经历了多年的工程实践,这种结构的力学性能和防风性能得到了很好的检验,成为了最普遍的冷却塔形式,因此沿用双曲面也是一种历史的惯性。
实际上,工程实践中不是完全按照曲面的几何形状去施工,实际的施工中曲面大多是采用分节施工的办法,给定筒壁母线半径和壁厚然后用多段平面钢模板去逼近。
因此严格来说,其最终形状和双曲线型的母线是有所差异的,现如今的塔形是优化设计、工程实践和施工习惯相互影响的结果,和几何上的双曲面会有差异。
上面提到的波兰Kozienice 电站的冷却塔,它的初始几何形状和施工设计图是有细微差异的。
中间内弯的结构还有一种额外的特性,文丘里效应,气流通道变窄可以提高气体的速度,有助于提高在蒸发器附近的气体速度,但这部分是存疑的,根据一些资料这一部分的贡献很小,还得请流体力学方面的专业答主释疑。
(冷却塔部分原文链接:https://www.zhihu.com/question/20800965)
广州塔塔身设计的最终方案为椭圆形的渐变网格结构,其造型、空间和结构由两个向上旋转的椭圆形钢外壳变化生成,一个在基础平面,一个在假想的450米高的平面上,两个椭圆彼此扭转135度,两个椭圆扭转在腰部收缩变细。塔身整体网状的漏风空洞,可有效减少塔身的笨重感和风荷载。塔身采用特一级的抗震设计,可抵御烈度7.8级的地震和12级台风,设计使用年限超过100年。
广州塔的塔身由下而上富有大小变化。其中,底部椭圆直径尺寸约为60米×80米,高宽比为7.5;中部最细处椭圆直径约为30米,高宽比为7.3。上部椭圆直径尺寸约为40.5米×54米。24根立柱的间隔距离相当,协调统一。