自立式钢烟囱基础顶面内力计算
钢烟囱结构计算
钢烟囱结构计算一、筒身自重计算及拉索自重（1）筒身自重筒壁1220.2960.00878.5 1.17/G rt kN m πρπ==⨯⨯⨯=烟囱全高自重13541G G kN =⨯=筒（2）拉索自重钢丝绳采用镀锌钢丝绳16NAT6（6+1）+NF1470ZZ124 89.9 GB/T 8918-1996 拉索自重：8.99N/m 每根索长：2538.9cos50S m ==︒每根拉索自重：28.9938.9350G m N =⨯=近似计算三根索，自重全部由筒身承担：3350=1.05k G N =⨯索二、风荷载产生的弯矩设计值及拉索拉力设计值（1）风荷载另行计算，结果如下：烟囱25m 位置设定拉索，25m 位置以上，风荷载设计值 1.4 1.74=2.44k /N m =⨯ 25m 位置以下，风荷载设计值 1.4 1.52=2.13k /N m =⨯（2）风荷载产生的弯矩设计值近似计算如下：22111= 2.4410=122kN m 22M q l =⨯⨯⨯⨯⋅ ()()2212221277.653535225122.3kN m 8825QH H h M h -⨯⨯-⨯===⋅⨯(公式参烟囱工程手册7.3-2) 作用在烟囱上总水平力： 2.4410 2.1325=77.65k Q N =⨯+⨯（3）拉索拉力设计值177.653570.95kN<124kN 2sin 225sin 50QH S h α⨯===⨯⨯︒(公式参烟囱工程手册7.3-3) 16φ钢丝绳最小破断拉力为124kN ，故16φ镀锌钢丝绳满足要求。
（4）拉索拉力焊缝计算假设拉索翼缘板厚8t mm =，焊缝长度200w l mm =32270.9501044.34/210/2008t w S N mm N mm l t σ⨯===<⨯ 满足要求。
（5）拉索拉力对烟囱产生的竖向压力P 设计值cos cos5070.9591.2k 180180cos cos 3P S N n α︒==⨯= 三、承重能力极限状态设计（1）筒壁局部稳定性的临界应力值按《烟囱工程手册》公式（7.2-7）计算如下：520.40.4 1.88108668.4/1.5600t crt E t N mm K d σ⨯⨯=⨯=⨯= 式中：300°温度作用下钢材的弹性模量550.92 2.0510 1.8810t E =⨯⨯=⨯局部抗压强度调整系数 1.5K =（2）在荷载（自重和风）作用下钢烟囱强度计算按《烟囱工程手册》公式（7.2-6）计算如下：i i t ni niN M f A W ⨯≤ 及 crt σ 式中：计算截面处净截面面积()222600584148714ni A mm π=⨯-=计算截面处净截面抵抗矩2230.770.7760082217600ni W d t mm ==⨯⨯=2210/t f N mm = 2668.4/crt N mm σ=钢烟囱水平计算截面i 的轴向压力设计值： 1.2i ik N N =()1 1.2 1.171091.2105.2N kN =⨯⨯+=2251.2 1.1710 1.0591.2124kN 2N ⎡⎤⎛⎫=⨯⨯+++= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()3 1.2 1.171025 1.0591.2141.6kN N =⨯⨯+++=⎡⎤⎣⎦钢烟囱水平计算截面i 的最大弯矩设计值： 1.4i ik M M =111.4122kN m k M M ==⋅221.4122.3kN m k M M ==⋅30kN m M ≈⋅（3）钢烟囱整体稳定验算拉索式钢烟囱整体稳定验算的计算简图可近似假定为两端简支的压杆。
自立式钢烟囱基础顶面内力计算
广东省轻纺建筑设计院自立式钢烟囱基础顶面内力计算与基础设计钢烟囱基础顶面内力计算 一、钢烟囱基本信息烟囱直径：d =2500mm ； 烟囱高度：H =20000mm烟囱运行重量：15T （折合150kN ） 二、烟囱基础地震作用计算1）罐体基本自振周期 根据《烟囱设计规范》（GB50051-2013）钢烟囱基本自振周期按如下公式计算，dH T 2211024.026.0-⨯+= （1） 式中，1T 为结构基本自振周期；H 为结构高度；d 为烟囱直径。
已知H =20m ，d =2.5m ，代入公式（1）求得T 1=0.644s 。
2）地震动设计参数抗震设防烈度为8度，设计地面基本加速度0.20g ，场地类别为Ⅲ类，地震分组为二组。
根据《构筑物抗震设计规范》（GB50191-2012）表5.1.5-1及5.1.5-2得，对于多遇地震场地水平地震影响系数最大值αmax =0.16，场地特征周期T g =0.55s 。
根据《烟囱设计规范》，取钢烟囱的阻尼比为0.01。
根据5.1.6条第2款：当构筑物阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数需参考下述公式计算。
ζζγ63.005.09.0+-+= （2）式中，γ为曲线下降段的衰减指数；ζ为阻尼比。
代入数据求得γ=1.0111。
ζζη6.108.005.012+-+= （3）式中，2η为阻尼调整系数，当小于0.55时取为0.55。
代入数据求得2η=1.4167。
根据5.1.6条1款图5.1.6地震影响系数曲线：T g <T 1<5T g ，故计算地震影响系数，19325.016.04167.1644.055.00111.1max 2g =⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=αηαγT T （4） 且max 12.0αα>。
3）水平地震作用计算烟囱基本自振周期的等效总重力荷载G eq =150kN 。
根据5.2.1条第1款，结构总水平地震作用标准值kN 9875.28eq EK ==G F α，则水平地震作用倾覆弯矩标准值kN.m 875.289EK =M 。
(完整word版)烟囱荷载计算书
（一）设计资料1.烟囱型式：单筒式钢筋混凝土烟囱2.钢内筒高210m，内直径8.0m钢筋混凝土外筒高205m，出口直径11m3.极端最低温度：-5度，极端最高温度：40度4.地震烈度：7度。
场地土类别：I类5.烟囱高度210m，安全等级为一级，风荷载采用百年一遇，换算后风荷载的为1.034Kpa6.烟囱零米标高相当于绝对标高12.00m，基础埋深-6.20m，持力层为中风化花岗岩，地基承载力特征值fa k≥800Kpa（二）设计原则1.钢筋混凝土外筒基础采用环板基础，混凝土等级为C402.内筒型式：自立式钢内筒，重量不传至外筒，计算外筒时不考虑内筒刚度，计算外筒时作为外加惯性荷载计入其重量。
内筒防腐按进口泡沫玻璃考虑，厚度为38mm，重量为13kg/㎡3．钢筋混凝土筒身采用C40混凝土。
外筒为内筒施工预留施工孔（9mx9m），外筒烟道孔按6.48mx16.68m考虑，底标高为12.73m4.计算软件为：钢筋混凝土烟囱计算软件Multi-flue Chimney V3.05.钢筋混凝土外筒内部设6层平台，平台处设置止晃点。
顶层平台为混凝土平台，按承重平台考虑，其余为钢平台，按检修平台考虑。
平台标高分别为：35.0m，70.0m，105.0m，140.0m，175.0m，203.6m（三）荷载计算1.钢内筒荷载计算（1）钢内筒筒壁自重荷载（壁厚按20mm计算）q1=rxA=rx∏x(r1·r1-r2·r2)=78x3.14x(4.058·4.058-4.038·4.038)=39.66KN/m(2) 钢内筒玻璃砖自重荷载：q2=rxA=rx∏xD=13x3.14x8.076=3.30 KN/m(3) 每个钢内筒沿竖向线性荷载：q= q1+ q2=39.66+3.30=42.96 KN/m2.平台荷载计算顶部平台恒载标准值；6 kN/㎡顶部平台活载标准值；7 kN/㎡其他平台恒载标准值；1.5kN/㎡其他平台活载标准值；3 kN/㎡35m平台：半径R=8.04m，A=3.14x8.04x8.04-3.14x4.35x4.35=143.56恒载标准值；1.5x143.56=215.34 KN活载标准值；3x143.56=430.68KN70m平台：半径R=6.60m，A=3.14x6.60x6.60-3.14x4.35x4.35=77.36恒载标准值；1.5x77.36=116.04 KN活载标准值；3x77.36=232.09KN105m平台：半径R=5.62m，A=3.14x5.62x5.62-3.14x4.35x4.35=39.76恒载标准值；1.5x39.76=59.64 KN活载标准值；3x39.76=119.28KN140m平台：半径R=4.95m，A=3.14x4.95x4.95-3.14x4.25x4.25=20.22恒载标准值；1.5x20.22=30.33 KN活载标准值；3x20.22=60.66KN175m平台：半径R=4.95m，A=3.14x5.15x5.15-3.14x4.45x4.45=21.10恒载标准值；6x21.10=31.65 KN活载标准值；3x21.10=63.30KN203.6m平台：半径R=4.95m，A=3.14x5.2x5.2-3.14x4.5x4.5=21.32恒载标准值；6x21.32=127.92 KN活载标准值；7x21.32=149.24KN计算各层外加垂直荷载时，平台活荷载折减系数取0.65计算各层外加惯性荷载时，不考虑顶层平台活荷载，考虑顶层平台积灰荷载1kN/㎡，其余平台荷载折减系数0.5，同时计入钢筒重量。
自立式钢烟囱计算表格
自立式钢烟囱的计算涉及到多个因素，包括烟囱的高度、直径、材料、设计要求等。以下是一个简单的自立式钢烟囱计算表格：
序号
项目
计算公式/方法
备注
1
烟囱高度（H）
根据工艺要求和场地条件确定
2பைடு நூலகம்
烟囱直径（D）
根据烟气流量和流速确定
3
烟囱壁厚（t）
根据烟囱直径、高度和设计压力计算
4
烟囱重量（W）
根据烟囱直径、高度和材料密度计算
5
烟囱基础承载力（F）
根据烟囱重量和基础面积计算
6
烟囱风压（P）
根据风速和风压系数计算
7
烟囱设计压力（Pd）
根据工艺要求和排放标准确定
8
烟囱抗风能力（V）
根据风压和烟囱结构确定
在实际应用中，还需要根据具体情况考虑其他因素，如地震影响、温度变化等。同时，需要结合专业的结构设计软件进行详细的结构分析和设计。
钢烟囱计算书最终
向基本风压
wcr10：
wcr10=（1.3Vcr1）2 （10/H）2α
0.998
/1600=
wcr10T12= 查GB0009表7.4.3 ξ=
0.07 2.04
横向风振临界风
速对应的顺风向
各截面风压标准
值计算如下：
截面号
标高 μz μs ξ ν1 θν θB ν=
wk=βz
ψz
βz= μsμ
zwcr10
标高3.4m
1 h（m）
0
22 1.284 0.502 2.04 0.81
1
15 1.14 0.502 2.04 0.81
2
8
1 0.502 2.04 0.81
3
0
1 0.502 2.04 0.81
3.4
1 0.502 2.04 0.81
Bz/B0
ν1θ νθB
Z/H
1+ξ （kN/
ψz
νψ z/μs
m2）
1
1 0.81
1 1 2.29 1.47
1 1 0.81 0.681818 0.56 1.82 1.04
1 1 0.81 0.363636 0.19 1.32 0.66
1
1 0.81
0 0.02 1.03 0.52
1 1 0.81 0.154545 0.04 1.06 0.53
6
cnpt
266209092.xlsD2000
2.5 Mpa
导热系数：
700℃：≤
0.25 W/m.K
1000℃：≤
0.25 W/m.K
使用温度：
80 ℃
线变化率：
1000℃X3h：
烟囱计算书
结构计算书工程名称：威海恒邦化工有限公司乳山化肥厂3万吨/年合成氨搬迁改造工程项目：三废混燃炉-烟囱基础计算：校对：审核：北京蓝图工程设计有限公司2008年10月7 日计算书一、设计资料1、烟囱高度H=45 m ，基础顶高出室外地坪500mm。
2、基本风压ω=0.65 KN/m2 ，地面粗糙度B类，3、本工程结构安全等级:二级;设计使用年限50年:抗震设防烈度:六度;设计基本地震加速度值:0.05g，设计地震分组：第一组;场地类别为II 类.4、烟气温度：0T160Cg二、上部钢烟囱永久荷载上部荷载见附图1；三、风荷载及弯矩计算;ωK= βZ µs µz ω0ωK ——风荷载标准值（KN/m2）;βZ——高度z处的风振系数;µs——风荷载体形系数;ω0——基本风压（KN/m2）;1、钢烟囱结构自振周期计算：经验公式：一般情况：T1=（0.007~0.013）H依据：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)附录E.1.1对于自立式钢烟囱，有经验可得：T1=0.013H ，H=45 .5m可得T1=0.013Х45.5 = 0.59 s2、顺风向ω0=0.65KN/m2时风荷载系数计算：（1）、风荷载高度变化系数µz将烟囱分为9部分：如图一：每一部分的控制截面为该部分的线截面处，其编号等同与部分编号查：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.2.1得：地面粗糙度B类图一（2）、风荷载体型系数µs查：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.3.1 由 1/7<H/d=45.0/[(3.016.+2.016)/2]=18<25 µz ω0 d 2 = 1.62X0.65X2.5162 >0.015 0≈∆ µs =60.056.0)1825(7255.06.06.0≈=-⨯---(3)、风振系数 βZ 计算 zzz μξνϕβ+=1 z β ——风振系数ξ——脉动增大系数 ν ——脉动影响系数z ϕ——振型系数1、脉动增大系数 ξ查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.4.3 ω0 T 12 = 226.059.065.02=⨯KN S 2/m 2 地面粗糙度 B 类,钢结构： ()07.2226.04.02.04.004.224.224.2=-⨯---=ξ四、 脉动影响系数 νν=ν1x υθθB1）脉动影响系数ν1查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.4.4-1 当 H=45.5 ，B 类时：ν1=0.86 。
自立式钢烟囱的风荷载计算简例
风荷 载 的标准值 ：ＷＫ＝Ｄ ｚ ｓ ｚＷ ｏ
本 式 中 Ｔ１为 烟 囱 结 构 的 第 一 自振 周 期
式 中：Ｄ ｚ一高度 Ｚ处 的风阵系数
（Ｓ），
ｓ一体型 系数
Ｈ 为烟 囱离地 面的总 高度取 Ｈ＝８０ｍ。
ｚ一风压 高度 变化系 数
则 ：Ｔ１＝（Ｏ．００７～ ０．０１３）×８０＝０．５６～
Ｗｏ一基 本风压 ，Ｗ０＝ ０．４５ｋＮ／ｍ
１．０４ｓ
各 点风压 标 准值 及各 段 中点 处水 平集 中风
钢 结 构取 高 值 ，即得 钢 烟 囱 自振周 期为 力 Ｐｉ计 算见表 １。
表 １ 水平集 中风力
点位 置
Ｗｏ
ｋＮ ／ｍ
ｐ Ｚ
Ｓ
Ｚ
Ｗｋ
ｋＮ ｜
迎 风面积 Ｆ
烟 囱为例 ，计算 自立 式钢 烟 囱在 强 风作 用 下的
３．计算原 则 ：
风 荷载效 应 。
（１）本 算例 为理 想 状 态 下 的 自立 式钢 烟
２．计 算基本 数据 ：
囱模 型 ，即不计钢烟 囱上 的平台等 附加结构 。
（１） 自立 式钢 烟 囱底 部标 高 ０ 米 ，顶 部
（２） 自立 式 钢 烟 囱按 底 部 固 定 ，上 端 自
当 △ ０．０２时 ，ｐ－Ｓ ０．９（为安全起 见取较
８— — Ｐ８＝８０．２ｋＮ
大值 ）
７— — Ｐ７＝７６．５ｋＮ
风振 系数计算 ：
６— — Ｐ６＝７２．８ｋＮ
Ｗ ０Ｔｌ ：０．４５× １．０４ ＝０．４８７ｋＮｓ ／ｍ
５————＿ Ｐ５＝６８．６ｋＮ
对钢 结构且 Ｂ类场地 时 ，脉动增 大系数 ‘
30米钢烟囱安装计算书
30米钢烟囱安装计算书烟囱形式：直径2700毫米，高30米，基础顶至10米标高采用φ2700×14的钢管，上段采用φ2687×12钢管，计算时将烟囱按标高分为0-10米，10-15米，15-20米，20-30米共四段。
一、有关几和参数：见下表：几何参数、风压高度变化系数和脉动影响系数标高(米) 外径B(米)形心高度z (米)风荷载作用面积(平方米)形心处的外径(米)z/H高度变化系数脉动影响系数30 2.687 24.55 21.241 2.687 0.967 1.40 0.824 20 2.687 18 14.09 2.687 0.734 1.21 0.824 15 2.687 13 14.09 2.687 0.556 1.08 0.824 10 2.700 5.5 27 2.700 0.289 1.01 0.824 0二、风荷载体型系数：总高度为30米，平均直径为近似可按2.7米，μzω0d2=μz×0.6×2.72=4.4μz，地面粗糙度类别为B类，所以μz≥1.0，得μzω0d2>0.015，H/d=30/2.7=11.1，又因此钢烟囱表面“光滑”，所以可得μs=0.6+(0.5-0.6)/(7-25)×(10.8-25)=0.52三、风载的高度变化系数地面粗糙度类别为B类，查《建筑结构荷载规范》表7.2.1,得各高度处的风压高度变化系数μz见上表。
四、风振系数根据《建筑结构荷载规范》7.4.2 条，知本烟囱可只考虑第一振型的影响，顺风向风振系数可按βz=1+(ξνφz)/μz计算。
查《建筑结构荷载规范》附录E 结构基本自振周期的经验公式得烟囱基本自振周期为T1=0.011H=0.011×30=0.33s>0.25s，故需要考虑顺风向风振影响。
由ω0T12=0.6×0.33×0.33=0.065kNs2/平方米，查得脉动增大系数ξ＝1.69+(1.77-1.69)/(0.06-0.04)*(0.065-0.04)=1.873。
烟囱基础设计
烟囱基础设计12烟囱基础12.1一般规定12.1.1烟囱地基基础的计算，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB50007和《建筑桩基技术规范》JGJ94的有关规定。
在抗震设防地区还应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。
12.1.2基础截面极限承载能力计算和正常使用极限状态验算，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定进行。
12.1.3对于有烟气通过的基础，材料强度应计算温度作用的影响。
12.3刚性基础计算12.3.1刚性基础的外形尺寸（图12.3.1），应按下列公式确定：图12.3.1刚性基础(mm)1当为环形基础时：2当为圆形基础时：式中：b1、b2——基础台阶悬挑尺寸(m)；h——基础高度(m)；tanα——基础台阶宽高比，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定采用；D——基础顶面筒壁内直径(m)。
12.4板式基础计算12.4.1板式基础外形尺寸（图12.4.1）的确定，宜符合下列规定：图12.4.1基础尺寸与底面压力计算1当为环形基础时，宜按下列公式计算：2当为圆形基础时，宜按下列公式计算：式中：β——基础底板平面外形系数，根据r1与r z的比值，由图12.4.11-2查得，或按进行计算；r z——环壁底面中心处半径。
其余符号见图12.4.1。
12.4.2计算基础底板的内力时，基础底板的压力可按均布荷载采用，并应取外悬挑中点处的最大压力（图12.4.1），其值应按下式计算：式中：M z——作用于基础底面的总弯矩设计值(kN·m)；N——作用于基础顶面的垂直荷载设计值(kN)（不含基础自重及土重）；A——基础底面面积(m2)；I——基础底面惯性矩(m4)。
12.4.3在环壁与底板交接处的冲切强度可按下列公式计算(图12.4.3)：图12.4.3底板冲切强度计算1－验算环壁内边缘冲切强度时破坏锥体的斜截面；2－验算环壁外边缘冲切强度时破坏锥体的斜截面；3－冲切破坏锥体的底截面式中：F1——冲切破坏体以外的荷载设计值(kN)，按本规范第12.4.4条计算；ƒtt——混凝土在温度作用下的抗拉强度设计值(kN/m2)；b b——冲切破坏锥体斜截面的下边圆周长(m)；b t——冲切破坏锥体斜截面的上边圆周长(m)；h0——基础底板计算截面处的有效厚度(m)；βh——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βh取1.0；当h 大于或等于2000mm时，βh取0.9，其间按线性内插法采用。
钢烟囱计算书(包括阻力计算)
1.43 荷载分布影响系数ω
0.675
ωβlft=
2.9
满足！
10 烟囱顶部位 移:
fmax=11ql4/120EI= H/fmax=
8.1258424 mm 2707.4116 >
100 满足！
验算荷载
N＝ 271.8 （kN）
M=
截面抗震调整系数γRE ＝ 0.8 651.9 (kN.m)
7 截面荷载计算:
1. 强度验算
γx= 1.15
局部抗压调整系数k 1.5
σ=N/A2 +M/(γxWt2) （N/mm2） 18./d2 （N/mm2） 329.6
22.000 2.000 2.000
12 12
(m) (m) (m) (mm) (mm)
钢材牌号 Q235
截面面积A1 截面面积A2 旋转半径i1 旋转半径i2 重力荷载代表值GE 自振周期(按烟囱规
范):
74946 74946
703 703 214
(mm2) (mm2) (mm) (mm) (kN)
长细比λ1 63
长细比λ2 63
3 竖向荷载计算:
重力标准值Gk
167 (kN)
平台活荷标准值Qk 47 (kN)
4 风荷载计算:
基本风压ω0 0.35
ω0*T12＝ 0.494
z(m)
z/H
10.0
0.45
20.0
0.91
30.0
1.36
40.0
1.82
22.0
1.00
(kN/m2)
φz 0.06 0.23 0.46 0.79 1.00
>
2. 稳定验算
Nex=π2EA/(1.1λ2)(N) 11251882
钢烟囱结构设计计算
钢烟囱结构设计计算
1.受力分析：根据钢烟囱的使用条件和荷载情况，进行受力分析。
常
见受力有：自重、侧风荷载、温度变形、地震荷载、内外压力荷载等。
通
过合理的假设和分析，得到烟囱在各个工况下的受力情况。
2.强度计算：钢烟囱的强度计算是指确定烟囱的破坏承载能力，主要
包括弯曲强度、轴向强度、剪切强度等。
在计算过程中需要确定截面性质，如截面面积、惯性矩、抗扭矩等，然后根据受力情况和截面特性进行强度
计算。
3.稳定性分析：钢烟囱在外部荷载作用下可能发生的稳定性问题有局
部稳定和整体稳定两方面。
局部稳定主要指的是烟囱的截面局部失稳，如
压杆失稳、剪力失稳等；整体稳定则是指烟囱整体的屈曲失稳。
为了确保
烟囱的稳定性，需要进行相应的计算和分析。
4.振动计算：钢烟囱在风荷载作用下可能发生的振动问题也需要进行
计算和分析。
通过振动计算，可以确定烟囱的自振频率，以及通过采取一
些措施来控制烟囱的振动。
5.其他计算：钢烟囱结构设计还需要进行其他方面的计算，例如焊接
接头的强度计算、对焊缝的评估、防火设计、腐蚀预防设计等。
总之，钢烟囱结构设计计算是涉及多个方面的复杂计算过程。
在进行
设计计算时，需要综合考虑各种荷载条件和受力情况，确保烟囱结构的稳
定性、强度和安全性。
钢烟囱结构计算
钢烟囱结构计算钢烟囱结构计算一、筒身自重和XXX自重计算首先计算筒身自重，根据公式1，筒壁自重为 1.17kN/m，烟囱全高自重为41kN。
接下来计算拉索自重，采用镀锌钢丝绳16NAT6（6+1）+NF1470ZZ.9GB/T 8918-1996，每根索长为38.9m，每根拉索自重为350N，近似计算三根索，自重全部由筒身承担，所以XXX自重为1.05kN。
二、风荷载产生的弯矩设计值和XXX拉力设计值风荷载需要另行计算，计算结果如下：25m位置设定拉索，25m位置以上，风荷载设计值为2.44kN/m，25m位置以下，风荷载设计值为2.13kN/m。
风荷载产生的弯矩设计值近似计算如下：M1=1/2*q*l^2=1/2*2.44*10^2=122kN·m，M2=122.3kN·m。
作用在烟囱上总水平力为77.65kN。
XXX拉力设计值需要满足公式参烟囱工程手册7.3-3，计算得到S=70.95kN<124kN，所以采用的φ16镀锌钢丝绳满足要求。
XXX拉力焊缝计算，假设拉索翼缘板厚t=8mm，焊缝长度lw=200mm，计算得到σt=44.34N/mm2<210N/mm2，满足要求。
XXX拉力对烟囱产生的竖向压力P设计值为91.2kN。
三、承重能力极限状态设计筒壁局部稳定性的临界应力值按照烟囱工程手册公式（7.2-7）计算，得到σcrt=668.4N/mm2.其中，30°温度作用下钢材的弹性模量E为1.88×105，局部抗压强度调整系数K=1.5.在考虑荷载（自重和风）作用下，我们需要按照《烟囱工程手册》公式（7.2-6）进行计算。
首先，我们需要计算截面处的净截面面积Ani其计算公式为Aniπ460025842mm2接着，我们需要计算截面处的净截面抵抗矩Wni其计算公式为Wni0.77d2t=0.77×6002×8=xxxxxxxmm3.其中，ft210N/mm2，σcrt668.4N/mm2.根据这些参数，我们可以计算出钢烟囱水平计算截面i的轴向压力设计值Ni其计算公式为Ni1.2NikN11.2×(1.17×10)+91.2=105.2kN。
钢烟囱计算书
自立式钢烟囱计算书一. 工程概况该结构为一自立式钢烟囱，安全等级为二级，结构形式如下图所示，圆钢管外直径为m，壁厚从上至下分别为1012现在壁厚变化处作1-1、2-2、3-3剖面。
二. 设计依据主要计算根据是：1. 甲方提供的各种数据文件、资料和图纸等。
2. 我国现行有关规范、规程，主要包括：《烟囱设计规范》（GB50051-2002）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）三. 截面性质四. 荷载信息2.风荷载标准值：∑H/D=12.00，则μs=0.53w0=0.6kN/m2T1=0.39s，则w0 T12=0.09注：根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）式（7.4.2）及（7.1.1-1），上表中风荷载分布图（kN/m）弯矩图（kN·m）3. 地震荷载标准值：根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）式（5.5.5-1）及（5.5.5-2）α1＝0.12，H0=M0=α1 G E H0=375.56kN·m∵T1=0.39s，T g=∴η0=0.55，V0=η0α1 G E=五. 荷载组合1. 荷载效应组合按下式确定：γ0（γG S GK+γQ1S Q1K）≤R2. 地震作用效应组合按下式确定：γGE S GE+γEh S EhK+ψcweγw S wk≤R/γRE具体为如下2种组合情况：1) 1.2×恒载+ 1.42) 1.2×恒载+ 1.4其中，γ0＝1.0，γRE＝0.8六. 强度及局部稳定验算f t=γs f=1.00×215=215N/mm2，f t/γRE＝268.75根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）式（9.3.2-1）及（9.3.2-2）风荷载作用下：σcrt w10=0.4E t/k×t3/d3=351.57N/mm2σcrt w20=0.4E t/k×t2/d2=263.68N/mm2σcrt w30=0.4E t/k×t1/d1=219.73N/mm2地震作用下：σcrt E10=0.4E t/k×t3/d3=439.47N/mm2σcrt E10/γRE＝549.33N/mm21. 1.2×恒载+1.4×风载1-1截面：σ1＝N1/A1+M1y1/I1= 4.34N/mm2＜f t=τ1=2V1/A1=0.84 N/mm2＜f v=125 N/mm2 2-2截面：σ2＝N2/A2+M2y2/I2=12.81N/mm2＜f t=τ2=2V2/A2= 1.33 N/mm2＜f v=125 N/mm2 3-3截面：σ3＝N3/A3+M3y/I3=20.40N/mm2＜f t=τ3=2V3/A3= 1.42 N/mm2＜f v=125 N/mm2 2. 1.2×恒载+1.4×0.2×风载+1.3×地震3-3截面：σ3＝N3/A3+M3y/I3=12.21 N/mm2＜f t/γRE=τ3=2V3/A3=0.60 N/mm2＜f v/γRE=七. 稳定验算根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）式（9.3.2-3）及（9.3.2-4）i=√(I3/A3)=878.24mmλ=μl/i=68.32，则φ=0.76N EX=π2E t A3/（1.1λ2）=49445.11kN1. 1.2×恒载+1.4×风载σ3＝N3/φA3+M3y3/[I3（1-0.8 N3/ N EX）]=21.19 2. 1.2×恒载+1.4×0.2×风载+1.3×地震σ3＝N3/φA3+M3y3/[I3（1-0.8 N3/ N EX）]=12.96八. 柱脚验算1. 锚栓验算选用20个Φ39锚栓，材料选用Q235，锚栓中心离结构外壁距离为100mm，锚栓中心离底板外边缘距离为100mm，筒壁内侧底板长度为100mm。
某烟囱改造工程自立式钢内筒的内力分析
某烟囱改造工程自立式钢内筒的内力分析摘要：以某自立式钢内筒烟囱改造工程为例，采用烟囱设计软件进行内外筒联算，采用有限元分析软件对钢内筒进行复核验算。
通过对烟囱设计软件与有限元分析软件计算结果的对比分析，说明这一计算方法的合理性和适用性。
关键词：自立式钢内筒；烟囱软件；有限元；对比分析0引言某燃煤发电机组有一座高240.0米，出口内径为8.8米的砖内筒钢筋混凝土烟囱。
根据工艺要求，需对FGD装置进行增容改造，拟拆除烟囱内的砖内筒，在原烟囱内新增设置一座直径为8.8米的自立式钛钢复合板内筒，钢内筒高243米，并与原外接钢烟道相连。
保留原有烟囱平台，并对其进行改造，在60m、120m、180m、230m层平台设置钢内筒止晃点。
本文通过运用烟囱设计软件[1]和有限元分析软件分别对自立式钢内筒进行计算分析，通过计算结果对比，复核这一计算方法的合理性。
1 外部输入条件及钢内筒截面参数1.1 外部输入条件1）基本风压：0.37kN/m2（50年一遇）；地面粗糙度类别：B类。
2）抗震设防烈度：7度（0.10g）；设计地震分组为：第一组，建筑场地类别：Ⅱ类。
3）环境极端高温38.5℃，环境极端低温-10.8℃，烟气正常运行温度54℃，烟气异常温度150℃。
1.2 钢内筒的截面参数钢内筒为直径8.8米的自立式钛钢复合内筒，钢内筒高243米，钢内筒的截面参数见表1-1。
钢内筒的止晃平台标高分别为60m、120m、180m、230m。
表1-1钢内筒截面参数表2 钢内筒外部作用分析自立式钢内筒[2]的外部作用主要为钢内筒自重荷载（含钢内筒筒壁及加劲肋荷载、钢内筒壁积灰及保温层荷载）、外筒通过止晃点作用给钢内筒的位移荷载。
采用烟囱软件对钢筋混凝土外筒烟囱进行建模计算，得出钢筋混凝土烟囱外筒位移如表2-1，即烟囱外筒作用在自立式钢内筒上的水平位移荷载。
根据《烟囱规范》[3]5.6.12条，计算出自立式钢内筒由筒壁温差引起的水平位移见表2-1。
烟囱抽力计算
烟囱抽力计算烟囱抽力计算计算原始数据顶部出口直径 d顶= 2.5烟气温度ty=350底部直径 d底= 3.86空气温度tk=20高度=50烧炉制度5烧2送排烟管各段断面积m2连接管fa=fb=0.88烟道f=1.96烟囱顶部f底=11.7烟囱顶部f顶=4.91烟气量计算燃烧1m3煤气需空气量(b=1.05)0.69烟气量= 燃烧1m3煤气需空气量(b=1.10)0.72烟气量= 单座热风炉烧炉用煤气量=15400m3/h单座热风炉连接管烟气量Vya=24285.8m3/h烟道内烟气量Vy=72857.4m3/h各段流速m/s连接管内速度Wao=7.665972(单座热风炉)烟道内流速Wyo=10.3256烟囱底部流速W底o= 2.88293烟囱顶部流速W顶o= 6.86971能量损失计算标态下烟气重度(kg/Nm3)γyo= 1.39标态下空气重度(kg/Nm3)γko= 1.293摩擦系数ξ=0.05连接管内摩擦损失h a+b = 2.54818577mmH2O 烟道内摩擦损失hy=11.1392873mmH2O总摩擦损失h 摩总13.6874731mmH2O局部阻力系数(90度弯)K= 1.5局部阻力系数(突然扩张)K'=0.3h1=14.26625mmH2Oh2=5.176492mmH2Oh3=2.017639mmH2O总局部损失h 局总=21.4603828mmH2O 连接管位压损失Δh 1.95369753mmH2O新烟道能量损失计算流速=17.20933m/s摩擦损失45.50362mmH2O局部损失215.6872新烟道合计损失=261.190806总能量损失=298.29236mmH2O 考虑富余系数=30%风机抽力387.7801mmH2O烟气量121429m3/h最大烟气量121429m3/h新烟道最大速度m/s摩擦损失0局部损失01.577 1.61。
米烟囱计算专项说明书
30米烟囱计算书烟囱形式：直径2700毫米，高30米，基本顶至11米标高采用φ2700x14旳钢管，上段采用φ2607x12钢管，计算时将烟囱按标高分为0-15米，15-20米，20-25米，25-30米共四段。
一、有关几和参数：见下表：几何参数、风压高度变化系数和脉动影响系数二、风荷载体型系数：总高度为30米，平均直径为近似可按2.7米，μzω0d2=μz*0.6*2.72=4.4μz，地面粗糙度类别为B类，因此μz≥1.0，得μzω0d2>0.015，H/d=30/2.7=11.1，又因此钢烟囱表面“光滑”，因此可得μs=0.6+(0.5-0.6)/(7-25)*(11.1-25)=0.53三、风载旳高度变化系数地面粗糙度类别为B类，查《建筑构造荷载规范》表7.2.1,得各高度处旳风压高度变化系数μz见上表。
四、风振系数根据《建筑构造荷载规范》7.4.2 条，知本烟囱可只考虑第一振型旳影响，顺风向风振系数可按βz=1+(ξνφz)/μz计算。
查《建筑构造荷载规范》附录E 构造基本自振周期旳经验公式得烟囱基本自振周期为T1=0.011H=0.011x30=0.33s>0.25s，故需要考虑顺风向风振影响。
由ωT12=0.6*0.31*0.31=0.058 kNs2/米2，查得脉动增大系数ξ＝1.69+(1.77-1.69)/(0.06-0.04)*(0.058-0.04)=1.762。
烟囱属于构造迎风面宽度远不不小于其高度旳状况，且其外形、质量沿高度比较均匀，脉动系数可按表《建筑构造荷载规范》7.4.4-1 拟定，查得当总高度为30米时，脉动影响系数为ν=0.79+(0.83-0.79)/(30-20)*(30-20)=0.83。
迎风面宽度远不不小于其高度旳高耸构造，其振型系数φz 可按表F.1.1 采用。
顺风向风振系数计算五、各段风荷载旳集中力应用《建筑构造荷载规范》中式7.1.1条ωk =βz μs μz ω0求风荷载，各分段旳集中力Pi=ωk A w ，此处A w 旳为风荷载作用面积，其计算过程见下表：风荷载标值计算六、底部产生旳弯矩和剪力V k=17.03+7.79+5.58+8.58=38.98 kN米k=17.03*24.05+7.79*17.5+5.58*12.5+8.58*5=658 kN.米七、叛断与否考虑横向风振当烟囱坡度≤2%时，对于钢烟囱应按国标《建筑构造荷载规范》（GB 50009）旳规定验算横风向风振影响。
烟囱计算书
结构计算书工程名称：威海恒邦化工有限公司乳山化肥厂3万吨/年合成氨搬迁改造工程项目：三废混燃炉-烟囱基础计算：校对：审核：北京蓝图工程设计有限公司2008年10月7 日计算书一、设计资料1、烟囱高度H=45 m ，基础顶高出室外地坪500mm。
2、基本风压ω=0.65 KN/m2 ，地面粗糙度B类，3、本工程结构安全等级:二级;设计使用年限50年:抗震设防烈度:六度;设计基本地震加速度值:0.05g，设计地震分组：第一组;场地类别为II 类.4、烟气温度：0T160Cg二、上部钢烟囱永久荷载上部荷载见附图1；三、风荷载及弯矩计算;ωK= βZ µs µz ω0ωK ——风荷载标准值（KN/m2）;βZ——高度z处的风振系数;µs——风荷载体形系数;ω0——基本风压（KN/m2）;1、钢烟囱结构自振周期计算：经验公式：一般情况：T1=（0.007~0.013）H依据：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)附录E.1.1对于自立式钢烟囱，有经验可得：T1=0.013H ，H=45 .5m可得T1=0.013Х45.5 = 0.59 s2、顺风向ω0=0.65KN/m2时风荷载系数计算：（1）、风荷载高度变化系数µz将烟囱分为9部分：如图一：每一部分的控制截面为该部分的线截面处，其编号等同与部分编号查：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.2.1得：地面粗糙度B类图一（2）、风荷载体型系数µs查：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.3.1 由 1/7<H/d=45.0/[(3.016.+2.016)/2]=18<25 µz ω0 d 2 = 1.62X0.65X2.5162 >0.015 0≈∆ µs =60.056.0)1825(7255.06.06.0≈=-⨯---(3)、风振系数 βZ 计算 zzz μξνϕβ+=1 z β ——风振系数ξ——脉动增大系数 ν ——脉动影响系数z ϕ——振型系数1、脉动增大系数 ξ查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.4.3 ω0 T 12 = 226.059.065.02=⨯KN S 2/m 2 地面粗糙度 B 类,钢结构： ()07.2226.04.02.04.004.224.224.2=-⨯---=ξ四、 脉动影响系数 νν=ν1x υθθB1）脉动影响系数ν1查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.4.4-1 当 H=45.5 ，B 类时：ν1=0.86 。
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广东省轻纺建筑设计院自立式钢烟囱基础顶面内力计算与基础设计钢烟囱基础顶面内力计算 一、钢烟囱基本信息烟囱直径：d =2500mm ； 烟囱高度：H =20000mm烟囱运行重量：15T （折合150kN ） 二、烟囱基础地震作用计算1）罐体基本自振周期 根据《烟囱设计规范》（GB50051-2013）钢烟囱基本自振周期按如下公式计算，dH T 2211024.026.0-⨯+= （1） 式中，1T 为结构基本自振周期；H 为结构高度；d 为烟囱直径。
已知H =20m ，d =2.5m ，代入公式（1）求得T 1=0.644s 。
2）地震动设计参数抗震设防烈度为8度，设计地面基本加速度0.20g ，场地类别为Ⅲ类，地震分组为二组。
根据《构筑物抗震设计规范》（GB50191-2012）表5.1.5-1及5.1.5-2得，对于多遇地震场地水平地震影响系数最大值αmax =0.16，场地特征周期T g =0.55s 。
根据《烟囱设计规范》，取钢烟囱的阻尼比为0.01。
根据5.1.6条第2款：当构筑物阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数需参考下述公式计算。
ζζγ63.005.09.0+-+= （2）式中，γ为曲线下降段的衰减指数；ζ为阻尼比。
代入数据求得γ=1.0111。
ζζη6.108.005.012+-+= （3）式中，2η为阻尼调整系数，当小于0.55时取为0.55。
代入数据求得2η=1.4167。
根据5.1.6条1款图5.1.6地震影响系数曲线：T g <T 1<5T g ，故计算地震影响系数，19325.016.04167.1644.055.00111.1max 2g =⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=αηαγT T （4） 且max 12.0αα>。
3）水平地震作用计算烟囱基本自振周期的等效总重力荷载G eq =150kN 。
根据5.2.1条第1款，结构总水平地震作用标准值kN 9875.28eq EK ==G F α，则水平地震作用倾覆弯矩标准值kN.m 875.289EK =M 。
三、风荷载作用计算1）风荷载标准值k w 计算 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）8.1.1条第1款，对垂直于建筑物表面的风荷载标准值，按照如下公式计算，0z s z k w w μμβ= （6） 式中，k w 为风荷载标准值；z β为高度z 处的风振系数；s μ为风荷载体型系数；z μ为风压高度变化系数；0w 为基本风压。
项目所在地50年重现期基本风压为0.65kN/m 2，地面粗糙度类别为B 类。
广东省轻纺建筑设计院z 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）8.4.1条，对于自振周期1T 大于0.25s 的高耸结构，需要考虑风压脉动对结构产生顺风向影响。
根据8.4.3条，仅考虑结构第一振型的影响。
高度z 处的风振系数z β按照如下公式计算，2z 10z 121R B gI ++=β （7） 式中，g 为峰值因子，取2.5；10I 为10m 高度名义湍流强度，对于B 类地面粗糙度，取为0.14；z B 为脉动风荷载的背景分量因子；R 为脉动风荷载的共振分量因子。
根据8.4.4条，脉动风荷载的共振分量因子按如下公式计算，()3/42121116x x R +=ζπ（8）w 1130w k f x =，x 1>5 （9）式中，f 1为结构第一阶自振频率，取为自振周期的倒数；k w 为地面粗糙度修正系数，对于B类粗糙度地面取为1.0；1ζ为结构阻尼比，取为0.01。
脉动风荷载的背景分量因子按下式计算，()z a z kH B μφρρ1z x z 1= （10）式中，()z 1φ为结构第一阶振型系数，根据附录表G .0.2取值；H 为结构总高度；x ρ为脉动风荷载水平方向相关系数；z ρ为脉动风荷载垂直方向相关系数；对于粗糙度B 类高耸结构，系数k 、a 1依次取为0.910及0.218。
水平方向及竖直方向相关系数按下式计算，BB B 50e 501050/x -+=-ρ （11）HH H 60e 601060/z -+=-ρ （12）式中，B 为迎风面宽度；H 为结构总高度。
3）风荷载体形系数s μ计算根据《建筑结构荷载规范》8.3.1条表8.3.1，20z d w μ=4.0625z μ，对于地面粗糙度类别为B 类，z μ≥1.0，故20z d w μ≥4.0625，H /d =20.0/2.5=8，近似认为烟囱表面光滑，按照线性插值计算s μ=0.5056。
4）风压高度变化系数z μ计算烟囱高度为20.0m ，故考虑0~10m 、10~15m 、15~20m 三段。
10m 处z μ取1.00,15m 处zμ取1.13，20m 处z μ取1.23。
高度z =10.0m 处，第一阶振型系数()z 1φ=0.340；高度z =15.0m 处，第一阶振型系数()z 1φ=0.690；高度z =20.0m 处，第一阶振型系数()z 1φ=1.000。
具体计算如下：1）计算z =10.0m 处的风荷载标准值由（9）式，78016.5765.00.1644.0/130300w 11=⨯⨯==w k f x ；代入（8）式，()()8714.178016.57178016.5701.06163/4223/421211=+⨯=+=πζπx x R 。
广东省轻纺建筑设计院x z 由表8.2.1，查得z μ为1.000；由附录表G .0.2求得()z 1φ为0.340。
由以上数据代入公式（10）得，()5100.000.1340.086486.099174.000.20910.0218.01z x z 1=⨯⨯⨯⨯==z a z kH B μφρρ。
代入公式（7）得，7575.18714.115100.014.05.22112122z 10z =+⨯⨯⨯⨯+=++=R B gI β。
代入公式（6）得，20z s z k m /kN 5776.065.0000.15056.07575.1=⨯⨯⨯==w w μμβ 高度10.00m 处的线风荷载为F =0.5776×2.5=1.4440kN/m 。
2）计算z =15.0m 处的风荷载标准值由（9）式，78016.5765.00.1644.0/130300w 11=⨯⨯==w k f x ；代入（8）式，()()8714.178016.57178016.5701.06163/4223/421211=+⨯=+=πζπx x R 。
由B =2.5，H =20.00，代入（11）、（12）式，求得x ρ为0.99174，z ρ为0.86486。
由表8.2.1，查得z μ为1.130；由附录表G .0.2求得()z 1φ为0.690。
由以上数据代入公式（10）得，()9158.0130.1690.086486.099174.000.20910.0218.01z x z 1=⨯⨯⨯⨯==z a z kH B μφρρ。
代入公式（7）得，3602.28714.119158.014.05.22112122z 10z =+⨯⨯⨯⨯+=++=R B gI β。
代入公式（6）得，20z s z k m /kN 8765.065.0130.15056.03602.2=⨯⨯⨯==w w μμβ 高度15.00m 处的线风荷载为F =0.8765×2.5=2.1913kN/m 。
3）计算z =20.0m 处的风荷载标准值由（9）式，78016.5765.00.1644.0/130300w 11=⨯⨯==w k f x ；代入（8）式，()()8714.178016.57178016.5701.06163/4223/421211=+⨯=+=πζπx x R 。
由B =2.5，H =20.00，代入（11）、（12）式，求得x ρ为0.99174，z ρ为0.86486。
由表8.2.1，查得z μ为1.230；由附录表G .0.2求得()z 1φ为1.000。
由以上数据代入公式（10）得，()2193.1230.1000.186486.099174.000.20910.0218.01z x z 1=⨯⨯⨯⨯==z a z kH B μφρρ。
代入公式（7）得，8110.28714.112193.114.05.22112122z 10z =+⨯⨯⨯⨯+=++=R B gI β。
代入公式（6）得，20z s z k m /kN 1363.165.0230.15056.08110.2=⨯⨯⨯==w w μμβ 高度20.00m 处的线风荷载为F =1.1363×2.5=2.8408kN/m 。
故风荷载对基础顶面的水平剪力标准值F wk =1/2×1.4440×10+1/2×（1.4440+2.1913）×5+1/2×（2.1913+2.8408）×5=7.220+9.08825+12.58025=28.8885kN ；风荷载对基础顶面的倾覆弯矩标准值M =1/2×1.4440×10×2/3×10+1/2×（1.4440+2.1913）×5×（1/2×5+10）+1/2×（2.1913+2.8408）×5×（1/2×5+15）=381.891kN.m 。
广东省轻纺建筑设计院的弯矩基本组合为： M =1.3×水平地震+1.4×0.2×风荷载=483.77kN.m取转换系数为1.35，则作用在基础顶面附加弯矩标准值为358.350kN.m 。
考虑水平地震及风荷载作用下的水平剪力基本组合为： F =1.3×水平地震+1.4×0.2×风荷载=45.773kN.m取转换系数为1.35，则作用在基础顶面附加剪力标准值为33.910kN 。
钢烟囱基础设计：一、基础平面尺寸确定 取基础平面底座为4.0×4.0m ，基础高度h 为1.85m ，砼容重γ取为26kN/m 3，则基础自重G k =4.02×1.85×26=769.6kN 。
基础顶面高出室外地面0.500m ，故此处无覆土重量。
已知上部罐体传至基础顶面的竖向力F k =150kN 。
根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2.2条1款，kpa A G F p 475.570.46.7691502k k k =+=+= 对于偏心荷载作用时，()kpaWM A G F p kpaW M A G F p 998.17477.39475.57952.96477.39475.570.4685.1910.33350.358475.57kk k k min 3k k k k max =-=-+==+=⨯⨯++=++= 基础底面换填碎石垫层，地基承载力特征值取f a 取为150kpa ，则有a k f p <且a k max 2.1f p <，故基础尺寸满足承载力要求。