雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔包括：底部格構(gòu)柱，設(shè)置在冷卻塔基礎(chǔ)上，所述底部格構(gòu)柱的數(shù)目為多個，多個底部格構(gòu)柱形成環(huán)形布置；上部塔筒，連接在所述底部格構(gòu)柱的上方，所述上部塔筒是雙曲線結(jié)構(gòu)；即所述上部塔筒包括：上部鋼柱，沿縱向設(shè)置，所述上部鋼柱的數(shù)目為多個，多個所述上部鋼柱在周向上形成環(huán)形，各所述底部格構(gòu)柱的上方連接有一個所述上部鋼柱；鋼筒體，為雙曲線形的筒狀，連接在所述上部鋼柱的內(nèi)側(cè)。本發(fā)明具有自重輕、施工簡單、速度快、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良、綜合造價低等優(yōu)點，同時在環(huán)保方面，鋼結(jié)構(gòu)式冷卻塔具有易回收利用，環(huán)境污染小等突出優(yōu)勢。
【專利說明】
雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種冷卻塔，尤其是一種雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大型冷卻塔多采用雙曲線鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)，工程中已經(jīng)使用直徑超過150m，高度200m左右的大型冷卻塔。對于雙曲線鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)，自重大，施工周期長。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題:現(xiàn)有的雙曲線鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)的冷卻塔，自重大，施工周期長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，以解決有的雙曲線鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)的冷卻塔，自重大，施工周期長的問題。
[0005]為此，本發(fā)明提出一種雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔包括:
[0006]底部格構(gòu)柱，設(shè)置在冷卻塔基礎(chǔ)上，所述底部格構(gòu)柱的數(shù)目為多個，多個底部格構(gòu)柱形成環(huán)形布置；
[0007]上部塔筒，連接在所述底部格構(gòu)柱的上方，所述上部塔筒是雙曲線結(jié)構(gòu)；
[0008]即所述上部塔筒包括:
[0009]上部鋼柱，沿縱向設(shè)置，所述上部鋼柱的數(shù)目為多個，多個所述上部鋼柱在周向上形成環(huán)形，各所述底部格構(gòu)柱的上方連接有一個所述上部鋼柱；
[0010]鋼筒體，為雙曲線形的筒狀，連接在所述上部鋼柱的內(nèi)側(cè)。
[0011]進一步地，所述上部塔筒還包括:連接在各所述上部鋼柱上并沿橫向形成封閉環(huán)形的加強環(huán)，所述加強環(huán)的數(shù)目為多個，多個所述加強環(huán)從上至下依次布置。
[0012]進一步地，所述鋼筒體由多塊鋼板連接形成，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括:肋板，連接在相鄰的兩個所述上部鋼柱之間并垂直連接所述鋼板。
[0013]進一步地，所述加強環(huán)連接在所述上部鋼柱的外側(cè)。
[0014]進一步地，所述加強環(huán)為平面桁架結(jié)構(gòu)，所述平面桁架所形成的平面為水平平面，所述上部鋼柱位于豎直平面內(nèi)并垂直所述平面桁架，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括:連接在所述加強環(huán)與所述上部鋼柱之間的支撐件。
[0015]進一步地，所述支撐件包括:位于所述加強環(huán)的上方并連接在所述加強環(huán)與所述上部鋼柱之間的上支撐件、以及位于所述加強環(huán)的下方并連接在所述加強環(huán)與所述上部鋼柱之間的下支撐件。
[0016]進一步地，所述上部鋼柱沿高度方向設(shè)置，所述上部鋼柱在相鄰兩所述加強環(huán)之間為直線段，所述上部鋼柱通過多線段擬合成雙曲線外形。
[0017]進一步地，所述底部格構(gòu)柱采用十字交叉柱、水平雙肢柱、空間桁架結(jié)構(gòu)。
[0018]進一步地，所述平面桁架具有環(huán)型弦桿和腹桿，所述上部鋼柱、所述環(huán)型弦桿、腹桿及支撐件采用通過焊接、乳制形成的鋼構(gòu)件或成品的鋼構(gòu)件。
[0019 ]進一步地，所述底部格構(gòu)柱、和/或所述上部鋼柱、和/或所述鋼板、和/或所述加強環(huán)之間的連接，采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。
[0020]本發(fā)明采用鋼結(jié)構(gòu)式冷卻塔，通過格構(gòu)柱、上部鋼柱形成鋼結(jié)構(gòu)，熱工性能良好，基礎(chǔ)處理簡單，施工便捷，結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良，與單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相比剛度更理想；同時筒體鋼板即為受力結(jié)構(gòu)又為維護結(jié)構(gòu)，提高的整體結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能，減少了現(xiàn)場拼裝工程量，降低施工難度，縮短施工工期，大大降低了整體造價。本發(fā)明具有自重輕、施工簡單、速度快、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良、綜合造價低等優(yōu)點；同時在環(huán)保方面，鋼結(jié)構(gòu)式冷卻塔具有易回收利用，環(huán)境污染小等突出優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1中的E-E的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為圖1中的F-F的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為圖2中a-a的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為圖3中b-b的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為鋼板、上部鋼柱和肋板連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7為圖6中c-c的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)號說明:
[0029]1-底部格構(gòu)柱;2-上部塔筒;3-上部鋼柱;4-加強環(huán);5-鋼筒體;6_鋼板;7_肋板(板加勁);8-支撐件
【具體實施方式】
[0030]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明。
[0031 ]如圖1所示，本發(fā)明實施例的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔包括:
[0032]底部格構(gòu)柱1(即設(shè)置在冷卻塔底部的格構(gòu)柱)，如圖4所示，設(shè)置在冷卻塔基礎(chǔ)上，所述底部格構(gòu)柱的數(shù)目為多個，多個底部格構(gòu)柱形成環(huán)形布置，是將冷卻塔整體荷載傳導(dǎo)至基礎(chǔ)的主體受力結(jié)構(gòu);底部格構(gòu)柱I可采用多種結(jié)構(gòu)形式，單根柱子需在工廠進行預(yù)制，制作完成后整根格構(gòu)柱運送至現(xiàn)場進行拼裝，柱體本身及格構(gòu)式綴條和支撐之間可采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接；
[0033]上部塔筒2，連接在所述底部格構(gòu)柱I的上方，所述上部塔筒是雙曲線結(jié)構(gòu)或上部塔筒2是雙曲線板柱結(jié)構(gòu)形式；
[0034]即所述上部塔筒包括:
[0035]上部鋼柱3，沿縱向設(shè)置(沿高度方向或豎直方向)，所述上部鋼柱3的數(shù)目為多個，多個所述上部鋼柱3在周向上形成環(huán)形，各所述底部格構(gòu)柱I的上方連接有一個所述上部鋼柱，例如，底部格構(gòu)柱I單肢向上延伸，形成上部鋼柱這樣，便于制作，便于在底部格構(gòu)柱I的基礎(chǔ)上制作上部鋼柱3;
[0036]鋼筒體5，如圖3所示，為雙曲線形的筒狀，連接在所述上部鋼柱3的內(nèi)側(cè)。
[0037]本發(fā)明在設(shè)計中能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度性能，同時由于雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔構(gòu)件主要為實腹柱(上部鋼柱3)和筒體鋼板(鋼筒體5)組成，鋼板即為受力結(jié)構(gòu)又為維護結(jié)構(gòu)，提高的整體結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能，減少了現(xiàn)場拼裝工程量，降低施工難度，縮短施工工期，大大降低了整體造價。本發(fā)明較雙曲線網(wǎng)殼型鋼冷卻塔相比，在具有優(yōu)良的抗風(fēng)抗震性能同時，采用更加優(yōu)良的抗腐蝕性能。同時采用一板雙用，利用鋼板、鋼柱及加強環(huán)組成的整體受力體系抵抗各自外部荷載，維持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，同時利用鋼板充當(dāng)維護結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)計、招標(biāo)、采購施工的相應(yīng)工序，提高了進度及效率的同時，降低了整體造價。
[0038]進一步地，如圖1和圖2所示，所述上部塔筒還包括:連接在各所述上部鋼柱上并沿橫向形成封閉環(huán)形的加強環(huán)4，所述加強環(huán)4的數(shù)目為多個，多個所述加強環(huán)4從上至下依次布置。加強環(huán)4起到加強各上部鋼柱3之間的橫向連接的作用，加強冷卻塔水平方向的連接強度。
[0039]進一步地，所述鋼筒體5由多塊鋼板6連接形成，如圖6和圖7所示，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括:肋板7(也稱為板加勁)，連接在相鄰的兩個所述上部鋼柱3之間并垂直連接所述鋼板6。如圖6所示，鋼板6與上部鋼柱3連接，即充當(dāng)受力結(jié)構(gòu)又為維護結(jié)構(gòu)。鋼筒體5可以采用弧形鋼板6，鋼板6可采用波紋板或平鋼板，根據(jù)設(shè)計計算鋼板6可設(shè)置肋板7加強連接。鋼板6與肋板7可在工廠進行連接制作，制作完成后整塊帶加勁的鋼板6運送至現(xiàn)場進行拼裝，這樣，減少現(xiàn)場工作量。
[0040]進一步地，如圖5所示，鋼筒體5連接在所述上部鋼柱3的內(nèi)側(cè)，所述加強環(huán)4連接在所述上部鋼柱3的外側(cè)，以保證鋼筒體5用于冷卻，而且加強環(huán)4所占空間小，重量輕。
[0041 ]進一步地，如圖5所示，所述加強環(huán)4為平面桁架結(jié)構(gòu)，所述平面桁架所形成的平面為水平平面或者說平面桁架水平設(shè)置，所述上部鋼柱3位于豎直平面內(nèi)并垂直所述平面桁架，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括:連接在所述加強環(huán)4與所述上部鋼柱3之間的支撐件8，以增加加強環(huán)4與所述上部鋼柱3之間的連接強度。
[0042]進一步地，如圖5，所述支撐件8包括:位于所述加強環(huán)4的上方并連接在所述加強環(huán)4與所述上部鋼柱3之間的上支撐件、以及位于所述加強環(huán)4的下方并連接在所述加強環(huán)4與所述上部鋼柱3之間的下支撐件。這樣，加強環(huán)4與所述上部鋼柱3之間的上下兩個方向的連接都得以增強。
[0043]進一步地，所述上部鋼柱3沿高度方向設(shè)置，所述上部鋼柱3在相鄰兩所述加強環(huán)之間4為直線段，所述上部鋼柱4通過多線段擬合成雙曲線外形。這樣，便于制作。
[0044]進一步地，所述底部格構(gòu)柱I采用十字交叉柱、水平雙肢柱、空間桁架等多種形式。底部格構(gòu)柱I各構(gòu)件根據(jù)設(shè)計計算可采用焊接、乳制、成品的各類型截面鋼構(gòu)件，其材質(zhì)可以為鋼材，但還可以為不限于鋼材的其他材料。
[0045]進一步地，所述平面桁架具有環(huán)型弦桿和腹桿，所述上部鋼柱、所述環(huán)型弦桿、腹桿及支撐件采用通過焊接、乳制或成品的鋼構(gòu)件。根據(jù)設(shè)計計算，上部鋼柱、所述環(huán)型弦桿、腹桿及支撐件可采用焊接、乳制、成品的各類型截面鋼構(gòu)件。
[0046]進一步地，所述底部格構(gòu)柱、和/或所述上部鋼柱、和/或所述鋼板、和/或所述加強環(huán)之間的連接，采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。
[0047]本發(fā)明的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔在實際工程設(shè)計中，根據(jù)相應(yīng)的工藝要求，擬合確定合理的雙曲線外形;根據(jù)場地地質(zhì)條件、抗震設(shè)防烈度、風(fēng)雪荷載自然條件和塔高等因素選擇合適的結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)件截面類型、節(jié)點類型和連接形式，建立結(jié)構(gòu)空間三維模型，并采用有限元軟件進行結(jié)構(gòu)的靜力分析、地震反應(yīng)譜分析、時程分析、整體及局部屈曲分析和非線性分析，根據(jù)分析結(jié)構(gòu)選擇合適結(jié)構(gòu)型式，進行整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接節(jié)點設(shè)計。
[0048]計算分析表明，本發(fā)明的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔熱工性能良好;與混凝土雙曲線冷卻塔相比，具有自重輕、施工簡單、速度快、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良、綜合造價低等優(yōu)點；同時在環(huán)保方面，具有易回收利用，環(huán)境污染小等突出優(yōu)勢。與雙曲線網(wǎng)殼型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔相比，具有更大整體剛度及更加優(yōu)良的抗風(fēng)抗震性能，在設(shè)計中能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度性能，同時由于雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔構(gòu)件主要為實腹柱和筒體鋼板組成，鋼板即為受力結(jié)構(gòu)又為維護結(jié)構(gòu)，提高的整體結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能，減少了現(xiàn)場拼裝工程量，降低施工難度，縮短施工工期，大大降低了整體造價，可廣泛應(yīng)用于各行業(yè)各地區(qū)的冷卻塔設(shè)計。
[0049]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔包括: 底部格構(gòu)柱，設(shè)置在冷卻塔基礎(chǔ)上，所述底部格構(gòu)柱的數(shù)目為多個，多個底部格構(gòu)柱形成環(huán)形布置； 上部塔筒，連接在所述底部格構(gòu)柱的上方，所述上部塔筒是雙曲線結(jié)構(gòu)； 即所述上部塔筒包括: 上部鋼柱，沿縱向設(shè)置，所述上部鋼柱的數(shù)目為多個，多個所述上部鋼柱在周向上形成環(huán)形，各所述底部格構(gòu)柱的上方連接有一個所述上部鋼柱； 鋼筒體，為雙曲線形的筒狀，連接在所述上部鋼柱的內(nèi)側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述上部塔筒還包括:連接在各所述上部鋼柱上并沿橫向形成封閉環(huán)形的加強環(huán)，所述加強環(huán)的數(shù)目為多個，多個所述加強環(huán)從上至下依次布置。3.如權(quán)利要求2所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述鋼筒體由多塊鋼板連接形成，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括:肋板，連接在相鄰的兩個所述上部鋼柱之間并垂直連接所述鋼板。4.如權(quán)利要求2所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述加強環(huán)連接在所述上部鋼柱的外側(cè)。5.如權(quán)利要求4所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述加強環(huán)為平面桁架結(jié)構(gòu)，所述平面桁架所形成的平面為水平平面，所述上部鋼柱位于豎直平面內(nèi)并垂直所述平面桁架，所述雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括:連接在所述加強環(huán)與所述上部鋼柱之間的支撐件。6.如權(quán)利要求5所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述支撐件包括:位于所述加強環(huán)的上方并連接在所述加強環(huán)與所述上部鋼柱之間的上支撐件、以及位于所述加強環(huán)的下方并連接在所述加強環(huán)與所述上部鋼柱之間的下支撐件。7.如權(quán)利要求2所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述上部鋼柱沿高度方向設(shè)置，所述上部鋼柱在相鄰兩所述加強環(huán)之間為直線段，所述上部鋼柱通過多線段擬合成雙曲線外形。8.如權(quán)利要求1所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述底部格構(gòu)柱采用十字交叉柱、水平雙肢柱、空間桁架結(jié)構(gòu)。9.如權(quán)利要求5所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述平面桁架具有環(huán)型弦桿和腹桿，所述上部鋼柱、所述環(huán)型弦桿、腹桿及支撐件采用通過焊接、乳制形成的鋼構(gòu)件或成品的鋼構(gòu)件。10.如權(quán)利要求3所述的雙曲線板柱結(jié)構(gòu)型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述底部格構(gòu)柱、和/或所述上部鋼柱、和/或所述鋼板、和/或所述加強環(huán)之間的連接，采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。
【文檔編號】E04H5/12GK106088708SQ201610635875
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610635875.8, CN 106088708 A, CN 106088708A, CN 201610635875, CN-A-106088708, CN106088708 A, CN106088708A, CN201610635875, CN201610635875.8
【發(fā)明人】王立軍, 董超, 易佳斌, 向琴琴, 趙賀, 馬炳成, 成維根
【申請人】中冶京誠工程技術(shù)有限公司