CN202899728U - 一种水塔的塔体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水塔的塔体结构，包括设有水箱（1）的塔体，所述的塔体为由钢材组件搭建而成的框架结构，所述的钢材组件包括主立柱（2）和支架杆，所述的主立柱（2）的数量为三个以上，所述的支架杆设于两相邻主立柱（2）之间，且每个主立柱（2）顶端的延长线与塔体的中轴线相交于同一点上。本实用新型结构简单，塔体结构全部采用钢材，抗震性能强，还具有造型美观、制作工期短、实用性强、搬迁方便等优点。

Description

一种水塔的塔体结构

技术领域

本实用新型涉及建筑材料领域，具体的说，是一种水塔的塔体结构。

背景技术

在工业和民用建筑中，水塔是一种用于储水和配水的高耸结构，主要由水箱和塔体组成，同时，水塔也是比较常见而又特殊的建筑物，它的施工需要特别精心、讲究的技艺，如果施工质量不好，轻则造成永久性渗漏水，重则报废不能使用。目前，如机关生活用水、工矿企业生产用水、各行业消防用水以及广大农村的安全饮水等都需要用到水塔，而现有的水塔塔体一般采用以下三种方式：

  （1）5m³以下的水箱、塔体高度在6m以内，通常采用标砖砌成塔体；

  （2）10m³以内的水箱、塔体高度在10m以内，通常采用砖混建筑而成的塔体；

  （3）10m³—50m³水箱、塔体高度在10m～30m，通常采用钢筋混凝土建造塔体。

   采用上述常规水塔塔体还存在以下不足之处：

  （1）标砖砌成的塔体，抗震性极差，而且费工、费时、不美观；

  （2）砖混建筑塔体的抗震性稍微好点，但遇到6级以上的地震也难保不出问题；

  （3）钢筋混凝土建造的塔体在抗震性上的问题能得到解决，但是造价大增、建造工期长、如果水塔要迁址或报废，拆卸也是一笔不菲的开支，更没有残余价值，而且很不环保。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水塔的塔体结构，其塔体结构为钢材组件搭建而成的塔架结构，较现有的砖砌、砖混建筑以及钢筋混凝土建成的塔体结构更加简单，抗震性能好，且成本更低。

    本实用新型通过下述技术方案实现：一种水塔的塔体结构，包括设有水箱的塔体，所述的塔体为由钢材组件搭建而成的框架结构，结构简单，抗震性很强，由于全部采用钢材，较标砖砌成或混凝土建造的塔体更具柔性。

    本实用新型所述的钢材组件包括主立柱和支架杆，所述的主立柱的数量为三个以上，所述的支架杆设于两相邻主立柱之间，而所述的每个主立柱顶端的延长线与塔体的中轴线相交于同一点上。

    主立柱的结构如下：所述的主立柱为由两个以上的主立杆依次连接组成的直线型结构，在所述的每个主立杆连接处均设有固定主立杆的中连接板，所述的主立杆与中连接板通过螺栓相连接。

    支架杆的结构如下：所述的支架杆由一个以上的支架单元组成，所述的支架单元包括依次横向设置于主立柱上的上连杆、中连杆以及下连杆，在所述的上连杆与中连杆、中连杆与下连杆之间均设有斜连杆，所述支架单元的上连杆为相邻支架单元的下连杆。

    为更好的实现支架杆的功能，本实用新型在所述的上连杆、中连杆以及下连杆与主立柱的连接处均设有焊接于主立柱上的翼板，而所述的上连杆、中连杆以及下连杆则通过螺栓与翼板相连接，在所述的中连杆的中点还设有连接板，所述的斜连杆的两端通过螺栓分别固定于翼板和连接板上。

    为更好的实现本实用新型，所述的主立柱以及支架杆均采用热浸锌角钢，所述的螺栓采用热浸锌螺栓，所述主立柱的数量为四个，所述的位于同一支架单元内的斜连杆的数量为四个。

    本实用新型所述的塔体结构主要用于水塔领域，在塔体上均设有水箱，因此，所述的钢材组件还包括四端设于框架结构顶部用于支撑水箱的承重梁，所述的承重梁呈十字型或交叉型。

    为更好的实现本实用新型，在所述的框架结构的顶部还设有平台，所述的平台主要由井型结构的支撑机构以及设于支撑机构上的通道板组成，所述的支撑机构设于塔体顶部，为方便工作人员对水箱的安装及维护，在所述的支撑机构上还设有护栏。

    本实用新型在所述的塔体上还设有与平台相连的爬梯，爬梯可方便工作人员顺利到达塔体顶部的平台上，及时进行故障的处理和检修。

    为更好的实现本实用新型，在所述的框架结构的底部还设有用于支撑塔体的钢架基础。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

   （1）本实用新型的塔体结构全部采用钢材，抗震性能强，比标砖砌成或混凝土建造的塔体柔性更大。

   （2）本实用新型所述的塔体结构简单，在施工过程中，塔体的框架结构和钢架基础可采用同步制作，能有效的缩短施工工期，同时，框架结构和钢架基础之间的安装过程也较为简单。

   （3）本实用新型所述的钢材组件均采用角钢，造价经济，由钢材组件搭建而成的塔体较常规制作方式的费用可减少30%，材料费和人工费都大大降低。

   （4）由于水塔多设于户外，且体积庞大，本实用新型所述的塔体采用热浸锌螺栓则能很好的固定各钢材组件，各钢材组件也均采用热浸锌角钢，角钢上的热浸锌镀层具有很好的抗腐蚀性，可有效的增加塔体的使用年限，一般能保证40～50年的使用年限，能有效的避免钢材氧化出现的生锈情况。

（5）本实用新型所述的塔体还具有造型美观、新颖、实用性强、搬迁方便等优势，尤其是针对工矿企业和广大农村的饮水用水塔而言，若需迁址时，水塔的搬迁也极为方便的。

（6）本实用新型所述的塔体还具有很高的剩余价值，不仅拆卸方便，还可将拆卸后的钢材回收利用，经济环保。

附图说明

图1为本实用新型塔体的结构示意图。

图2为本实用新型所述的支架单元的结构示意图。

图3为图1中A所示的局部结构示意图。

图4为图1中B所示的局部结构示意图。

图5为图1中C所示的局部结构示意图。

图6为图1中D所示的局部结构示意图。

图7为图1中E所示的局部结构示意图。

图8为本实用新型所述的支撑机构的俯视图。

图9为本实用新型所述的平台的俯视图。

图10为本实用新型所述的承重梁呈十字型时的结构示意图。

图11为本实用新型所述的爬梯的俯视图。

图12为本实用新型所述的钢架基础的俯视图。

其中1—水箱，2—主立柱，3—主立杆，4—中连接板，5—上连杆，6—中连杆，7—下连杆，8—斜连杆，9—翼板，10—连接板，11—承重梁，12—通道板，13—护栏，14—钢架基础。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

    一种水塔的塔体结构，如图1所示，包括设有水箱1的塔体，为简化塔体结构，在保证其抗震性能的同时，本实用新型采用钢材组件搭建成框架结构的塔体，其结构简单，由于全部采用钢材，因此，也较标砖砌成或混凝土建造的塔体更具柔性。如图1所示，钢材组件包括主立柱2和支架杆，主立柱2的数量为三个以上，每个主立柱2顶端的延长线与塔体的中轴线相交于同一点上，形成钢塔架结构，而支架杆则设于两相邻主立柱2之间。

    主立柱2为整个钢塔架的主要受力体系，其结构如下：主立柱2为由两个以上的主立杆3依次连接组成的直线型结构，如图4所示，在每个主立杆3连接处均设有固定主立杆3的中连接板4，主立杆3与中连接4板通过螺栓相连接，由上述结构可知，由于主力柱2可采用多数主立杆3拼接而成，对于其安装、拆卸而言，可极大的缩小主立柱2的体积，方便运输和搬迁。

    支架杆的作用在于加强主立柱2在受力过程中的抗弯性，其结构如下：支架杆由一个以上的支架单元组成，如图2所示，支架单元包括依次横向设置于主立柱2上的上连杆5、中连杆6以及下连杆7，在上连杆5与中连杆6、中连杆6与下连杆7之间均设有斜连杆8，且所述支架单元的上连杆5为相邻支架单元的下连杆7，其连接关系如下：在上连杆5、中连杆6以及下连杆7与主立柱2的连接处均设有焊接于主立柱2上的翼板9，上连杆5、中连杆6以及下连杆7通过螺栓与翼板9相连接，在中连杆6的中点还设有连接板10，斜连杆8的两端通过螺栓分别固定于翼板9和连接板10上，对于支架杆而言，上述各组成件均为直杆，且位于两主立柱2之间的所有支架单元均在同一平面内，螺栓所连接的位置（也可称为节点）均为各组成件的受力点，即：所有外力（载荷和反作用力）均集中作用于个节点上，如图3～7所示，为塔体上各节点的结构示意图。

    由上述结构可知，为加强钢塔架结构的稳定性，设于各节点处的螺栓均采用热浸锌螺栓，具有很好的防腐蚀性，实用性强；同时，主立柱2可采用热浸锌角钢或热浸锌无缝钢管组成，支架杆可采用热浸锌角钢组成，其中，角钢在使用中具有较好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度，抗震性能好，不论是角钢还是无缝钢管，在通过热浸锌工艺处理后，均能有效的避免钢材氧化出现的生锈情况，还能增长塔体的使用年限，一般能保证40～50年的使用年限；本实用新型采用的主立柱2的数量为四个，钢塔架结构的横截面为四边形，位于同一支架单元内的斜连杆8的数量为四个。

上述的钢塔架结构主要应用于水塔上，如：机关生活用水、工矿企业生产用水、各行业消防用水以及广大农村的安全饮水等水塔设备，因此，本实用新型在塔体上还设有水箱1以及支撑水箱1的承重梁11，承重梁11位于钢塔架结构的顶部，承重梁11的结构呈十字型结构或交叉型结构，如图9所示，承重梁11的四端均设于位于钢塔结构顶部的支架杆上，位于图9中心位置的十字型结构即为承重梁11；如图10所示，承重梁11的四端均设于主立柱2顶端上，位于图10中心位置的交叉型结构即为承重梁11。在图9、图10中，所示承重梁11上的阴影部分均为放置水箱1的位置，在实际制作过程中，承重梁11采用工字钢制作而成，工字钢为截面呈工字型的长条钢材，如今已广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架或机械上，在本实用新型中，工字钢的大小、尺寸均根据水箱1的大小来决定。

对于水箱1而言，日常的检修和维护是保证其正常蓄水的重要措施，但是，由于水塔多设于户外，其结构也多为高耸建筑，对于水箱1的检修和维护都较为危险，而本实用新型为方便工作人员的日常维护，在钢塔架的顶部设有平台，有效的保障了工作人员的安全性，其结构如下：图9为平台的俯视图，平台主要由井型结构的支撑机构以及设于支撑机构上的通道板12组成，支撑机构为整个平台的支撑体系，结构如图8所示，其制作过程如下：使用井型梁设于塔体的顶部，将井型梁四周用角钢连接，形成维修或安装通道，并铺设有通道板12，通道板12采用间距80mm的∟40焊接，如图9所示，这可减少材料的用量，也不会有雨水积成；同时，为保证工作人员在安装和维护时的安全，在四周的角钢上还安装护栏13。本实用新型在塔体上还设有与平台相连的爬梯，爬梯可方便技术人员顺利到达塔体顶部的平台上，平台上设有与爬梯相连的通道，如图9中a所示部分，通道的长度为80cm，其宽度根据维修或安装通道的宽度而决定。爬梯的设置可方便技术人员及时进行故障的处理和检修，爬梯的结构如图11所示；在钢塔架的底部还设有用于支撑塔体的钢架基础14，图12为钢架基础14的俯视图，在图12中的阴影部分为设有主立柱2的位置。

对于整个钢塔架而言，主立柱2和支架杆均为其主要的结构组成，在实际制作过程中，应按如下方式进行：（1）主立柱2应根据水箱1的大小、塔体的高度，通过必要的计算方式，求得主立杆3（角钢或无缝钢管）的用料大小；（2）在连接主立杆3的中连接板4上钻孔，通过热浸锌螺栓将各主立杆3、中连接板4相连接；（3）然后在主立柱2的顶端和有支撑连接点的地方焊接翼板9，在翼板9上钻孔，用热浸锌螺栓同支架杆连接，同时用热浸锌螺栓连接斜连杆8和连接板10。由上述结构可知，横向设置的上连杆5、中连杆6以及下连杆7的长度较斜连杆8长，应采用大一型号的角钢，斜连杆8则采用小一型号的角钢，同样的，热浸锌螺栓的型号也是根据水箱1的大小和塔架的高度而定的。

现有的水塔塔体多为标砖砌成、砖混建筑、钢筋混凝土建造等结构，抗震性能差，由于它们还存在结构造价大、建造工期长等问题，如果水塔要迁址或报废，拆卸也是一笔不菲的开支，更没有残余价值，并且很不环保。由于本实用新型由钢材组件搭建而成，因此，施工工期短，塔体的框架结构和钢架基础14同步制作就能有效的缩短施工工期，同时，框架结构和钢架基础14之间的安装过程也较为简单，本实用新型还解决了塔体的搬迁问题，不仅搬迁极为方便，若今后塔体不再使用，钢材组件等部件还能回收再利用，低碳环保。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水塔的塔体结构，包括设有水箱（1）的塔体，所述的塔体为由钢材组件搭建而成的框架结构，其特征在于：所述的钢材组件包括主立柱（2）和支架杆，所述的主立柱（2）的数量为三个以上，所述的支架杆设于两相邻主立柱（2）之间，且每个主立柱（2）顶端的延长线与塔体的中轴线相交于同一点上。

2.根据权利要求1所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：所述的主立柱（2）为由两个以上的主立杆（3）依次连接组成的直线型结构，在所述的每个主立杆（3）连接处均设有固定主立杆（3）的中连接板（4），所述的主立杆（3）与中连接板（4）通过螺栓相连接。

3.根据权利要求2所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：所述的支架杆由一个以上的支架单元组成，所述的支架单元包括由上而下依次横向设置于主立柱（2）上的上连杆（5）、中连杆（6）以及下连杆（7），在所述的上连杆（5）与中连杆（6）、中连杆（6）与下连杆（5）之间均设有斜连杆（8），所述支架单元的上连杆（5）为相邻支架单元的下连杆（7）。

4.根据权利要求3所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：在所述的上连杆（5）、中连杆（6）以及下连杆（7）与主立柱（2）的连接处均设有焊接于主立柱（2）上的翼板（9），而所述的上连杆（5）、中连杆（6）以及下连杆（7）则通过螺栓与翼板（9）相连接，在所述的中连杆（6）的中点还设有连接板（10），所述的斜连杆（8）的两端通过螺栓分别固定于翼板（9）和连接板（10）上。

5.根据权利要求4所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：所述的主立柱（2）以及支架杆均采用热浸锌角钢，所述的螺栓采用热浸锌螺栓，所述主立柱（2）的数量为四个，所述的位于同一支架单元内的斜连杆（8）的数量为四个。

6.根据权利要求5所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：所述的钢材组件还包括四端设于框架结构顶部用于支撑水箱（1）的承重梁（11），所述的承重梁（11）呈十字型或交叉型。

7.根据权利要求6所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：在所述的框架结构的顶部还设有平台，所述的平台主要由井型结构的支撑机构以及设于支撑机构上的通道板（12）组成，所述的支撑机构设于塔体顶部，在所述的支撑机构上还设有护栏（13）。

8.根据权利要求7所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：在所述的塔体上还设有与平台相连的爬梯。

9.根据权利要求8所述的一种水塔的塔体结构，其特征在于：在所述的框架结构的底部还设有用于支撑塔体的钢架基础（14）。

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