本實用新型屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種棋盤式四角錐網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。

背景技術(shù)：

冷卻塔是利用水和空氣的接觸，通過蒸發(fā)作用來散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。目前我國的冷卻塔主要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土結(jié)構(gòu)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(wěn)定性較差、施工支模困難等劣勢。

鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔相比混凝土冷卻塔，具有施工簡單、建設(shè)周期短、結(jié)構(gòu)輕巧和抗震性能好等優(yōu)點。隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的飛速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔具有廣闊的應(yīng)用前景。

鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔屬于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，形式靈活多樣。采用不同的結(jié)構(gòu)形式會直接影響結(jié)構(gòu)的受力性能、節(jié)點設(shè)計和整體用鋼量，帶來不同的效益。當(dāng)冷卻塔高度較高時，結(jié)構(gòu)對風(fēng)荷載極其敏感，桿件受力較大，節(jié)點設(shè)計十分困難。因此，需要開發(fā)一種合理的鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔結(jié)構(gòu)形式，能夠改善結(jié)構(gòu)受力情況，減輕結(jié)構(gòu)用鋼量，減少節(jié)點數(shù)量從而減小節(jié)點處理難度，使得鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔效益最高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種改善結(jié)構(gòu)受力情況、提高整體效益的棋盤式四角錐網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。

本實用新型一種棋盤式四角錐網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，塔體為雙層空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由外層弦桿1、內(nèi)層弦桿2和腹桿3拼接組成，外層弦桿1為矩形網(wǎng)格，內(nèi)層弦桿2為菱形網(wǎng)格，內(nèi)層弦桿2的節(jié)點均落在外層矩形網(wǎng)格的平面法線上，內(nèi)層弦桿2的一個節(jié)點通過腹桿3與對應(yīng)的外層弦桿1組成的矩形網(wǎng)格的每四個節(jié)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(wǎng)格的基礎(chǔ)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(nèi)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(jié)點上連接有6根桿件，內(nèi)層弦桿2的節(jié)點上連接有8根桿件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于：雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)采用角錐體系，相比于傳統(tǒng)的其他空間結(jié)構(gòu)體系，可以大幅減少節(jié)點數(shù)量，改善桿件之間的夾角，節(jié)點設(shè)計容易達到要求，減少了內(nèi)層弦桿和腹桿的數(shù)量，在不影響結(jié)構(gòu)承載性能的前提下，可以降低大型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的整體用鋼量和節(jié)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(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型的俯視圖。

圖3為外層弦桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為內(nèi)層弦桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為腹桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6a為基本單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6b為基本單元實體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為外層弦桿節(jié)點的示意圖。

圖8為內(nèi)層弦桿節(jié)點的示意圖。

圖中，1為外層弦桿，2為內(nèi)層弦桿，3為腹桿。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)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(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，塔體為雙層空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，空間網(wǎng)格采用正交正放四角錐體系，在此基礎(chǔ)上對四角錐網(wǎng)格采用棋盤式抽空，在保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性的前提下，對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，改善結(jié)構(gòu)的受力性能，減輕節(jié)點設(shè)計的難度。

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

上述的棋盤式四角錐網(wǎng)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(yōu)勢。在進行焊接相貫節(jié)點設(shè)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(jié)點設(shè)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(dāng)調(diào)整結(jié)構(gòu)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(jié)點的影響。

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

上述的鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔由外層弦桿、內(nèi)層弦桿和腹桿拼接組成，外層弦桿為矩形網(wǎng)格，內(nèi)層弦桿為菱形網(wǎng)格，外層的矩形網(wǎng)格上的四個節(jié)點與內(nèi)層一個節(jié)點相連，形成一個四角錐體系。外層節(jié)點上連接著6根桿件，內(nèi)層節(jié)點上連接著8根桿件。節(jié)點上交匯的桿件數(shù)量相對較少。