双曲线冷却塔结构检测鉴定

冷却塔是发电、化工等行业中工业循环水冷却的重要设施。我国早期建造的冷却塔已使用几十年，由于自然损伤或施工质量因素，出现一定程度的老化和破损，存在安全隐患。

某电厂双曲线旋转壳冷却塔，立面呈双曲线形，平面呈圆形，该塔塔高 105m ，淋水面积为 4500m2 。进风口高度 7.8m ，进风口直径 77.482m ，塔筒出口直径 48.174m ，填料底部高度 8.7m ，竖井高度 12.15 m 。

塔底直径为 84.97m ，喉部直径为 21.90m ，直径随高度变化，塔筒筒身厚度中间部位多为 160mm ，塔顶过渡到 246mm 、塔底过渡到 600mm 。

塔筒筒身下设有 44 个 V 字柱支撑，截面尺寸为 550mm*550mm ，塔筒和斜支柱混凝土标号为 R300 ， S8 ， D200 。  

冷却塔筒体及环梁混凝土强度采用回弹法检测，并用钻芯法修正，人字柱及环基混凝土强度使用回弹法检测，采 用 混 凝 土 龄 期 修 正 法 修 正，并 依 据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》、《钻芯法检测混凝土强度技术规程》和《混凝土结构加固设计规程》进行强度评定。  

构筑物V字柱的钢筋锈蚀较严重，结构承载能力受到削弱；风筒外壁的结构耐久性情况较差，混凝土碳化深度普遍已达到或超过实际的钢筋保护层厚度，钢筋周围失去碱性保护而出现大量的锈蚀；风筒内壁有防腐涂料的保护，现状较好，但涂料处于半失效状态，需要重刷；淋水装置支承柱部分混凝土保护层剥落；地面环形裂缝等现象。

冷却塔南北向最大倾斜率为向南1.92‰，东西向最大倾斜率为向西0.40‰。均未超出《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-2019关于同类建筑整体倾斜4‰的限值。

按照现场检测数据建立结构力学模型，对 构筑物 的结构承载力进行验算。计算程序采用 有限元 结构分析软件。

风荷载    

根据 《 工业循环水冷却设计规范 》 GB/T 50102-2014 ，作用在双曲线冷却塔外表面上的等效风荷载标准值按下式计算：

其中 =0. 55 KN/m ² （ 50 年重现期风压）， =0. 30 KN/m ² （ 10 年重现期风压）， 为塔 间干扰系数，两塔间距离 L 为 30m ， dm 为冷却塔壳底直径和喉部直径的平均值，按照规范表 49 ，塔间干扰系数取 1. 22 。

温度荷载：    

根据《 工业循环水冷却设计规范 》 GB/T 50102-2014 的要求， 由于北方地区夏季昼夜温差不大，且持续时间较短，因此，夏季产生的温度作用可不计算，仅计算冬季的温度作用。 计算筒壁温度作用时，混凝土可取徐变系数 Ct=0.5 ，对温度进行折减。 冬季按 30 年一遇极端最低气温取值。 筒壁内外温差应按下列公式计算：

结合规范附录 A ，计算得：

构筑物整体稳定计算    

根据 《 工业循环水冷却设计规范 》 GB/T 50102-2014 第 3.5.15 条，塔筒整体稳定验算按下式计算：

整体稳定满足规范要求。

位移图 1

位移图 2

V 字柱强度验算比

环向板顶配筋率

依据国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》 GB50144-2019 ，按 50 年重现期风压计算，塔筒环向外侧配筋率最大为 0.54% ，范围在 40m-70m 之 间，多数为 0.47-0.51% ，设计配筋率最大为 0.29% ，设计值不满足计算值要求。塔筒环向内侧配筋率最大为 0.45% ，范围在 40m-60m 之间多数为 0.42-0.45% ，设计配筋率最大为 0.25% ，设计值不满足计算值要求。塔筒子午向外侧配筋率最大为 0.28% ，设计值满足计算值要求。塔筒子午向内侧配筋率大多为构造配筋，配筋率最大为 0.16% ，设计值满足计算值要求。 V 字柱轴力比最大 N/Nr=0.66<1.0 ，验算比 M/Mr=0.68<1.0 满足计算要求。环梁设计配筋率环向外侧为 0.58% ，环向内侧为 0.21% 满足计算配筋率。 刚性环设计配筋率环向外侧、内侧配筋率均为 0.67%(102-104.4m) ， 0.51% （ 104.4m-105m ），满足计算配筋率。