一種棋盤式四角錐網格鋼結構冷卻塔的制作方法

本實用新型屬于結構工程技術領域，具體地說是一種棋盤式四角錐網格鋼結構冷卻塔。

背景技術：

冷卻塔是利用水和空氣的接觸，通過蒸發作用來散去工業上或制冷空調中產生的廢熱的一種設備。目前我國的冷卻塔主要采用鋼筋混凝土結構。混凝土結構防腐蝕性能較好，使用壽命高，但是也存在笨重粗大、冷卻效率低、穩定性較差、施工支模困難等劣勢。

鋼結構冷卻塔相比混凝土冷卻塔，具有施工簡單、建設周期短、結構輕巧和抗震性能好等優點。隨著鋼結構在建筑領域的飛速發展，鋼結構冷卻塔具有廣闊的應用前景。

鋼結構冷卻塔屬于空間網格結構，形式靈活多樣。采用不同的結構形式會直接影響結構的受力性能、節點設計和整體用鋼量，帶來不同的效益。當冷卻塔高度較高時，結構對風荷載極其敏感，桿件受力較大，節點設計十分困難。因此，需要開發一種合理的鋼結構冷卻塔結構形式，能夠改善結構受力情況，減輕結構用鋼量，減少節點數量從而減小節點處理難度，使得鋼結構冷卻塔效益最高。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種改善結構受力情況、提高整體效益的棋盤式四角錐網格鋼結構冷卻塔。

本實用新型一種棋盤式四角錐網格鋼結構冷卻塔，塔體為雙層空間網格結構，由外層弦桿1、內層弦桿2和腹桿3拼接組成，外層弦桿1為矩形網格，內層弦桿2為菱形網格，內層弦桿2的節點均落在外層矩形網格的平面法線上，內層弦桿2的一個節點通過腹桿3與對應的外層弦桿1組成的矩形網格的每四個節點相連，形成一個四角錐單元。

所述四角錐單元為在正交正放四角錐網格的基礎上采用棋盤式抽空，具體為將四角錐間隔抽空，一個矩形格子為四角錐單元，上下左右與其相鄰的其他四個矩形格子均抽錐，內層弦桿2呈斜交斜放，外層弦桿1呈正交正放。

所述外層弦桿1的節點上連接有6根桿件，內層弦桿2的節點上連接有8根桿件。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：雙層網格結構采用角錐體系，相比于傳統的其他空間結構體系，可以大幅減少節點數量，改善桿件之間的夾角，節點設計容易達到要求，減少了內層弦桿和腹桿的數量，在不影響結構承載性能的前提下，可以降低大型鋼結構冷卻塔的整體用鋼量和節點處理難度，整體提高冷卻塔的效益。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構圖。

圖2為本實用新型的俯視圖。

圖3為外層弦桿的結構示意圖。

圖4為內層弦桿的結構示意圖。

圖5為腹桿的結構示意圖。

圖6a為基本單元的結構示意圖；

圖6b為基本單元實體結構示意圖。

圖7為外層弦桿節點的示意圖。

圖8為內層弦桿節點的示意圖。

圖中，1為外層弦桿，2為內層弦桿，3為腹桿。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖對本實用新型作進一步說明。

本實用新型一種棋盤式四角錐網格鋼結構冷卻塔，塔體為雙層空間網格結構，空間網格采用正交正放四角錐體系，在此基礎上對四角錐網格采用棋盤式抽空，在保證結構的安全性和穩定性的前提下，對結構進行優化，改善結構的受力性能，減輕節點設計的難度。

上述的冷卻塔可通過旋轉曲面方式生成，曲面由控制冷卻塔造型的曲線旋轉而成。形成自由曲面后，對曲面進行網格劃分，外層網格為正交正放網格。如圖1-圖8所示，若要建立如圖1所示的鋼結構冷卻塔結構，需要獲取塔筒母線方程，再利用一些現有設計軟件進行建模和劃分網格。建好的模型的外層弦桿如圖3所示，內層弦桿如圖4所示，腹桿層如圖5所示。內層節點（即錐頂點）在一般情況下在外層矩形網格的法向上。

上述的棋盤式四角錐網格采用的是四角錐體系。四角錐體系相比與交叉桁架體系，具有傳力明確、空間性能好、桿件之間夾角良好等優勢。在進行焊接相貫節點設計時，交叉桁架體系由于桿件空間夾角不好，腹桿與腹桿相交位置會有大量的隱蔽焊縫，對節點設計很不利的，而四角錐體系腹桿一般不會相交，即使腹桿與腹桿相交也可通過適當調整結構的厚度和桿件截面使其不相交或相交很少，減少隱蔽焊縫對節點的影響。

上述的棋盤式抽錐形式是將四角錐間隔抽空，內層弦桿呈斜交斜放，外層弦桿呈正交正放。由于大型鋼結構冷卻塔的節點設計困難，采用抽錐形式可以減少節點的數目，從而降低節點設計的費用。而且抽錐后，結構的桿件也有所減少（內弦層節點和桿件減少一半，腹桿亦大幅度減少），在保證結構安全性前提下，改變結構的傳力方式，對結構進行優化，降低結構的整體用鋼量。

上述的鋼結構冷卻塔由外層弦桿、內層弦桿和腹桿拼接組成，外層弦桿為矩形網格，內層弦桿為菱形網格，外層的矩形網格上的四個節點與內層一個節點相連，形成一個四角錐體系。外層節點上連接著6根桿件，內層節點上連接著8根桿件。節點上交匯的桿件數量相對較少。