斜交网格车辐式张拉结构冷却塔的利记博彩app
【专利摘要】斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，它涉及一种张拉结构冷却塔。本发明解决了现有的斜交网格结构型式的冷却塔存在水平环向刚度和稳定性差的问题。斜交网格结构的竖向和侧向采用斜交网格型式，斜交网格结构由双向交叉的斜柱筒体构成；每个车辐式张拉结构包括外环梁、内连接环和若干第一拉索，外环梁和内连接环为同心圆环，拉索的一端与外环梁连接，拉索的另一端均与内连接环连接，拉索向心设置或非向心设置，拉索非向心设置时首尾依次连接，拉索均布设置在外环梁和内连接环之间，每层车辐式张拉结构构成车辐形状，每层若干拉索设置有预应力，多个车辐式张拉结构沿着冷却塔的高度方向依次设置在冷却塔上。本发明用于火电厂和核电厂冷却塔。
【专利说明】
斜交网格车辐式张拉结构冷却塔
技术领域
[0001]本发明属于电厂冷却塔设计技术领域，具体涉及一种张拉结构冷却塔。
【背景技术】
[0002]发电厂中的冷却塔一般采用钢筋混凝土结构，该结构型式已经过多年的研究与实践，并在大量工程中得到应用，目前已可以设计施工直径超过150m，高度达200m左右的超大混凝土冷却塔;混凝土冷却塔施工费用较高，周期较长，钢结构冷却塔具有施工周期短的优势，为加快建设周期，随着钢结构技术的发展，钢结构冷却塔这一新型结构型式也将成为业主的一个选择，但钢结构冷却塔刚度和稳定性不如混凝土冷却塔，且造价较高，只有进一步降低钢结构冷却塔的造价，钢结构冷却塔才能在市场上占有一定份额。
[0003]在发电厂冷却塔中采用车辐式张拉结构冷却塔，可以减少钢结构冷却塔的用钢量，从而降低钢结构冷却塔的造价。车辐式张拉结构的特点是:用材料量少但刚度大、稳定性高，将车辐式张拉结构应用到冷却塔中，由于车辐式张拉结构在冷却塔中为水平放置，冷却塔水平面内的刚度和稳定性得到了提高，即车辐式张拉结构仅仅提高了冷却塔的水平环向刚度和稳定性，冷却塔是空间结构，如何进一步提高冷却塔的竖向和侧向刚度，是车辐式张拉结构冷却塔需要解决的问题。
[0004]斜交网格结构是迄今为止竖向和侧向刚度和稳定性最好的结构型式。斜交网格结构发明人为“弗拉基米尔.格里戈里耶维奇.舒霍夫(1853-1939)，他被公认为“俄罗斯帝国的第一工程师”，时至今日依然有很多屹立在俄罗斯大地上的独具匠心的“舒霍夫”双曲壳塔，这些塔采用的结构就是斜交网格结构。国际上最杰出的建筑大师之一、“高技派”代表人物，1999年普利兹克建筑奖(此奖被公认为建筑界的诺贝尔奖)获得者，诺曼.福斯特爵士(1935年-)认为:舒霍夫是我的导师，舒霍夫老师设计的“舒霍夫”双曲壳塔为“天才的作品”，他的设计的许多灵感来自舒霍夫老师。2014年普利兹克建筑奖得主日本建筑师坂茂设计的世界上最高的纸塔，也是采用的斜交网格结构型式。
[0005]综上，现有的斜交网格结构型式的冷却塔的竖向和侧向刚度好，但斜交网格结构型式的冷却塔存在水平环向刚度和稳定性差的问题。
【发明内容】
[0006]本发明为解决现有的斜交网格结构型式的冷却塔存在水平环向刚度和稳定性差的问题，进而提供一种斜交网格车辐式张拉结构冷却塔。
[0007]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0008]本发明的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔包括斜交网格结构I和多个车辐式张拉结构2，所述斜交网格车辐式张拉结构冷却塔的外表面上设置有蒙皮，斜交网格结构I的竖向和侧向采用斜交网格型式，斜交网格结构I由双向交叉的斜柱筒体构成；
[0009]每个车辐式张拉结构2包括外环梁2-1、内连接环2-2和若干拉索2-3，外环梁2-1和内连接环2-2为同心圆环，拉索2-3的一端与外环梁2-1连接，拉索2-3的另一端均与内连接环2-2连接，拉索2-3向心设置或非向心设置，拉索2-3非向心设置时首尾依次连接，拉索2-3均布设置在外环梁2-1和内连接环2-2之间，每层车辐式张拉结构2构成车辐形状，每层若干拉索2-3设置有预应力，多个车辐式张拉结构2沿着冷却塔I的高度方向依次设置在冷却塔I上。
[0010]所述钢结构冷却塔还包括中心竖向杆3，各层的车辐式环梁2中心通过中心竖向杆3连接；
[0011]所述钢结构冷却塔的蒙皮采用金属合金板、复合材料或膜结构材料，金属合金板为铝镁锰合金板、钛锌板、铝板、压型彩钢板；
[0012]复合材料是玻璃钢材料，膜结构材料是以纤维为基层涂覆聚合树脂的纺织布。
[0013]本发明具有以下有益效果:
[0014]本发明采用斜交网格结构和车辐式张拉结构组成斜交网格车辐式张拉结构空间受力体系，使用金属合金板、非金属复合板或膜结构作为冷却塔的蒙皮，所述冷却塔通过竖向的斜交网格结构与水平向的车辐式张拉结构组成冷却塔的受力体系，与现有的国内外冷却塔相比，斜交网格结构采用交叉斜柱取代普通梁柱结构围绕冷却塔外表面，形成筒体，其受力形式以轴力为主，既能承受竖向荷载又能承受水平荷载，具有较高侧向刚度和竖向刚度，本发明的冷却塔受力特点有本质的不同，本发明通过斜交网格结构与车辐式张拉结构组成空间网格结构，冷却塔水平方向采用具有较高的刚度和稳定性车辐式张拉结构，竖向采用既能承受竖向荷载又能承受水平荷载且以轴力为主的斜交网格结构，组成了具有较高刚度和稳定性的空间网格结构冷却塔;进一步提高了车辐式张拉结构冷却塔的刚度和稳定性，冷却塔的刚度和稳定性提高了40%以上，从而更进一步降低了冷却塔的造价；
[0015]本发明可以应用在电厂中，采用本发明的车辐式钢网格结构冷却塔，具有自重轻、施工速度快、地基基础处理简单、综合造价低、抗震抗风性能好的优点。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔的主视图；
[0017]图2是本发明的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔的立面图；
[0018]图3是本发明【具体实施方式】二中内环2-2的主视放大图；
[0019]图4是本发明【具体实施方式】一中车辐式环梁2的主视图(内环2-2最小柔性直径状态)；图5是本发明【具体实施方式】一中车辐式环梁2的主视图(内环2-2最大柔性直径状态)；
[0020]图6是本发明【具体实施方式】五中每层车辐式环梁2设置水平拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0021]图7是本发明【具体实施方式】五中隔层车辐式环梁2设置水平拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0022]图8是本发明【具体实施方式】五中底层车辐式环梁2未设置水平拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0023]图9是本发明【具体实施方式】六中每层车辐式环梁2交叉倾斜设置拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0024]图10是本发明【具体实施方式】六中隔层车辐式环梁2交叉倾斜设置拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0025]图11是本发明【具体实施方式】六中底层车辐式环梁2未设置倾斜拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0026]图12是本发明【具体实施方式】六中每层车辐式环梁2设置水平和倾斜拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0027]图13是是本发明【具体实施方式】六中每层车辐式环梁2设置倾斜拉索、隔层设置水平车辐式冷却塔主剖视图；
[0028]图14是本发明【具体实施方式】六中底层车辐式环梁2未设置水平和倾斜拉索的车辐式冷却塔主剖视图；
[0029]图15是本发明【具体实施方式】七中带有中心竖向杆3的车辐式冷却塔主剖视图(中心竖向杆3未落地)；
[0030]图16是本发明【具体实施方式】七中带有中心竖向杆3的车辐式冷却塔主剖视图(中心竖向杆3落地)；
[0031]图17是本发明【具体实施方式】八中局部不带索带有四角形加强双层环梁的车辐式冷却塔主剖视图；
[0032]图18是本发明【具体实施方式】八中局部不带索带有四角形加强双层环梁的车辐式冷却塔主剖视图；
[0033]图19是本发明【具体实施方式】八中局部不带索带有三角形加强双层环梁的车辐式冷却塔主剖视图(三角形加强双层环梁上设置有车辐式环梁2);
[0034]图20是本发明【具体实施方式】八中局部不带索带有四角形加强双层环梁的车辐式冷却塔主剖视图(四角形加强双层环梁上设置有车辐式环梁2);
[0035]图21是本发明【具体实施方式】一中车辐式张拉结构冷却塔中拉索2-3的连接外环梁2-1和连接内环梁2-3的结构图(拉索2-3非向心设置)；
[0036]图22是本发明【具体实施方式】一中车辐式张拉结构冷却塔中拉索2-3的连接外环梁2-1和连接内环梁2-3的结构图(拉索2-3向心设置与非向心设置结合)。
【具体实施方式】
[0037]【具体实施方式】一:如图1?22所示，本实施方式的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔包括斜交网格结构I和多个车辐式张拉结构2，所述斜交网格车辐式张拉结构冷却塔的外表面上设置有蒙皮，斜交网格结构I的竖向和侧向采用斜交网格型式，斜交网格结构I由双向交叉的斜柱筒体构成；
[0038]每个车辐式张拉结构2包括外环梁2-1、内连接环2-2和若干拉索2-3，外环梁2-1和内连接环2-2为同心圆环，拉索2-3的一端与外环梁2-1连接，拉索2-3的另一端均与内连接环2-2连接，拉索2-3向心设置或非向心设置，拉索2-3非向心设置时首尾依次连接，拉索2-3均布设置在外环梁2-1和内连接环2-2之间，每层车辐式张拉结构2构成车辐形状，每层若干拉索2-3设置有预应力，多个车辐式张拉结构2沿着冷却塔I的高度方向依次设置在冷却塔I上。
[0039]所述车辐式张拉结构冷却塔的内连接环2-2可以是带有固定索用锚具的刚性结构体，也可以是带有固定索夹具的柔性环索，柔性环索的直径可以是如图4构造容许的最小直径，也可以大到如图5所示的接近环梁直径。
[0040]所述车辐式张拉结构冷却塔的拉索2-3可以如图6所示每层设置，也可以如图7所示隔层设置，还可以根据具体部分设置或部分不设置，例如如图7和图8所示底层环梁层为避免与设备干涉，可以不设置拉索2-3。
[0041]如图9所示，拉索2-3中心位于每层环梁之间，或如图10所示隔层斜向设置，也可以部分设置或部分不设置斜向索，例如如图11所示地面以上首层环梁层(不含地面环梁层)，为避免与设备干涉，可以不设置拉索2-3。
[0042]所述车辐式张拉结构冷却塔拉索2-3可以采用水平索和斜向索的组合型式，如图13所示，也可以如图14所示部分设置或部分不设置上述组合式的斜向索，或为避免与设备干涉，如图14所示可以不设置部分上述组合拉索2-3。
[0043]所述车辐式张拉结构冷却塔的车辐式环梁2，可以是车辐式拉索环梁和双层刚性环梁的组合，例如图17所示三角形或图18所示四边形双层刚性环梁与车辐式拉索2-3的组合，或如图19所示三角形或图20所示四边形双层刚性带拉索环梁与单层车辐式拉索2-3环梁的组合。
[0044]所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔与传统混凝土冷却塔相比，可大幅度减轻结构自重，可节约地基处理及基础造价，从而使整体造价更低，且比混凝土冷却塔施工速度快，与现有钢结构冷却塔相比，可大幅降低钢结构冷却塔的造价。
[0045]所述张拉结构间接冷却塔在设计时，根据所受风荷载大小、地震设防烈度、塔型及高度等因素，采用有限元分析软件进行结构在静、动力荷载作用下的屈曲分析、时程分析等，由内力进行截面设计。
[0046]【具体实施方式】二:如图3所示，本实施方式内连接环2-2为固定索用锚具的刚性结构体，拉索2-3的一端与外环梁2-1铰接，所述拉索2-3的另一端与内连接环2-2铰接。如此设计，本发明通过相对环梁和支撑较纤细的预应力钢索拉结环梁，大大提高了张拉结构冷却塔的刚度和稳定性，同时结构用钢量减少35%左右。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0047]【具体实施方式】三:如图4和图5所示，本实施方式内连接环2-2为带有固定索夹具的柔性环索。如此设置，结构用钢量减少30-45%。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0048]【具体实施方式】四:如图6和图7所示，本实施方式冷却塔主体I每层均水平设置有车辐式环梁2或间隔设置有车辐式环梁2。如此设置，结构用钢量减少30-45%左右。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0049]【具体实施方式】五:如图9所示，本实施方式所述张拉结构冷却塔主体I每层均交叉倾斜设置有车辐式环梁2。如此设计，结构用钢量减少45%左右。其它组成及连接关系与【具体实施方式】四相同。
[0050]【具体实施方式】六:如图15和图16所示，本实施方式所述张拉结构冷却塔还包括中心竖向杆3，各层的车辐式环梁2中心通过中心竖向杆3连接。如此设计，结构用钢量减少50 %左右。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三或五相同。
[0051]所述车辐式张拉结构冷却塔拉索2-3的中心交汇点可以不设置中心竖向杆3，也可以如图14所示设置中心竖向杆3，将每一层中心点连接在一起，或如图16所示，中心竖向杆3落地，以加强索的平面外刚度，中心竖向杆3也可以设置为空心杆，此空心杆作为“空冷塔、烟囱、脱硫吸收塔合并在一起”的三塔合一塔的烟筒。
[0052]【具体实施方式】七:如图1?22所示，本实施方式所述张拉结构冷却塔的外环梁2-1和中心竖向杆3为钢管或钢管混凝土杆件。如此设计，结构用钢量减少45%左右。其它组成及连接关系与【具体实施方式】六相同。
[0053]【具体实施方式】八:如图1和图2所示，本实施方式所述张拉结构冷却塔的蒙皮采用金属合金板、复合材料或膜结构材料，金属合金板为铝镁锰合金板、钛锌板、铝板、压型彩钢板。如此设计，以形成冷却塔的蒙皮结构。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、五或七相同。
[0054]【具体实施方式】九:如图1和图2所示，本实施方式复合材料是玻璃钢材料，膜结构材料是以纤维为基层涂覆聚合树脂的纺织布。如此设计，以形成冷却塔的蒙皮结构。其它组成及连接关系与【具体实施方式】八相同。
[0055]以上内容是对本发明所作的说明，不能认定本发明的实施仅限于此，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
【主权项】
1.一种斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:所述斜交网格车辐式张拉结构冷却塔包括斜交网格结构(I)和多个车辐式张拉结构(2)，所述斜交网格车辐式张拉结构冷却塔的外表面上设置有蒙皮，斜交网格结构(I)的竖向和侧向采用斜交网格型式，斜交网格结构(I)由双向交叉的斜柱筒体构成； 每个车辐式张拉结构(2)包括外环梁(2-1)、内连接环(2-2)和若干拉索(2-3)，外环梁(2-1)和内连接环(2-2)为同心圆环，拉索(2-3)的一端与外环梁(2-1)连接，拉索(2-3)的另一端均与内连接环(2-2)连接，拉索(2-3)向心设置或非向心设置，拉索(2-3)非向心设置时首尾依次连接，拉索(2-3)均布设置在外环梁(2-1)和内连接环(2-2)之间，每层车辐式张拉结构(2)构成车辐形状，每层若干拉索(2-3)设置有预应力，多个车辐式张拉结构(2)沿着冷却塔(I)的高度方向依次设置在冷却塔(I)上。2.根据权利要求1所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:内连接环(2-2)为固定索用锚具的刚性结构体，拉索(2-3)的一端与外环梁(2-1)铰接，所述拉索(2-3)的另一端与内连接环(2-2)铰接。3.根据权利要求1所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:内连接环(2-2)为带有固定索夹具的柔性环索。4.根据权利要求1、2、3所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:冷却塔主体(I)每层均水平设置有车辐式环梁(2)或间隔设置有车辐式环梁(2)。5.根据权利要求4所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:所述张拉结构冷却塔主体(I)每层均交叉倾斜设置有车辐式环梁(2)，即拉索(2-3)与内连接环(2-2)相连的线不在同一水平线内，不同层的外环梁(2-1)与不同层内连接环(2-2)通过同一拉索(2-3)连接。6.根据权利要求1、2、3或5所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:所述张拉结构冷却塔还包括中心竖向杆(3)，各层的车辐式环梁(2)中心通过中心竖向杆(3)连接。7.根据权利要求6所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:所述张拉结构冷却塔的外环梁(2-1)和中心竖向杆(3)为钢管或钢管混凝土杆件。8.根据权利要求1、2、3、5或7所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:所述张拉结构冷却塔的蒙皮采用金属合金板、复合材料或膜结构材料，金属合金板为铝镁锰合金板、钛锌板、铝板、压型彩钢板。9.根据权利要求8所述的斜交网格车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:复合材料是玻璃钢材料，膜结构材料是以纤维为基层涂覆聚合树脂的纺织布。
【文档编号】E04H5/12GK106088707SQ201610480044
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】陈月明
【申请人】哈尔滨工业大学空间钢结构幕墙有限公司