车辐式张拉结构冷却塔的制作方法
【专利摘要】车辐式张拉结构冷却塔，它涉及一种张拉结构冷却塔。本发明解决现有钢结构冷却塔存在刚度和稳定性差以及现有的钢结构冷却塔造价高的问题。车辐式张拉结构冷却塔的外表面上设置有蒙皮，冷却塔为网格结构冷却塔，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，第一拉索的一端与外环梁连接，第一拉索的另一端均与内连接环连接，每层相邻两个第一拉索的端部相交于内连接环或外环梁上，第一拉索为非向心设置，第一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，第一拉索均设置有预应力，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】
车辐式张拉结构冷却塔
技术领域
[0001]本发明属于电厂大型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都是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，钢网格结构冷却塔这一新型结构型式也将成为业主的一个选择，但现有的钢结构冷却塔与混凝土冷却塔相比，存在刚度和稳定性差、造价较高的问题，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]综上，现有的钢结构冷却塔存在刚度和稳定性差以及现有的钢结构冷却塔造价高的问题。
【发明内容】
[0004]本发明为解决现有的钢结构冷却塔存在刚度和稳定性差以及现有的钢结构冷却塔造价高的问题，进而提供一种车辐式张拉结构冷却塔。
[0005]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0006]本发明的车辐式张拉结构冷却塔包括冷却塔1和多个车辐式张拉结构2，所述车辐式张拉结构冷却塔的外表面上设置有蒙皮，冷却塔1为网格结构冷却塔，每个车辐式张拉结构2包括外环梁2-1、内连接环2-2和若干第一拉索2-3,外环梁2-1和内连接环2-2为同心圆环，第一拉索2-3的一端与外环梁2-1连接，第一拉索2-3的另一端均与内连接环2-2连接，每层相邻两个第一拉索2-3的端部相交于内连接环2-2或外环梁2-1上，第一拉索2-3为非向心设置，第一拉索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，每层若干第一拉索2-3设置有预应力，多个车辐式张拉结构2沿着冷却塔1的高度方向依次设置在冷却塔1上；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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。
[0010]本发明具有以下有益效果:
[0011]本发明采用带车辐式环梁结构与竖向受力构件组成冷却塔的主结构，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构件连接车辐式张拉结构组成冷却塔的主结构，与现有的国内外冷却塔相比，本发明的冷却塔受力特点有本质的不同，本发明通过车辐式张拉结构与竖向受力构件组成空间网格结构，大大提高了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，从而明显降低了冷却塔的造价；
[0012]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】
[0013]图1是本发明的车辐式张拉结构冷却塔的主视图；
[0014]图2是本发明【具体实施方式】二中内环2-2的主视放大图；
[0015]图3是本发明【具体实施方式】三中车辐式环梁2的主视图(内环2-2最小柔性直径状
[0016]态)；图4是本发明【具体实施方式】三中车辐式环梁2的主视图(内环2-2最大柔性直
[0017]径状态)；
[0018]图5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；
[0019]图6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；
[0020]图7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；
[0021]图8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；
[0022]图9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；
[0023]图10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；
[0024]图11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；
[0025]图12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；
[0026]图13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；
[0027]图14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)；
[0028]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落地)；
[0029]图16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；
[0030]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；
[0031]图18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);
[0032]图19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);
[0033]图20是本发明【具体实施方式】一中车辐式张拉结构冷却塔中第一拉索2-3的连接外环梁2-1和连接内环梁2-2的结构图；
[0034]图21是本发明【具体实施方式】十中车辐式张拉结构冷却塔中第一拉索2-3、第二拉索2-4的连接外环梁2-1和连接内环梁2-2的结构图。
【具体实施方式】
[0035]【具体实施方式】一:如图1?21所示，本实施方式的车辐式张拉结构冷却塔，所述张拉结构冷却塔包括冷却塔I和多个车辐式张拉结构2，所述车辐式张拉结构冷却塔的外表面上设置有蒙皮，冷却塔I为网格结构冷却塔，每个车辐式张拉结构2包括外环梁2-1、内连接环2-2和若干第一拉索2-3，外环梁2-1和内连接环2-2为同心圆环，第一拉索2-3的一端与外环梁2-1连接，第一拉索2-3的另一端均与内连接环2-2连接，每层相邻两个第一拉索2-3的端部相交于内连接环2-2或外环梁2-1上，第一拉索2-3为非向心设置，第一拉索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，每层若干第一拉索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。
[0036]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3构造容许的最小直径，也可以大到如图4所示的接近环梁直径。
[0037]所述车辐式张拉结构冷却塔的第一拉索2-3可以如图5所示每层设置，也可以如图6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6和图7所示底层环梁层为避免与设备干涉，可以不设置第一拉索2-3。
[0038]如图8所示，第一拉索2-3中心位于每层环梁之间，或如图9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10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，可以不设置第一拉索2-3。
[0039]所述车辐式张拉结构冷却塔第一拉索2-3可以采用水平索和斜向索的组合型式，如图12所示，也可以如图13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13所示可以不设置部分上述组合第一拉索2-3。
[0040]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16所示三角形或图17所示四边形双层刚性环梁与车辐式第一拉索2-3的组合，或如图18所示三角形或图19所示四边形双层刚性带拉索环梁与单层车辐式第一拉索2-3环梁的组合。
[0041]所述的带车辐式环梁的钢网格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，可大幅降低张拉结构冷却塔的造价。
[0042]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。
[0043]【具体实施方式】二:如图2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，第一拉索2-3的一端与外环梁2-1铰接，所述第一拉索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。
[0044]【具体实施方式】三:如图3和图4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。
[0045]【具体实施方式】四:如图5和图6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。
[0046]【具体实施方式】五:如图8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。
[0047]【具体实施方式】六:如图14和图15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。
[0048]所述车辐式张拉结构冷却塔第一拉索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15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。
[0049]【具体实施方式】七:如图1?21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。
[0050]【具体实施方式】八:如图1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。
[0051 ]【具体实施方式】九:如图1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。
[0052]【具体实施方式】十:如图1所示，本实施方式所述张拉结构冷却塔还包括多个向心设置的第二拉锁2-4，内连接环2-2或外环梁2-1上相邻两个第一拉索2-3的交点连接有一个第二拉锁2-4，第二拉索2-4设置有预应力。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。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、五、七或九相同。
[0053]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】
1.一种车辐式张拉结构冷却塔，其特征在于:所述张拉结构冷却塔包括冷却塔(I)和多个车辐式张拉结构(2)，所述车辐式张拉结构冷却塔的外表面上设置有蒙皮，冷却塔(I)为网格结构冷却塔，每个车辐式张拉结构(2)包括外环梁(2-1)、内连接环(2-2)和若干第一拉索(2-3)，外环梁(2-1)和内连接环(2-2)为同心圆环，第一拉索(2-3)的一端与外环梁(2-1)连接，第一拉索(2-3)的另一端均与内连接环(2-2)连接，每层相邻两个第，第一拉索(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，每层若干第一拉索(2-3)设置有预应力，多个车辐式张拉结构一拉索(2-3)的端部相交于内连接环(2-2)或外环梁(2-1)上，第一拉索(2-3)为非向心设置(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所述的车辐式张拉刚结构冷却塔，其特征在于:内连接环(2-2)为固定索用锚具的刚性结构体，第一拉索(2-3)的一端与外环梁(2-1)铰接，所述第一拉索(2-3)的另一端与内连接环(2-2)铰接。3.根据权利要求1所述的车辐式张拉刚结构冷却塔，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所述的车辐式钢结构冷却塔，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所述的车辐式钢结构冷却塔，其特征在于:所述钢结构冷却塔主体(I)每层均交叉倾斜设置有车辐式环梁(2)。6.根据权利要求1、2、3或5所述的车辐式钢结构冷却塔，其特征在于: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。7.根据权利要求6所述的车辐式钢结构冷却塔，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所述的车辐式钢结构冷却塔，其特征在于: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。9.根据权利要求8所述的车辐式钢结构冷却塔，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。10.根据权利要求1、2、3、5、7或9所述的车辐式钢结构冷却塔，其特征在于:所述张拉结构冷却塔还包括多个向心设置的第二拉锁(2-4)，内连接环(2-2)或外环梁(2-1)上相邻两个第一拉索(2-3)的交点连接有一个第二拉锁(2-4)，第二拉索(2-4)设置有预应力。
【文档编号】E04H5/12GK106049920SQ201610480045
【公开日】2016年10月26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