拉索式钢烟囱计算书

拉索式钢烟囱计算书

一、设计资料

1、钢烟囱高度H=20m，直径D=426mm，厚度t=8mm。

2、基本风压：W0=0.55kN/m2

3、地面粗糙度类别：B类地面粗糙度指数：0.16

4、抗震设防烈度：6度设计基本地震加速度：0.05g 设计特征周期0.35s

设计地震分组为第一组。

5、钢烟囱阻尼比：0.01

6、拉索：d=0.014m

二、设计依据

1、《烟囱设计规范》GB50051-2002

2、《钢结构设计规范》GB50017-2002

3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

4、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

5、《高耸结构设计规范》GB50135-2006

三、烟囱型式

烟囱高度和直径之比：H/D=20/0.426=47>35

设一层拉索，拉索数量为3根，平面夹角成120º，拉索与烟囱夹角为30 º。

四、筒身自重计算及拉索自重

1、筒壁每延米自重：G1=2x3.14x(0.426/2+0.410/2)x0.008x78.5=1.65 kN/m

筒壁总重：G=1.65x20=33 kN

2、拉索每延米自重：T1=7N/m

拉索长度：S=13/cos30 º=15m

3根拉索总重：T=3x7x15=315N=0.315 kN

五、风荷载产生的弯矩和拉索拉力计算

1、拉索式钢烟囱自振周期，按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附录E之

E.1.1取：T1=(0.007～0.013)H≈0.013x20=0.26s

2、顺风向风压W0=0.55kN/m2，风荷载系数计算。

（1）风压高度变化系数：查《建筑结构荷载规范》表7.2.1，地面粗糙度类别B，

（2）风荷载体型系数μs

《建筑结构荷载规范》表7.3.1项次36（b）

H/D=20/0.426=47>25

μz W0d2=1.25x0.55x0.4262=0.125>0.015,Δ≈0,

μs=0.6

拉索：按《建筑结构荷载规范》表7.3.1项次38拉索α=60 º

风荷载水平分量的体型系数W SX =0.85

风荷载垂直分量的体型系数W SY =0.40

（3） 高度Z 处的风振系数βz 。由于拉索只有一层，烟囱高度只有20m ，为简

化计算，βz 值仍按《高耸结构设计规范》GB135-90第3.2.10条之规定取值。

地面粗糙度类别B 类，拉绳钢桅杆风振系数βz 为：

杆身：悬臂端：2.1；其他部位：1.7。

拉索：1.5。

3、横向风振判断。

（1） 第一阵型时临界风速V vcr

V crt =D/T I S t =0.426/0.26x0.2=8.2m/s

（2） 烟囱雷诺数及横向风振判断

s m s m x x W V H H /2.8/2.3325

.155.025.1200020000>===ρμ 有可能发生第一阵型横向风振

R e =69000VD=69000x33.2x0.426=9.8x105>3x105

<3.5x106

属超临界范围，漩涡脱落没有明显周期，结构横向振动呈随机性，不会共振。因此不必验算横向风振。

4、风荷载产生的弯矩设计值

近似计算参照《烟囱工程手册》

m kN x x x x h h H QH M kN x x x x Q m kN x x x ql M .9.413

8)13220(201.88)2(1.81327.04.1732.04.1.11732.04.12

12122212

12221=-=-==+====

5、拉索拉力设计值

kN x x x a h QH S 4.1130sin 152208.8sin 2o

1=== 222

23/49031470/6.23144

104.11mm N f mm N x x A S ==<==π 6、 拉索拉力对烟囱产生的竖向压力P 设计值

kN x a S P 8.195.0866.04.113

180cos cos === 六、 地震作用效应计算

根据《高耸结构设计规范》第4.42条，地震设防烈度等于8度I 、II 类场地的钢桅杆及其地基基础可不进行截面抗震验算，仅需满足抗震构造要求。

七、 承载能力极限状态设计

不考虑地震作用效应，只考虑结构自重和风荷载效应组合。

钢烟囱计算按《烟囱设计规范》第10.7.1条第5款要求：设计计算时，钢板厚度应留有2mm 腐蚀厚度裕度。因此钢板厚度t=8-2=6mm 计算。

1、 筒壁局部稳定的临界应力值计算。按《烟囱设计规范》公式（9.3.2-2）计算

2/7.773426

65.13102064.04.0mm N x x x d t x K t E crt ===σ 2、 在荷载（自重和风）作用下钢烟囱强度计算。按《烟囱设计规范》公式（9.3.2-1）

计算

c r t t m

i ni i f W M A N 及σ≤± 29165)24102424(785.0mm ni A =-=

38305656242477.0277.0)mm

x x t d m W a ===未开洞截面： 3481728)424

27365.01(6242477.0)65.01(277.0b )mm x x x x d b t d m W b =-=-=的截面：

开一个洞宽为 kN x x N 7.338.19765.12.11=+=

kN x x x N 9.468.19315.02.1)2

137(65.12.12=+++= kN x x x N 4.608.19315.02.12065.12.13=++=

m

kN M m kN M M m

kN M M k k .0.9.44.1.114.132211=====

两端简支的压杆。

2m 210008)2

4104262x3.14x(mm x A =+=筒身面积