散热系统钢支撑结构体系及设计方法技术方案

本发明专利技术涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种散热系统钢支撑结构体系及设计方法，旨在解决支撑结构体系结构规模受限、用钢量高的问题。本发明专利技术提供的散热系统钢支撑结构体系包括筒体，筒体包括预制构件，预制构件包括三角形单元、第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元；第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元分别连接于三角形单元的三个顶点；相连的预制构件通过第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元进行连接；三角形单元包括格构式构件。在现场施工时只需对预制构件进行连接，通过格构式构件的设计可以有效减少构件数量，在降低自重的同时保持抗侧刚度和稳定性，避免了通过增大构件截面、增加钢材用量的方式来提高承载力。承载力。承载力。

【技术实现步骤摘要】
散热系统钢支撑结构体系及设计方法


[0001]本专利技术涉及结构工程
，尤其涉及一种散热系统钢支撑结构体系及设计方法。

技术介绍

[0002]自然通风散热系统是用水作为循环冷却剂，从水循环系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置。其散热原理是利用水与空气流动接触后进行冷热交换，冷空气带走热量达到散去生产中产生的余热，从而达到降低水温的目的。传统的散热系统支撑结构多采用钢筋混凝土壳体结构，但由于钢结构具有重量轻、强度高、抗震性好、可工厂化生产、施工速度快、材料可循环利用等优点，因此其在散热系统支撑结构体系中得到了越来越多的应用。
[0003]随着散热系统指标和规模的逐步提高，对超大型钢支撑结构体系的需求也越来越大。常规的钢支撑结构体系多采用双曲面、桁架网格结构或柱面网格结构体系。随着结构的直径和高度的增加，传统结构体系的抗侧刚度显著降低，在风荷载的作用下很容易发生振动和整体性的失稳，结构上只能通过增大构件截面、增加钢材用量的方式来提高承载力，但此种方式必然会增加结构自重并降低设计经济性。即现有的钢支撑结构体系存在结构规模受限、用钢量高的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种散热系统钢支撑结构体系及设计方法，以解决钢支撑结构体系结构规模受限、用钢量高的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案在于：
[0006]一种散热系统钢支撑结构体系，包括筒体，筒体包括预制构件，预制构件包括三角形单元、第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元；第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元分别连接于三角形单元的三个顶点；相连的预制构件通过第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元进行连接；三角形单元包括格构式构件。
[0007]进一步的，格构式构件包括肢杆和撑杆，撑杆连接于肢杆之间。
[0008]进一步的，格构式构件包括四个肢杆，四个肢杆围成矩形，肢杆和撑杆的截面为圆形；撑杆连接于肢杆的外圆。
[0009]进一步的，第一连接单元包括第一左竖杆和第一右竖杆；第一左竖杆与第二连接单元连接，第一右竖杆与第三连接单元连接。
[0010]进一步的，第二连接单元包括第二竖杆和第二横杆；第二竖杆与第一左竖杆连接，第二横杆与第三连接单元连接。
[0011]进一步的，第三连接单元包括第三竖杆和第三横杆，第三竖杆与第一右竖杆连接；第三横杆与第二横杆连接。
[0012]进一步的，第一左竖杆和第二竖杆上相互靠近的一端均设置有法兰板，两个法兰
板通过螺栓连接；第二横杆和第三横杆上相互靠近的一端均设置有法兰板，两个法兰板通过螺栓连接。
[0013]进一步的，筒体沿高度方向分为至少两段，肢杆的直径和肢杆围成的矩形的面积从上向下依次减小。
[0014]进一步的，三角形单元为等边三角形。
[0015]本专利技术的另一方面，提供了一种散热系统钢支撑结构体系设计方法，用于设计上述的散热系统钢支撑结构体系，包括如权下步骤：
[0016]初定预制构件规格：根据散热系统的技术指标确定散热系统钢支撑结构体系的规模参数，初步选定三角形单元的规格和格构式构件的规格；
[0017]结构体系分段：根据散热系统钢支撑结构体系的规模参数对散热系统钢支撑结构体系沿高度方向进行分段，对不同高度的段根据受力情况设计相应的三角形单元的规格和格构式构件的规格；
[0018]验证格构式构件受力：将格构式构件按等效为圆钢管进行分析计算以获得格构式构件正截面受压承载力和受弯承载力，若受力不满足需求，则返回至初定预制构件规格步骤重新选定规格，若受力满足需求，则进入下一步；
[0019]设计加强环方案：根据理论分析方法和有限元分析方法分析得到散热系统钢支撑结构体系的模态振型和抗侧刚度，并据此设计加强环的布置方案；
[0020]设计连接单元：根据初定预制构件规格步骤和验证格构式构件受力步骤的结果设计连接单元，并验算连接单元受压、受拉和受剪承载力；
[0021]设计扩展封闭结构：根据三角形单元规格和散热器高度设计扩展封闭结构，扩展封闭结构的高度高于散热器的高度。
[0022]综合上述技术方案，本专利技术所能实现的技术效果在于：
[0023]本专利技术提供的散热系统钢支撑结构体系包括筒体，筒体包括预制构件，预制构件包括三角形单元、第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元；第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元分别连接于三角形单元的三个顶点；相连的预制构件通过第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元进行连接；三角形单元包括格构式构件。
[0024]本专利技术提供的散热系统钢支撑结构体系通过格构式构件制成三角形单元，并通过将三角形单元、第一连接单元、第二连接单元和第三连接单元制成预制构件，在现场施工时只需对预制构件进行连接，提高了安装效率，通过格构式构件的设计可以有效减少构件数量、简化现场安装难度，在降低自重的同时保持足够的抗侧刚度和稳定性，避免了仅通过增大构件截面、增加钢材用量的方式来提高承载力，进而可建成更大结构规模的钢支撑结构体系并提高了经济性。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的散热系统钢支撑结构体系结构示意图；
[0027]图2为筒体的结构示意图；
[0028]图3为为本专利技术实施例提供的散热系统钢支撑结构体系的剖视示意图；
[0029]图4为加强环的结构示意图；
[0030]图5为扩展封闭结构的示意图；
[0031]图6为三角形单元的连接示意图；
[0032]图7为三角形单元的连接立体图；
[0033]图8为三角形单元的连接主视图；
[0034]图9为预制构件的结构示意图；
[0035]图10为第一连接单元的结构示意图；
[0036]图11为第二连接单元的结构示意图；
[0037]图12为第三连接单元的结构示意图；
[0038]图13为第一左竖杆和第二竖杆连接示意图；
[0039]图14为板式连接单元的结构示意图；
[0040]图15为格构式构件的结构示意图；
[0041]图16为格构式构件的断面图；
[0042]图17为本专利技术实施例提供的散热系统钢支撑结构体系结构的模态振型示意图；
[0043]图18为本专利技术实施例提供的散热系统钢支撑结构体系结构的顶部位移示意图。
[0044]图标：100
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筒体；200
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加强环；300
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扩展封闭结构；120
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第一连接单元；130
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第二连接单元；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散热系统钢支撑结构体系，其特征在于，包括筒体(100)，所述筒体(100)包括预制构件，所述预制构件包括三角形单元、第一连接单元(120)、第二连接单元(130)和第三连接单元(140)；所述第一连接单元(120)、所述第二连接单元(130)和所述第三连接单元(140)分别连接于所述三角形单元的三个顶点；相连的所述预制构件通过所述第一连接单元(120)、所述第二连接单元(130)和所述第三连接单元(140)进行连接；所述三角形单元包括格构式构件。2.根据权利要求1所述的散热系统钢支撑结构体系，其特征在于，所述格构式构件包括肢杆(111)和撑杆(112)，所述撑杆(112)连接于所述肢杆(111)之间。3.根据权利要求2所述的散热系统钢支撑结构体系，其特征在于，所述格构式构件包括四个所述肢杆(111)，四个所述肢杆(111)围成矩形，所述肢杆(111)和所述撑杆(112)的截面为圆形；所述撑杆(112)连接于所述肢杆(111)的外圆。4.根据权利要求3所述的散热系统钢支撑结构体系，其特征在于，所述第一连接单元(120)包括第一左竖杆(121)和第一右竖杆(122)；所述第一左竖杆(121)与所述第二连接单元(130)连接，所述第一右竖杆(122)与所述第三连接单元(140)连接。5.根据权利要求4所述的散热系统钢支撑结构体系，其特征在于，所述第二连接单元(130)包括第二竖杆(131)和第二横杆(132)；所述第二竖杆(131)与所述第一左竖杆(121)连接，所述第二横杆(132)与所述第三连接单元(140)连接。6.根据权利要求5所述的散热系统钢支撑结构体系，其特征在于，所述第三连接单元(140)包括第三竖杆(141)和第三横杆(142)，所述第三竖杆(141)与所述第一右竖杆(122)连接；所述第三横杆(142)与所述第二横杆(132)连接。7.根据权利要求6所述的散热系统钢支撑结构体系，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄道元，王庆伟，祝建明，苏群山，张永庆，段常智，张艳意，王勇，董新红，张有奇，时礼，
申请(专利权)人：河南二建集团钢结构有限公司，
类型：发明
国别省市：