[实用新型]一种交叉平面桁架系钢结构冷却塔

说明书

本实用新型公开了一种交叉平面桁架系钢结构冷却塔，其塔身由平面桁架连接组合而成，平面桁架包括两个方向的斜桁架和水平桁架；水平桁架和两个方向的斜桁架形成了一系列等腰三角形网格，在三角形网格内部设有平面桁架面外支撑；在塔身内侧每隔一定高度设置一加强环桁架；在塔身下部外侧设置有展宽平台桁架。与传统钢筋混凝土结构冷却塔相比，本实用新型具有受力性能好、自重轻、施工方便、工期短、造价低等优点。此外，本申请充分利用平面桁架的面内刚度，可使冷却塔塔身具有良好的面外稳定性；通过在平面桁架面外方向设置支撑，可提高桁架的面外稳定性，减小桁架弦杆的面外计算长度。通过合理的结构布置，充分发挥了结构构件的力学性能。

技术领域

本实用新型涉及大型冷却塔结构设计领域，尤其是涉及一种交叉平面桁架系钢结构冷却塔。

背景技术

冷却塔是一种在电力、钢铁、石油、化工等工业领域广泛应用的冷却设施，它的主要作用是为携带废热的冷却水与空气提供热交换的场所，使废热能迅速散入大气，从而保证生产系统的正常运行。

现有大型冷却塔大多采用子午线为双曲线的钢筋混凝土旋转薄壳结构，具有稳定性好、抗腐蚀性能强等特点。然而随着工业建设规模的增大，冷却塔尺寸也随之上升，混凝土结构自重大以及由此引发的成本上升等因素使其逐渐丧失优势，且生产和施工过程中资源消耗大和环境污染严重等问题也与当前倡导的环保理念相悖。在此背景下，钢结构成为大型冷却塔结构体系选型的新方向。同钢筋混凝土结构相比，钢结构冷却塔具有自重轻、施工方便、工期短等优点，且结构体系布置灵活，不必拘泥于单一的结构外形，这样不但可以通过结构体系优化得到优异的受力性能和经济指标，还能为热工方面的性能优化创造条件。国内外针对大型钢结构冷却塔已经进行了一些研究，但与混凝土结构相比，工程实践尚不多见。目前钢结构冷却塔的主要形式有：

(1)传统的由刚性构件组成的钢结构冷却塔：单层、双层或多层网格结构，构件可以采用圆形或矩形截面的实腹式钢管，也可采用格构式构件。

(2)索网结构冷却塔：由形成塔身的索网结构和中央塔柱组成，靠索网结构的预张力建立刚度。

本申请提出了一种由交叉平面桁架系组成的钢结构冷却塔。该冷却塔结构体系由三向交叉的平面桁架组成，同时设置平面桁架面外支撑，提高桁架面外稳定性，可充分发挥构件力学性能。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种交叉平面桁架系钢结构冷却塔，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种交叉平面桁架系钢结构冷却塔，所述冷却塔包括：组成塔身的平面桁架、桁架面外支撑、加强环桁架以及展宽平台桁架；其中，

所述平面桁架包括两个方向的斜桁架和水平桁架；所述水平桁架和两个方向的所述斜桁架形成了一系列等腰三角形网格，在所述三角形网格内部设有所述平面桁架面外支撑；在塔身内侧每隔一定高度设置一所述加强环桁架；在塔身下部外侧设置有所述展宽平台桁架。

作为一种进一步的技术方案，所述加强环桁架由等腰三角形组成，并设置撑杆与塔身连接，以减小加强环桁架的竖向变形。

作为一种进一步的技术方案，所述平面桁架面外支撑分为两层；其中，内层支撑为反向嵌于塔身等腰三角形网格的等腰三角形支撑，等腰三角形支撑顶点位于相应塔身三角形网格内弦杆的中点；外层支撑由反向嵌于塔身等腰三角形网格的等腰三角形支撑和水平封闭杆组成，其中等腰三角形支撑顶点位于相应塔身三角形网格外弦杆的中点；所述水平封闭杆设置于展宽平台桁架以上的三角形网格，连接相邻两个外层等腰三角形支撑的底边端点，与外层三角形支撑的底边共同形成封闭圆环。