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      剛性冷卻塔的制作方法

      文檔序號(hào):2324773閱讀:250來(lái)源:國(guó)知局

      專利名稱::剛性冷卻塔的制作方法本申請(qǐng)為美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08/711261(申請(qǐng)日為1996年9月9日)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。本發(fā)明涉及冷卻塔,具體地說(shuō),涉及能經(jīng)受住由風(fēng)、地震等引起的側(cè)向力的冷卻塔。冷卻塔常用于通過(guò)與空氣接觸而冷卻液體。一些冷卻塔是逆流型的,在這種塔中熱液體朝下流過(guò)塔,而空氣通過(guò)各種方式朝上逆流穿過(guò)落下的液體,從而使上述液體冷卻。另一種設(shè)計(jì)是使空氣叉流并采用強(qiáng)制空氣系統(tǒng)。液體冷卻塔常用于冷卻水以消除發(fā)電和制煉廠及工業(yè)和公共設(shè)施的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的余熱。大多數(shù)冷卻塔包括一個(gè)塔構(gòu)件,該結(jié)構(gòu)組件具有支承固定部分和可變負(fù)荷部分,上述可變負(fù)荷部分包括如風(fēng)機(jī)、電機(jī)、齒輪箱、驅(qū)動(dòng)軸或耦合件之類使空氣流動(dòng)的部件;如分配集管和噴嘴之類的液體分配部件;以及如填料組件之類的傳熱表面媒體。上述填料級(jí)件通常具有空隙,液體流過(guò)上述空氣隙朝下流,空氣流過(guò)上述空隙朝上流,從而在液體和空氣之間進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)。一種在FortWorth,Texas的陶瓷冷卻塔(CeramicCoolingTowers)中采用的公知的填料由一些開(kāi)孔陶土瓷片(open-celledelaytiles)堆疊層構(gòu)成。對(duì)于常規(guī)尺寸的空調(diào)冷卻塔而言,這類填料可重達(dá)60000至70000磅。冷卻塔的構(gòu)件部分不僅應(yīng)能承受住填料的重量,而且還應(yīng)頂住風(fēng)力或負(fù)荷,并且應(yīng)承受住地震負(fù)荷的影響。由于大量空氣和水流過(guò)冷卻塔引起腐蝕,所以以往的實(shí)踐中或者采用不銹鋼或電鍍和涂覆制成冷卻塔組件,或者對(duì)于較大的塔組件采用在一定壓力下經(jīng)化學(xué)處理的木構(gòu)件的冷卻塔,或者用混凝土構(gòu)成塔的至少某些構(gòu)件部分。冷卻塔的金屬部分可被塔內(nèi)自身的氣氛或待冷卻的、與所采用的實(shí)際金屬和用于保護(hù)上述金屬的涂覆材料有關(guān)的液體腐蝕。此外,這樣的冷卻塔通常尺寸受到限制而且成本較高,尤其用于如冷卻來(lái)自發(fā)電站冷凝器的水等非常大的設(shè)備中時(shí)更是如此。混凝土構(gòu)件是非常經(jīng)久耐用的,但由混凝土構(gòu)成的塔昂貴且重。很多冷卻器都被安置的建筑物的頂部,而混凝土冷卻塔的重量是建筑物設(shè)計(jì)的難題。塑料部件能耐腐蝕,但通常塑料部件不具備支承填料和塔本身重量的足夠強(qiáng)度。也曾用木料作為冷卻塔的結(jié)構(gòu)件,但木料亦有不足之處。木料塔需要昂貴的火災(zāi)保護(hù)系統(tǒng)。不僅長(zhǎng)期暴露在大氣環(huán)境中而且也長(zhǎng)期暴露在塔中待冷卻的熱水中使木料腐爛。曾用化學(xué)處理而被提高使用壽命的木料對(duì)周?chē)h(huán)境造成不利影響上述化學(xué)浸漬可從木料滲入待冷卻的水中。曾采用的增強(qiáng)纖維塑料是一種成功的設(shè)計(jì),可用來(lái)代替木料和金屬。為了經(jīng)受住預(yù)計(jì)中的側(cè)向風(fēng)力和地震負(fù)荷,通常有兩類支撐塔剪力墻框架結(jié)構(gòu)和側(cè)向撐系框架結(jié)構(gòu)。剪力墻框架結(jié)構(gòu)是常規(guī)的增強(qiáng)纖維塑料或混凝土結(jié)構(gòu),它有一個(gè)柱和梁互連的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。剪力墻常用于提供抗風(fēng)力和地震負(fù)荷的橫向阻力。在側(cè)向撐增框架結(jié)構(gòu)中,冷卻塔常由傳統(tǒng)的用于固定負(fù)荷支承的框架式木料或增強(qiáng)纖維塑料梁和柱構(gòu)成;對(duì)角支撐用于抵抗側(cè)向負(fù)荷。將梁和柱的連接設(shè)計(jì)成可使構(gòu)件之間轉(zhuǎn)動(dòng)。上述連接不具有抗結(jié)構(gòu)的負(fù)荷和變形的橫向阻力?,F(xiàn)有的采用增強(qiáng)纖維塑料板的技術(shù)方案在授權(quán)給Bardo等人的美國(guó)專利5236625(1993)和授權(quán)給Bardo的美國(guó)專利5028357(1991)中已披露。這兩篇專利文獻(xiàn)所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)適用于冷卻塔,但用作冷卻塔尚需價(jià)格適中的構(gòu)架。雖然現(xiàn)有的增強(qiáng)纖維塑料塔結(jié)構(gòu)解決了一系列與木料和金屬冷卻塔結(jié)構(gòu)有關(guān)的難題,但解決抗側(cè)向負(fù)荷問(wèn)題的很多技術(shù)方案均使設(shè)備的成本增加。由于剪力墻和側(cè)向撐系框架需要加工很多部件和很多連接部分,建成剪力墻和側(cè)向撐系框架勞動(dòng)強(qiáng)度很大。大量關(guān)鍵構(gòu)件帶有加工復(fù)雜的部分而且這些部分的需求量很大,因此,增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性并使成本提高。雖然在很多場(chǎng)合增加費(fèi)用是合理的,但仍需要一種低成本的冷卻塔結(jié)構(gòu)和不比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則更精確的低成本的冷卻塔結(jié)構(gòu)。在增強(qiáng)纖維塑料框架結(jié)構(gòu)中,用常規(guī)螺栓或螺釘連接柱和梁時(shí),一個(gè)困難是梁和柱彼此可能轉(zhuǎn)動(dòng)。為了限制轉(zhuǎn)動(dòng)量在沒(méi)有附加對(duì)角支撐的情況下具有側(cè)向穩(wěn)定性,如果用常規(guī)的螺栓或螺釘力圖緊固地連接,增強(qiáng)纖維塑料材料可能損壞,而且由于連接件降低了纖維塑料的牢固性并使容納連接件的孔擴(kuò)大,使損壞問(wèn)題更加惡化。本發(fā)明認(rèn)為有必要提供設(shè)計(jì)、制造簡(jiǎn)單便于施工的冷卻塔。本發(fā)明還認(rèn)為有必要提供與傳統(tǒng)冷卻塔相比制造成本更低、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的冷卻塔。本發(fā)明提供一種中等水平的冷卻塔結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可以滿足不必按十分精確的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)備成本較低的冷卻塔的要求。這種結(jié)構(gòu)可以滿足橫向穩(wěn)定性的要求以經(jīng)受住預(yù)測(cè)到的風(fēng)力和地震負(fù)荷,同時(shí)可減少或免去傳統(tǒng)的對(duì)角支撐并省掉剪力墻。這種結(jié)構(gòu)還可以在不增加對(duì)角支撐的前提下加大梁的跨度,同時(shí)可滿足蠕變和使用壽命的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,而且在增加使用壽命和降低冷卻塔中梁的蠕變方面具有一定的設(shè)計(jì)伸縮性。本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種冷卻塔,該塔包括若干由增強(qiáng)纖維材料制成的豎直柱、位于第一垂直高度上的若干第一水平梁、以及在第二高度上的若干第二水平梁。每根第一水平梁和每根第二水平梁均由增強(qiáng)纖維材料制成,并在一對(duì)柱之間延伸。上述冷卻塔還包括一個(gè)用于分配冷卻塔中的待冷卻流體的流體分配系統(tǒng);上述流體分配系統(tǒng)處于第二垂直高度上。該冷卻塔亦包括可使空氣和從流體分配系統(tǒng)流出的流體通過(guò)的傳熱物質(zhì);上述傳熱物質(zhì)處于第一垂直高度上。上述豎直柱和一根梁在該梁和上述柱的連接處有共面表面。在上述柱和梁的連接處有一些安裝件,每個(gè)安裝件有一個(gè)朝向上述梁和豎直柱的共同表面的平面型安裝表面。若干機(jī)械緊固件將上述安裝件安裝到上述柱和梁上。在安裝件的安裝表面和上述柱和梁的共面表面之間放置粘結(jié)材料。上述粘接材料是在第一狀態(tài)下敷設(shè)然后凝固成另一最終固化狀態(tài)類型的粘接材料。上述機(jī)械緊固件、安裝件、梁和柱限定出施工縫,當(dāng)粘接材料處于第一狀態(tài)時(shí),上述施工縫基本上可承受施加在施工縫上的所有預(yù)計(jì)的結(jié)構(gòu)負(fù)荷。上述機(jī)械緊固件、梁、柱和已凝固的粘接材料限定出施工后的施工縫,這些施工縫基本上可承受施加在施工縫上的所有預(yù)計(jì)的施工后的負(fù)荷。在另一方面,本發(fā)明提供一種冷卻塔,該塔包括若干由增強(qiáng)纖維材料制成的豎直柱、位于第一垂直高度上的若干第一水平梁、以及在第二垂直高度上的若干第二水平梁。每根第一水平梁和每根第二水平梁由增強(qiáng)纖維材料制成,并在一對(duì)柱之間延伸。上述冷卻塔還有一個(gè)用于分配冷卻塔中的待冷卻流體的流體分配系統(tǒng),該流體分配系統(tǒng)處于第二垂直高度上。該冷卻塔亦包括可使空氣和從流體分配系統(tǒng)流出的流體通過(guò)的傳熱物質(zhì),上述傳熱物質(zhì)處于第一垂直高度上。上述豎直柱和若干梁在這些梁和豎直柱的連接處有共面表面。在上述柱和梁的連接處有一些安裝件。每個(gè)安裝件有一個(gè)朝向上梁和豎直柱的共面表面的平面型安裝表面。若干機(jī)械緊固件將上述安裝件安裝到上述柱和梁上。在安裝件的安裝表面和上述柱和梁的共面表面之間放置粘接材料。該粘接材料是在第一非凝固狀態(tài)下敷設(shè)然后凝固成另一最終固化狀態(tài)類型的粘接材料。當(dāng)粘接材料處于第一非凝固狀態(tài)時(shí),上述機(jī)械緊固件、安裝件、梁和柱限定出施工縫,而安裝件、梁、柱和已固化的粘接材料限定出后施工縫。在施工期間上述施工可支撐冷卻塔結(jié)構(gòu),在施工以后,上述施工后的施工縫可支撐冷卻塔結(jié)構(gòu)的固定負(fù)荷。再一方面本發(fā)明提供的冷卻塔包括若干由增強(qiáng)纖維材料制成的柱、位于第一垂直高度上的若干第一水平梁、以及位于第二垂直高度上的若干第二水平梁。每根每一水平梁和每根第二水平梁均由增強(qiáng)纖維材料制成,并在一對(duì)柱之間延伸。上述塔還包括一個(gè)用于分配冷卻塔內(nèi)待分配流體的流體分配系統(tǒng),該流體分配系統(tǒng)位于第二垂直高度上。該塔還包括可使空氣和從流體分配系統(tǒng)流出的流體通過(guò)的傳熱物質(zhì),該傳熱物質(zhì)位于第一垂直高度上。上述豎直柱和一根梁在該梁和豎直柱的連接處有共面表面。在上述豎直柱和梁的連接處有一些安裝件,每個(gè)安裝件有一個(gè)朝向上述梁和豎直柱的共面表面的安裝表面。若干機(jī)械緊固件將上述安裝件安裝到上述柱和梁上。在安裝件的安裝表面和上述柱和梁的共面表面上放置粘接材料。上述粘接材料是在第一非凝固狀態(tài)下敷設(shè)并凝固成另一最終已固化狀態(tài)類型的粘接材料。在固定負(fù)荷的情況下,由已固化的粘接材料連接到安裝件上的梁的彎曲量比具有普通支撐的梁型的彎曲量更接近于具有力矩傳遞接縫的梁型的彎曲量。圖1為用于冷卻塔的現(xiàn)有的骨架局部透視圖,為清楚起見(jiàn),拆去了某些部分;圖2為如圖1所示的現(xiàn)有骨架結(jié)構(gòu)部件的局部放大透視圖,該圖示出了柱與水平梁和對(duì)角支撐的相交處;圖3為按本發(fā)明建造的雙室冷卻塔(two-cellcoolingtower)的側(cè)視圖;圖4為圖3所示的雙室冷卻塔的頂視圖5為另一種雙室冷卻塔的透視圖,為清楚起見(jiàn),拆去了某些部分;圖6為圖5所示的雙室冷卻塔的透視圖,為清楚起見(jiàn),拆去了某些部分;圖7為帶有一種可用于本發(fā)明的具體基底的柱的底部的局部放大透視圖;圖7A是沿圖7中7A-7A線剖切的橫剖面圖;圖8是可用于本發(fā)明的另一種具體基底的局部放大透視圖;圖9為用于圖8的基底托座的板展平并被彎曲如圖8所示形狀之前的頂視圖;圖10為帶有圖8所示的基底托座的柱底部側(cè)視圖,上述基底托座用兩個(gè)角鋼安裝在柱的底端;圖11為可與圖8中基底托座或與本發(fā)明的另外的角鋼的基底同時(shí)使用的托座的側(cè)視圖;圖12為沿圖11中12-12線剖切的橫剖面圖;圖13為一根柱和三根梁之間的一個(gè)力矩傳遞接縫的局部放大透視圖,其中一根梁大于其它兩根梁;圖14為一根柱和三根梁之間的另一力矩傳遞接縫的局部放大透視圖,其中一根梁大于其它兩根梁;圖15為一根柱和三根尺寸相同的梁的又一力矩傳遞接縫的局部放大透視圖;圖16為沿圖13中16-16線剖切的橫剖面圖;圖17為本發(fā)明的安裝板的一個(gè)實(shí)施例的平面圖;圖18為本發(fā)明的安裝板的另一實(shí)施例的平面圖;圖19為本發(fā)明的安裝板的又一實(shí)施例的平面圖;圖20為本發(fā)明的安裝板的再一實(shí)施例的平面圖;圖20A為本發(fā)明的安裝板的一實(shí)施例的透視圖,該板的布局與圖20的實(shí)施例相似,但有一微凹表面;圖20B為沿圖20A中線20B-20B剖切的橫剖面圖;圖21為按本發(fā)明的可替換的托座支撐結(jié)構(gòu)的透視圖;圖22為用一個(gè)對(duì)角線C路徑支撐件支撐的一對(duì)柱的局部側(cè)視圖;圖23為沿圖22中23-23線剖切的橫剖面圖24為沿圖22中24-24線剖切的橫剖面圖;圖25為用于對(duì)不同負(fù)荷的梁進(jìn)行撓曲試驗(yàn)的試驗(yàn)安排的側(cè)視圖;圖26為用圖25中的安排進(jìn)行試驗(yàn)的梁的端視圖;圖27為用圖25中的安排進(jìn)行試驗(yàn)的柱的端視圖;圖28是一組由圖25安排的試驗(yàn)得到的結(jié)果以及對(duì)用不銹鋼安裝板的一根5×10梁及兩根5×5柱模型進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果曲線;圖29是一組由圖25安排的試驗(yàn)得出的結(jié)果以及對(duì)用不銹鋼安裝板的一根5×7梁、兩根5×5柱的力矩傳遞模型進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果曲線;圖30是一組由圖25安排的試驗(yàn)得出的結(jié)果以及對(duì)不銹鋼安裝板的一根5×5梁及兩根5×5柱模型進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果曲線;圖31是一組由圖25安排的試驗(yàn)得出的結(jié)果以及對(duì)用增強(qiáng)纖維塑料安裝板的一根5×10梁及兩根5×5柱模型進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果曲線;圖32是一組由圖25安排的試驗(yàn)得出的結(jié)果以及對(duì)用增強(qiáng)纖維安裝板的一根5×5梁及兩根5×5柱模型進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果曲線;圖33是一組表示對(duì)力矩傳遞模型計(jì)算出的力矩及對(duì)一根5×10梁和兩根5×5柱之間用不銹鋼安裝板相連的接縫的估計(jì)力矩曲線;圖34是一組表示對(duì)力矩傳遞模型計(jì)算出的力矩及對(duì)一根5×7梁和兩根5×5柱之間用不銹鋼安裝板相連的接縫的估計(jì)力矩曲線;圖35是一組表示對(duì)力矩傳遞模型計(jì)算出的力矩及對(duì)一根5×5梁和兩根5×5柱用不銹鋼安裝板相連的接縫的估計(jì)力矩曲線。本發(fā)明與美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08/711261中所描述的結(jié)構(gòu)、功能、效果和優(yōu)點(diǎn)相同,上述申請(qǐng)是由與本申請(qǐng)相同的申請(qǐng)人于1996年9月9日提交的題為“固定式冷卻塔”申請(qǐng),在對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行描述時(shí),上述申請(qǐng)的全文均可供參考。圖1-2示出了現(xiàn)有的冷卻塔框架結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。如圖所示,通常用標(biāo)號(hào)10代表的冷卻塔框架包括若干豎直柱12和水平梁14。典型的現(xiàn)有的冷卻塔框架柱12和梁14或由木料或由增強(qiáng)纖維塑料制成,并有若干對(duì)角支撐件16,以便具備橫向穩(wěn)定性和抵抗風(fēng)力和地震。圖1所示的結(jié)構(gòu)是不完整的冷卻塔,為清楚起見(jiàn),拆去了現(xiàn)有技術(shù)中典型的完整結(jié)構(gòu)中的某些部分。圖2示出了一種典型的對(duì)角支撐骨架,其中對(duì)角梁16端接,該梁與不同部位的支撐框架的不同結(jié)構(gòu)件相連。在這種典型的已有結(jié)構(gòu)中,柱12相隔約6英尺距離;在圖示的現(xiàn)有框架10中,柱之間具有框距18,每個(gè)柱距的寬度約6英尺。該框架結(jié)構(gòu)有若干層或若干級(jí),第一基層是進(jìn)氣層20,上層22在垂直方向與進(jìn)氣層20成一直線。上述上一層22用于裝載填料、水分配系統(tǒng)和進(jìn)氣設(shè)備。通常,在這種逆流結(jié)構(gòu)中,大直徑的風(fēng)機(jī)和電機(jī)(未示出)均安裝在頂部24上,以便從進(jìn)氣層20朝上抽空氣并使空氣流過(guò)上層22而在風(fēng)機(jī)處排出。如圖1-2所示,按常規(guī)這種現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)的每一高度上都需要對(duì)角支撐16。與圖1所示的結(jié)構(gòu)相比,雖然可以有且已采用其它結(jié)構(gòu)的對(duì)角支撐,通常成對(duì)地配置上述支撐,致使框架受到如風(fēng)和地震引起的側(cè)向力時(shí),一組支撐受到拉伸而另外的支撐處于壓縮之中。在框架的其它側(cè)和框架內(nèi)部亦配置了這種支撐,以保護(hù)框架免受來(lái)自其它方向的側(cè)向力。除非配置了一些防側(cè)向力的其它保護(hù)形式,通常從基底梁到頂部梁在框架的每一高度上以及各高度之間都配置有對(duì)角支撐。圖3-4示出了本發(fā)明的一種冷卻塔。應(yīng)該理解到圖3-4所示的冷卻塔和其它附圖所示出的結(jié)構(gòu)僅作為本發(fā)明的一些實(shí)例來(lái)描述,本發(fā)明并不限于圖示出的和所描述的這些結(jié)構(gòu)。在圖3-4的實(shí)施例中,通常用標(biāo)號(hào)30代表的冷卻塔包括兩個(gè)相連的室32。在圖示出的實(shí)施例中,每個(gè)室為各邊約36英尺的正方形,這樣整個(gè)冷卻塔尺寸為約36英尺×72英尺。每個(gè)室包括一個(gè)固定在風(fēng)機(jī)導(dǎo)向圈36中的風(fēng)機(jī)34,上述導(dǎo)向圈通常是一個(gè)組裝在冷卻塔30頂部的增強(qiáng)纖維塑料構(gòu)件。風(fēng)機(jī)34裝在齒輪式風(fēng)機(jī)減速器的頂部,該減速器本身裝有一根從風(fēng)機(jī)電機(jī)延伸出的驅(qū)動(dòng)軸??梢园船F(xiàn)有的常規(guī)方法安裝上述風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)減速器和電機(jī),例如安裝在如鋼管等的梁上,上述鋼管的結(jié)構(gòu)特征如彎曲、抗剪強(qiáng)度和扭阻力是經(jīng)適當(dāng)精選過(guò)的。電機(jī)或梁可以裝在冷卻塔頂部或上部的外側(cè),若裝在冷卻塔內(nèi)。在圖示的實(shí)施例中,風(fēng)機(jī)導(dǎo)向圈36裝在冷卻塔頂部平蓋38的上部,冷卻塔頂部周邊裝有護(hù)欄40。為了穿過(guò)上述平蓋,還可設(shè)置梯子41或樓梯43,平蓋上也可設(shè)置人行道。平蓋38的下方是冷卻塔的上層42,上層42的下方是底部或進(jìn)氣層44。在進(jìn)氣層44的下方是一個(gè)收集來(lái)自供料系統(tǒng)的已冷卻的水的裝置。在該圖所示的實(shí)施例中,上述收集裝置是一個(gè)槽池46,已冷卻的水滴入并被收集在該槽中??捎锰谆蚋矊?8蓋住上層42的外面,可將上述套或覆層設(shè)計(jì)成例如在風(fēng)大的情況下空氣流入冷卻塔,也可將上述覆層設(shè)計(jì)成耗損型,即當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)吹出空氣。上述覆層可由纖維增強(qiáng)塑料或一些其它材料制成,覆層可以包括一些氣窗。如圖5所示,上層42包括填料層或傳熱層50和水分配層52。填料層或傳熱層低于水分配層,因此水滴過(guò)填料層或傳熱層分配到下面的收集槽中。空氣穿過(guò)填料層或傳熱層流過(guò)水中,從而將水冷卻。該圖所示的風(fēng)機(jī)34是一種適合使空氣流過(guò)填料或傳熱系統(tǒng)的裝置,當(dāng)然也可采用其它裝置,例如可采用貫流式風(fēng)機(jī)。填料層或傳熱層50充填有傳熱材料或傳熱介質(zhì)。上述傳熱材料可以是填料54,如上所示,傳熱材料可以是用于直接或間接傳熱的傳熱環(huán)或閘板或任何其它傳熱介質(zhì)或上述這些介質(zhì)的組合。通常,上述圖示出的填料是可使水朝下流使空氣朝上流的開(kāi)口材料,當(dāng)水和空氣流過(guò)填料時(shí),在水和空氣這間進(jìn)行熱傳遞??梢圆捎瞄_(kāi)口粘土瓷片開(kāi)口聚氯乙烯材料和其它任何開(kāi)口的傳熱介質(zhì)。在該圖所示的實(shí)施例中,采用幾組多層通常為波紋狀的聚氯乙烯豎直板作為填料。也可采用市場(chǎng)上可買(mǎi)到的填料,例如以前由MuntersCorp.ofFt.Myers,F(xiàn)llrida出售的代號(hào)為12060,19060,25060填料;由BrentwoodInduistriesofReading,Pennsylvania出售的代號(hào)為1200,1900,3800和5000填料;由HamonCoolingTowersofBridgewater,NewJersey售出的名稱為“CoolDrop”和“CLeanFlow”填料;以及柵格型填料,這些填料僅用作說(shuō)明,并不限制本發(fā)明使用任何特殊類型的填料。本發(fā)明亦適應(yīng)于交叉流設(shè)計(jì),本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以制得適于這種設(shè)計(jì)的填料裝置。位于填料層50上方的層52中的水分配系統(tǒng)49包括一根分配總管56,該總管接收來(lái)自供應(yīng)管(未示出)的熱水,上述供應(yīng)管可以與冷卻塔外面上的入口58相通。一根分配總管56橫過(guò)每個(gè)室的寬度延伸,每個(gè)室與若干從總管56垂直延伸到各室相對(duì)邊緣的橫向分配管60相連。上述橫向分配管彼此隔開(kāi)均勻地橫過(guò)每個(gè)間距62,在該圖示實(shí)施例的每6×6英尺間距裝有8根橫向分配管。較大的間距可以安裝適當(dāng)數(shù)量和一定間隔的水分配管。每根橫向分配管60有若干朝下的通向收集的熱水的噴嘴63,并將熱水朝下噴到填料54上,當(dāng)重力使水朝下滴到槽池、風(fēng)機(jī)將冷卻空氣朝上吹過(guò)冷卻塔時(shí)可以進(jìn)行熱交換。每根橫向分配管可以有例如10個(gè)噴嘴,因此在每個(gè)間距62中有80個(gè)噴嘴。圖中示出的這種水分配系統(tǒng)49只是為了說(shuō)明,亦可采用其它設(shè)計(jì)。本發(fā)明的冷卻塔還有一個(gè)骨架式支撐框架64以支撐風(fēng)扇系統(tǒng)、水分配系統(tǒng)49和填料54。上述骨架式支撐框架64限定出內(nèi)部容積65,填料54和水分配系統(tǒng)49的基本部分被固定在該容積內(nèi)。本發(fā)明的骨架式框架64包括若干垂直柱66和水平梁68。如圖13-16所示,上述柱和梁都具有簡(jiǎn)單的形式;具有方形或矩形水平橫截面和平面67,69。柱66和梁68的表面67,69在它們的連接處或交叉處是共面的。上述水平梁以新穎的方式與柱相連,使整個(gè)框架具有剛性,而且上層可以不用對(duì)角支撐,因此簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),降低了這種豎塔的建筑費(fèi)用。圖示出的骨架支撐結(jié)構(gòu)64的柱66和梁68都是由含有玻璃纖維或一些其它增強(qiáng)纖維的材料制成。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的那樣,上述增強(qiáng)纖維材料是一種拉擠增強(qiáng)纖維塑料(pultrudedfiberreinforcedplastie),可由耐火或不耐火材料制成。通常借助于對(duì)通過(guò)帶有粘合材料的模頭的細(xì)長(zhǎng)玻璃或其它增強(qiáng)纖維進(jìn)行拉伸并使細(xì)長(zhǎng)纖維和粘合材料定形生產(chǎn)拉擠增強(qiáng)纖維塑料部件。也可用除玻璃之外的增強(qiáng)纖維,上述含有增強(qiáng)纖維的材料可以是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的常規(guī)塑料或樹(shù)酯或其它傳統(tǒng)材料或基材。如圖6所示,在冷卻塔四個(gè)角的每個(gè)角上,每根角柱70與在填料層或第一垂直面50處的兩根第一層水平梁71相連。每根豎直端面柱(vertiealendfacecolumns)72均與三根第一層水平梁71相連,每根內(nèi)部豎直柱74都與四根第一層水平梁71相連。上述第一層水平梁71支承在填料層50上在槽池46上方的填料54。這些豎直柱與在緊接著的較高的水分配層52上的相同數(shù)目的第二層水平梁73相連,還與在緊接著的較高的上承支撐層76處的相同數(shù)目的第三層水平梁75相連。順序的各層梁在垂直方向均配置在預(yù)定高度以上。為了支承填料層50上的填料54,本發(fā)明包括若干在其中間延伸并由平行的第一層水平梁71支撐的水平填料支撐過(guò)梁78。上述填料支撐過(guò)梁78都在同一平面上,填料塊54可以被支承在相鄰的過(guò)梁78上和相鄰過(guò)梁與平行水平梁71之間。正如在圖5和6中所看到的,將第一水平梁71的高度調(diào)節(jié)或使得過(guò)梁架所在的那些梁稍低于垂直于過(guò)梁支柱所在的梁的第一層水平梁,在第一層梁的頂部平行于上述過(guò)梁時(shí),上述過(guò)梁的上部處在相同平面內(nèi)。通過(guò)將可拆卸的技術(shù)螺釘(techscrews)穿過(guò)上述過(guò)梁插入下層水平梁中可將過(guò)梁固定在適當(dāng)位置。在下一層,在第二或水分配支承層52上,即在第二垂直層上裝有水分配支承過(guò)梁80的分離系統(tǒng)。上述水分配支承過(guò)梁80垂直于橫向分配管60,并在第二層水平梁73之間延伸,且由該第二層水平梁支承。在圖中所示的實(shí)施例中,上述水分配支承過(guò)梁80垂直于填料支承過(guò)梁78,并支撐填料上方的橫向分配管和噴嘴。上述垂直的第二層水平梁73可以固定在兩個(gè)高度上,過(guò)梁的頂部和平行于上述過(guò)梁的第二層梁在同一平面內(nèi)。上述支撐過(guò)梁82的分隔系統(tǒng),配置在上承支撐層76上的水分配支撐過(guò)梁80的上方,并與上述水分配支撐過(guò)梁隔開(kāi)。上述上承支撐過(guò)梁82被支承在第三層水平梁75上,上述過(guò)梁可支撐蓋板84、風(fēng)機(jī)34和風(fēng)機(jī)導(dǎo)片圈36。上述垂直的第三層水平梁75可以安排在不同高度上,使得過(guò)梁的頂部和平行于該過(guò)梁的梁的頂部在同一平面上。水分配總管56可由第二水平梁73中之一從下面支撐。此外,在兩豎直柱之間配置另外的較厚的水平懸梁85,使水分配總管56穿過(guò)上述豎直柱也可滿足要求。采用這種結(jié)構(gòu),不由總管之下的水平梁中心的某點(diǎn)支承總管的全部重量,而可由離開(kāi)中心的兩點(diǎn)懸掛上述重量,因而可減少下梁蠕變的可能性。這種懸置可以是從兩螺栓或銷釘穿過(guò)梁和穿過(guò)總管四周的緊固夾板。上述水分配系統(tǒng)49的其余部件的一部分可以由第二層水平梁73支承。在該圖示的實(shí)施例中,混凝土收集槽46限定一個(gè)基底,上述垂直柱66可以通過(guò)底腳86安裝在上述基底上。如圖7所示,每個(gè)底腳可以有一塊與槽池水平地面91齊平安裝的平底板90和一個(gè)垂直護(hù)面92,上述豎直柱66的底端94被固定在上述護(hù)面中。上述垂直護(hù)面的橫截面形狀與柱相配,致使護(hù)面與柱之間較緊地配合。每個(gè)底腳的平底板90可以用螺栓固定在槽池的地面91上,以保持冷卻塔在槽池上的位置。圖8-12示出了另一種底腳。如這些圖所示,可以用一個(gè)與一對(duì)角鋼202相連的U形托座200作為底腳86。如圖9所示,可將一塊平金屬板沿彎折線204彎曲而加工成U形托座200,使端截面206垂直于中心截面208。兩彎折線204之間的中心截面208的寬度足夠大,以便能緊緊地固定由端截面206限定的直立側(cè)之間的柱66的底端94。可以用一個(gè)或多個(gè)穿過(guò)柱和托座兩側(cè)206的螺栓210將托座200固定到柱的底端。為了將有托座的柱端固定到地面上,如圖10所示,可以用螺栓將該對(duì)角鋼202固定到柱端,然后將螺栓穿過(guò)角鋼和托座200的下中心截面208使整個(gè)組裝件固定在槽池的地面上。此外,可用一組角鋼202將各柱連接在槽池的地面上。同時(shí)如下所述將角鋼的垂直表面212粘接到上述柱端。此外,直立件容納在柱內(nèi)而不是包住柱也是合適的。在這些實(shí)施例的任一例中,為了將底腳固定到柱66上并固定到基底46上配置了兩個(gè)垂直平面(如平底座90和垂直護(hù)面92;托架的中心截面208和側(cè)面206;角鋼件的兩個(gè)面212,214)例如用螺栓將底腳固定在槽池的混凝土地面上。在某些情況中,將柱66的底端94粘接到底腳86的垂直護(hù)面上或粘合到U形托座200和角鋼202的垂直端截面206上也是合適的。在另一些情況中,還可以或有選擇地將底腳86的平底板90粘接到基底或地面91或槽池上。于是,如圖7所示,在底腳的垂直護(hù)面92的內(nèi)壁213之間有一層粘接材料或粘接劑;也可將粘接材料或粘接劑放置在U形托座的垂直端截面206和柱66的底端94的面之間,或放置在角鋼件202的垂直面212和柱底端的面之間。如圖10所示,在托座200的中心截面208和地面91之間也可敷設(shè)一層粘接劑或粘接材料215;也可選擇在角鋼202的底面214和地面91之間敷設(shè)一層粘接材料;在平底90和地面91之間也可敷設(shè)粘接材料或粘接劑。當(dāng)然,在很多設(shè)備中,可以不采用粘接劑或粘接材料而使柱和底腳及底腳和地面連接。本發(fā)明在每根柱66和梁68之間采用了獨(dú)特的連接。雖然傳統(tǒng)的螺栓連接可用于柱和梁之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況,本發(fā)明提供的是基本為剛性連接,在設(shè)計(jì)載荷下沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。雖然在傳統(tǒng)的連接中梁和柱之間不傳遞力矩,但在本發(fā)明中存在這種傳遞。接縫59可以稱為是傳遞力矩的接縫,其含義是,在設(shè)計(jì)的固定重量和橫向載荷下,連接件之間基本上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。柱66的底端94和基底46之間的連接可類似于力矩傳遞。另外,在本發(fā)明中,在側(cè)向力方面設(shè)計(jì)上的限制是垂直柱的剛度。這種塔的結(jié)構(gòu)在不采用橫向支撐或剪力墻或減少這些部件的使用的情況中可以經(jīng)受住預(yù)計(jì)的剪切載荷。為了在柱和梁之間提供這種力矩傳遞接縫59本發(fā)明采用剛性連接件和粘接材料結(jié)合的方案。在每個(gè)連接點(diǎn)或交點(diǎn)61處,使安裝件100的安裝面或表面101處于適當(dāng)位置,以覆蓋和連接豎直柱66和水平梁68相交的共面表面67,69的一部分。在該圖示出的實(shí)施例中,上述安裝件為板狀,上述板覆蓋各配合件66,68的平共面表面67,68的整個(gè)寬度,并橫向延伸至覆蓋住各相鄰配合件的平面的一部分的整個(gè)寬度。在柱面和梁面67,69與安裝件的并置內(nèi)安裝面101之間敷設(shè)一層薄粘接劑或粘接材料102。粘接劑102的作用是在上述板和與其粘接的件之間基本不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下將板粘接在柱和梁上,以固化力矩傳遞連接處或接縫59,所以在被連接的柱和梁之間基本上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),力矩可以從梁傳遞到柱上。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu),冷卻塔的上層42基本上不需抵抗側(cè)向和剪切載荷的對(duì)角支撐。免去對(duì)角支撐對(duì)這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)柱65而言尤其有利,因?yàn)樘盍蠈涌刹皇苤蔚挠绊懀谒峙鋵拥那闆r中,可以更方便和更快地安裝填料和水分配系統(tǒng)。這種有所提高的方便性對(duì)于更換、清洗修理如水分配系統(tǒng)中的噴嘴等部件來(lái)說(shuō)也是有利的。減少對(duì)角支撐的數(shù)目對(duì)降低塔的材料費(fèi)用、縮短建造時(shí)間和建造成本是有利的?,F(xiàn)場(chǎng)施工所需部件的數(shù)目和種類也明顯減少,因而更加提高了施工效率。當(dāng)然也可以生產(chǎn)模數(shù)化框件組件,以便在現(xiàn)場(chǎng)更快地組裝。圖13-20B示出了用于本發(fā)明中的安裝板樣品。如這些圖所示,此處只需要幾種基本形狀的安裝板,這些安裝板能滿足冷卻塔工地建筑的需要。圖14和17示出的第一基本形狀用于在垂直柱和與柱相交的水平梁之間的角處的典型連接。如圖所示,這種安裝板100有一個(gè)用于裝到垂直柱66上的細(xì)長(zhǎng)面積103和一個(gè)較短的主要梁安裝面積104。上述兩面積103,104的寬度至少約為5英寸,以便與寬度約5英寸的豎直柱一起使用。一般來(lái)講,最好使梁裝配面積104的長(zhǎng)度至少能覆蓋梁的寬度。在圖示的實(shí)施例中,梁的寬度例如為5、7或10英寸,這樣可制得一種能覆蓋10英寸的梁的通用安裝板。在這種方法中,可以提供一套一種尺寸的安裝板,并用于可用在冷卻塔框架中的任何尺寸的梁中。另一基本形狀示在圖13和18中。這種形狀用于多于一根的水平梁68與一根豎直柱66相交的情況。這種形狀與第一形狀相似,但在共面的細(xì)長(zhǎng)面積103的兩側(cè)上設(shè)有兩個(gè)共面梁裝配面積104,以便與豎直柱連接。圖15-16和19-20示出了另外形狀的安裝板。如這些圖所示,這些安裝板可以為T(mén)形106(如圖15所示),L形108(如圖15所示),和矩形110(如圖13-14和19-20所示)。如圖13-16和21所示,上述框架結(jié)構(gòu)可以包括全部或某些上述形狀的安裝板,安裝板的形狀與所采用的梁的尺寸有關(guān)。最好預(yù)先對(duì)安裝板100鉆一些孔112,自攻螺釘113和技術(shù)螺釘114可穿過(guò)上述鉆孔擰入柱66和梁68中。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的那樣,技術(shù)螺釘通常是自鉆孔和自攻螺釘。在施工期間,在粘接劑固化之前將上述自攻螺釘113和技術(shù)螺釘114放在適當(dāng)位置用于在施工期間將冷卻塔框架結(jié)構(gòu)固定在一起。通常,在該圖示的實(shí)施例中,使自攻螺釘113穿過(guò)孔插入安裝板100中,以及穿過(guò)孔插入柱和梁66,68的面67,69中;使技術(shù)螺釘114穿過(guò)孔插入安裝板100中并插入柱和梁66,68的面67,69中,形成柱和梁中的螺釘自行的開(kāi)口。在施工期間,這些連接件承受了結(jié)構(gòu)的固定載荷并限定出構(gòu)件接縫。在施工期間這種構(gòu)件接縫還經(jīng)受任何活負(fù)載,如風(fēng)和地震產(chǎn)生的負(fù)載。這些連接件還用于固定安裝板的內(nèi)安裝面101和與粘接劑直接接觸的相鄰柱和梁的平面67,69,以便在這些部件之間實(shí)現(xiàn)粘接。如圖16和20所示,自攻螺釘113例如可用在安裝板的內(nèi)孔115中,而技術(shù)螺釘114用在安裝板周邊的外孔117中。此外或可供選擇地配置一些用于穿過(guò)板并進(jìn)入梁和柱的1/4英寸的雙頭螺栓118的孔116,以便在施工期間安裝和隔開(kāi)梁和柱,應(yīng)當(dāng)懂得,還可采用其它尺寸的雙頭螺栓如5/8英寸的雙頭螺栓。可以將這些螺栓安排在柱和梁表面的外側(cè),以便在合適的空隔內(nèi)固定安裝板的任何尺寸過(guò)大的部分并限制安裝板變形。上述安裝板例如可以由不銹鋼或鍍鋅金屬或增強(qiáng)纖維塑料板制成,也可以采用具有所需強(qiáng)度并能承受住預(yù)計(jì)的環(huán)境尤其是冷卻塔內(nèi)部的潮濕環(huán)境的任何材料制成。在該圖示的實(shí)施例中,上述安裝板可以是12號(hào)規(guī)格的304或316不銹鋼(maybe12gange304or316stainlesssteel)。在某些應(yīng)用中,例如采用塔內(nèi)部所用的某些材料和周邊所用的其它材料的混合材料也是合適的。在該圖示的實(shí)施例中,上述粘接劑或粘接材料102是敷設(shè)在各安裝板100的內(nèi)裝配面101和固定該安裝板的各根柱66和梁68的共面表面67,69之間的薄層粘接材料。其粘接強(qiáng)度隨粘接材料的厚度而變,通常,粘接劑的厚度量級(jí)為2-15密耳。為了確保有一定量的粘接劑,如圖20A和20B的實(shí)施例所示,使安裝板100的內(nèi)裝配面101具有微坑,而使用于螺釘?shù)念A(yù)鉆孔112的周?chē)哂幸恍┉h(huán)形隆起區(qū)105。通過(guò)隆起區(qū)的高度可限定粘接劑的有效厚度,由于內(nèi)裝配面101的隆起區(qū)105可以緊貼柱66和梁68的共面平面67,69,粘接材料可延伸到內(nèi)表面101和共面表面67,69的其它部分。上述微坑亦可用于金屬安裝板100。在圖示的實(shí)施例中,安裝板100的裝配表面或面101可以是平面狀,也可以具有隆起區(qū)105。上述裝配表面或面101是在安裝板的一側(cè)。上述裝配表面或面可以基本上是板一側(cè)的整個(gè)內(nèi)表面,也可以是板一側(cè)的內(nèi)表面上的某一區(qū)或某些區(qū)。安裝板100上還可設(shè)置一些溢流孔,以使過(guò)量的粘接劑流出。上述溢流孔還有利于使粘接劑從柱和梁的表面蔓延到安裝板的表面并透過(guò)安裝板的厚度。通過(guò)孔擠出了過(guò)量的粘接劑這說(shuō)明所用的粘接劑足夠多,而且還提供了附加的充填粘接面積。上述粘接劑或粘合劑102應(yīng)在凝固后具有防水性能,而且既能與梁和柱的材料結(jié)合又能與安裝板的材料結(jié)合。這類粘接或粘合材料例如可以是環(huán)氧樹(shù)酯,如從MagnolaPlasticsofCham-blee,Georgia購(gòu)買(mǎi)的“Magnobod56A&amp;B”or“Magnobond62A&amp;B”Magnobod56是一種高強(qiáng)度的環(huán)氧樹(shù)酯和改性聚酰胺固化劑粘接劑,它適用于將增強(qiáng)纖維塑料板粘接到各種基材上。此外,還可采用甲基丙烯酸酯粘接劑。適合的甲基丙烯酸酯粘接劑是從ITWAdbesiveSystemsofDanvers,Massachusetts購(gòu)買(mǎi)的“PLEXUSA0420”汽車(chē)用粘合劑和“PLEXUSA0425”結(jié)構(gòu)粘合劑。將其它結(jié)構(gòu)粘合劑用于本發(fā)明中亦在預(yù)料之中,例如可用片狀粘合劑(如薄片或膜的兩側(cè)帶有環(huán)氧樹(shù)酯);也可用從3MofSt.Paul,Minnesota購(gòu)買(mǎi)到的、作為公知的模型VHB的3M粘合劑帶;或如汽車(chē)粘合劑之類的類似產(chǎn)品;這些產(chǎn)品和類似產(chǎn)品都可以包括在術(shù)語(yǔ)“粘接劑”、粘合劑、“粘合材料”之中。這些粘接劑或粘合材料在圖中表示都相同;也可以采用其它粘接劑或粘合材料,上述其它粘合材料也在本發(fā)明的構(gòu)思之內(nèi)。通常綜合性地采用粘接劑或粘合材料可確保有足夠的粘合劑量。對(duì)表面進(jìn)行預(yù)加工也可提高粘合程度,所以對(duì)在柱66和梁68的交叉處61的共面表面67,69和安裝件的裝配表面101進(jìn)行砂磨可以改善粘合。在敷設(shè)粘合材料之前用如丙酮或乙醇等溶劑對(duì)經(jīng)磨砂的部件除油也可以改善粘合程度。在對(duì)粘接劑或粘合材料102進(jìn)行選擇時(shí),合適的是這樣一種有利于相互作用并對(duì)梁和柱的組成物親和的材料,如增強(qiáng)纖維材料中任一種可遷移到表面的脫模劑,致使在粘合劑與梁和柱的組成物的相互作用下不降低上述粘合連接。用于某些拉擠成型中的一些材料可能導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)酯或甲基丙烯酸酯或其它粘合材料的粘合失效。某些脫模劑對(duì)粘合強(qiáng)度沒(méi)有影響,且可以用于生產(chǎn)過(guò)程中。與上述相同的粘合劑親和的脫模劑的一個(gè)實(shí)例是由Blendex,Inc.,ofNewark,NewJersey出售的“TECH-LUBE250-CP”;這種產(chǎn)品被認(rèn)為是與改性的脂肪酸和磷酸酯混合的樹(shù)脂、脂肪酸甘油脂和有機(jī)酸衍生物的有專利權(quán)的凝固產(chǎn)品。采用一種適用的、在潮濕環(huán)境中形成并固化的、且在潮濕環(huán)境中不降低強(qiáng)度的粘合劑是理想的。這種已固化的連接點(diǎn)不象在預(yù)計(jì)載荷時(shí)可使柱和梁之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)那樣柔軟;其粘合強(qiáng)度應(yīng)大到足以通過(guò)結(jié)構(gòu)的預(yù)計(jì)載荷保持連接點(diǎn)的剛性;由于在使用中接點(diǎn)承受全部載荷,雖然連接點(diǎn)可以不是剛性的,通過(guò)選擇側(cè)向力范圍,連接點(diǎn)應(yīng)保持它們的剛度。當(dāng)粘合劑102形成并固化時(shí)形成剛性連接,這種連接不僅支承結(jié)構(gòu)的固定載荷,而且還使框架和冷卻塔能抵抗側(cè)向力、將力矩從水平、梁傳遞給豎直柱。在這種方式中,對(duì)預(yù)計(jì)的風(fēng)力和地震載荷而言,豎直柱的剛性和抵抗垂直方向彎曲的能力可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的極限。采用本發(fā)明的剛性連接的一個(gè)結(jié)果是尤其在上層42上,冷卻塔框架幾乎不需要對(duì)角支撐。如圖5-6所示,雖然在底部進(jìn)氣層44有一些對(duì)角支撐是理想的,但由于力矩傳遞接縫59可將側(cè)向力的剪切載荷傳遞給豎直柱,所以通常在上層不需對(duì)角支撐。如所指出的那樣,減少對(duì)角支撐數(shù)對(duì)降低塔的材料和試驗(yàn)費(fèi)用、提高施工效率和改善使用方便性都是有利的。雖然塔的骨架外墻可以固定在梁66或柱68上,但這種骨架填充墻通常沒(méi)有用于動(dòng)載荷(例如由風(fēng)和地震引起的載荷)的承重支撐。如圖5-6所示,在進(jìn)氣層44可以設(shè)置對(duì)角支撐140。如圖22-24的實(shí)施例所示,理想的是采用若干C形槽鋼支撐350。如美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08/711261中所公開(kāi)的那樣,上述支撐350可以包括平面351和管狀定位鋼筋352,并可限定用粘接材料356及技術(shù)螺釘358與柱相連的力矩傳遞接縫354。此外,對(duì)于較小的塔還可采用桿支撐。本發(fā)明的冷卻塔可用粘接劑或粘合材料在工地架設(shè),并可現(xiàn)場(chǎng)固化,或者也可以是一種部分或整體不在現(xiàn)場(chǎng)制造和組裝的設(shè)備。試驗(yàn)是在圖25示出的設(shè)備上進(jìn)行的。試驗(yàn)中使用了一臺(tái)加載裝置和彎度計(jì),沿固定在兩柱500之間的梁502的長(zhǎng)度方向在四點(diǎn)上加載。載荷的四個(gè)作用點(diǎn)沿梁的跨度大約等間距。逐漸加載直至或梁或接縫破壞為止。在梁的中心附近測(cè)量彎曲程度。冷卻試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)列在下表中,在“載荷”字樣之下的一行標(biāo)出的是施加的總載荷(磅);在“彎曲”字樣之下的一行列出了測(cè)出的梁中心處的彎曲值(英寸);在“L/D”字樣之下的一行列出的是針對(duì)表中列出的每個(gè)彎曲測(cè)量值計(jì)算出的梁長(zhǎng)度與彎曲之比。每次試驗(yàn)所用的梁跨度相同,均為137.75英寸。模擬的真實(shí)結(jié)構(gòu)條件是梁兩端和柱之間略有間隔,因?yàn)檫@樣做在結(jié)構(gòu)上能方便地將梁安排在柱之間。每根柱為69英寸高,梁的頂部離柱的上自由端相距約24英寸。柱的外表面之間的總距離約148英寸。每次試驗(yàn)中的柱件500由CreativePultrusions,Inc.ofAlumBank,Pennsylvania提供,圖27為柱件500的端視圖,柱件的總尺寸為5.2英寸×5.2英寸,壁厚約為0.375英寸。上述柱是由熱塑性聚酯樹(shù)酯,F(xiàn)RClass-1和玻璃纖維制成的拉擠增強(qiáng)纖維塑料。在用稱之為“5×5”的梁進(jìn)行的試驗(yàn)中,試驗(yàn)用梁件502與柱500的材料相同。對(duì)于稱為“5×10”的梁的試驗(yàn),梁型如圖26所示,頂壁504和底壁506的厚度約0.425英寸,頂壁和底壁之間的側(cè)壁508的厚度約為0.300英寸,翼緣510的厚度約為0.375英寸。對(duì)于稱為“5×7”的梁的試驗(yàn),該梁與去掉了翼緣510的“5×10”的梁相同?!?×7”和“5×10”兩種梁是對(duì)在經(jīng)拉伸的玻璃纖維材料通過(guò)已加熱的模具時(shí)向該已加熱的模具中注射熱塑性樹(shù)酯的坯料進(jìn)行拉擠而制得的。上述樹(shù)酯是一種加有紫外線保護(hù)添加劑的高品級(jí)阻燃劑聚酯。玻璃纖維材料的疊鋪層包括一層最小厚度為12密耳的外覆面氈料,以提供額外的紫外線保護(hù)。上述疊鋪層還包括n層最小厚度為35蜜耳的玻璃纖維織物氈片,以防止腐蝕物質(zhì)、工藝過(guò)程中的液體和水的侵蝕。上述疊鋪層還包括下述附加層玻璃纖維覆面氈料、連續(xù)絲束氈片、織造氈片和包括玻璃細(xì)紗和直粗紗的單向排列的連續(xù)纖維粗紗的結(jié)合層。上述玻璃是C型或E型玻璃。產(chǎn)品用樹(shù)酯熱合機(jī)或基礎(chǔ)樹(shù)酯封合,以防止水分浸入。雖然在下面的實(shí)例中采用了這些特殊材料,可以預(yù)料到亦可選擇其它材料建成梁和柱,這些其它材料同樣可使用。例如可采用乙烯基酯樹(shù)酯,也可以其它纖維。例1包括兩根上述5×5類型的柱和一根上述5×10類型的梁的試驗(yàn)框架用四個(gè)安裝件安裝而成。上述安裝件由12號(hào)規(guī)格的300系列不銹鋼制成,安裝件由粘接材料和機(jī)械固定件兩者連到梁和柱上。所用的粘接材料是Magnobond56A和B環(huán)氧樹(shù)酯。安裝件的形狀如圖17所示。梁和柱表面經(jīng)砂磨并在涂敷環(huán)氧樹(shù)酯之前用丙酮擦拭干凈。安裝板也經(jīng)砂磨并在裝到梁和柱上之前用丙酮擦拭干凈。上述機(jī)械固定件是穿過(guò)安裝件和梁和柱的技術(shù)螺釘。只有螺栓在孔116內(nèi)(圖17-18)超出梁和柱的延伸部分,以支撐板防止其彎曲或其它變形。全部涂敷環(huán)氧粘接劑后,如圖25所示,將該試驗(yàn)框架安裝在采用托座的試驗(yàn)組件的地面上。用如圖25所示的裝置連續(xù)地增加載荷,在不同載荷下測(cè)量梁中心處的彎曲,結(jié)果列在下表的表中。將普通連接和剛性連接或力矩傳遞連接的模型進(jìn)行比較結(jié)果列在“ModelDeflection”和“Simple”和“Moment”欄中。用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算出在各試驗(yàn)載荷下普通接縫和力矩連接縫或連接處的彎曲模型,the“RESA-3D”RapidInteractiveStructuralAnalysis3DimensionalVersion1.01由“RISA”TechnologiesofLaveForest,California提供。為了計(jì)算,根據(jù)用普通支撐的相似梁的彎曲試驗(yàn),首先確定慣性矩為96.9英寸4,彎曲或楊氏模量假設(shè)為5900000磅/英寸2,這種梁的剪切模量為425000磅/英寸2,剪切面積為9.85英寸2。對(duì)于普通支撐模型所假定的端部條件是普通支撐連接。這種計(jì)算機(jī)軟件可完成三維有限元分析,以計(jì)算出普通連接和力矩傳遞連接的模型的彎曲。對(duì)于每種尺寸的梁用“RISA-3D”軟件,利用彎曲模量、慣性力矩和給出的其它因素可計(jì)算出列入下表中的全部模型的彎曲。也可采用其它計(jì)算機(jī)軟件和標(biāo)準(zhǔn)方法、計(jì)算式或矩陣計(jì)算簡(jiǎn)單連接和力矩轉(zhuǎn)遞連接模型的彎曲,畫(huà)出被試接縫和模型之間的比較曲線。試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行三次,每個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果列在下面的表中。對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)還計(jì)算出長(zhǎng)度與彎曲之比,表中列在“L/D”一欄,參看長(zhǎng)度/彎曲比(L/D)為180的情況,在這種梁長(zhǎng)(137.75英寸)下最大彎曲為0.7644英寸。不難理解,選用L/D為180只用于圖示目的,也可用其它的L/D之比,它們均在本發(fā)明的構(gòu)思之內(nèi)。從這些試驗(yàn)中可以看出,在與梁長(zhǎng)和彎曲之比為180相應(yīng)的載荷下,支撐梁的接縫承受的載荷約為12000磅。此外,在每個(gè)試驗(yàn)中,梁斷裂在接縫之前。在與梁長(zhǎng)和彎曲之比為180和更高(或彎曲值為0.7644英寸和長(zhǎng)度小于137.75英寸)的相應(yīng)載荷的情況下,梁的彎曲比普通接縫或支撐的梁模型更接近于采用具有力矩傳遞接線或支撐的梁模型。因此,在能變形的梁長(zhǎng)與彎曲比為180和更高的負(fù)荷情況下,上述接縫基本上是力矩傳遞接縫或剛性接縫。正如所指出的那樣,也可采用其它的長(zhǎng)度與彎曲的比,具有圖示的接縫的梁比受到梁長(zhǎng)與彎曲比小于180的載荷作用而彎曲的普通支撐的梁更接近于采用具有剛性支撐的梁的模型。</tables>**梁在約28000磅下斷裂*梁在約31000磅下斷裂例2用兩根5×5柱、一根5×10梁準(zhǔn)備出兩個(gè)另外的試樣,對(duì)于每個(gè)試樣都準(zhǔn)備四塊如圖17所示類型的安裝板。第一個(gè)試樣中沒(méi)有用粘合劑,只用技術(shù)螺釘。第一試樣的結(jié)果列在“只用機(jī)械連接”一欄之下,測(cè)得的彎曲值列在“彎曲”一欄之下,計(jì)算出的長(zhǎng)度/彎曲比列在“L/D”一欄之下。準(zhǔn)備的第二試樣與例1中試樣相同,但在涂敷環(huán)氧樹(shù)脂之后在試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行接縫試驗(yàn)之前拆去了機(jī)械固定件。第二試樣的結(jié)果列在“只用粘接劑”一欄之下,測(cè)得的彎曲值列在“彎曲”一欄之下,計(jì)算出的長(zhǎng)度與彎曲之比例在“L/D”一欄之下。在下面的表中,將這些試樣與粘合劑和機(jī)械連接(試驗(yàn)PT3-10/EPX)結(jié)合的結(jié)果進(jìn)行比較,并用計(jì)算出的相同彎度值和長(zhǎng)度與彎度之比對(duì)普通模型和力矩傳遞接縫模型進(jìn)行比較,這些結(jié)果及計(jì)算曲線繪制在圖28中。從表和曲線中可以看出,具有將粘合劑和機(jī)械連接結(jié)合的接縫的試驗(yàn)梁比梁接縫只有粘合劑而不用機(jī)械固定件至少直到產(chǎn)生180或更大的梁長(zhǎng)和彎曲比(L/D)的載荷的情況下,具有普通接縫或支撐的梁模型更接近采用的具有剛性或力矩傳遞接縫的梁模型。這種接縫在至少直到產(chǎn)生180的梁長(zhǎng)和彎曲比的載荷的梁和柱之間基本上不出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外,在加此建造塔時(shí),在粘接劑固化之前,機(jī)械連接應(yīng)能支撐承受高達(dá)至少9700磅載荷的梁,而梁的彎曲值小于0.7644英寸。在環(huán)氧樹(shù)酯或其它粘合材料或粘接劑固化以后,這種由固化的粘合劑、安裝件、柱和梁限定的工后接縫可以支撐承受11700磅以上的載荷的梁,梁的彎曲值不大于0.7644英寸。此外,在“只用機(jī)械連接”的試樣和“只用粘合劑”的試樣兩者中,接縫在梁斷裂之前破壞。*在約26700磅以上接縫斷裂**在約16700磅以上接縫斷裂例3使用如例1中所處置的試樣,但梁為5×7,由圖26所示的5×10的梁中去掉翼緣510而得。根據(jù)這種梁的彎曲試驗(yàn),假定這類梁的楊氏模量為5000000磅/英寸2,慣性矩確定為58.41英寸4。剪切模量為425000磅/英寸2,剪切面積為8英寸2。試驗(yàn)重復(fù)三次,將試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)普通模型的接縫和力矩傳遞或剛性接縫模型計(jì)算出的彎曲值進(jìn)行比較。對(duì)梁長(zhǎng)與彎曲的比也進(jìn)行計(jì)算,并與在這種梁長(zhǎng)(137.75英寸)下最大彎曲值為0.7644英寸相當(dāng)?shù)牧洪L(zhǎng)/彎曲(L/D)為180進(jìn)行比較。從這些試驗(yàn)中可以看出,對(duì)于梁長(zhǎng)與彎曲的比為180的情況,接縫支撐至少承受8700磅載荷的梁。此外,在每次試驗(yàn)中,梁的斷裂先于接縫。對(duì)于梁長(zhǎng)與彎曲之比為180和更高或梁彎曲值為0.7644英寸或更少的情況,這種梁比由普通接縫支撐的梁模型更接近于采用由力矩傳遞接縫支撐的梁模型。在受到梁長(zhǎng)與彎曲比為180或更高的載荷作用彎曲的情況下,上述接縫基本上都是力矩傳遞或剛性接縫。此外,這種梁比具有普通支撐或在梁長(zhǎng)與彎曲比小于180的載荷作用彎曲的接縫的梁模型更接近于采用具有剛性支撐或接縫的梁。下面列出的試驗(yàn)PT4-7/EPX的結(jié)果曲線繪制在圖29中,并將上述結(jié)果與力矩傳遞模型和超出長(zhǎng)度/彎曲為180的彎曲進(jìn)行比較。<</tables>*在約24000磅時(shí)梁斷裂**在約23700磅時(shí)梁斷裂***在約25700磅時(shí)梁斷裂例4除梁由5×5外,使用如例1中所處置的試樣,梁的材料與柱相同,安裝板的型式如圖19所示,采用12號(hào)規(guī)格的不銹鋼制成。在標(biāo)號(hào)為PT9-5/EPX,PT8-5/EPX和PT7-5/EPX的試驗(yàn)中僅用的機(jī)械固定件是技術(shù)螺釘。在標(biāo)號(hào)為FR-555-01的試驗(yàn)中,機(jī)械固定件還包括雙頭螺栓,一根螺栓穿過(guò)安裝板和柱并穿過(guò)相對(duì)的安裝板,一根螺栓穿過(guò)安裝板、梁和相對(duì)的安裝板。根據(jù)該梁的彎曲試驗(yàn),楊氏模量假定為3825000磅/英寸2,慣性矩確定為28.25英寸4。剪切模量為425000磅/英寸2,剪切面積為7.24英寸2。試驗(yàn)重復(fù)三次,將試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)普通模型的接縫和力矩傳遞或剛性接縫模型進(jìn)行計(jì)算的彎曲值進(jìn)行比較,計(jì)算中采用與例1中相同的計(jì)算機(jī)軟件。對(duì)于每次測(cè)到的梁的彎曲值還算出其梁長(zhǎng)/彎曲,并與梁長(zhǎng)/彎曲(L/D)為180(即相當(dāng)于梁長(zhǎng)為137.75英寸時(shí)最大梁彎曲值為0.7644英寸)的情況進(jìn)行比較。從這些試驗(yàn)中可以看出,對(duì)于載荷超過(guò)梁長(zhǎng)與彎曲比為180的情況,接縫支撐的梁至少承受4700磅的載荷。這些結(jié)果的一種例外與不能適當(dāng)?shù)貙⒃囼?yàn)設(shè)備固定到地面有關(guān)。此外,在大多數(shù)試驗(yàn)中,梁的斷裂先于接縫。為使梁長(zhǎng)與彎曲之比為180和更高,或使彎曲值為0.7644英寸或更小,這種梁比由普通接縫支撐的梁模型更接近于采用具有力矩傳遞接縫的梁模型。如下面的表和圖30的曲線所示,具有后施工縫(post-constructionjoints)的試驗(yàn)結(jié)果在產(chǎn)生梁和彎曲值之比小于180的載荷作用下也更接近于采用具有力矩傳遞接縫的梁模型。</tables></tables>*在約18400磅時(shí)梁斷裂**在約16000磅時(shí)梁斷裂***在約23000磅時(shí)梁斷裂****梁不斷裂,框架離開(kāi)地面例5用12號(hào)規(guī)格不銹鋼安裝板預(yù)備出兩個(gè)另外的試樣。和例4中一樣,梁是5×5的梁。在一個(gè)試樣中,不用粘合劑只用技術(shù)螺釘;在下面的表中,該試樣的彎曲值列在“只用機(jī)械連接”一欄中。在另一試樣中,用Magnobond56A和B環(huán)氧樹(shù)酯和技術(shù)螺釘制備出接縫;環(huán)氧樹(shù)酯固化后,拆出技術(shù)螺釘,試樣試驗(yàn)與前面的實(shí)例相同;該試樣的彎曲值列在下表中的“只用粘合劑”一欄中。其結(jié)果繪制在圖30的曲線中,為了進(jìn)行比較,將例4的試驗(yàn)ER-555-01的結(jié)果列在“粘合劑和機(jī)械連接”一欄中。從這些表格和曲線可以看出,具有采用粘合劑和機(jī)械連接的接縫的梁和只有粘合劑的接縫的梁比具有普通支撐或在至少產(chǎn)生長(zhǎng)度與彎曲值之比(L/D)為180或更大的載荷以及引起變形低于L/D的載荷作用下的普通接縫的梁模型更接于采用具有剛性或力矩傳遞接縫的梁模型。由于具有粘合劑接縫和粘合劑和機(jī)械連接結(jié)合的接縫,在至少長(zhǎng)度與彎曲值之比為180的載荷以及更高載荷的作用下梁和柱之間基本上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外,在建造具有這種接縫的塔時(shí),施工期間在粘合劑固化之前,包括機(jī)械連接、安裝板、梁和柱的施工縫應(yīng)能支撐載荷至少高達(dá)1500磅的梁,而梁的彎曲值不大于0.7644英寸。粘合劑固化后,由固化的粘合劑或粘接材料、柱、梁和安裝板限定的后施工接縫可以支撐載荷約高于3700磅的梁,而梁的彎曲值不大于0.7644英寸。這種完整的粘合劑和機(jī)械接縫的后施工結(jié)構(gòu)可以支撐載荷不大于3700磅的梁,而梁的彎曲值不大于0.7644英寸,而且可以承受更大的載荷,其彎曲值比普通支撐梁模型更接近于采用剛性支撐梁模型。在“只用機(jī)械連接”和“只用粘合劑”的兩種試樣的情況中,接縫的破壞先于梁。在“用粘合劑和機(jī)械連接”的試樣的情況中,梁在19500磅下斷裂,接縫沒(méi)有破壞。</tables>例6用兩根5×5柱、一根5×5梁,四個(gè)10號(hào)規(guī)格的不銹鋼安裝板制得試樣。和前面的實(shí)例一樣,用Magobond56A和B環(huán)氧樹(shù)酯、技術(shù)螺釘、貫穿螺栓構(gòu)建成試驗(yàn)框架。在增加載荷的條件下對(duì)試驗(yàn)框架進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)量梁中心處的彎曲值。在下面的表中,將測(cè)出的彎曲值與前面5×5梁例中的普通和力矩模型進(jìn)行比較。下面示出的結(jié)果在安裝板的厚度或剛度方面不同。在載荷高于700磅時(shí)在用12號(hào)規(guī)格不銹鋼安裝板的框架中,梁的彎曲值小于用10號(hào)規(guī)格不銹鋼安裝板的框架中的梁的彎曲值。<</tables></tables>*在約19500磅時(shí)梁斷裂例7用兩根5×5柱、一根5×10梁和四塊1/4英寸厚的纖維增強(qiáng)纖維安裝板制得兩個(gè)試樣。上述纖維增強(qiáng)塑料板是用玻璃纖維和樹(shù)酯制成的通用結(jié)構(gòu)件。在一個(gè)試樣中,不用粘合劑,只用機(jī)械固定件或技術(shù)螺釘;在下面的表中,該試樣的彎曲值列在“只用機(jī)械連接”一欄中。在另一試樣中,采用Magnobond56A和B環(huán)氧樹(shù)酯和作為機(jī)械固定件的技術(shù)螺釘;環(huán)氧樹(shù)酯固化后,卸下技術(shù)螺釘,和前面的實(shí)例一樣在增加載荷的情況下對(duì)試樣進(jìn)行試驗(yàn),在各種載荷下測(cè)量彎曲值。該試樣的彎曲值列在下表的“只用粘合劑”一欄中。沒(méi)有單獨(dú)對(duì)粘合劑和機(jī)械固定件結(jié)合的情況進(jìn)行試驗(yàn),在“粘合劑和機(jī)械連接”一欄中用N/A表示。其結(jié)果繪制成圖31的曲線,在曲線上試驗(yàn)F7-9703和試驗(yàn)F7-9704是相同的。對(duì)于普通接縫和力矩傳遞接縫的模型的彎曲與例1中相同。從該表和曲線中可以看出,對(duì)于粘合劑的試驗(yàn)接縫直到產(chǎn)生梁長(zhǎng)與彎曲值的比為180或更大的載荷作用下,梁彎曲值比具有普通支撐或普通接縫的梁模型更接近于采用具有剛性或力矩傳遞接縫的梁模型,而且較大的載荷引起較大的彎曲。這種接縫直到至少產(chǎn)生梁長(zhǎng)與彎曲值之比為180的載荷作用在梁和柱之間基本沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外,在如此建造塔時(shí),粘合劑固化之前,機(jī)械連接應(yīng)能提供一種可支撐承受至少高達(dá)約8700磅的載荷的梁而且梁的彎曲值不大于0.7644英寸的施工縫。粘接材料固化之后,已固化的粘合劑、安裝板、梁、柱能限定一種后施工縫,這種接縫可支撐承受約10700磅負(fù)載的梁,梁的彎曲值不大于0.7644英寸。在“只用機(jī)械連接”和“只用粘合劑”兩種試樣的情況中,接縫的破壞先于梁。</tables>例8用兩根5×5柱,一根5×5梁和四塊1/4英寸厚的纖維增強(qiáng)塑料安裝板制備兩個(gè)試樣。增強(qiáng)纖維塑料板是由玻璃纖維和熱塑性聚酯樹(shù)酯構(gòu)成的通用構(gòu)件。在一個(gè)試樣中,不用粘合劑,只用機(jī)械固定件或技術(shù)螺釘;在下面的表中,該試樣的彎曲值列在“只用機(jī)械連接”一欄中。在另一試樣中,用Magnobond56A和B環(huán)氧樹(shù)酯和技術(shù)螺釘連接;環(huán)氧樹(shù)酯固化后,拆去技術(shù)螺釘,被試試樣與例4中的試樣相同,該試樣的彎曲值列在下表中的“只用粘合劑”一欄中。沒(méi)有單獨(dú)對(duì)粘合劑和機(jī)械固定件結(jié)合的情況進(jìn)行試驗(yàn),下表中用“N/A”表示。試驗(yàn)結(jié)果繪制成圖32中的曲線,曲線中“試驗(yàn)F7-9705”和“試驗(yàn)F7-9706”的試驗(yàn)是相同的。普通支撐和力矩傳遞接縫的彎曲模型與例4中相同。從上述表和曲線中可以看出,具有只用粘合劑的試驗(yàn)梁比在直到產(chǎn)生梁長(zhǎng)與彎曲值之比(L/D)為180或更大時(shí)的載荷作用下具有普通支撐或接縫的梁模型更接近于采用具有剛性或力矩傳遞接縫的梁模型,而且較大的載荷引起的彎曲較大。此外,在建造這類塔時(shí),在粘接材料或粘合劑固化之前,在安裝板和梁及柱之間的機(jī)械連接限定出工作縫,該接縫應(yīng)能支撐承受的載荷高達(dá)至少約2000磅的梁,而梁的彎曲值不大于0.7644英寸。環(huán)氧樹(shù)酯或其它粘接材料或粘合劑固化之后,固化的粘合劑、安裝板、梁和柱可以限定出工后接縫,這種接縫可支撐承受約3000磅載荷的梁,而梁的彎曲不大于0.7644英寸。在“只用機(jī)械連接”和“只用粘合劑”兩種試樣中,接縫的破壞均先于梁。例9按本發(fā)明建造的冷卻塔具有由機(jī)械連接件、安裝板、粘合劑或粘接材料敷設(shè)或固化之前的柱和梁限定的接縫。這些接縫的特點(diǎn)用于施工縫的特點(diǎn),它們是支撐設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)載荷的機(jī)械式接縫。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)載荷包括固定載荷和動(dòng)載荷,固定載荷按至少存在于工作時(shí)間的70%的載荷計(jì)算,動(dòng)載荷按短期間存在的載荷如由冰、雪、人員、設(shè)備、風(fēng)和地震產(chǎn)生的載荷計(jì)算。這種由機(jī)械或施工縫支承的結(jié)構(gòu)恒載(constructiondeadload)包括取決于粘合劑的固化時(shí)間的梁本身的重量、在冷卻塔填料層的干燥填料的重量、在下一層的干燥的水分配系統(tǒng)的重量、在緊接著的較高層的頂蓋、風(fēng)機(jī)的重量及支撐過(guò)梁的重量。例如,對(duì)于12英尺×12英尺的排架間距,接縫需支承梁重的一半,梁的總重量可達(dá)94磅的量級(jí)。過(guò)梁重量相對(duì)較輕,根據(jù)采用的過(guò)梁數(shù)目約增加90-120磅載荷。填料例如可選取2磅/英尺3的干燥載荷,4英尺高的填料層載荷僅約有864磅。對(duì)于動(dòng)結(jié)構(gòu)載荷,考慮到在加覆面之前受風(fēng)載荷影響的梁和柱的表面積較小,對(duì)于5×10的梁而言約在9.57英尺2的量級(jí),只有15-20磅/英尺2的風(fēng)載荷應(yīng)不增加明顯的彎曲。在例2,5,7和8中“僅用機(jī)械連接”一欄列出的接縫應(yīng)能支撐所承受的載荷引起的彎曲不大于0.7644英寸的梁。載荷的量級(jí)為1000磅,所使用的機(jī)械固定件組應(yīng)具有足夠的剛度,以防止接縫處的連接過(guò)度轉(zhuǎn)動(dòng)。例如,對(duì)上述實(shí)例而言,即使地震載荷為0.05克,在每道接縫上都有約474磅的載荷,可以落在機(jī)械或施工縫的承受能力范圍內(nèi)。例10按本發(fā)明建造的冷卻塔預(yù)計(jì)在填料層可能有后施工恒載,上述載荷包括濕填料載荷和過(guò)梁及梁的重量。在水分配層,后施工恒載應(yīng)包括過(guò)梁和梁的重量和帶有漂浮物消除器的已注滿水的水分配系統(tǒng)的重量。在上承支撐層后施工恒載應(yīng)包括梁、過(guò)梁、頂蓋、風(fēng)機(jī)導(dǎo)向圈、風(fēng)機(jī)、電機(jī)和欄桿的重量。上述后施工恒載應(yīng)包括預(yù)計(jì)在塔整個(gè)壽命期間能經(jīng)受到的那些載荷,或者至少在工作時(shí)間的70%期間經(jīng)受到的那些載荷。后施工活載荷是短時(shí)間經(jīng)受到的載荷,在這種水平上應(yīng)包括風(fēng)力載荷、地震載荷、和如冰、雪、及人員和設(shè)備等其它可能的短時(shí)間載荷??梢哉J(rèn)為上述全部或某些后施工載荷中的一部分來(lái)源于梁。一部分后施工力矩由剛性接縫引起或傳遞。對(duì)于如圖2-3所示的結(jié)構(gòu),采用12×12的排架間距,每根梁由兩道接縫支撐,這類載荷的一般量可以在下列數(shù)值范圍</tables>在接縫處的設(shè)計(jì)的后施工力矩可從以磅為單位給出的載荷范圍中確定。不難理解,上面給出的值僅作為說(shuō)明,載荷的全部隨和載荷的類型可隨情況例如冷卻塔的地理位置而變。此外,在接縫處所設(shè)計(jì)的力矩載荷(momentloads)可用目前所采用的任何方法確定。可將設(shè)計(jì)的力矩載荷與接縫處的力矩承受能力(momentcapacities)進(jìn)行比較,以確定接縫能承受的設(shè)計(jì)后施工載荷能力。為了確定各種試驗(yàn)接縫的力矩承受能力,并為了同預(yù)料的載荷進(jìn)行比較,可以使用公知的公式、模型和計(jì)算機(jī)軟件。一種估計(jì)接縫力矩承受能力的方法可以采用上面的數(shù)據(jù)和在增加載荷下類似的彎曲試驗(yàn),并與在梁兩端具有力矩傳遞接縫的梁模型進(jìn)行比較。從上面的實(shí)例可知,至少在高達(dá)產(chǎn)生梁長(zhǎng)與彎曲值比為180的載荷作用下,該梁的彎曲值與由力矩傳遞接縫支撐的梁的彎曲模型相似。在試驗(yàn)彎曲值基本上與模型彎曲值相仿之處,試驗(yàn)接縫的力矩承受能力可以假設(shè)為與模型力矩一樣大。由于在不銹鋼安裝板的所有試驗(yàn)中試驗(yàn)彎曲值更接近于高達(dá)和超出產(chǎn)生長(zhǎng)度與彎曲比為180的載荷作用的模型彎曲值,假設(shè)這些接縫的力矩承受能力是在這種載荷上的模型力矩值是合理的。因此,對(duì)梁而言如果設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度與彎曲值之比的標(biāo)準(zhǔn)是180或更大,這種接縫應(yīng)當(dāng)有接近于力矩傳遞接縫模型的力矩傳遞能力。針地產(chǎn)生的梁長(zhǎng)與彎曲值之比為180的載荷以及產(chǎn)生較大或較小的L/D的載荷,可以計(jì)算出典型力矩傳遞框架的力矩值。在試驗(yàn)FR-555-02的5×5梁的情況中,載荷約為4660磅,產(chǎn)生的力矩約為56760英寸磅,計(jì)算時(shí)使用RISA-3D軟件。在試驗(yàn)PT3-10/EPX的5×10梁的情況中,在L/D為180時(shí)載荷為12800磅,相當(dāng)于力矩為88920英寸磅,計(jì)算時(shí)使用RISA-3D軟件。這類接縫應(yīng)能承受試樣塔中不同部位可能受到的風(fēng)力載荷,參見(jiàn)表中列出的這種設(shè)計(jì)力矩載荷的數(shù)值范圍,在大多數(shù)情況中沒(méi)有結(jié)構(gòu)的企口接縫,也不用橫向支撐。如圖5和6所示實(shí)施例中示出的那樣,在塔某些部位(如進(jìn)氣層44)可以采用橫向支撐。如圖28-32所示,在某些載荷作用下,試驗(yàn)梁的彎曲開(kāi)始偏離對(duì)由力矩傳遞接縫支撐的梁模型所要求的彎曲值。雖然要求接縫在某些偏離力矩模型的點(diǎn)支承力矩,但隨著被測(cè)量的彎曲值和模型的彎曲值的差增大,這種接縫的特點(diǎn)不太像力矩傳遞接縫,傳遞的力矩減少。估計(jì)試驗(yàn)接縫的力矩的一種方法包括確定被測(cè)彎曲和力矩模型的彎曲之間的差??梢院侠淼仡A(yù)計(jì)到被測(cè)得的彎曲和力矩模型的彎曲之間的差與載荷之間類似的差有關(guān),所以可以從如圖28-30的曲線中,從如RISA-3D軟件或從其它原由可以確定引起彎曲變化的載荷變化。然后可以從力矩模型載荷中減去載荷中的差,以確定估計(jì)出的等量載荷,即可合理地預(yù)計(jì)到的接縫處產(chǎn)生力矩的載荷的那一部分。利用估計(jì)出的等量載荷可以估計(jì)力矩。接著可確定下表中列出的值并繪制出圖33-35中的曲線。圖33表示出在試驗(yàn)PT3-10/EPX在5×10梁的接縫處估計(jì)的力矩和相同尺寸的梁的力矩傳遞接縫的模型力矩,上述模型力矩是在L/D為180的情況下從在力矩模型中產(chǎn)生彎曲的載荷中確定出的。圖34表示出在試驗(yàn)PT4-7/EPX中,在5×7梁的接縫處估計(jì)的力矩和相同尺寸的梁的力矩傳遞接縫的模型力矩,上述模型力矩是在L/D為180的情況下,從在力矩模型中產(chǎn)生彎曲的載荷中確定出的。圖35表示出在試驗(yàn)FR-555-02中,在5×5的接縫處估計(jì)的力矩和相同尺寸的梁的力矩傳遞接縫的模型力矩,上述模型力矩是在L/D為180的情況下,從在力矩模型中產(chǎn)生彎曲的載荷中確定出的。在這些表中,“實(shí)際載荷”欄是試驗(yàn)設(shè)備施加的載荷?!傲啬P汀睓诮o出的是在各載荷作用下對(duì)模型力矩傳遞接縫計(jì)算出的力矩?!唉”欄是在各載荷下測(cè)出的彎曲和力矩傳遞模型的載荷之間的差值?!靶U龔澢睓谑菍?duì)于模型力矩傳遞接線小于ΔY量的彎曲值?!靶Ud荷”欄是在力矩傳遞模型中產(chǎn)生“校正彎曲”的載荷量,可用RISA-3D軟件從彎曲一載荷曲線中確定。利用“校正載荷”值采用RISA-3D軟件可計(jì)算出力矩值并列在“估計(jì)力矩”欄中。對(duì)于5×10,5×7和5×5梁,可用同樣的步驟得出下面三個(gè)表。上述RISA-3D軟件也可用于得出表示估計(jì)力矩的圖33-35中的曲線。這些估計(jì)力矩可用于確定整個(gè)預(yù)計(jì)載荷范圍的接縫的力矩承受能力??蓪⑦@些力矩承受能力與預(yù)計(jì)力矩進(jìn)行比較,以確保后施工縫基本能支承施加在接縫上的所有設(shè)計(jì)的工后載荷。不難理解,還可以用其它方法估計(jì)接縫的力矩承受能力。如上述表和曲線所示,柱和5,7及10英寸梁之間的接縫具有變化的力矩承受能力,這種接縫可用在冷卻塔結(jié)構(gòu)的不同部位,并能支承預(yù)計(jì)的力矩載荷和將力矩傳遞給抵抗橫向載荷或結(jié)構(gòu)的企口接縫的柱。此外,具有這種剛性連接在載荷比非剛性連接或接縫的載荷大的情況下可以滿足對(duì)梁的特別設(shè)計(jì)的L/D。通過(guò)這些已有的試驗(yàn)還可懂得,制造模型和進(jìn)行計(jì)算或多或少比較復(fù)雜,可對(duì)得到表中數(shù)據(jù)和應(yīng)用曲線的方法進(jìn)行修正,以估計(jì)試驗(yàn)誤差和其它因素,例如隨載荷的變化梁的彎曲模量的變化。此外,一些試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明一些彎曲小于模型力矩傳遞接縫(結(jié)果未得出);也可以對(duì)計(jì)算和估計(jì)進(jìn)行修正,以對(duì)這些變化進(jìn)行估計(jì)。</tables></tables></tables></tables></tables>雖然這些試驗(yàn)是梁的垂直載荷而不是橫向載荷,正如例如在有風(fēng)的條件下所預(yù)料的那樣,由這些試驗(yàn)可合理地估計(jì)出圍繞水平軸和垂直軸兩個(gè)方向接縫的力矩承受能力。還可以用其它試驗(yàn)、模型、估算和公式計(jì)算出在橫向載荷以及垂直載荷情況下接縫的力矩承受能力。在上述的某些例子中針對(duì)普通支撐和動(dòng)力矩轉(zhuǎn)遞接縫對(duì)試驗(yàn)接縫和模型接縫進(jìn)行了比較。這些比較說(shuō)明具有只用粘接劑的接縫的試驗(yàn)梁和具有用粘合劑和機(jī)械固定件兩者的接縫的試驗(yàn)梁比有一定載荷的普通支撐模型更接近于采用力矩傳遞接縫或連接處的模型,而且這些載荷通常超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),如超過(guò)與梁的最小L/D相應(yīng)的載荷。正如在現(xiàn)有技術(shù)中所了解的那樣,梁的L/D可以是180或某種其它值。不難理解,一些實(shí)例提供了一種說(shuō)明接縫是力矩傳遞接縫的裝置;也可以用其它模型、模擬方法、公式、測(cè)量和特征鑒定確定接縫是否是力矩傳遞接縫,這種接縫是否是剛性的。例如,如果結(jié)構(gòu)中某接縫處梁和柱之間的角度在設(shè)計(jì)載荷下基本上是恒定的,則該接縫是剛性的,是用于本發(fā)明的力矩傳遞接縫。此外,若梁和柱之間的接縫包括一塊連接在梁和柱兩者上的安裝件,該梁支承設(shè)計(jì)的固定載荷時(shí)其變形基本上不大于模型剛性支撐梁,載荷支承橫向支撐不穿過(guò)限定上述接縫的柱和梁,該接縫可以認(rèn)為是力矩傳遞接縫。正如本領(lǐng)域普通專業(yè)人員可以想到的那樣,還可以采用其它準(zhǔn)則確定某接縫是否基本上是力矩傳遞接縫。雖然本發(fā)明只描述了一些特殊的實(shí)施例,很明顯可以進(jìn)行各種補(bǔ)充和改型,也可選擇各種替換型式,所以本發(fā)明后附的權(quán)利要求覆蓋了所有這樣的補(bǔ)充、改型和替換,它們?nèi)柯湓诒景l(fā)明的實(shí)際范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種冷卻塔,包括若干由增強(qiáng)纖維材料制成的豎直柱;一根在一對(duì)堅(jiān)直柱之間延伸的梁;一個(gè)用于分配冷卻塔中待冷卻流體的流體分配系統(tǒng);空氣和來(lái)自上述流體分配系統(tǒng)的流體可以流過(guò)的傳熱物質(zhì);上述豎直柱和梁在上述梁和豎直柱的連接處存在共面表面;在上述豎直柱和梁的連接處上的安裝件,各安裝件有一個(gè)朝向上述梁和豎直柱的共面表面的平面安裝面;若干機(jī)械固定件將上述安裝件安裝件安裝在上述柱和梁上;在安裝件的安裝表面和上述柱和梁的共面表面之間敷設(shè)粘合材料,上述粘合材料是在第一非固化狀態(tài)敷設(shè)并凝固成最終固化狀態(tài)的那種粘合材料;其中,當(dāng)上述粘合材料處于上述第一狀態(tài)時(shí),上述機(jī)械固定件、安裝件、梁和柱限定出基本上能支承接縫上的全部設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)載荷的施工縫;上述安裝件、梁、柱和已固化的粘合材料限定出基本上能支承接縫上的全部設(shè)計(jì)的后施工載荷的后施工接縫。2.如權(quán)利要求1所述的冷卻塔,其特征在于上述機(jī)械固定件、安裝件、梁、柱和已固化的粘合材料限定出上述后施工縫。3.如權(quán)利要求1所述的冷卻塔,其特征在于上述冷卻塔是一種工地架設(shè)(field-erected)的冷卻塔。4.如權(quán)利要求1所述的冷卻塔,其特征在于上述后施工縫可將所設(shè)計(jì)的力矩傳遞給上述柱。5.如權(quán)利要求4所述的冷卻塔,其特征在于上述后施工縫的力矩傳遞能力超過(guò)所設(shè)計(jì)的載荷和動(dòng)載荷。6.一種冷卻塔,包括若干由增強(qiáng)纖維材料制成的豎直柱;一根在一對(duì)豎直柱之間延伸的梁;一個(gè)用于分配冷卻塔中待冷卻流體的流體分配系統(tǒng);空氣和來(lái)自上述流體分配系統(tǒng)的流體可以流過(guò)的傳熱物質(zhì);上述豎直柱和梁在上述梁和豎直柱的連接處有共面表面;在上述豎直柱和梁的連接處上的安裝件,各安裝件有一個(gè)朝向上述梁和豎直柱的共面表面的安裝面;若干機(jī)械固定件將上述安裝件安裝在上述柱和梁上;因安裝件的安裝面和上述柱和梁共同的表面之間敷設(shè)粘合材料,上述粘合材料是在第一非固化狀態(tài)敷設(shè)并凝固成最終固化狀態(tài)的那種粘合材料;其中,由已固化的粘合材料連接在安裝件上的梁的彎曲量比具有普通支撐的模型梁的彎曲量更接近于具有力矩傳遞接縫的模型梁的彎曲量。7.如權(quán)利要求6所述的冷卻塔,其特征在于上述塔是一種工地架設(shè)的冷卻塔。8.如權(quán)利要求7所述的冷卻塔,其特征在于上述塔是一種采用處于第一非固化狀態(tài)的粘合材料的工地架設(shè)的冷卻塔。9.如權(quán)利要求6所述的冷卻塔,其特征在于上述安裝件是不銹鋼板。10.如權(quán)利要求6所述的冷卻塔,其特征在于上述接縫具有在相當(dāng)于使梁長(zhǎng)與彎曲值之比為180或更大的垂直載荷的載荷作用下至少與模型力矩傳遞接縫的力矩承受能力一樣大的力矩承受能力。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種在最少部件數(shù)和有限的水平支撐數(shù)的前提下能阻止橫向位移的冷卻塔。該冷卻塔具有增強(qiáng)纖維材料骨架,骨架的部件之間的連接為力矩傳遞連接。通過(guò)將連接件連接到安裝板上實(shí)現(xiàn)框架件之間的力矩傳遞連接。上述安裝板由粘合材料固化前承受結(jié)構(gòu)載荷的機(jī)械固定件固定。安裝板、柱、梁和機(jī)械固定件限定出在粘合劑固化前能承受結(jié)構(gòu)載荷的施工縫。安裝板、柱、梁和已固化的粘合材料限定出能將力矩從梁傳到柱并在縫上能支承工后載荷的后施工縫。上述后施工縫還可包括一些機(jī)械固定件。具有后施工縫的梁的彎曲比具有普通支撐的模型梁更類似于具有力矩傳遞接縫的模型梁。文檔編號(hào)B26B1/10GK1195736SQ9810634公開(kāi)日1998年10月14日申請(qǐng)日期1998年2月4日優(yōu)先權(quán)日1997年2月4日發(fā)明者查爾斯·J·巴爾多,杰西·Q·西韋爾,托比·L·戴利,杰姆斯·A·布蘭德,格雷戈里·S·梅勒恩申請(qǐng)人:巴爾的摩汽圈公司
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