新型四管自立式钢烟囱的风荷载

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烟囱计算书

1 设计依据:2 烟囱资料:钢烟囱高度H 60.000(m)12.0上部外径d 1 5.000(m) 5.000(m)下部外径d 2 5.000(m)2个上部壁厚t 18(mm)35.000(m)下部壁厚t 210(mm)25.000(m)钢材牌号Q235215.000（N/mm 2）截面面积A 1125463(mm 2)1.56E+08(mm 3)截面面积A 2156765(mm 2) 1.95E+08(mm 3)旋转半径i 11765(mm)68旋转半径i 21764(mm)68重力荷载代表值G E 652(kN)自振周期(按烟囱规范):T 1=0.26+0.0024H 2/d=1.188(S)3 竖向荷载计算:重力标准值G k652(kN)(kN)备注：z—计算高度ν—脉动影响系数z/H—相对高度μz —风压高度系数φz —振型系数βz —风振系数μs —风荷载体型系数ξ—脉动增大系数ωk —风荷载标准值 ωk =βz μs μz ω09.28（kN/m）11133(kN.m)4 横风向风振计算:自振周期T 1 1.188截面直径D5.0001.293Kg/m 3斯托罗哈数S t0.21.68钢烟囱计算书(自立式)《建筑结构荷载设计规范》 GB50009-2001（2006）《高耸结构设计规范》 GBJ 135-90《烟囱设计规范》 GB50051-2002《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001下部高度烟囱顶部风荷载标准值ωk1=ωk d 1f t长细比λ1平台活荷标准值Q k截面抵抗矩W t1截面抵抗矩W t2底部风荷载弯矩标准值 M 1k =ωk1H 2/3长细比λ2空气密度ρβz =1+ξνφz /μzH/d 平台直径平台个数上部高度顶部风压高度变化系数μH临界风速v cr =D/T i S t 21.034.2(m/s)雷诺数R e =69000vD 7.3E+065 地震荷载计算:抗震设防烈度：7加速度：0.10g结构阻尼比δ：0.01地震分组：第一组场地类别：IV 查表剪力修正系数εC 0.75αmax 0.04特征周期T g (s)0.35下降斜率调整系数ε10.03阻尼调整系数ε2 1.520.970.05030.000(m)979.2(kN.m)24.5(kN)6 荷载组合:880.7（kN）15586.0(kN.m)4390.2(kN.m)0.8验算荷载N＝880.7（kN）M=15586.0(kN.m)7 截面荷载计算:1. 强度验算γx =1.151.575.1<ft=215满足！109.9>σ＝75.1满足！2. 稳定验算19935410查表φ=0.65591.4<ft=215满足！8 地脚螺栓选择:螺栓布置所在圆直径d 06500（mm）12(个)螺栓材质Q23536（mm）725.9(kN)选用M36P＝114.3(kN)（螺栓布置见附图）9 基础局部受压应力:基础混凝土强度等级 C 35βl ＝3混凝土f t1.570.6<3.2满足！10 烟囱顶部位移:fmax=11ql 4/120EI=136.89845mm H/fmax=438.28108>100满足！衰减指数γ烟囱顶至重心距离h 0Re>=3.E+06, 可发生跨临界的强风共振，应考虑共振效应！可不考虑竖向地震作用！0.675σ=N/A 2 +M/(γx W t2) （N/mm 2）轴力设计值 N=1.35G k ＋1.4×0.7×Q k非地震组合控制底部地震剪力标准值 V 2k =εC α1G E 底部地震弯矩标准值 M 2k =α1G E H 0混凝土局部压应力σcbt =N/A+M/W=荷载分布影响系数ω螺栓所受最大拉力为：P max ＝4M/nd 0-N/n=ωβlft=地震影响系数α1=(Tg/T)γε2αmax 螺栓数量n 筒壁局部稳定 0.4E t t 2/k/d 2 （N/mm 2）局部抗压调整系数k N ex =π2EA/(1.1λ2)(N)截面抗震调整系数γRE ＝顶部风速V h ＝(2000μH ω0/ρ)1/2螺栓直径d e非地震组合 M=1.4×M 1k 地震组合 M=1.3×M 2k +0.2×1.4×M 1k弯矩设计值σ=N/φA 2 +M/W t2(1-0.8N/N EX ) （N/mm 2）。

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 。

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。

自立式钢烟囱基础顶面内力计算

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。

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 。

钢烟囱计算书

自立式钢烟囱一. 工程概况该结构为一自立式钢烟囱，安全等级为二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2. 我国现行有关规范、规程，主要包《烟囱设计规范》（GB50051-《建筑结构荷载规范》（GB50009-《钢结构设计规范》（GB50017-《建筑抗震设计规范》（GB50011-三. 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荷载规范》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+γEhS EhK+ψcweγ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-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=0.84N/mm＜f v=125N/mm22-2截面：σ2＝N2/A2+M2y2/I2=12.81N/mm2＜f t= τ2=2V2/A2= 1.33N/mm＜f v=125N/mm23-3截面：σ3＝N3/A3+M3y/I3=20.40N/mm2＜f t= τ3=2V3/A3= 1.42N/mm＜f v=125N/mm22. 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-i=√(I3/A3)=878.24mmλ=μl/i=68.32，则φ=0.76N EX=πE t A3/（1.1λ2）=49445.11kN1. 1.2×恒载+1.4×风载 σ＝N3/φ3A3+M3y3/[I3（1-0.821.19 2. 1.2×恒载+1.4×0.2×风载+1.3×地震σ3＝N3/φA3+M3y3/[I3（1-0.812.96八. 柱脚验算1. 锚栓验算选用20个Φ39锚栓，材料选用Q235，锚锚栓中心离底板外边缘距离为100mm，筒锚栓数量n=20构外壁距离锚栓中心离底板外边缘距离为100mm筒壁内侧底板长度为100mm锚栓中心线形成的圆直径d0= 2.7m轴向压力N=0.9*（G1+G2+G3）=209.75kN根据《烟囱设计规范》（GB50051-锚栓最大拉力P max=4M/（nd0）－91.06kN2. 底板厚度验算底板面积A =2450440mm 2底板惯性矩I = 2.10E+12mm 4如采用加劲肋，则σcbt ＝G /A +My /I = 1.01N/mm 2a =πd /n =456mm ，b =b /a =0.44，则β＝0.05205M max =βσcbt a 2=10956N·mm t ≥√（6M max /f t ）=17.5mm ，取底板厚度为25 mm 。

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。

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：

自立式钢烟囱的设计

烟囱筒壁各点的受热温度可按下式计算：
ｊ
! Ｔｃｉ＝Ｔｇ－
Ｔｇ－ＴａＲｔｏｔ
Ｒｉ
ｉ＝０
（１）
式中Ｔｃｊ— ——计算点受热温度（ ℃）；
Ｔｇ— ——烟气温度（ ℃）；
Ｔａ— ——空气温度（ ℃）；
Ｒｔｏｔ— — — 内衬、隔热层筒壁等总热
阻（ｍ２﹒Ｋ／Ｗ）；
Ｒｉ— ——第ｉ层热阻（ｍ２﹒Ｋ／Ｗ）。按平壁法计算时，内衬、隔热层和筒壁
ξｊ— ——第ｊ振型阻尼比；对于第１振型 ξｊ＝０．０１；
本工程中各截面跨临界强风等效风压计算结果如下表：
截面号
０
１
２
３
Ｚ／Ｈ
１
０．６８
０．３６
０
φｚ
１
０．５６４
０．１９４
０．０２
ωｃｒ１
６．９２
３．９
１．３４
０．１４
则横风向共振风压引起的弯矩计算结果如下表：
截面号
０
１
２
３
Ｍｃｉ（ｋＮ·ｍ）
ｔｎ— ——筒壁厚度（ｍ）； αｉｎ— ——内衬内表面传热系数［Ｗ／（ｍ２﹒Ｋ）］； αｅｘ— — — 筒壁外表面传热系数［Ｗ／（ｍ２﹒Ｋ）］；Ｒｅｘ— ——筒壁外表面的热阻（ｍ２﹒Ｋ／Ｗ）；本工程中ｒ２／ｒ１＝１０００／９９０＝１．０１＜１．１，可采用平壁法计算；ｔ１＝０．０８０，ｔ２＝０，ｔｎ＝０．０１０，λ１＝０．２５， λ２＝５８．１５， αｉｎ＝３８； αｅｘ＝１２，代入以上各式后得Ｒｔｏｔ＝０．４２９ｍ２﹒Ｋ／Ｗ；Ｔｇ＝２１７℃，Ｔａ＝３５℃，代入式（１）得筒壁受热温度Ｔ２＝７０．６℃ ＜１００℃，故钢材强度及弹性模量折减系数为１．０。２．２．筒身自重计算：筒壁和内衬的自重按各自的体积与重力密

自立式钢烟囱设计案例

自立式钢烟囱设计案例某矿焦槽除尘钢烟囱，烟囱总高度H=42m，烟气温度Tgas=40℃, 筒身全部采用Q235 钢，无隔热层，筒身 10.8m 处开 4000*4620 的一个矩形洞口。

夏季极端最高温度T sum = 40.00℃冬季极端最低温度T win = -4.00℃最低日平均温度T win = -5.00℃烟囱日照温差△T = 20.00℃基本风压。

0 = 0.35kN/m2瞬时极端最大风速: 50.00(m/s)地面粗糙度: B类地形修正系数C t : 1.00烟囱筒体几何缺陷折减系数δ= 0.50烟囱安全等级: 二级抗震设防烈度: 6度(0.05g)设计地震分组: 第一组建筑场地土类别: Ⅱ类筒壁腐蚀厚度裕度: 2.00mm烟囱底板材料: Q235(B)烟囱底板内径D1: 4500.00mm烟囱底板外径D2: 6000.00mm偏心弯矩M e : 0.00kN.m地脚螺栓材料: Q235(B)地脚螺栓数量n: 36地脚螺栓腐蚀裕量c2 : 4.0mm地脚螺栓中心线直径D3: 5500mm 筋板材料: Q235(B)筋板高度hj: 1000.00mm盖板材料: Q235(B)盖板类型: 环形盖板是否有垫板: 是垫板厚度td: 20mm垫板宽度（1）基本设计资料输入根据设计资料中的信息，按界面中参数输入。

其中“荷载效应分项系数”即为荷载组合项，程序自动设置，用户可以自己修改。

“瞬时极端最大风速”并非规范内容，若甲方有需求，则由甲方提供参数，若没有需求，这个参数不用管，后续对应它的结果不考虑。

（2）烟囱材料定义用于隔热层及筒身的材料定义，按实际输入即可。

（3）几何尺寸信息根据工程概况中的几何尺寸，按表格中对应项，逐项输入。

根据输入的分段高度增加或删除。

钢平台及洞口按标高输入即可。

目前一个标高只支持一个洞口的输入。

（4）基础底座资料根钢烟囱模块计算到钢底座部分，根据实际工程输入下图中对应的参数，软件会计算钢底板厚度，地脚螺栓直径以及筋板和盖板的厚度。

自立式钢烟囱设计(GB50051-2002)

说明： 1.此版风荷载按最新 GB50009-2012《建筑结构荷载规范》计算。
1 .设计条件
烟囱设计：烟囱高度H：烟囱直径D：烟气温度：烟囱筒壁材质：烟温下强度设计值ft：烟温下抗剪强度设计值fvt：烟温下弹性模量Et：烟囱平台活载LL：抗震设计：抗震设防烈度：场地类别：水平基本地震加速度值：多遇地震/罕遇地震：水平地震影响系数α max：设计地震分组：特征周期值Tg：建筑结构抗震阻尼比ζ ：结构自振周期T1：水平地震影响系数α 1：竖向地震影响系数α vmax 抗风设计：设计风速ν ：基本风压ω 0：地面粗糙度类别：建筑结构抗风阻尼比ζ ：体型系数μ s： 7度 Ⅱ 0.100g (-) 多遇地震 0.08 (-) 第一组 0.35 (s) 0.01 (-) 0.963 (s) 0.041 (-) 0.000 (-) 35.8 (m/s) 0.80 (kN/m^2) A类 0.01 (-) 0.80 (-) (*按GB50051-2002第5.2.4条) (*按GB50009-2012表8.3.1) 本项目不计算竖向地震 (*按技术协议) (*按GB50011-2010第5.1.4条) (*按GB50051-2002第5.5.1条) (*按GB50011-2010第5.1.4条) Q345 295 (N/mm^2) 170 (N/mm^2) 206,000 (N/mm^2) 4.0 (kN/m^2) (*按技术协议) (*按技术协议) (*按技术协议) (*按技术协议) 80.0 (m) 7.5 (m) 100 (℃) (*按技术协议)
LOGO 项目名称设计依据 GB50009-2012 GB50011-2010 GB50017-2003 GB50051-2002 建筑结构荷载规范建筑抗震设计规范 xxxxxxxx 设计/时间 a 校对/时间 b 审核/时间 c 页数/总页 1/15 版本 A

四管自立式钢烟囱风荷载体型系数和风振系数研究

ＳＴＵＤＹｏＮＷＩＮＤＬｏＡＤＦｏＲＭＣｏＥＦＦＩＣＩＥＮＴＡＮＤＷＩＮＤ— ＩＮＤＵＣＥＤＶＩＢＲＡＴＩｏＮ
ＣｏＥＦＦＩＣＩＥＮＴＯＦＳＥＬＦ・ＳＵＰＰｏＲＴＩＮＧＦＯＵＲ— ＰＩＰＥＳＴＥＥＬＣＨＩＭＮＥＹ
３．北京洛斯达电力工程有限公司，北京１００１２０）
摘要：通过物理模型试验和数值模拟，对一种全新的火力发电厂自立式钢烟囱— — 四管自立式钢烟囱的风荷载
４３００７１；
聃研开葭
四管自立式钢烟囱风荷载体型系数和风振系数研究＊
张江霖范振中夏海春。
（１．中国电力工程顾问集团科技开发有限公司，北京１００１２０；２．中南电力设计院，武汉
可为类似结构的抗风设计提供参考。关键词：四管自立式钢烟囱；风荷栽体型系数；风振系数；研究
ＤｏＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７ — ９９６３．２０１３．０２．００５
ＺｈａｎｇＪｉａｎｇｌｉｎ
ＦａｎＺｈｅｎｚｈｏｎｇ
ＸｉａＨａｉｃｈｕｎ。
（１．ＣｈｉｎａＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇ（Ｇｒｏｕｐ）ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２０，Ｃｈｉｎａ

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。

自立式钢烟囱的设计

自立式烟囱是筒身在没有其他斜向支撑力的情况之下，和烟囱基础搭载在一起，从而构成一套较为稳固的结构体系。

相关工作人员在设计自立式钢烟囱的过程中需要充分考量荷载组合，同时其还需要对筒壁强度予以核验。

1工程概况以某钢铁企业某套筒窑项目为例，依据规范化的工艺设计标准开展钢烟囱的设计工作。

此时烟囱的实际高度为30m ，直径为3m ，根据测量可以得出烟气温度的最大值为40℃，基本风压大致为0.55kN/m 2，地面粗糙程度属于B 类。

2自立式钢烟囱设计要点（1）选取材料方面。

通常来说，钢烟囱可以划分成塔架式、拉索式以及自立式样。

相关工作人员参照本设计项目现有的条件，综合现实工作状况，选取自立式钢烟囱。

钢烟囱、检修平台、旋转爬梯的材料都采取Q235B ，其质量需要符合当前《碳素结构钢》内的有关规范标准。

因为自立式钢烟囱属于一种悬臂构件，且烟囱下端的受力较大，所以最常见的结构形式属于上小下大的截头圆锥形，或者是由此演化的其他形式[1]。

（2）选取基础形式方面。

烟囱基础形式包括刚性基础、壳体基础以及桩基础。

相关的工作人员在设计时，需要全面地考量基础受力的大小、情况、地质基础以及其他方面的因素，选取最为合理的基础形式。

在本项目中，考虑到基础受力相当大，再加上地质基础不佳，则它们的受力层承载力相对较小，而地基软弱土层相对较厚，因此会采取人工挖空灌注桩基础。

（3）选取合理的拼装方案。

自立式钢烟囱在高度方向通常属于分节制造、实地组装。

在分节长度方面，相关的工作人员要依据施工吊装能力、场地规模等因素予以全面地考量，如果每节长度较短，那么它们的分段就较多，各节吊装重量较小，而且高空接头数量也较多；如果每节长度较长，那么分段就较少，各节吊装重量较大，高空接头数量也相对较少。

在全面地考量上述因素之后，在本工程中决定将分节长度把控在10～18m 之间，选用焊接作为各节之间的接头方式。

而之所以选用焊接，是因为其操作便捷，烟囱外形整齐，涂装起来较为方便，不过这也要求施工单位具备较强的施工能力[2]。

自立式钢烟囱荷载计算公式

自立式钢烟囱荷载计算公式自立式钢烟囱是工业设备中常见的一种结构，它承担着排放废气的功能。

在设计和施工过程中，需要对烟囱的荷载进行合理计算，以确保其安全可靠地运行。

本文将介绍自立式钢烟囱荷载计算的公式和相关内容。

首先，我们需要了解自立式钢烟囱的荷载来源。

烟囱荷载主要包括自重荷载、风荷载、地震荷载和温度荷载。

其中，自重荷载是烟囱本身的重量，风荷载是由于风力作用在烟囱上产生的荷载，地震荷载是由于地震力作用在烟囱上产生的荷载，温度荷载是由于烟囱温度变化引起的荷载。

接下来，我们将介绍自立式钢烟囱荷载计算的公式。

1. 自重荷载计算公式。

自重荷载是烟囱本身的重量，可以通过以下公式计算：自重荷载 = 烟囱截面积×烟囱长度×烟囱材料密度。

2. 风荷载计算公式。

风荷载是由于风力作用在烟囱上产生的荷载，可以通过以下公式计算：风荷载 = 0.5 ×风压系数×风速²×烟囱截面积。

3. 地震荷载计算公式。

地震荷载是由于地震力作用在烟囱上产生的荷载，可以通过以下公式计算：地震荷载 = 烟囱质量×地震加速度。

4. 温度荷载计算公式。

温度荷载是由于烟囱温度变化引起的荷载，可以通过以下公式计算：温度荷载 = 烟囱线膨胀系数×烟囱长度×温度变化量。

通过以上公式，我们可以计算出自立式钢烟囱的各项荷载，进而进行结构设计和施工。

需要注意的是，以上公式中的一些参数需要根据实际情况进行调整，例如风压系数、风速、地震加速度、温度变化量等，这些参数需要根据当地气候条件和地震烈度等因素进行合理选择。

除了荷载计算公式外，还需要对烟囱的结构进行合理设计，以确保其能够承受各项荷载。

在结构设计中，需要考虑烟囱的材料、截面形状、连接方式等因素，以提高其承载能力和抗风抗震能力。

此外，施工过程中也需要对烟囱进行严格的质量控制和安全监测，以确保其在运行过程中不会出现安全隐患。

烟囱设计荷载与作用

烟囱设计荷载与作用5荷载与作用5.1荷载与作用的分类5.1.1烟囱的荷载与作用可按下列规定分类：1结构自重、土压力、拉线的拉力应为永久作用。

2风荷载、烟气温度作用、大气温度作用、安装检修荷载、平台活荷载、裹冰荷载、地震作用、烟气压力及地基沉陷等应为可变作用。

3拉线断线应为偶然作用。

5.1.2烟气产生的烟气温度作用和烟气压力作用应按正常运行工况和非正常运行工况确定。

因脱硫装置或余热锅炉设备故障等原因所引起的事故状态，应按非正常运行工况确定，并应按短暂设计状况进行设计。

5.1.3本规范未规定的荷载与作用，均应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB50011的规定采用。

5.2风荷载5.2.1基本风压应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的50年一遇的风压采用，但基本风压不得小于0.35kN/m2。

烟囱安全等级为一级时，其计算风压应按基本风压的1.1倍确定。

5.2.2计算塔架式钢烟囱风荷载时，可不计入塔架与排烟筒的相互影响，可分别计算塔架和排烟筒的基本风荷载。

5.2.3塔架式钢烟囱的排烟筒为两个及以上时，排烟筒的风荷载体型系数，应由风洞试验确定。

5.2.4对于圆形钢筋混凝土烟囱和自立式钢结构烟囱，当其坡度小于或等于2%时，应根据雷诺数的不同情况进行横风向风振验算；并应符合下列规定：1用于横风向风振验算的雷诺数Re、临界风速和烟囱顶部风速，应分别按下列公式计算：式中：v cr，j——第j振型临界风速(m/s)；v H——烟囱顶部H处风速(m/s)；v——计算高度处风速(m/s)，计算烟囱筒身风振时，可取v＝v cr，j；d——圆形杆件外径(m)，计算烟囱筒身时，可取烟囱2/3高度处外径；S t——斯脱罗哈数，圆形截面结构或杆件的取值范围为0.2～0.3，对于非圆形截面杆件可取0.15；T j——结构或杆件的第j振型自振周期(s)；μH——烟囱顶部H处风压高度变化系数；ω0——基本风压(kN/m2)。

自立式钢烟囱的风荷载计算简例

风荷载的标准值：ＷＫ＝ＤｚｓｚＷｏ
本式中Ｔ１为烟囱结构的第一自振周期
式中：Ｄｚ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
ｐＺ
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－Ｓ０．９（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
Ｗ０Ｔｌ：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 ‘