一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括四管格構(gòu)圈梁和四管格構(gòu)斜交單元，四管格構(gòu)圈梁層疊設(shè)置，相鄰的兩層四管格構(gòu)圈梁之間設(shè)有四管格構(gòu)斜交單元，四管格構(gòu)斜交單元沿四管格構(gòu)圈梁成環(huán)形布置，四管格構(gòu)斜交單元包括兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱，所述兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱的兩端均連接四管格構(gòu)圈梁，檁條連接在同一水平高度的四管格構(gòu)斜交柱的節(jié)點上。本實用新型采用四管格構(gòu)斜交柱通過節(jié)點與四管格構(gòu)圈梁相連為局部三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；整體為四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格，構(gòu)件截面尺寸得以減小，且桿件均為直桿，易于生產(chǎn)加工，用鋼量低，同樣用鋼量下結(jié)構(gòu)剛度大；現(xiàn)場節(jié)點可采用高強螺栓或銷軸拼裝。
【專利說明】
一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及冷卻塔，特別是涉及一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻
+口 O
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)大型冷卻塔多采用雙曲線鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)型式因其運行可靠性高、防腐蝕性能好，建設(shè)技術(shù)成熟，使用壽命長而被廣泛應(yīng)用。這種類型的冷卻塔尺寸設(shè)計直徑可超過150m，高度200m。隨著我國鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，大型干式自然通風鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔較混凝土結(jié)構(gòu)有了越來越多的技術(shù)優(yōu)勢。性能方面:其自重輕，抗震、抗風性能優(yōu)良；施工方面:現(xiàn)場拼裝簡單、施工速度快，且綜合造價低;環(huán)保方面:冷卻塔在達到使用壽命后，鋼材可以重新回收利用，綠色環(huán)保，諸多因素使鋼塔的優(yōu)勢更為突出。
[0003]專利號為201110330021.6的中國專利，一種電廠用大型雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，采用直線斜立柱交叉組成的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，沿高度分布加勁環(huán)加強層來增加單層網(wǎng)殼的抗側(cè)剛度。斜柱以壓彎受力為主，構(gòu)件截面尺寸較大，用鋼量大，單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)需做剛接節(jié)點，構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大，并且抗震抗風性能差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于，提供一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，采用雙曲線外形，熱工性能良好，基礎(chǔ)處理簡單，施工便捷，用鋼量低。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括四管格構(gòu)圈梁和四管格構(gòu)斜交單元，四管格構(gòu)圈梁層疊設(shè)置，相鄰的兩層四管格構(gòu)圈梁之間設(shè)有四管格構(gòu)斜交單元，四管格構(gòu)斜交單元沿四管格構(gòu)圈梁成環(huán)形布置，四管格構(gòu)斜交單元包括兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱，所述兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱的兩端均連接四管格構(gòu)圈梁，檁條連接在同一水平高度的四管格構(gòu)斜交柱上。本實用新型采用四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)代替單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，所用桿件均為直桿，桿件截面小，加工簡單，相交節(jié)點均實現(xiàn)在同平面內(nèi)連接，施工難度小，現(xiàn)場拼裝快，在用鋼量相同的情況下剛度更大，抗震、抗風性能更加優(yōu)秀。
[0007]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，四管格構(gòu)斜交單元包括兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱，所述兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱的一端通過節(jié)點相連，水平方向相鄰的兩個四管格構(gòu)斜交單元通過節(jié)點相連。兩個四管格構(gòu)斜交柱和四管格構(gòu)圈梁形成三角形，形狀穩(wěn)定的單元，各三角形穩(wěn)定單元相互連接，形成整體格構(gòu)斜交網(wǎng)格，每單個三角形單元為平面結(jié)構(gòu)，桿件均為直桿，易于生產(chǎn)加工，現(xiàn)場節(jié)點拼裝亦是在平面內(nèi)施工，拼裝速度快，質(zhì)量容易保障。由于四管格構(gòu)圈梁和四管格構(gòu)斜交柱均為四管立體格構(gòu)結(jié)構(gòu)，各桿件面內(nèi)、外計算長度相同，解決了平面結(jié)構(gòu)由于構(gòu)造規(guī)定需將桿件截面尺寸加大的問題。由于整體結(jié)構(gòu)為四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格形成的雙層空間鋼結(jié)構(gòu)，相比于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的冷卻塔具有更大的剛度。
[0008]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，位于最下層的四管格構(gòu)圈梁下部連接有四管格構(gòu)斜交單元。
[0009]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，四管格構(gòu)圈梁成圓環(huán)狀，四管格構(gòu)圈梁包括第一圓環(huán)和第二圓環(huán)，第一圓環(huán)和第二圓環(huán)同軸設(shè)置，第一圓環(huán)上的節(jié)點通過腹桿和第二圓環(huán)上的節(jié)點相連。
[0010]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，四管格構(gòu)斜交柱通過高強螺栓或者銷軸節(jié)點與四管格構(gòu)圈梁相連。
[0011]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，相鄰的兩個檁條之間的垂直距離大于或者等于3米，且小于或者等于5米。
[0012]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，相鄰的兩個檁條之間的垂直距離等于4米。
[0013]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，四管格構(gòu)斜交柱的腹桿和弦桿通過相貫焊接節(jié)點連接。
[0014]前述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔中，四管格構(gòu)圈梁的腹桿與弦桿通過相貫焊節(jié)點連接。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用四管格構(gòu)斜交柱通過節(jié)點與四管格構(gòu)圈梁相連為局部三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu);整體為四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格，構(gòu)件截面尺寸得以減小，且桿件均為直桿，易于生產(chǎn)加工；用鋼量低，同樣用鋼量下結(jié)構(gòu)剛度大;現(xiàn)場節(jié)點可采用高強螺栓或銷軸拼裝;施工難度減小;與混凝土薄殼塔比，自重輕，施工便捷;現(xiàn)場施工簡單、速度快，并且抗震、抗風性能優(yōu)良。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是四管格構(gòu)圈梁和四管格構(gòu)斜交單元的連接方式示意圖。
[0018]附圖標記:1_四管格構(gòu)斜交單元，2-檁條，3-四管格構(gòu)圈梁，4-第一圓環(huán)，5-第二圓環(huán)，6-四管格構(gòu)斜交柱。
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的說明。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型的實施例1:如圖1和圖2所示，一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括四管格構(gòu)圈梁3和四管格構(gòu)斜交單元I，四管格構(gòu)圈梁3層疊設(shè)置，相鄰的兩層四管格構(gòu)圈梁3之間設(shè)有四管格構(gòu)斜交單元I，四管格構(gòu)斜交單元I沿四管格構(gòu)圈梁3成環(huán)形布置，四管格構(gòu)斜交單元I包括兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱6，所述兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱6的兩端均連接四管格構(gòu)圈梁3，檁條2連接在同一水平高度的四管格構(gòu)斜交柱6的節(jié)點上。
[0021]四管格構(gòu)斜交單元I包括兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱6，所述兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱6的一端通過節(jié)點相連，水平方向相鄰的兩個四管格構(gòu)斜交單元I通過節(jié)點相連。四管格構(gòu)斜交單元I成V字形，V字形的四管格構(gòu)斜交單元I上下兩端均連接其上方的四管格構(gòu)圈梁3和其下方的四管格構(gòu)圈梁3，且四管格構(gòu)斜交單元I相互首尾相連形成環(huán)形，起支撐作用。
[0022]位于最下層的四管格構(gòu)圈梁3下部連接有四管格構(gòu)斜交單元I。最下層的四管格構(gòu)圈梁3下部連接的四管格構(gòu)斜交單元I起斜柱的作用，與冷卻塔整體結(jié)構(gòu)具有一致性。
[0023]四管格構(gòu)圈梁3成圓環(huán)狀，四管格構(gòu)圈梁3包括第一圓環(huán)4和第二圓環(huán)5，第一圓環(huán)4和第二圓環(huán)5同軸設(shè)置，第一圓環(huán)4上的節(jié)點通過腹桿和第二圓環(huán)5上的節(jié)點相連。位于四管格構(gòu)圈梁3上方的四管格構(gòu)斜交單元I與第一圓環(huán)4相連，位于四管格構(gòu)圈梁3下方的四管格構(gòu)斜交單元I與第二圓環(huán)5相連。四管格構(gòu)斜交柱6通過高強螺栓或者銷軸節(jié)點與四管格構(gòu)圈梁3相連。
[0024]相鄰的兩個檁條2之間的垂直距離大于或者等于3米，且小于或者等于5米;較佳的相鄰的兩個檁條2之間的垂直距離等于4米。如果所述垂直距離過大則會影響整體的穩(wěn)定性，如果所述垂直距離過小，則提高了成本，造成不必要的浪費。四管格構(gòu)斜交柱6的腹桿和弦桿通過相貫焊接節(jié)點連接。四管格構(gòu)圈梁3的腹桿與弦桿通過相貫焊節(jié)點連接。
[0025]四管格構(gòu)斜交柱6的腹桿與弦桿采用相貫焊接節(jié)點，按運輸段長度加工，現(xiàn)場拼接；四管格構(gòu)圈梁的腹桿與弦桿采用相貫焊接節(jié)點，按運輸段長度加工，現(xiàn)場拼接。四管格構(gòu)斜交柱6與四管格構(gòu)圈梁3采用高強螺栓或銷軸現(xiàn)場拼裝;檁條2采用螺栓或銷軸現(xiàn)場拼裝，施工簡單、速度快。
[0026]在實際工程設(shè)計中，根據(jù)工藝條件，擬合合理的雙曲線;根據(jù)場地條件、抗震設(shè)防烈度、風荷載和塔高等因素選擇合適的結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)件截面和節(jié)點類型，建立結(jié)構(gòu)空間模型，采用有限元分析軟件進行結(jié)構(gòu)靜力分析、地震反應(yīng)譜分析、時程分析補充計算、結(jié)構(gòu)整體及局部的屈曲分析，必要的情況下進行結(jié)構(gòu)非線性分析;根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的結(jié)構(gòu)型式，進行結(jié)構(gòu)整體及構(gòu)件截面設(shè)計。
[0027]通過計算分析及研究發(fā)現(xiàn)，本實用新型的雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，熱工性能良好，構(gòu)件截面尺寸小，施工難度小，大部分構(gòu)件可在工廠加工，質(zhì)量易于保障，節(jié)點作法簡單，構(gòu)件現(xiàn)場拼裝速度快，同樣用鋼量下結(jié)構(gòu)剛度大，施工速度快，結(jié)構(gòu)抗震、抗風性能優(yōu)良。可以廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的自然通風冷卻塔設(shè)計。
【主權(quán)項】
1.一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，包括四管格構(gòu)圈梁(3)和四管格構(gòu)斜交單元(I)，四管格構(gòu)圈梁(3)層疊設(shè)置，相鄰的兩層四管格構(gòu)圈梁(3)之間設(shè)有四管格構(gòu)斜交單元(I)，四管格構(gòu)斜交單元(I)沿四管格構(gòu)圈梁(3)成環(huán)形布置，四管格構(gòu)斜交單元(I)包括兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱(6)，所述兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱(6)的兩端均連接四管格構(gòu)圈梁(3)，檁條(2)連接在同一水平高度的四管格構(gòu)斜交柱(6)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，四管格構(gòu)斜交單元(I)包括兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱(6)，所述兩個互成角度的四管格構(gòu)斜交柱(6)的一端通過節(jié)點相連，水平方向相鄰的兩個四管格構(gòu)斜交單元(I)通過節(jié)點相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，位于最下層的四管格構(gòu)圈梁(3)下部連接有四管格構(gòu)斜交單元(I)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，四管格構(gòu)圈梁(3)成圓環(huán)狀，四管格構(gòu)圈梁(3)包括第一圓環(huán)(4)和第二圓環(huán)(5)，第一圓環(huán)(4)和第二圓環(huán)(5)同軸設(shè)置，第一圓環(huán)(4)上的節(jié)點通過腹桿和第二圓環(huán)(5)上的節(jié)點相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，四管格構(gòu)斜交柱(6)通過高強螺栓或者銷軸節(jié)點與四管格構(gòu)圈梁(3)相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，相鄰的兩個檁條(2)之間的垂直距離大于或者等于3米，且小于或者等于5米。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，相鄰的兩個檁條(2)之間的垂直距離等于4米。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，四管格構(gòu)斜交柱(6)的腹桿和弦桿通過相貫焊接節(jié)點連接。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙曲線四管格構(gòu)斜交網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，四管格構(gòu)圈梁(3)的腹桿與弦桿通過相貫焊節(jié)點連接。
【文檔編號】E04H5/12GK205476662SQ201620075618
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月26日
【發(fā)明人】田永勝, 許良, 丁大益, 楊春霞
【申請人】中國五洲工程設(shè)計集團有限公司, 北京嘉普元豐科技發(fā)展有限公司