一种采用榫卯式毂节点的钢结构冷却塔的制作方法_2

文档序号:10261194阅读:来源:国知局
,且第一桁架11将上下分布的第二桁架12连接为一体,第二桁架12将各第一桁架11连接为一体,形成具有足够强度和稳定性的桁架1,作为钢结构冷却塔的主体构架;同时,在桁架I的各安装框3内连接有网壳2,以填补相邻的第一桁架11与第二桁架12之间的区域,在各安装框3形成可靠的“防护网”,构成筒形的网状体,即为本实用新型的钢结构冷却塔。
[0033]可见,本实用新型的钢结构冷却塔具有较高的稳定性能,同时,其各个方向均能够有效防护,具有较高的抗风、抗压以及抗侧性能;本实用新型的钢结构冷却塔完全取代了现有技术中的混凝土结构,也降低了混凝土结构对基础的依赖程度,相应地降低了地震作用以及对基础的成本,尤其可以减少构建基础所用钢材和混凝土的用量;与现有技术中混凝土结构的钢结构冷却塔相比,本实用新型易于工厂化、规模化生产,且施工周期短、施工质量易于保证。
[0034]本文中所述的桁架I是指,由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑梁结构。桁架I的优点是杆件主要承受拉力或压力,可以充分发挥材料的作用,节约材料,减轻结构重量。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架,本文中的桁架I优先选用刚桁架。本文中所述的第一桁架11是指由上至下延伸的桁架,大体在垂向上延伸,也可以相对垂向偏移一定的角度,可以沿直线延伸,也可以为弧形等曲线结构;第二桁架12是指首尾相接形成环形的桁架,具体可以为圆环或者椭圆环,还可以根据需要设置周向曲度变化的环形。
[0035]本文所述的网壳2属于空间网格结构的一种,所谓空间网格结构是指按一定规律布置的杆件、构件通过节点连接而成的空间结构,包括网架、曲面型的网壳以及立体桁架等。换言之,网壳2是一种曲面结构的空间网格结构。网壳2的常见型式有圆柱面网壳、圆球网壳和双曲抛物面网壳。圆柱面网壳的外形呈圆柱形曲面的网状结构,兼有杆系和壳体结构的受力特点;单层结构按排列可分为单向斜杆正交正放网格、交叉斜杆正交正放网格、联方网格和三向网格;双层结构可参照平板网架的型式布置不同的网格。圆球网壳常见的网格形式有:肋型、施威德肋型、联方网格、短程线型、三向网格。双曲抛物面网壳是将一直线的两端沿两根在空间倾斜的固定导线(直线或曲线)上平行移动而构成;单层结构常用直梁作杆件,双层结构采用直线衍架两向正交而成。
[0036]可见,本实用新型的网壳2可以采用单层或者双层结构,也就是说,本实用新型的网壳2可以为单层网壳或者双层网壳,具体可以根据网壳2的类型采用不同的结构形式。
[0037]如图2所示,本实用新型的网壳2可以为单层网壳,可以由若干钢管相贯焊接形成所述单层网壳,或者由若干钢管通过毂节点连接而形成所述单层网壳。
[0038]本实用新型的网壳2也可以为双层网壳,可以由若干钢管相贯焊接而形成所述双层网壳,或者由若干钢管通过螺栓球节点、焊接球节点或者毂节点连接而成所述双层网壳。
[0039]请进一步参考图3,如图3所示,本实用新型的桁架I中,第一桁架I和第二桁架12均可以由若干钢管相贯焊接而成,或者采用毂节点等连接而成。第一桁架11与第二桁架12可以在相交点焊接,也可以通过毂节点等连接,形成稳定的桁架I。
[0040]根据桁架I与网壳2结构形式的不同,可以采用不同的连接方式实现两者的连接,具体可以采用焊接连接的方式,或者将网壳2直接与桁架I上的节点连接。如图3所示,当桁架I上所形成的安装框3为方形空腔时,网壳2可以其四周焊接固定在桁架I上,或者以其四周的钢管直接连接在桁架I的节点上,以实现网壳2与桁架I的可靠连接。
[0041]在上述基础上,本实用新型还可以包括支撑件4,支撑件4可以与最下端的第二桁架12相连,并能够通过支撑件4实现与基础的连接。
[0042]请结合图4,本实用新型的支撑件4可以包括若干格构柱41,所述格构柱41可以交叉设置,形成在最下端的第二桁架12的周向分别的交叉柱,各格构柱41的顶端固定连接在最下端的第二桁架12上,并在第二桁架12的周向间隔分布,各格构柱41的底端形成能够与基础连接的固定端。所述格构柱41 一般为型钢或钢板设计成双轴对称或单轴对称的截面。
[0043]格构柱41的交叉形式多样,具体可以采用两根格构柱41呈X型交叉的形式,当然也可以根据需要选择多根格构柱41交叉。当格构柱41采用X型交叉时,处于上下方向的交叉角度以不大于90度为宜,此时,格构柱41的支撑力在竖直方向上具有足够的分力,以有效支撑上部的桁架I和网壳2,同时又能够通过支撑力在横向上的分力产生第二桁架12的周向聚拢力,提高周向稳定性以及抗侧和抗风性能。
[0044]此时,还可以在基础内设置预埋件,然后将格构柱41的固定端与预埋件连接,以便将格构柱41固定在基础上。预埋件的结构形式以及安装方式均可以根据现有技术进行设置,此处不再赘述,只要能够与格构柱41匹配即可。
[0045]此外,各第一桁架11可以处于同一圆锥面内,或者说各第一桁架11可以为弧度一致的弧形,且可以均匀地分布在第二桁架12的周向。各第二桁架12的直径可以相等,也可以由上至下渐增或者呈直线型或者曲线型变化,具体可以根据钢结构冷却塔的空间结构需求进行设置。
[0046]各第一桁架11也可以围合形成腰状的筒形框架,如图1-3所示,第一桁架11大致呈由上至下延伸的弧形,其曲率在由上至下的方向上先增加后减小,形成类似马鞍状的筒形外框,更加符合工程力学,具有较强的抗风性能和稳定性。
[0047]如上文所述,本实用新型的第一桁架11、第二桁架12以及网壳2均可以由若干钢管通过毂节点连接而成,以下结合图5和图6,对本实用新型所采用的毂节点6进行详细说明。
[0048]毂节点6为圆柱形或者类似圆柱形的轮毂状的节点,下文中所述的轴向是以毂节点6为参照的,毂节点6的轮毂的轴向为下文所述的轴向,轮毂的径向为下文所述的径向;以靠近毂节点6中轴线的方向为内,远离其中轴线的方向为外。
[0049]如图5所示,所述毂节点6可以包括类似圆柱状的主体,在主体的外周壁上设有若干凹槽61,凹槽61在毂节点6的轴向上延伸,具体可以由毂节点6的外周壁沿径向向内凹进;钢管5的端部可以采用特制模具压扁形成扁平状的凸肋51,多个凸肋51可以依次连接形成波纹状结构,凸肋51能够与毂节点6的凹槽61形成榫卯配合,以便将各钢管5通过毂节点6连接为一体。
[0050]同时,毂节点6的两端还设有压盖62,如图5所示,压盖62能够盖合在毂节点6的两端,从而将安装于凹槽61中的钢管5轴向压紧,避免钢管5沿轴向滑脱出凹槽61内,实现钢管5与毂节点6的可靠连接。
[0051]压盖62的设置使得可以对钢管5插入凹槽61的部分进行防护,使得插入部分的材料特性不受影响,尤其可以使得插入部分的固定更为可靠。
[0052]其中,凹槽61的凹进方向也可以相对毂节点6的径向偏离一定的角度,只要由毂节点6的外周壁向内凹进一定距离、以形成用于安装钢管5的安装槽即可;同理,凹槽61可以沿毂节点6的轴向贯穿,也可以仅具有一定的轴向长度而不贯穿毂节点6,只要能够保证钢管5与凹槽61具有足够的接触面积即可。
[0053]本实用新型的毂节点6还可以包括连接件63,在毂节点6上可以设置轴向贯通的连接孔64,连接件63可以贯穿连接孔64并以其两端与处于两端的压盖62固定连接,进而将压盖62轴向压紧。
[0054]详细地,连接件63具体可以为锁紧螺钉,以其螺杆贯穿连接孔64,并在与两端的压盖62对应的位置分别设置固定螺母和螺帽,通过固定螺母将螺杆轴向锁紧,进而使得两端的压盖62轴向压紧。
[0055]当然,连接件63的结构形式多样,不限于上述锁紧螺钉,还可以为锁紧销等其他定位件,具体可以参照现有技术进行设置。
[0056]在上述基础上,可以对凹槽61的结构进行设置,以提高钢管5与毂节点6的连接可靠性。
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