一種張拉膜冷卻塔結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建筑結構領域，涉及一種冷卻塔的塔筒結構形式，尤其是塔筒采用張拉膜結構的冷卻塔。
【背景技術】
[0002]目前，火/核電廠的雙曲冷卻塔塔筒一般采用鋼筋混凝土結構，在冷卻塔運營過程中為防止酸堿性雨水、霧氣、濕熱蒸汽及微生物等侵蝕造成的混凝土基體開裂和內部鋼筋腐蝕，需要在塔筒表面涂防腐涂料來形成腐蝕介質的致密屏蔽層，而冷卻塔塔筒體量巨大，加上防腐涂料使用壽命較短，在運營期間需多次粉刷，從而造成運營成本增加，結構經濟效益下降。為此，客觀上需要研發一種新的冷卻塔結構形式。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種張拉膜冷卻塔結構，利用膜材的耐腐蝕性和自潔性的特點，節約大量的防腐費用，降低冷卻塔運營成本。
[0004]為達到上述目的，本發明的技術方案是:
[0005]—種張拉膜冷卻塔結構，包括塔體內部結構框架和覆蓋于所述塔體內部結構框架之上的塔體表面蒙皮，所述塔體表面蒙皮為具有耐腐蝕性和自潔性的膜材。
[0006]進一步，所述塔體內部結構框架包含底支柱、橫梁結構、縱肋、底環梁、頂環梁，塔底的底環梁與塔頂的頂環梁為圓環結構，兩者之間設有橫梁結構，底環梁、頂環梁和橫梁結構通過若干垂直于其邊緣的、彼此間隔設置的縱肋連接，由此構成塔體內部結構框架整體并支承在底支柱上。
[0007]所述橫梁結構是由若干間隔布置的圓環組成。
[0008]所述底環梁、頂環梁和橫梁結構平行于地面設置。
[0009]所述底環梁、頂環梁和橫梁結構外邊緣的連線具有雙曲線的特征。
[0010]在所述橫梁結構和縱肋組成的每一個田字形網格的中心的節點上連接一根撐桿的一端，所述撐桿的另一端指向塔體中心的相反方向并與四條拉索的一端相連而受約束，所述四條拉索的另一端分別固定在田字形網格四個角的節點上形成塔體內部結構框架的若干金字塔結構。
[0011]在所述橫梁結構和縱肋相接處形成的若干由上而下的節點縱列中，相鄰的兩列中的僅有一列作為撐桿支撐節點列，每一撐桿支撐節點列中的每一個節點連接一根撐桿的內端，所述撐桿的外端指向塔體中心的相反方向并與兩條拉索的一端相連，所述兩條拉索的另一端分別固定在所述節點左右相鄰的支撐節點列中的節點上;將每一撐桿支撐節點列上的撐桿的外端通過肋條逐一相連形成塔體內部結構框架上的若干突脊結構。
[0012]所述節點均為球節點結構;與所述球節點連接的構件均采用焊接連接。
[0013]所述膜材為PTFE、PVC、表面改性的PVC或ETFE膜材。
[0014]由于采用上述技術方案，本發明的有益效果是:首先，塔筒采用了具有耐腐蝕性及自潔性的膜材，僅需在鋼結構骨架及拉索上涂防腐涂料，相比傳統的鋼筋混凝土塔筒，防腐涂料體量明顯減少，從而節約了大量的防腐費用；其次，保留了塔筒的雙曲線外形，保證了冷卻塔良好的熱力學功能;最后，張拉膜結構帶給人的視覺效果能成為火/核電廠一道靚麗的風景。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例包含底支柱、橫梁、縱肋、底環梁、頂環梁組成的雙曲的內部結構框架示意圖。
[0016]圖2是本發明第一個實施例的全塔效果圖。
[0017]圖3是本發明第一個實施例的冷卻塔內部框架結構單元的原理示意圖。
[0018]圖4是本發明第二個實施例的全塔效果圖。
[0019]圖5是本發明第二個實施例的冷卻塔內部框架結構單元的原理示意圖。
[0020]圖中:I底支柱;2橫梁;3縱肋;4底環梁;5頂環梁;6球節點；7撐桿;8拉索;9膜材，10肋條。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0022]本發明冷卻塔內部結構框架，其中主要包含底支柱1、橫梁2、縱肋3、底環梁4、頂環梁5，如圖1所示，塔底的底環梁4與塔頂的頂環梁5為圓環結構，進一步，兩者之間還設有由若干間隔布置的圓環2組成的橫梁結構，底環梁4、頂環梁5和若干圓環2可平行于地面設置，它們各自直徑的選擇使得其外邊緣的連線具有雙曲線的特征，底環梁4、頂環梁5和其它圓環通過若干垂直于其邊緣的、彼此間隔設置的縱肋3連接，由此構成塔筒雙曲結構骨架整體并支承在底支柱I上。
[0023]圖2所示本發明的第一個實施例中，冷卻塔塔筒表面由一塊塊相近的小金字塔型結構拼接而成。以一個冷卻塔內部框架結構單元為例，如圖3所示，其中每個小金字塔結構覆蓋在橫梁2和縱肋3組成的若干田字形網格上，縱肋3連接在相鄰的兩個橫梁2的球節點上。每個小金字塔結構在田字形網格中心的球節點61上連接一根撐桿7的一端，撐桿7的另一端指向塔體中心的相反方向并與四條拉索81、82、83、84相連而受約束，四條拉索81、82、83、84的另一端分別固定在田字形網格四個角的球節點62、63、64、65上。
[0024]具有上述結構的若干個結構單元結合在一起，即形成了本發明冷卻塔體內部結構框架第一種實施例，再將膜材9覆蓋在該內部結構框架上即可得到本發明張拉膜結構雙曲冷卻塔結構的第一種實施例。
[0025]圖4所示本發明的第二個實施例中，冷卻塔塔筒沿環向呈現層疊起伏、筋肋間隔的效果。以一個冷卻塔內部框架結構單元為例，如圖5所示，在若干橫梁2和縱肋3相接處形成的若干由上而下的節點縱列中，相鄰的兩列中的僅有一列作為撐桿支撐節點列，縱肋3連接在相鄰的兩個橫梁2的球節點上。。每一撐桿支撐節點列中的每一個節點連接一根撐桿71的內端，撐桿71的外端指向塔體中心的相反方向并與兩條拉索81、82的一端相連而受約束，兩條拉索81、82的另一端分別固定在支撐撐桿71的節點的左右兩支撐節點列中的球節點63、64上。
[0026]同樣的，沿縱肋3在球節點62上連接撐桿72的內端，撐桿72的外端指向塔體中心的相反方向并與兩條拉索83、84的一端相連而受約束，兩條拉索83、84的另一端分別固定在支撐撐桿72的節點的左右兩支撐節點列中的球節點65、66上。沿縱肋3方向的相鄰撐桿71、72外端之間連接肋條10相連。對于其它部分，同樣的，將每一撐桿支撐節點列上的撐桿的外端通過肋條逐一相連即可形成塔體內部結構框架上的若干突脊結構。
[0027]具有上述結構的若干個結構單元結合在一起，即形成了本發明冷卻塔體內部結構框架第二種實施例，再將膜材9覆蓋在所述內部結構框架上即可得到本發明張拉膜結構雙曲冷卻塔結構的第二種實施例。
[0028]前文所述的“連接”均可采用焊接;膜材9可以采用具有耐腐蝕性和自潔性的PTFE、PVC、表面改性的PVC或ETFE等膜材。
[0029]上述實施例中，膜材只覆蓋于外表面，內部不覆蓋，塔筒內部由橫梁2、縱肋3、底環梁4、頂環梁5、球節點6、撐桿7、拉索8組成的塔筒內部結構需要涂防腐涂料，但相比鋼筋混凝土塔筒，涂防腐涂料的體量顯著減少。
[0030]上述對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:包括塔體內部結構框架和覆蓋于所述塔體內部結構框架之上的塔體表面蒙皮，所述塔體表面蒙皮為具有耐腐蝕性和自潔性的膜材。2.根據權利要求1所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:所述塔體內部結構框架包含底支柱、橫梁結構、縱肋、底環梁、頂環梁，塔底的底環梁與塔頂的頂環梁為圓環結構，兩者之間設有橫梁結構，底環梁、頂環梁和橫梁結構通過若干垂直于其邊緣的、彼此間隔設置的縱肋連接，由此構成塔體內部結構框架整體并支承在底支柱上。3.根據權利要求2所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:所述橫梁結構是由若干間隔布置的圓環組成。4.根據權利要求2所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:所述底環梁、頂環梁和橫梁結構平行于地面設置。5.根據權利要求2所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:所述底環梁、頂環梁和橫梁結構外邊緣的連線具有雙曲線的特征。6.根據權利要求2所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:在所述橫梁結構和縱肋組成的每一個田字形網格的中心的節點上連接一根撐桿的一端，所述撐桿的另一端指向塔體中心的相反方向并與四條拉索的一端相連而受約束，所述四條拉索的另一端分別固定在田字形網格四個角的節點上形成塔體內部結構框架的若干金字塔結構。7.根據權利要求2所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:在所述橫梁結構和縱肋相接處形成的若干由上而下的節點縱列中，相鄰的兩列中的僅有一列作為撐桿支撐節點列，每一撐桿支撐節點列中的每一個節點連接一根撐桿的內端，所述撐桿的外端指向塔體中心的相反方向并與兩條拉索的一端相連，所述兩條拉索的另一端分別固定在所述節點左右相鄰的支撐節點列中的節點上;將每一撐桿支撐節點列上的撐桿的外端通過肋條逐一相連形成塔體內部結構框架上的若干突脊結構。8.根據權利要求6或7所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:所述節點均為球節點結構。9.根據權利要求8所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:與所述球節點連接的構件均采用焊接連接。10.根據權利要求1所述的張拉膜冷卻塔結構，其特征在于:所述膜材為PTFE、PVC、表面改性的PVC或ETFE膜材。
【專利摘要】一種張拉膜冷卻塔結構，包括塔體內部結構框架和覆蓋于所述塔體內部結構框架之上的塔體表面蒙皮，所述塔體表面蒙皮為具有耐腐蝕性和自潔性的膜材。所述塔體內部結構框架包含底支柱、橫梁結構、縱肋、底環梁、頂環梁，塔底的底環梁與塔頂的頂環梁為圓環結構，兩者之間設有橫梁結構，底環梁、頂環梁和橫梁結構通過若干垂直于其邊緣的、彼此間隔設置的縱肋連接，由此構成塔體內部結構框架整體并支承在底支柱上。所述橫梁結構是由若干間隔布置的圓環組成。所述底環梁、頂環梁和橫梁結構外邊緣的連線具有雙曲線的特征。本發明利用了膜材耐腐蝕性和自潔性的特點，相比傳統鋼筋混凝土的殼體可節約大量防腐費用，從而降低運營成本，提高結構經濟效益。
【IPC分類】F28F25/00
【公開號】CN105444612
【申請號】CN201510958113
【發明人】趙林, 葛耀君, 陳旭
【申請人】同濟大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月18日