一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置，其中，所述方法包括：S1：建立冷却塔的ANSYS有限元模型；S2：针对预先确定的待布设子午肋多个目标数量中的每个目标数量，均进行下述S3至S5的步骤；S3：对ANSYS有限元模型施加预设风压；S4：确定当前模型表面最小局部稳定因子对应的目标高度，在所述目标高度处布设加劲环并记录加环后最小局部稳定因子；S5：重复执行步骤S4，直至前后确定的最小局部稳定因子之间的减幅大于或者等于预设阈值为止；S6：根据记录的最小局部稳定因子，确定布设的子午肋和加劲环数量。本发明专利技术提供的在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置，能够显著提升冷却塔结构的稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷却塔制造
，尤其涉及一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置。
技术介绍
在传统的火/核电发电厂中，大型冷却塔基本采用单独布设加劲环或子午肋的方法来提高结构的抗风稳定性或减小其表面风压，此结构型式已经过研究与实践，并在工程中得到广泛应用。随着火力发电设备容量的不断增大，现阶段已涌现出一大批超规范高度限值(190m)的特大型冷却塔。伴随着冷却塔高度和直径的增加，风致稳定性问题愈加突出，如何通过改变冷却塔构造以提高结构的稳定性能成为冷却塔抗风设计亟待解决的问题之一。以西北地区为例，由于风速和昼夜温差大，保证结构安全性和稳定性的难度系数随之增大，而局部稳定又是稳定性计算中的控制因素之一。鉴于此，在冷却塔塔筒表面布置加劲环、子午肋成为可选择方案。对于仅布设子午肋的冷却塔结构，虽然其结构表面风压降低，但结构基频亦有所减小；如果仅布设加劲环，冷却塔结构基频虽有所提高，但局部稳定性却有所降低，对于结构的抗风稳定性极为不利。对布置加劲环和子午肋的冷却塔进行对比研究，结果表明：布设子午肋可以减小冷却塔表面极值风压，降低风致响应对结构的不利影响，同时提高了结构的局部稳定性，但由于子午肋的存在，冷却塔因自重增加致使结构基频降低；布设加劲环提高结构的基频，保证了结构的刚度。因此，如何综合考虑加劲环和子午肋对冷却塔结构的影响，并确定合理的布设数量，成为亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置，能够针对现有的冷却塔结构，综合考虑加劲环和子午肋的布设数量，从而可以提升冷却塔结构的稳定性和安全性，并减小冷却塔结构的风致响应。为实现上述目的，本专利技术提供了一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法，所述方法包括：S1：建立冷却塔的ANSYS有限元模型，所述冷却塔上设置有预设对数的支柱；S2：根据所述预设对数，确定待布设子午肋的多个目标数量，针对每个目标数量均进行下述S3至S5的步骤；S3：在所述ANSYS有限元模型的表面均匀布设所述目标数量的子午肋，并对布设了子午肋的模型施加预设风压；S4：对当前的ANSYS有限元模型进行静风响应分析，确定当前模型表面最小局部稳定因子对应的目标高度；在所述目标高度处布设加劲环并记录布设了加劲环后的最小局部稳定因子；S5：重复执行步骤S4，直至当前确定的最小局部稳定因子与上一次确定的最小局部稳定因子之间的减幅大于或者等于预设阈值为止；S6：根据记录的最小局部稳定因子，确定在所述冷却塔上布设的子午肋和加劲环的数量。进一步地，所述目标数量为所述预设对数的整数倍。进一步地，所述ANSYS有限元模型中的塔筒采用Shell63单元，环基及与环基连接的X型柱采用Beam188单元，X型支柱与塔筒下部之间采用节点自由度耦合的方式连接，每个环基下部采用Combin14单元，加劲环和子午肋均采用Shell63单元。进一步地，所述子午肋的截面尺寸由所述冷却塔所处地理位置的地貌、结构的受力特性和塔筒表面风压分布确定。进一步地，在对布设了子午肋的ANSYS有限元模型施加预设风压之后，所述方法还包括：监测所述ANSYS有限元模型外表面负压极值并调整施加于所述ANSYS有限元模型上的风压，使得所述模型外表面负压极值处于预设风压极值范围内。进一步地，所述冷却塔呈双曲线型。进一步地，在所述冷却塔上布设的子午肋的数量为所述预设对数的两倍，在所述冷却塔上布设的加劲环的数量为3道。进一步地，所述最小局部稳定因子按照下述公式确定： 0.8 K B ( σ 1 σ c r 1 + σ 2 σ c r 2 ) + 0.2 K B 2 [ ( σ 1 σ c r 1 ) 2 + ( σ 2 σ c r 2 ) 2 ] = 1 ]]> σ c r 1 = 0.985 E ( 1 - v 2 ) 3 4 ( h r 0 ) 4 / 3 K 1 ]]> σ c r 2 = 0.612 E ( 1 - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：建立冷却塔的ANSYS有限元模型，所述冷却塔上设置有预设对数的支柱；S2：根据所述预设对数，确定待布设子午肋的多个目标数量，针对每个目标数量均进行下述S3至S5的步骤；S3：在所述ANSYS有限元模型的表面均匀布设所述目标数量的子午肋，并对布设了子午肋的模型施加预设风压；S4：对当前的ANSYS有限元模型进行静风响应分析，确定当前模型外表面产生最小局部稳定因子对应的目标高度；在所述目标高度处布设加劲环并记录布设了加劲环后的最小局部稳定因子；S5：重复执行步骤S4，直至当前确定的最小局部稳定因子与上一次确定的最小局部稳定因子之间的减幅大于或者等于预设阈值为止；S6：根据记录的最小局部稳定因子，确定在所述冷却塔上布设的子午肋和加劲环的数量。

【技术特征摘要】
1.一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：建立冷却塔的ANSYS有限元模型，所述冷却塔上设置有预设对数的支柱；S2：根据所述预设对数，确定待布设子午肋的多个目标数量，针对每个目标数量均进行下述S3至S5的步骤；S3：在所述ANSYS有限元模型的表面均匀布设所述目标数量的子午肋，并对布设了子午肋的模型施加预设风压；S4：对当前的ANSYS有限元模型进行静风响应分析，确定当前模型外表面产生最小局部稳定因子对应的目标高度；在所述目标高度处布设加劲环并记录布设了加劲环后的最小局部稳定因子；S5：重复执行步骤S4，直至当前确定的最小局部稳定因子与上一次确定的最小局部稳定因子之间的减幅大于或者等于预设阈值为止；S6：根据记录的最小局部稳定因子，确定在所述冷却塔上布设的子午肋和加劲环的数量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标数量为所述预设对数的整数倍。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ANSYS有限元模型中的塔筒采用Shell63单元，环基及与环基连接的X型柱采用Beam188单元，X型支柱与塔筒下部之间采用节点自由度耦合的方式连接，每个环基下部采用Combin14单元，加劲环和子午肋均采用Shell63单元。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子午肋的截面尺寸由所述冷却塔所处地理位置的地貌、结构的受力特性和塔筒表面风压分布确定。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对布设了子午肋的ANSYS有限元模型施加预设风压之后，所述方法还包括：监测所述ANSYS有限元模型表面负压极值并调整施加于模型上的风压，使得塔筒表面的负压极值处于预设风压极值范围内。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却塔为双曲线型钢筋混凝土结构。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述冷却塔上布设的子午肋的数量为所述预设对数的两倍，在所述冷却塔上布设的加劲环的数量为3道。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最小局部稳定因子按照下述公式确定： 0.8 K B ( σ 1 σ c r 1 + σ 2 σ c r 2 ) + 0.2 K B 2 [ ( σ 1 σ c r 1 ) 2 + ( σ 2 σ c r ...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯世堂，徐璐，朱鹏，王浩，杜凌云，余玮，余文林，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32