本實(shí)用新型涉及一種冷卻塔，尤其是一種雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。

　　背景技術(shù)：

　　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。

　　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。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本實(shí)用新型提供一種雙曲線交叉桁架型鋼結(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。

　　為此，本實(shí)用新型提出一種雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔包括：

　　桁架柱，設(shè)置在冷卻塔的基礎(chǔ)上并沿高度方向設(shè)置，所述桁架柱的數(shù)目為多個(gè)，多個(gè)所述桁架柱布置成環(huán)形，各所述桁架柱采用第一空間立體桁架結(jié)構(gòu)；

　　桁架環(huán)梁，連接在各所述桁架柱上并沿水平方向形成封閉環(huán)形，所述桁架環(huán)梁的數(shù)目為多個(gè)，多個(gè)所述桁架環(huán)梁從上至下依次布置；

　　多個(gè)所述桁架柱與多個(gè)桁架環(huán)梁形成多個(gè)網(wǎng)格，多個(gè)所述網(wǎng)格所在的平面依次連接形成雙曲線的塔型結(jié)構(gòu)；

　　交叉桁架支撐，設(shè)置在各所述網(wǎng)格所在的平面內(nèi)，并連接每個(gè)所述網(wǎng)格中的桁架柱和桁架環(huán)梁；每個(gè)所述交叉桁架支撐包括：位于各所述網(wǎng)格所在的平面內(nèi)的兩個(gè)相交叉的平面桁架。

　　進(jìn)一步地，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括：周向封閉的筒體，設(shè)置在所述桁架柱、所述桁架環(huán)梁和所述交叉桁架支撐的內(nèi)側(cè)。

　　進(jìn)一步地，所述桁架柱具有環(huán)型弦桿和桁架柱腹桿，桁架柱的環(huán)型弦桿和桁架柱腹桿采用通過焊接、軋制形成的鋼構(gòu)件或成品的鋼構(gòu)件。

　　進(jìn)一步地，所述交叉桁架支撐為十字交叉形。

　　進(jìn)一步地，所述桁架環(huán)梁為第二空間立體桁架結(jié)構(gòu)。

　　進(jìn)一步地，所述桁架柱、桁架環(huán)梁和交叉桁架支撐之間的連接采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。

　　進(jìn)一步地，每個(gè)所述網(wǎng)格中，所述桁架柱、所述桁架環(huán)梁和所述交叉桁架支撐連接形成模塊化結(jié)構(gòu)，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔由多個(gè)模塊化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格拼接形成。

　　進(jìn)一步地，所述交叉桁架支撐具有支撐弦桿及支撐腹桿，所述支撐弦桿及支撐腹桿采用通過焊接、軋制形成的鋼構(gòu)件或成品的鋼構(gòu)件。

　　本實(shí)用新型采用雙曲線外形，熱工性能良好，基礎(chǔ)處理簡單，施工便捷，用鋼量低，與單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相比剛度更理想，同時(shí)在制作方面，大多數(shù)構(gòu)件可采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝工作量少，施工簡單，速度快，結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良。本實(shí)用新型較雙曲線網(wǎng)殼型鋼冷卻塔相比，具有更大剛度及更加優(yōu)良的抗風(fēng)抗震性能，且用鋼量更低。其中桁架柱通長設(shè)置，并通過桁架環(huán)梁和桁架交叉支撐連接起來，提高了冷卻塔的整體剛度，整體結(jié)構(gòu)共同抵抗塔身自重、溫度、風(fēng)及地震等荷載的作用。

　　附圖說明

　　圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

　　圖2為本實(shí)用新型的桁架柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

　　圖3為本實(shí)用新型的桁架環(huán)梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

　　圖4為本實(shí)用新型的交叉桁架支撐的結(jié)構(gòu)示意圖。

　　附圖標(biāo)號說明：

　　1桁架柱 2桁架環(huán)梁 3交叉桁架支撐

　　具體實(shí)施方式

　　為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實(shí)用新型。

　　如圖1所示，雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔包括：

　　桁架柱1，設(shè)置在冷卻塔的基礎(chǔ)上并沿高度方向設(shè)置，桁架柱1可以沿高度方向通長設(shè)置，能夠一直從底部基礎(chǔ)延伸到冷卻塔的頂部，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)，所述桁架柱1的數(shù)目為多個(gè)，多個(gè)所述桁架柱1布置成環(huán)形，如圖2所示，各所述桁架柱1采用空間立體桁架結(jié)構(gòu)；單根桁架柱1需在工廠進(jìn)行連接制作，制作完成后通長的桁架柱整體運(yùn)送至現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，其弦桿和腹桿采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接；相對平面鋼桁架、格構(gòu)式鋼柱或?qū)嵏故戒撝?，桁架?采用空間立體桁架結(jié)構(gòu)，提高了柱本體平面內(nèi)外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)節(jié)約了用鋼量?？臻g桁架柱弦桿及腹桿根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算可采用焊接、軋制、成品的各類型截面鋼構(gòu)件；

　　桁架環(huán)梁2，連接在各所述桁架柱1上并沿水平方向形成封閉環(huán)形，所述桁架環(huán)梁2的數(shù)目為多個(gè)，多個(gè)所述桁架環(huán)梁2從上至下依次布置；在桁架柱1長度范圍內(nèi)按照一定間距布置桁架環(huán)梁2，桁架環(huán)梁2的間距依據(jù)設(shè)計(jì)及構(gòu)造確定，其與桁架柱1共同組成縱橫受力結(jié)構(gòu)體系；單根桁架環(huán)梁2需在工廠進(jìn)行連接制作，制作完成后桁架整體運(yùn)送至現(xiàn)場與桁架柱進(jìn)行拼裝，其弦桿和腹桿采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接；

　　多個(gè)所述桁架柱1與多個(gè)桁架環(huán)梁2形成多個(gè)網(wǎng)格，多個(gè)所述網(wǎng)格所在的平面依次連接形成雙曲線的塔型結(jié)構(gòu)；這樣，雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的塔型結(jié)實(shí)牢固；

　　交叉桁架支撐3(也稱為交叉桁架或交叉桁架支撐架)，設(shè)置在各所述網(wǎng)格所在的平面內(nèi)，并連接每個(gè)所述網(wǎng)格中的桁架柱1和桁架環(huán)梁2；如圖4所示，每個(gè)所述交叉桁架支撐3包括：位于各所述網(wǎng)格所在的平面內(nèi)的兩個(gè)相交叉的平面桁架。交叉桁架支撐3布置于桁架環(huán)梁2和桁架柱1所包圍的平面區(qū)域內(nèi)，保證了桁架環(huán)梁2和桁架柱1所組成縱橫受力結(jié)構(gòu)的側(cè)向穩(wěn)定性，其與桁架環(huán)梁2和桁架柱1共同組成鋼冷卻塔的主體結(jié)構(gòu)體系。交叉桁架支撐3采用平面桁架形式，單根交叉桁架支撐3需在工廠進(jìn)行連接制作，制作完成后桁架整體運(yùn)送至現(xiàn)場與桁架柱1和桁架環(huán)梁2進(jìn)行拼裝，其弦桿和腹桿采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。

　　進(jìn)一步地，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括：周向封閉的筒體，設(shè)置在所述桁架柱、所述桁架環(huán)梁和所述交叉桁架支撐的內(nèi)側(cè)。筒體為雙曲線形，材質(zhì)可以為鋼/玻璃鋼、鋁制品、合金材料或其他材質(zhì)，通過桁架柱、所述桁架環(huán)梁和所述交叉桁架支撐的支撐，筒體的受力合理。

　　進(jìn)一步地，所述桁架柱具有環(huán)型弦桿和桁架柱腹桿，桁架柱的環(huán)型弦桿和桁架柱腹桿采用通過焊接、軋制形成的鋼構(gòu)件或成品的鋼構(gòu)件，可以為各類型截面鋼構(gòu)件。

　　進(jìn)一步地，如圖4所示，所述交叉桁架支撐3為十字交叉形，這樣，桁架柱、所述桁架環(huán)梁能夠得到均勻的支撐。當(dāng)然，交叉桁架支撐3的十字交叉的角度不限于90度，可以采用靈活的合適的角度，例如為60度，60度，70度，80度，各交叉桁架支撐3中的十字交叉的角度可以相同，也可以根據(jù)施工情況，有所不同。交叉桁架支撐采用平面桁架結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了鋼構(gòu)件的強(qiáng)度性能，并簡化了現(xiàn)場拼裝的施工工序。

　　進(jìn)一步地，如圖3所示，所述桁架環(huán)梁為空間立體桁架結(jié)構(gòu)，以形成在立體空間內(nèi)在橫向或水平方向上對桁架柱的支撐或連接，加強(qiáng)雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的強(qiáng)度。相較平面鋼桁架或?qū)嵏故戒摿憾?，桁架環(huán)梁為空間立體桁架結(jié)構(gòu)，提高了梁本體平面內(nèi)外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)節(jié)約了用鋼量?？臻g桁架環(huán)梁弦桿及腹桿根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算可采用焊接、軋制、成品的各類型截面鋼構(gòu)件。

　　進(jìn)一步地，所述桁架柱1、桁架環(huán)梁2和交叉桁架支撐3之間的連接采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接，以實(shí)現(xiàn)靈活的牢固的連接。

　　進(jìn)一步地，每個(gè)所述網(wǎng)格中，所述桁架柱、所述桁架環(huán)梁和所述交叉桁架支撐連接形成模塊化結(jié)構(gòu)，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔由多個(gè)模塊化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格拼接形成。

　　本實(shí)用新型的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的制作過程可以為：

　　單根桁架柱1需在工廠進(jìn)行連接制作，制作完成后通長的桁架柱整體運(yùn)送至現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，其弦桿和腹桿采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。單根桁架環(huán)梁2需在工廠進(jìn)行連接制作，制作完成后桁架整體運(yùn)送至現(xiàn)場與桁架柱進(jìn)行拼裝，其弦桿和腹桿采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。單根交叉桁架支撐3需在工廠進(jìn)行連接制作，制作完成后桁架整體運(yùn)送至現(xiàn)場與桁架柱1和桁架環(huán)梁2進(jìn)行拼裝，其弦桿和腹桿采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。

　　在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)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(diǎn)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(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜力分析、地震反應(yīng)譜分析、時(shí)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(jìn)行整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

　　本實(shí)用新型的雙曲線交叉桁架型鋼結(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(jià)低等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)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(jì)中能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度性能，大大降低了用鋼量。同時(shí)由于雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔構(gòu)件可以分塊分部件在工廠預(yù)制，現(xiàn)場進(jìn)行模塊式拼裝，大大降低施工難度，縮短施工工期，可廣泛應(yīng)用于各行業(yè)各地區(qū)的冷卻塔設(shè)計(jì)。

　　以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。為本實(shí)用新型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，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

　　技術(shù)特征：

　　1.一種雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔包括：

　　桁架柱，設(shè)置在冷卻塔的基礎(chǔ)上并沿高度方向設(shè)置，所述桁架柱的數(shù)目為多個(gè)，多個(gè)所述桁架柱布置成環(huán)形，各所述桁架柱采用第一空間立體桁架結(jié)構(gòu)；

　　桁架環(huán)梁，連接在各所述桁架柱上并沿水平方向形成封閉環(huán)形，所述桁架環(huán)梁的數(shù)目為多個(gè)，多個(gè)所述桁架環(huán)梁從上至下依次布置；

　　多個(gè)所述桁架柱與多個(gè)桁架環(huán)梁形成多個(gè)網(wǎng)格，多個(gè)所述網(wǎng)格所在的平面依次連接形成雙曲線的塔型結(jié)構(gòu)；

　　交叉桁架支撐，設(shè)置在各所述網(wǎng)格所在的平面內(nèi)，并連接每個(gè)所述網(wǎng)格中的桁架柱和桁架環(huán)梁；每個(gè)所述交叉桁架支撐包括：位于各所述網(wǎng)格所在的平面內(nèi)的兩個(gè)相交叉的平面桁架。

　　2.如權(quán)利要求1所述的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔還包括：周向封閉的筒體，設(shè)置在所述桁架柱、所述桁架環(huán)梁和所述交叉桁架支撐的內(nèi)側(cè)。

　　3.如權(quán)利要求1所述的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述桁架柱具有環(huán)型弦桿和桁架柱腹桿，桁架柱的環(huán)型弦桿和桁架柱腹桿采用通過焊接、軋制形成的鋼構(gòu)件或成品的鋼構(gòu)件。

　　4.如權(quán)利要求1所述的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述交叉桁架支撐為十字交叉形。

　　5.如權(quán)利要求1所述的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述桁架環(huán)梁為第二空間立體桁架結(jié)構(gòu)。

　　6.如權(quán)利要求1所述的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述桁架柱、桁架環(huán)梁和交叉桁架支撐之間的連接采用螺栓連接、焊接連接或栓焊混合連接。

　　7.如權(quán)利要求1所述的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，每個(gè)所述網(wǎng)格中，所述桁架柱、所述桁架環(huán)梁和所述交叉桁架支撐連接形成模塊化結(jié)構(gòu)，所述雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔由多個(gè)模塊化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格拼接形成。

　　8.如權(quán)利要求1所述的雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于，所述交叉桁架支撐具有支撐弦桿及支撐腹桿，所述支撐弦桿及支撐腹桿采用通過焊接、軋制形成的鋼構(gòu)件或成品的鋼構(gòu)件。

　　技術(shù)總結(jié)

　　本實(shí)用新型提供了一種雙曲線交叉桁架型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括：桁架柱，設(shè)置在冷卻塔的基礎(chǔ)上并沿高度方向設(shè)置，多個(gè)桁架柱布置成環(huán)形，各桁架柱采用第一空間立體桁架結(jié)構(gòu)；桁架環(huán)梁，連接在各桁架柱上并沿水平方向形成封閉環(huán)形，多個(gè)所述桁架環(huán)梁從上至下依次布置；多個(gè)桁架柱與多個(gè)桁架環(huán)梁形成多個(gè)網(wǎng)格，多個(gè)所述網(wǎng)格所在的平面依次連接形成雙曲線的塔型結(jié)構(gòu)；交叉桁架支撐，設(shè)置在各所述網(wǎng)格所在的平面內(nèi)，并連接每個(gè)所述網(wǎng)格中的桁架柱和桁架環(huán)梁。本實(shí)用新型熱工性能良好，基礎(chǔ)處理簡單，施工便捷，用鋼量低，與單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相比剛度更理想，大多數(shù)構(gòu)件可采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝工作量少，施工簡單，速度快，抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良。

　　技術(shù)研發(fā)人員：馬炳成;王立軍;董超;向琴琴;趙賀;袁鋒;成維根

　　受保護(hù)的技術(shù)使用者：中冶京誠工程技術(shù)有限公司

　　文檔號碼：201620848511

　　技術(shù)研發(fā)日：2016.08.05

　　技術(shù)公布日：2016.12.28