실시예에 적용되는 부유체에 대한 사시도,
도4는 도2의 분리사시도,
도5는 도의 A-A선 단면도
도6는 본 발명 실시예에 따른 해상 부유식 플랫폼의 작용을 도시한 도면이다.1 is a view conceptually showing the degree of freedom of an offshore floating platform;
Figure 2 is a cross-sectional view of an offshore floating platform according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of a floating body applied to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is an exploded perspective view of Figure 2;
Figure 5 is a cross-sectional view along line AA of the figure
Figure 6 is a view showing the action of the offshore floating platform according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in association with the accompanying drawings. Various embodiments of the present invention may apply various changes and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and related detailed descriptions are described. However, this is not intended to limit the various embodiments of the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes and/or equivalents or substitutes included in the spirit and technical scope of the various embodiments of the present invention. In connection with the description of the drawings, like reference numerals have been used for like elements.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Expressions such as “include” or “may include” that may be used in various embodiments of the present invention indicate the existence of a function, operation, or component that has been disclosed, and may include one or more additional functions, operations, or components. components, etc. are not limited. In addition, in various embodiments of the present invention, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that there are features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” to another element, the element may be directly connected to the other element, but a new element may be created between the element and the other element. It should be understood that may exist. On the other hand, when an element is referred to as being “directly connected” or “directly connected” to another element, it will be understood that no new element exists between the element and the other element. should be able to

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in various embodiments of the present invention are only used to describe a specific embodiment, and are not intended to limit various embodiments of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which various embodiments of the present invention belong.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in various embodiments of the present invention, ideal or excessively formal not interpreted as meaning

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 해상 부유식 플랫폼의 자유도(Degree of Freedom)를 개념적으로 도시한 도면이다. 도2는 본 발명 실시예에 따른 해상 부유식 플랫폼의 단면도이고, 도3은 본 발명 실시예에 적용되는 부유체에 대한 사시도이다. 도4는 도2의 분리사시도이고, 도5는 도의 A-A선 단면도이며, 도6는 본 발명 실시예에 따른 해상 부유식 플랫폼의 작용을 도시한 도면이다.1 is a diagram conceptually showing a degree of freedom of an offshore floating platform. Figure 2 is a cross-sectional view of an offshore floating platform according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a perspective view of a floating body applied to an embodiment of the present invention. Figure 4 is an exploded perspective view of Figure 2, Figure 5 is a cross-sectional view taken along line A-A, Figure 6 is a view showing the action of the offshore floating platform according to an embodiment of the present invention.

본 발명 실시예에 따른 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼은, 해상에 부유하는 구조물을 지지하는 부유식 플랫폼에 대한 것이다. 상기 구조물은 해상풍력발전기, 해상태양광발전단지 등의 구조물이 될 수 있으며, 상기 구조물이 상기 부유식 플랫폼 위에 설치된다. 물론, 상기 구조물은 상기와 바로 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 해상에 부유한 상태로 구조물을 설치할 때 사용되는 부유체이므로, 그 구조물은 다양하게 적용될 수 있다. An offshore floating platform mitigating stress concentration according to an embodiment of the present invention relates to a floating platform supporting a structure floating on the sea. The structure may be a structure such as an offshore wind power generator or an offshore photovoltaic power generation complex, and the structure is installed on the floating platform. Of course, the structure is not limited to the above, and since the present invention is a floating body used when installing a structure while floating on the sea, the structure can be applied in various ways.

도2를 참조하면, 본 실시예에 따르면 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼은, 부유체(10), 지지체(20), 및 응력집중완화부(30)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , according to the present embodiment, an offshore floating platform that relieves stress concentration includes a floating body 10 , a support body 20 , and a stress concentration relief unit 30 .

상기 부유체(10)는, 해수면에 부유한 상태로 배치된다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면 상기 부유체(10)는 반잠수식으로 형성될 수 있으며, 상기 부유체(10)는 복수개 마련될 수 있다. 본 발명은 풍력발전기를 지지하기 위한 부유체(10)로서 반잠수식 부유체(10)에 적용될 수 있다. The floating body 10 is disposed in a floating state on the sea surface. As shown in FIG. 2, according to this embodiment, the floating body 10 may be formed in a semi-submersible type, and a plurality of floating bodies 10 may be provided. The present invention can be applied to a semi-submersible floating body 10 as a floating body 10 for supporting a wind power generator.

본 실시예에 따르면, 상기 부유체(10)는, 가상의 정다각형의 꼭지점에 대응하는 지점에 각각 마련되고, 상기 부유체(10)는 연결부재(50)에 의해 서로 연결된다. 상기 부유체(10)는 상하 방향으로 연장되어 실린더 형태의 배치되는 칼럼부와 상기 칼럼부를 하측에서 지지하는 베이스를 포함한다. 도3에 도시된 바와 같이, 상기 부유체(10)는 3개가 마련되어 있으며, 상기 연결부재(50)는 상기 부유체(10)의 하단부 및 상단부를 평행하게 연결한다. 또한, 상측에 배치되는 연결부재(50)의 중심측과 상기 부유체(10)를 연결하는 보강부재(51)가 마련되며, 상기 보강부재(51)는 경사진 형태로 배치된다. 그리고, 상기 연결부재(50)의 중심측에는 상하 방향으로 연장되는 중심부재(60)가 마련된다. According to this embodiment, the floating body 10 is provided at each point corresponding to the vertex of a virtual regular polygon, and the floating body 10 is connected to each other by a connecting member 50 . The floating body 10 includes a column part extending in the vertical direction and arranged in a cylindrical shape and a base supporting the column part from the lower side. As shown in FIG. 3, three floating bodies 10 are provided, and the connecting member 50 connects the lower end and the upper end of the floating body 10 in parallel. In addition, a reinforcing member 51 connecting the central side of the connecting member 50 disposed on the upper side and the floating body 10 is provided, and the reinforcing member 51 is disposed in an inclined shape. In addition, a center member 60 extending in the vertical direction is provided at the center of the connecting member 50.

본 실시예에 따르면, 부유체(10)의 베이스부를 서로 연결하는 연결부재(50)의 하측에는 중량체(70)가 결합된다. 즉, 상기 중량체(70)는 상기 가상의 정다각형의 중심에 대응하는 지점에서, 수중에 잠기는 형태로 결합된다. 상기 중량체(70)는, 부유체(10)의 x축 및 y축의 변위량을 감소시키고 회전에 의한 영향을 경감한다. 즉, 상기 중량체(70)는 상기 부유체(10)의 자유도별 고유진동수의 장주기 특성을 완화시킬 수 있다. According to this embodiment, the weight body 70 is coupled to the lower side of the connecting member 50 connecting the base parts of the floating body 10 to each other. That is, the weight body 70 is coupled in a form submerged in water at a point corresponding to the center of the virtual regular polygon. The weight body 70 reduces displacement amounts of the x-axis and y-axis of the floating body 10 and reduces the effect of rotation. That is, the weight body 70 can alleviate the long period characteristic of the natural frequency for each degree of freedom of the floating body 10 .

상기 지지체(20)는, 상기 부유체(10)의 상측에 결합되어 해상에 부유하는 구조물을 지지하기 위해 마련된다. 상기 구조물은 상술한 바와 같이 해상에 부유한 상태로 설치되는 구조물로서, 풍력발전기, 태양광발전기 등이 될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 지지체(20)는, 상기 3개의 부유체(10)의 상측에 판상의 형태로 배치되며, 상기 지지체(20)의 상측에 상기 구조물이 배치될 수 있다.The support body 20 is coupled to the upper side of the floating body 10 and is provided to support a structure floating on the sea. As described above, the structure is a structure installed in a floating state on the sea, and may be a wind power generator, a solar power generator, and the like. According to this embodiment, the support body 20 is disposed in the form of a plate on the upper side of the three floating bodies 10, and the structure may be disposed on the upper side of the support body 20.

상기 응력집중완화부(30)는, 상기 부유체(10)와 상기 지지체(20) 사이에 배치되어 응력을 경감하기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 제1 지지부(31), 제2 지지부(32), 및 포스트텐션앵커(33)를 포함한다. The stress concentration relief unit 30 is disposed between the floating body 10 and the support body 20 to relieve stress. According to this embodiment, a first support part 31, a second support part 32, and a post-tension anchor 33 are included.

상기 제1 지지부(31)는, 상단부가 상기 부유체(10)의 상면으로부터 이격되어 제1 공간부를 형성하도록 상기 부유체(10)에 결합된다. 본 실시예에 따르면, 상기 부유체(10)는 원기둥 형상으로 이루어지고, 상기 제1 지지부(31)는 하부가 개방된 원통형으로 이루어진다. 상기 제1 지지부(31)는 상기 부유체(10)의 외측을 감싸도록 배치되고, 상기 제1 지지부(31)의 하단은 상기 부유체(10)와 고정 결합된다. 상기 제1 지지부(31)는 상기 부유체(10)와 용접에 의해 접합된다. The first support part 31 is coupled to the floating body 10 such that an upper end portion is spaced apart from the upper surface of the floating body 10 to form a first space. According to this embodiment, the floating body 10 is made of a cylindrical shape, and the first support part 31 is made of a cylindrical shape with an open bottom. The first support part 31 is disposed to surround the outside of the floating body 10, and the lower end of the first support part 31 is fixedly coupled to the floating body 10. The first support part 31 is joined to the floating body 10 by welding.

상기 제2 지지부(32)는, 상단부가 상기 지지체(20)에 결합되고, 상기 제1 지지부(31)에 형성된 결합공(311)에 삽입된다. 상기 제2 지지부(32)는 원통형으로 형성되는데, 상기 제2 지지부(32)는 상기 지지체(20)를 하측에서 지지한다. 도4에 도시된 바와 같이, 상기 지지체(20)로부터 하방으로 연장되는 상기 제2 지지부(32)는 상기 제1 지지부(31)의 결합공(311)에 삽입된다. 본 실시예에 따르면, 상기 제2 지지부(32)는 상하 방향으로 관통된 관통공(321)이 형성된다. 상기 관통공(321)은 후술하는 포스트텐션앵커(33)를 배치하기 위해서 마련된다. The second support part 32 has an upper end coupled to the support 20 and is inserted into a coupling hole 311 formed in the first support part 31 . The second support part 32 is formed in a cylindrical shape, and the second support part 32 supports the support body 20 from the lower side. As shown in FIG. 4 , the second support part 32 extending downward from the support body 20 is inserted into the coupling hole 311 of the first support part 31 . According to this embodiment, the second support portion 32 is formed with a through hole 321 penetrating in the vertical direction. The through hole 321 is provided to dispose a post-tension anchor 33 to be described later.

또한, 본 실시예에 따르면, 상기 제2 지지부(32)가 상기 결합공(311)에 삽입되면, 상기 제2 지지부(32)의 외주면과 상기 결합공(311)은 소정의 간극(Gap)을 형성한다. 상기 간극은 상기 부유체(10) 또는 상기 구조물이 X축 또는 Y축 방향으로 이동할 때, 상기 제1 지지부(31)에 대하여 상기 제2 지지부(32)가 이동하는 갭을 형성하고, 상기 X축 또는 Y축으로 과도한 변위 발생을 막는 시어키(Shear Key) 기능을 수행한다. In addition, according to the present embodiment, when the second support portion 32 is inserted into the coupling hole 311, the outer circumferential surface of the second support portion 32 and the coupling hole 311 form a predetermined gap. form The gap forms a gap in which the second support part 32 moves with respect to the first support part 31 when the floating body 10 or the structure moves in the X-axis or Y-axis direction, and the X-axis Or, it performs the Shear Key function to prevent excessive displacement in the Y axis.

상기 포스트텐션앵커(33)는, 상하 방향으로 긴장력이 부여된 상태로 상기 지지체(20)와 상기 부유체(10)를 연결하기 위해서 마련된다. 따라서, 상기 지지체(20)와 상기 부유체(10)는 직접적으로 결합되지 않고, 상기 포스트텐션앵커(33)에 의해 연결되어 응력 집중이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 상기 포스트텐션앵커(33)는, 그 상단부가 상기 지지체(20)에 결합되고, 상기 제2 지지부(32)의 관통공(321)을 통과하여 상하 방향으로 연장되며, 하단부가 상기 부유체(10)에 결합된다. 상기 부유체(10)에는 상기 포스트텐션앵커(33)의 단부가 삽입되는 체결공(11)이 형성된다. 상기 포스트텐션앵커(33)는 상단부 및 하단부가 서로 멀어지는 방향으로 당겨지는 힘을 가하여 긴장력이 부여된 상태를 유지한다. The post-tension anchor 33 is provided to connect the support 20 and the floating body 10 in a state in which tension is applied in the vertical direction. Therefore, the support 20 and the floating body 10 are not directly coupled but connected by the post-tension anchor 33 to prevent stress concentration from occurring. The post-tension anchor 33 has an upper end coupled to the support 20 and extending vertically through the through hole 321 of the second support 32, and a lower end connected to the floating body 10. ) is bound to A fastening hole 11 into which an end of the post-tension anchor 33 is inserted is formed in the floating body 10 . The post-tension anchor 33 maintains a state in which tension is applied by applying a pulling force to the upper and lower ends in a direction away from each other.

좀 더 구체적으로, 본 실시예에 따르면, 상기 포스트텐션앵커(33)는 기둥부(331)와 조임부(332)를 포함한다. More specifically, according to this embodiment, the post-tension anchor 33 includes a pillar part 331 and a fastening part 332.

상기 기둥부(331)는 일단부가 상기 지지체(20)의 상면으로부터 돌출되어 연장되고 타단부가 상기 부유체(10)의 내부로 연장된다. 상기 기둥부(331)의 양단부에는 나사산이 형성된다. 상기 조임부(332)는 상기 기둥부(331)의 일단부 및 타단부에 각각 결합되어 상기 기둥부(331)에 긴장력을 제공한다. 상기 조임부(332)의 내주면에는 상기 나사산과 나사 결합하는 나사산이 마련된다. 상기 타단부에 조임부(332)를 결합한 상태에서, 상기 일단부에 결합된 조임부(332)를 조이면 상기 지지체(20)와 상기 부유체(10)와의 간격이 좁아지는 압축력이 작용하고, 상기 일단부와 타단부에 결합된 조임부(332)의 조임력에 의해 상기 기둥부(331)에는 긴장력이 부여된다. The pillar part 331 has one end protruding and extending from the upper surface of the support body 20 and the other end extending into the inside of the floating body 10 . Screw threads are formed at both ends of the pillar portion 331 . The fastening part 332 is coupled to one end and the other end of the pillar part 331, respectively, and provides tension to the pillar part 331. A screw thread screwed into the screw thread is provided on an inner circumferential surface of the tightening part 332 . In a state in which the fastening part 332 is coupled to the other end, when the fastening part 332 coupled to the one end is tightened, a compressive force that narrows the distance between the support 20 and the floating body 10 acts, and the Tension force is applied to the pillar portion 331 by the tightening force of the tightening portion 332 coupled to one end and the other end.

본 실시예에 따르면, 상기 포스트텐션앵커(33)에 긴장력이 제공되고, 외부로부터 가해지는 외력을 없을 때, 상기 제2 지지부(32)의 하면은 상기 부유체(10)의 상면과 접촉된다. 상기 제2 지지부(32)의 하면은 상기 부유체(10)와 고정되지 않고, 상기 제2 지지부(32)가 진동할 때, 상기 부유체(10)에 대하여 상대 이동 가능하도록 접촉된 상태를 유지한다. According to this embodiment, when a tension force is applied to the post-tension anchor 33 and there is no external force applied from the outside, the lower surface of the second support part 32 is in contact with the upper surface of the floating body 10 . The lower surface of the second support part 32 is not fixed to the floating body 10, and when the second support part 32 vibrates, it remains in contact with the floating body 10 so as to be relatively movable. do.

또한, 본 실시예에 따르면, 상기 지지체(20)가 상기 부유체(10)에 대하여 상하 방향으로 진동할 때, 진동을 완화하기 위해서 완충부재(40)가 마련된다. 도5에 도시된 바와 같이, 상기 완충부재(40)는, 상기 제2 지지부(32)의 상단부의 둘레 방향을 따라, 상기 제1 지지부(31)와 상기 지지체(20) 사이에 배치되어 진동을 저감한다. 상기 완충부재(40)의 상측은 상기 지지체(20)의 하면과 접촉하고, 상기 완충부재(40)의 하측은 상기 제1 지지부(31)의 상면에 접촉한다. In addition, according to this embodiment, when the support 20 vibrates in the vertical direction with respect to the floating body 10, a buffer member 40 is provided to alleviate the vibration. As shown in FIG. 5, the buffer member 40 is disposed between the first support part 31 and the support body 20 along the circumferential direction of the upper end of the second support part 32 to reduce vibration. reduce The upper side of the buffer member 40 contacts the lower surface of the support 20 and the lower side of the buffer member 40 contacts the upper surface of the first support part 31 .

이하, 상기 구성에 따른 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼의 작용 내지 효과에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the action or effect of the offshore floating platform mitigating the stress concentration according to the above configuration will be described in detail.

이처럼, 본 발명에 따른 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼은, 반잠수식으로 마련되는 해상 부유식 플랫폼과 설치구조물 사이를 포스트텐셔닝앵커(post-tentioning anchor)를 활용한 록킹시스템을 적용하여 구조 접합부에 작용하는 휨모멘트를 제거하여 구조물에 발생하는 응력 또는 에너지를 방출시킬 수 있도록 하여 안정성을 확보한다. 즉, 도7에 도시된 바와 같이, 해상 부유식 플랫폼은 해상의 환경에 의해 수평 방향으로의 전단거동, 상하방향으로 운동, 그리고 회전거동이 복합적으로 일어날 때, 상기 포스트텐션앵커(33)가 외력을 허용 범위 내에서 흡수하고, 외부 응력 제거시 다시 복원되어 응력 집중을 해소한다. 포스트텐셔닝앵커에 의해 평상시에는 프리스트레스 긴장력으로 상하부 구조의 접합성능을 확보하고, 하중 인가로 인하여 상하부 구조 사이에 과도한 휨모멘트가 발생하면 포스트텐션앵커(33)가 인장 변형하여 접합부에 누적되는 휨모멘트를 제거 또는 완화시키고 하중이 제거되면 다시 포스트텐션앵커(33)가 긴장력을 갖도록 복원되도록 한다.As such, the offshore floating platform mitigating the stress concentration according to the present invention applies a locking system using a post-tensioning anchor between the offshore floating platform and the installation structure provided in a semi-submersible manner. It secures stability by removing the bending moment acting on the structural joint so that the stress or energy generated in the structure can be released. That is, as shown in FIG. 7, when the offshore floating platform has a combination of shear behavior in the horizontal direction, motion in the vertical direction, and rotational behavior due to the marine environment, the post-tension anchor 33 is subjected to external force. is absorbed within the allowable range, and when external stress is removed, it is restored again to relieve stress concentration. The post-tensioning anchor secures the joint performance of the upper and lower structures with pre-stress tension at normal times, and when an excessive bending moment occurs between the upper and lower structures due to the application of a load, the post-tension anchor 33 tensilely deforms and accumulates at the joint Bending moment is removed or relieved, and when the load is removed, the post-tension anchor 33 is restored to have tension.

또한, 도7과 같이, 전단하중에 대하여 시어키(shear key)에 의해 저항하도록 한다. 전단 거동 발생시, 상기 제2 지지부(32)는 상기 제1 지지부(31)와의 간극(L)만큼의 이동이 허용되고, 따라서 제1 지지부(31)는 상기 제2 지지부(32)의 과도한 이동을 제한한다. 그리고, 상하 방향의 거동 발생시, 완충부재(40)에 의해 응력이 흡수되므로, 상기 구조물과 부유체(10)의 결합 부위에 응력 집중을 해소하는 효과를 제공한다. In addition, as shown in FIG. 7, the shear load is resisted by a shear key. When shearing occurs, the second support part 32 is allowed to move as much as the gap L with the first support part 31, and thus the first support part 31 prevents excessive movement of the second support part 32. limit In addition, since the stress is absorbed by the buffer member 40 when the vertical motion occurs, stress concentration is relieved at the joint between the structure and the floating body 10 .

이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.In the above, the present invention has been described in detail with respect to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and many variations may be provided within a range that does not depart from the scope of the present invention.

10... 부유체 11... 체결공
20... 지지체 30... 응력집중완화부
31... 제1 지지부 311... 결합공
32... 제2 지지부 321... 관통공
33... 포스트텐션앵커 331... 기둥부
332... 조임부 40... 완충부재
50... 연결부재 51... 보강부재
60... 중심부재 70... 중량체10... floating body 11... fastening hole
20 ... support body 30 ... stress concentration relief unit
31... first support 311... coupling hole
32... second support 321... through hole
33... post tension anchor 331... column
332 ... tightening part 40 ... buffer member
50... connecting member 51... reinforcing member
60... center material 70... weight body

Claims (7)

해수면에 부유하는 부유체(10);
상기 부유체(10)의 상측에 결합되어 해상에 부유하는 구조물을 기지하는 지지체(20);
상기 부유체(10)와 상기 지지체(20) 사이에 배치되어 응력을 경감하는 응력집중완화부(30);를 포함하되,
상기 응력집중완화부(30)는,
상단부가 상기 부유체(10)의 상면으로부터 상측으로 이격되어 제1 공간부를 형성하도록 상기 부유체(10)와 결합되는 제1 지지부(31);
상단부가 상기 지지체(20)에 결합되고, 상기 제1 지지부(31)에 형성된 결합공(311)에 삽입되며, 상하 방향으로 관통된 관통공(321)이 형성된 제2 지지부(32);
상단부가 상기 지지체(20)에 결합되고, 상기 제2 지지부(32)의 관통공(321)을 통과하여 상하 방향으로 연장되며, 하단부가 상기 부유체(10)에 결합되되, 상하 방향으로 긴장력이 부여된 상태로 상기 지지체(20)와 상기 부유체(10)를 연결하는 포스트텐션앵커(33);를 포함하는 것을 특징으로 하는 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼.Floating body 10 floating on the sea level;
A support body 20 coupled to the upper side of the floating body 10 to base a structure floating on the sea;
A stress concentration relief unit 30 disposed between the floating body 10 and the support 20 to relieve stress; includes,
The stress concentration relief unit 30,
a first support part 31 coupled to the floating body 10 such that an upper end is spaced upward from the upper surface of the floating body 10 to form a first space;
a second support part 32 having an upper end coupled to the support 20, inserted into the coupling hole 311 formed in the first support part 31, and having a through hole 321 passing through in the vertical direction;
The upper end portion is coupled to the support body 20, passes through the through hole 321 of the second support portion 32, and extends in the vertical direction, and the lower end portion is coupled to the floating body 10, and tension is applied in the vertical direction. An offshore floating platform relieving stress concentration, characterized in that it includes; a post-tension anchor 33 connecting the support 20 and the floating body 10 in a given state. 제1항에 있어서,
상기 제2 지지부(32)가 상기 결합공(311)에 삽입되면, 상기 제2 지지부(32)의 외주면과 상기 결합공(311)은 소정의 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼.According to claim 1,
When the second support part 32 is inserted into the coupling hole 311, the outer circumferential surface of the second support part 32 and the coupling hole 311 form a predetermined gap to relieve stress concentration, characterized in that offshore floating platform. 제1항에 있어서,
상기 포스트텐션앵커(33)는, 일단부가 상기 지지체(20)의 상면으로부터 돌출되어 연장되고 타단부가 상기 부유체(10)의 내부로 연장되는 기둥부(331)와, 상기 일단부 및 상기 타단부에 결합되어 상기 기둥부(331)에 긴장력을 제공하는 조임부(332)를 포함하는 것을 특징으로 하는 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼. According to claim 1,
The post-tension anchor 33 includes a pillar portion 331 having one end protruding and extending from the upper surface of the support body 20 and the other end extending into the inside of the floating body 10, and the one end and the other end. Offshore floating platform that relieves stress concentration, characterized in that it comprises a tightening portion 332 coupled to the end to provide tension to the pillar portion 331. 제1항에 있어서,
상기 제2 지지부(32)의 상단부의 둘레 방향을 따라, 상기 제1 지지부(31)와 상기 지지체(20)의 사이에 배치되어 진동을 저감하는 복수의 완충부재(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼. According to claim 1,
Characterized in that it includes a plurality of buffer members 40 disposed between the first support 31 and the support 20 along the circumferential direction of the upper end of the second support 32 to reduce vibration. An offshore floating platform that relieves the stress concentration caused by 제1항에 있어서,
상기 포스트텐션앵커(33)에 긴장력이 제공되고 외부로부터 가해지는 외력이 없을 때, 상기 제2 지지부(32)의 하면은 상기 부유체(10)에 대하여 상대 이동 가능하도록 상기 부유체(10)의 상면과 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼. According to claim 1,
When a tension force is provided to the post-tension anchor 33 and there is no external force applied from the outside, the lower surface of the second support part 32 is relatively movable with respect to the floating body 10. An offshore floating platform that relieves stress concentration, characterized in that it is in contact with the upper surface. 제1항에 있어서,
상기 제1 지지부(31) 및 상기 제2 지지부(32)는 원통형으로 형성되고,
상기 제1 지지부(31)는 상기 부유체(10)의 외측을 감싸도록 배치되고, 상기 제1 지지부(31)의 하단은 상기 부유체(10)와 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼. According to claim 1,
The first support part 31 and the second support part 32 are formed in a cylindrical shape,
The first support part (31) is disposed to surround the outside of the floating body (10), and the lower end of the first support part (31) is fixedly coupled to the floating body (10) to relieve stress concentration. An offshore floating platform. 제1항에 있어서,
가상의 정다각형의 꼭지점에 대응하는 지점에 상기 부유체(10)가 각각 마련되고,
상기 부유체(10)는 연결부재(50)에 의해 서로 연결되며,
상기 가상의 정다각형의 중심에 대응하는 지점에 대하여, 상기 연결부재(50)의 하측으로 수중에 잠기는 중량체(70)가 결합된 것을 특징으로 하는 응력 집중을 완화한 해상 부유식 플랫폼.
According to claim 1,
The floating bodies 10 are provided at points corresponding to vertices of virtual regular polygons,
The floating body 10 is connected to each other by a connecting member 50,
With respect to the point corresponding to the center of the virtual regular polygon, the stress concentration relieved offshore floating platform, characterized in that the weight body 70 submerged in the water is coupled to the lower side of the connection member 50.
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