一种张拉膜冷却塔结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑结构领域，涉及一种冷却塔的塔筒结构形式，尤其是塔筒采用张拉膜结构的冷却塔。
【背景技术】
[0002]目前，火/核电厂的双曲冷却塔塔筒一般采用钢筋混凝土结构，在冷却塔运营过程中为防止酸碱性雨水、雾气、湿热蒸汽及微生物等侵蚀造成的混凝土基体开裂和内部钢筋腐蚀，需要在塔筒表面涂防腐涂料来形成腐蚀介质的致密屏蔽层，而冷却塔塔筒体量巨大，加上防腐涂料使用寿命较短，在运营期间需多次粉刷，从而造成运营成本增加，结构经济效益下降。为此，客观上需要研发一种新的冷却塔结构形式。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种张拉膜冷却塔结构，利用膜材的耐腐蚀性和自洁性的特点，节约大量的防腐费用，降低冷却塔运营成本。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0005]—种张拉膜冷却塔结构，包括塔体内部结构框架和覆盖于所述塔体内部结构框架之上的塔体表面蒙皮，所述塔体表面蒙皮为具有耐腐蚀性和自洁性的膜材。
[0006]进一步，所述塔体内部结构框架包含底支柱、横梁结构、纵肋、底环梁、顶环梁，塔底的底环梁与塔顶的顶环梁为圆环结构，两者之间设有横梁结构，底环梁、顶环梁和横梁结构通过若干垂直于其边缘的、彼此间隔设置的纵肋连接，由此构成塔体内部结构框架整体并支承在底支柱上。
[0007]所述横梁结构是由若干间隔布置的圆环组成。
[0008]所述底环梁、顶环梁和横梁结构平行于地面设置。
[0009]所述底环梁、顶环梁和横梁结构外边缘的连线具有双曲线的特征。
[0010]在所述横梁结构和纵肋组成的每一个田字形网格的中心的节点上连接一根撑杆的一端，所述撑杆的另一端指向塔体中心的相反方向并与四条拉索的一端相连而受约束，所述四条拉索的另一端分别固定在田字形网格四个角的节点上形成塔体内部结构框架的若干金字塔结构。
[0011]在所述横梁结构和纵肋相接处形成的若干由上而下的节点纵列中，相邻的两列中的仅有一列作为撑杆支撑节点列，每一撑杆支撑节点列中的每一个节点连接一根撑杆的内端，所述撑杆的外端指向塔体中心的相反方向并与两条拉索的一端相连，所述两条拉索的另一端分别固定在所述节点左右相邻的支撑节点列中的节点上;将每一撑杆支撑节点列上的撑杆的外端通过肋条逐一相连形成塔体内部结构框架上的若干突脊结构。
[0012]所述节点均为球节点结构;与所述球节点连接的构件均采用焊接连接。
[0013]所述膜材为PTFE、PVC、表面改性的PVC或ETFE膜材。
[0014]由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是:首先，塔筒采用了具有耐腐蚀性及自洁性的膜材，仅需在钢结构骨架及拉索上涂防腐涂料，相比传统的钢筋混凝土塔筒，防腐涂料体量明显减少，从而节约了大量的防腐费用；其次，保留了塔筒的双曲线外形，保证了冷却塔良好的热力学功能;最后，张拉膜结构带给人的视觉效果能成为火/核电厂一道靓丽的风景。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例包含底支柱、横梁、纵肋、底环梁、顶环梁组成的双曲的内部结构框架示意图。
[0016]图2是本发明第一个实施例的全塔效果图。
[0017]图3是本发明第一个实施例的冷却塔内部框架结构单元的原理示意图。
[0018]图4是本发明第二个实施例的全塔效果图。
[0019]图5是本发明第二个实施例的冷却塔内部框架结构单元的原理示意图。
[0020]图中:I底支柱;2横梁;3纵肋;4底环梁;5顶环梁;6球节点；7撑杆;8拉索;9膜材，10肋条。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0022]本发明冷却塔内部结构框架，其中主要包含底支柱1、横梁2、纵肋3、底环梁4、顶环梁5，如图1所示，塔底的底环梁4与塔顶的顶环梁5为圆环结构，进一步，两者之间还设有由若干间隔布置的圆环2组成的横梁结构，底环梁4、顶环梁5和若干圆环2可平行于地面设置，它们各自直径的选择使得其外边缘的连线具有双曲线的特征，底环梁4、顶环梁5和其它圆环通过若干垂直于其边缘的、彼此间隔设置的纵肋3连接，由此构成塔筒双曲结构骨架整体并支承在底支柱I上。
[0023]图2所示本发明的第一个实施例中，冷却塔塔筒表面由一块块相近的小金字塔型结构拼接而成。以一个冷却塔内部框架结构单元为例，如图3所示，其中每个小金字塔结构覆盖在横梁2和纵肋3组成的若干田字形网格上，纵肋3连接在相邻的两个横梁2的球节点上。每个小金字塔结构在田字形网格中心的球节点61上连接一根撑杆7的一端，撑杆7的另一端指向塔体中心的相反方向并与四条拉索81、82、83、84相连而受约束，四条拉索81、82、83、84的另一端分别固定在田字形网格四个角的球节点62、63、64、65上。
[0024]具有上述结构的若干个结构单元结合在一起，即形成了本发明冷却塔体内部结构框架第一种实施例，再将膜材9覆盖在该内部结构框架上即可得到本发明张拉膜结构双曲冷却塔结构的第一种实施例。
[0025]图4所示本发明的第二个实施例中，冷却塔塔筒沿环向呈现层叠起伏、筋肋间隔的效果。以一个冷却塔内部框架结构单元为例，如图5所示，在若干横梁2和纵肋3相接处形成的若干由上而下的节点纵列中，相邻的两列中的仅有一列作为撑杆支撑节点列，纵肋3连接在相邻的两个横梁2的球节点上。。每一撑杆支撑节点列中的每一个节点连接一根撑杆71的内端，撑杆71的外端指向塔体中心的相反方向并与两条拉索81、82的一端相连而受约束，两条拉索81、82的另一端分别固定在支撑撑杆71的节点的左右两支撑节点列中的球节点63、64上。
[0026]同样的，沿纵肋3在球节点62上连接撑杆72的内端，撑杆72的外端指向塔体中心的相反方向并与两条拉索83、84的一端相连而受约束，两条拉索83、84的另一端分别固定在支撑撑杆72的节点的左右两支撑节点列中的球节点65、66上。沿纵肋3方向的相邻撑杆71、72外端之间连接肋条10相连。对于其它部分，同样的，将每一撑杆支撑节点列上的撑杆的外端通过肋条逐一相连即可形成塔体内部结构框架上的若干突脊结构。
[0027]具有上述结构的若干个结构单元结合在一起，即形成了本发明冷却塔体内部结构框架第二种实施例，再将膜材9覆盖在所述内部结构框架上即可得到本发明张拉膜结构双曲冷却塔结构的第二种实施例。
[0028]前文所述的“连接”均可采用焊接;膜材9可以采用具有耐腐蚀性和自洁性的PTFE、PVC、表面改性的PVC或ETFE等膜材。
[0029]上述实施例中，膜材只覆盖于外表面，内部不覆盖，塔筒内部由横梁2、纵肋3、底环梁4、顶环梁5、球节点6、撑杆7、拉索8组成的塔筒内部结构需要涂防腐涂料，但相比钢筋混凝土塔筒，涂防腐涂料的体量显著减少。
[0030]上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种张拉膜冷却塔结构，其特征在于:包括塔体内部结构框架和覆盖于所述塔体内部结构框架之上的塔体表面蒙皮，所述塔体表面蒙皮为具有耐腐蚀性和自洁性的膜材。2.根据权利要求1所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:所述塔体内部结构框架包含底支柱、横梁结构、纵肋、底环梁、顶环梁，塔底的底环梁与塔顶的顶环梁为圆环结构，两者之间设有横梁结构，底环梁、顶环梁和横梁结构通过若干垂直于其边缘的、彼此间隔设置的纵肋连接，由此构成塔体内部结构框架整体并支承在底支柱上。3.根据权利要求2所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:所述横梁结构是由若干间隔布置的圆环组成。4.根据权利要求2所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:所述底环梁、顶环梁和横梁结构平行于地面设置。5.根据权利要求2所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:所述底环梁、顶环梁和横梁结构外边缘的连线具有双曲线的特征。6.根据权利要求2所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:在所述横梁结构和纵肋组成的每一个田字形网格的中心的节点上连接一根撑杆的一端，所述撑杆的另一端指向塔体中心的相反方向并与四条拉索的一端相连而受约束，所述四条拉索的另一端分别固定在田字形网格四个角的节点上形成塔体内部结构框架的若干金字塔结构。7.根据权利要求2所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:在所述横梁结构和纵肋相接处形成的若干由上而下的节点纵列中，相邻的两列中的仅有一列作为撑杆支撑节点列，每一撑杆支撑节点列中的每一个节点连接一根撑杆的内端，所述撑杆的外端指向塔体中心的相反方向并与两条拉索的一端相连，所述两条拉索的另一端分别固定在所述节点左右相邻的支撑节点列中的节点上;将每一撑杆支撑节点列上的撑杆的外端通过肋条逐一相连形成塔体内部结构框架上的若干突脊结构。8.根据权利要求6或7所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:所述节点均为球节点结构。9.根据权利要求8所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:与所述球节点连接的构件均采用焊接连接。10.根据权利要求1所述的张拉膜冷却塔结构，其特征在于:所述膜材为PTFE、PVC、表面改性的PVC或ETFE膜材。
【专利摘要】一种张拉膜冷却塔结构，包括塔体内部结构框架和覆盖于所述塔体内部结构框架之上的塔体表面蒙皮，所述塔体表面蒙皮为具有耐腐蚀性和自洁性的膜材。所述塔体内部结构框架包含底支柱、横梁结构、纵肋、底环梁、顶环梁，塔底的底环梁与塔顶的顶环梁为圆环结构，两者之间设有横梁结构，底环梁、顶环梁和横梁结构通过若干垂直于其边缘的、彼此间隔设置的纵肋连接，由此构成塔体内部结构框架整体并支承在底支柱上。所述横梁结构是由若干间隔布置的圆环组成。所述底环梁、顶环梁和横梁结构外边缘的连线具有双曲线的特征。本发明利用了膜材耐腐蚀性和自洁性的特点，相比传统钢筋混凝土的壳体可节约大量防腐费用，从而降低运营成本，提高结构经济效益。
【IPC分类】F28F25/00
【公开号】CN105444612
【申请号】CN201510958113
【发明人】赵林, 葛耀君, 陈旭
【申请人】同济大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月18日