钢烟囱计算实例
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。
拉索式钢烟囱计算书
拉索式钢烟囱计算书拉索式钢烟囱计算书设计资料:钢烟囱高度为20m,直径为426mm,厚度为8mm。
基本风压为0.55kN/m2,地面粗糙度类别为B类,地震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计特征周期为0.35s,设计地震分组为第一组,钢烟囱阻尼比为0.01,XXX直径为0.014m。
设计依据:本次设计依据《烟囱设计规范》GB-2002,《钢结构设计规范》GB-2002,《建筑结构荷载规范》GB-2001,《建筑抗震设计规范》GB-2010和《高耸结构设计规范》GB-2006.烟囱型式:根据烟囱高度和直径之比计算,H/D=20/0.426=47>35,因此设一层拉索,拉索数量为3根,平面夹角为120º,XXX与烟囱夹角为30º。
筒身自重计算及XXX自重:筒身每延米自重为1.65kN/m,筒身总重为33kN。
XXX 每延米自重为7N/m,XXX长度为15m,3根XXX总重为0.315kN。
风荷载产生的弯矩和XXX拉力计算:根据《建筑结构荷载规范》GB-2001附录E之E.1.1,拉索式钢烟囱自振周期为0.26s。
顺风向风压为0.55kN/m2,根据地面粗糙度类别B,查表得各截面的μz值。
根据烟囱高度和直径之比计算,H/D=20/0.426=47>25,根据表7.3.1项次36(b),得到风荷载体型系数μs为0.6.根据计算,风荷载体型系数μs为0.6.本文将钢烟囱的设计计算过程进行了详细介绍。
首先,根据《烟囱设计规范》第10.7.1条第5款要求,钢板厚度应留有2mm腐蚀厚度裕度,因此钢板厚度t=6mm。
接着,根据公式(9.3.2-2)计算筒壁局部稳定的临界应力值为773.7N/mm2.在荷载(自重和风)作用下,按公式(9.3.2-1)计算钢烟囱的强度,包括未开洞截面和开一个洞宽为b的截面。
同时,根据荷载效应组合(自重+风)截面强度及局部稳定计算结果,判断钢烟囱的整体稳定性。
直径1.4m烟囱计算
直径1.4m烟囱计算书烟囱形式:直径1400mm,高15m,基础顶至10m标高采用φ2600x12的钢管,上段采用φ2596x10钢管,计算时将烟囱按标高分为0-10m,10-15m,15-20m,20-28.1m共4段。
1、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(m) 外径B(m)形心高度z (m)风荷载作用面积(m2)形心处的外径(m)z/H高度变化系数脉动影响系数28.1 2.596 24.05 21.03 2.596 0.856 1.39 0.823 20 2.596 17.5 12.98 2.596 0.623 1.20 0.823 15 2.596 12.5 12.98 2.596 0.445 1.07 0.823 15 1.4 7.5 21 1.4 0.5 1.13 0.823 02、风荷载体型系数:总高度为15m,平均直径为近似可按1.4m,μzω0d2=μz*0.6*1.42=1.176μz,地面粗糙度类别为B类,所以μz≥1.0,得μzω0d2>0.015,H/d=15/1.4=10.72,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)=0.523、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。
4、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=0.011x15=0.165s <0.25s,故不需要考虑顺风向风振影响。
5、各段风荷载的集中力应用《建筑结构荷载规范》中式7.1.1条ωk=βzμsμzω0求风荷载,各分段的集中力Pi=ωk A w,此处A w的为风荷载作用面积,其计算过程见下表:风荷载标值计算标高z (m) 风荷载作用面积μsω0μzβzωk(kN/m2)集中力P k(kN)24.05 21.03 0.52 0.6 1.39 1.86 0.52*0.6*1.39*1.86=0.8121.03*0.81=17.0317.5 12.98 0.52 0.6 1.20 1.60 0.52*0.6*1.2*1.60=0.6012.98*0.60=7.7912.5 12.98 0.52 0.6 1.07 1.38 0.52*0.6*1.07*1.38=0.4312.98*0.43=5.587.5 21 0.52 0.6 1.1 1 0.52*0.6*1.1*1=0.343221*0.3432=7.26、底部产生的弯矩和剪力V k=7.2 kNM k=7.2*7.5=54 kN.m7、叛断是否考虑横向风振当烟囱坡度≤2%时,对于钢烟囱应按国家标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的规定验算横风向风振影响。
直径2.6m烟囱计算
直径2.6m钢烟囱计算书烟囱形式:直径2600mm,高28.1m,基础顶至10m标高采用φ2600x12的钢管,上段采用φ2596x10钢管,计算时将烟囱按标高分为0-10m,10-15m,15-20m,20-28.1m共4段。
1、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(m) 外径B(m)形心高度z (m)风荷载作用面积(m2)形心处的外径(m)z/H高度变化系数脉动影响系数28.1 2.596 24.05 21.03 2.596 0.856 1.39 0.823 20 2.596 17.5 12.98 2.596 0.623 1.20 0.823 15 2.596 12.5 12.98 2.596 0.445 1.07 0.823 10 2.600 5 26 2.600 0.178 1.00 0.823 02、风荷载体型系数:总高度为28.1m,平均直径为近似可按2.6m,μzω0d2=μz*0.6*2.62=4.1μz,地面粗糙度类别为B类,所以μz≥1.0,得μzω0d2>0.015,H/d=28.1/2.6=10.8,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 3、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。
4、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=0.011x28.1=0.31s>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/m2,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。
不锈钢烟囱烟囱排烟阻力计算书
不锈钢烟囱烟囱排烟阻力计算书一、热水锅炉1、工程基本资料排烟设备:4吨热水锅炉;燃料种类:(天然气);燃料耗量:296m ³/h ·台;排烟温度:110℃;烟囱规格:φ850㎜烟管截面积:S=0.567㎡。
2、烟气量的计算1立方燃料所产生的烟气量为23m 3/h (经验值),则机组的排烟总量为6800m 3/h 。
110℃时烟气的密度为:955.011027327334.12732730=+⨯=+⨯=t ρρ㎏/m 3; 烟气流速为:3.33m/s 。
3、烟囱内部阻力计算(1) 烟囱水平管道85m ,垂直管道27m 的摩擦阻力m yc P ∆(Pa )为:pj pj PJ m ycd H P ρωλ22=∆ 即: m yc P ∆=(0.02×112×3.332×0.955)÷(2×0.85)=13.95(Pa )(2)出口阻力:c Ccyc A P ρω22=∆=1.1×3.332×0.955÷2=5.82(Pa )(3)弯头阻力:90°弯头数量为8只,阻力为:pj Cw yc P ρωξ22=∆=0.7×3.332×0.955÷2×8=29.65(Pa )2只135°缓弯头的总阻力为:0.3×3.332×0.955÷2×2=3.18(Pa )(4)∴ 烟道总阻力为:yc P ∆=13.95+5.82+29.65+3.18=52.60(Pa )4、抽力计算(环境温度取25℃)0℃时空气密度是1.293㎏/m 3,25℃时空气的密度为:18.125273273293.12732730=+⨯=+⨯=t ρρ空㎏/m 3 54.598.927955.018.18.9=⨯⨯-=⨯⨯-=)()(空H S ρρ Pa5、结论烟囱的抽力大于烟囱排烟所产生的阻力20%,烟气可正常排出,依据上面计算,本工程热水锅炉烟囱抽力略大于阻力,烟气可排出但不是很顺畅。
锅炉房烟囱高度小知识:锅炉房不锈钢烟囱阻力计算案例分析
锅炉房烟囱高度小知识:锅炉房不锈钢烟囱阻力计算案例分析锅炉房不锈钢烟囱阻力计算分析烟囱阻力计算:1、工程概况:3台1163KW锅炉共用1根烟囱。
锅炉出口支管口径为内Φ350mm,长度为13米,90度弯头6个,水平烟道口径为内1000*400和内600*800mm,长度分别为19米和8米,90度弯头3个,烟囱主管口径内600*800mm,垂直高为100米,互补式三通1个。
单台锅炉满负荷排烟量:2660m3/h,烟气温度170度(暂估)。
(现为计算方便,按等面积原理将方管内1000*400mm和内600*800mm分别转换成圆内Φ700mm和Φ800mm。
)2、烟气量密度计算:T℃时的烟气密度:3、烟气流速计算:根据烟囱截面直径计算公式:4、阻力验算:5)、抽力由“烟囱高度与抽力线算图”查烟囱的抽力S,依据《锅炉房实用设计手册》第二版153页查得,烟囱抽力高度为100米,当烟气温度为170℃时,烟囱每米高度的抽力为3.79Pa,该烟囱的总抽力为S=378.96Pa。
(环境温度20℃时)6)、结论锅炉烟囱烟气正常排出的条件为:抽力S>P(总阻力)3台锅炉:抽力378.96Pa >215.52Pa,所以此时烟囱可以正常排烟。
苏州泰高烟囱科技有限公司主营产品:预制式不锈钢烟囱,厨房烟道及净化系统,污衣井系统,钢烟囱等。
工程案例(浙江):杭州银泰喜来登酒店,武林壹号,杭州绿城钱塘明月,宁波中烟生产基地,嘉兴艾美酒店,义乌稠州银行,舟山绿城长峙岛项目,湖州大都会城市综合体,余杭贝达药业办公大楼,乌镇雅达国际医疗公园等。
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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:
60m钢烟囱计算书
目录1、设计资料1.1基本设计资料烟囱总高度H=60.300m烟气温度T=95.00rgas烟囱底部高出地面距离:0mm夏季极端最高温度T sum=40.00°C冬季极端最低温度T win=-4.00C win最低日平均温度T.=-5.00Cwin烟囱日照温差△T=20.00C基本风压叫=0.55kN/m2瞬时极端最大风速:34.00(m/s)地面粗糙度:B类烟囱筒体几何缺陷折减系数6=0.50烟囱安全等级:二级抗震设防烈度:7度(0.10g)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衬里起始高度:0.00m设置破风圈:是自定义设计温度下筒壁钢材的许用应力:117.00MPa是否计算抽力:否1.2材料信息序1—1使用部位材料名称最高使用温密度导热系数尢号度(C) (kg/m3) (W/(m・1 筒壁钢材S31603 250 7850.00 58.1501.3几何尺寸信息烟囱总分段数:18烟囱筒身分段参数表编号标咼(m) 烟囱筒壁外直径(mm) 分段高度(m)0 60.30 1800.001 50.30 1800.00 10.002 43.50 1800.00 6.803 41.59 4000.00 1.914 38.91 4000.00 2.685 37.12 4000.00 1.806 35.32 4000.00 1.807 32.82 4000.00 2.508 30.82 4000.00 2.009 29.02 4000.00 1.8010 26.30 4000.00 2.7211 24.30 4000.00 2.0012 22.00 4000.00 2.30烟囱总截面数:2113 20.54000.00 1.501418.70 4000.00 1.801516.70 4000.00 2.001613.80 4000.00 2.9017 3.80 4000.00 10.0018-0.04000.00 3.80烟囱筒身分节参数表(1)截面标高烟囱筒壁外直径(mm)分节高度筒壁厚度坡度编号(m) (m) (mm) (%) 0 60.30 1800.00 12.000.001 55.30 1800.00 5.000 12.000.002 50.30 1800.00 5.000 12.000.003 43.50 1800.00 6.800 12.000.004 41.59 4000.00 1.905 12.0057.7435 38.91 4000.00 2.680 12.000.006 37.12 4000.00 1.800 12.000.007 35.32 4000.00 1.800 12.000.008 32.82 4000.00 2.500 12.000.009 30.82 4000.00 2.000 14.000.0010 29.02 4000.00 1.800 14.000.0011 26.30 4000.00 2.720 14.000.0012 24.30 4000.00 2.000 14.000.0013 22.00 4000.00 2.300 14.000.0014 20.50 4000.00 1.500 16.000.0015 18.70 4000.00 1.800 16.000.0016 16.70 4000.00 2.000 16.000.0017 13.80 4000.00 2.900 16.000.0018 9.40 4000.00 4.395 16.000.0019 3.80 4000.00 5.605 16.000.0020 -0.00 4000.00 3.800 16.00 0.00烟囱筒身分节参数表(2)面标高附加重量附加风载洞口洞口洞口宽洞口高号(m) (kN) (kN) 数量形状度(mm) 度(mm) 5 38.91 8.00 0.00 0 矩形0 06 37.12 8.00 0.00 0 矩形0 07 35.32 8.00 0.00 0 矩形0 08 32.82 35.00 0.00 0 矩形0 09 30.82 75.00 0.00 0 矩形0 010 29.02 38.00 0.00 0 矩形0 011 26.30 8.00 0.00 0 矩形0 0 洞口直径(mm)12 24.30 10.00 0.00 0 矩形0 013 22.00 10.00 0.00 0 矩形0 014 20.50 8.40 0.00 0 矩形0 015 18.70 38.00 0.00 0 矩形0 016 16.70 10.00 0.00 0 矩形0 018 9.40 0.00 0.00 1 圆形180020 -0.00 8.40 0.00 0 矩形0 0是否设置爬梯:否1.4烟囱底座设计参数烟囱底板材料:Q235(B)烟囱底板内径DI:3000.00mm烟囱底板外径D2:5000.00mm偏心弯矩M e:0.00kN.m地脚螺栓材料:Q235(B) 地脚螺栓数量n:20地脚螺栓腐蚀裕量c2:4.0mm地脚螺栓中心线直径D3:4500mm筋板材料:Q235(B)筋板高度hj:600.00mm盖板材料:Q235(B)盖板类型:环形盖板是否有垫板:否2、计算依据《烟囱设计规范》GB50051-2013《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《钢结构设计规范》GB50017-2003(201451)《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008《钢结构设计手册》(第三版)《钢结构连接节点设计手册》(第二版)不锈钢S31603强度设计值见下表:续表3.3.13、筒体自重计算筒身自重表格(1)截面编号0 标咼(m)60.30重量(kN)筒壁0.001 55.30 25.932 50.30 25.933 43.50 35.264 41.59 18.425 38.91 31.006 37.12 20.827 35.32 20.828 32.82 28.919 30.82 26.9710 29.02 24.2811 26.30 36.6812 24.30 26.9713 22.00 31.0214 20.50 23.1115 18.70 27.7316 16.70 30.8117 13.80 44.6818 9.40 64.5819 3.80 86.3520 -0.00 58.54 合计-- 688.81筒身自重表格(2)截面卡去"^/e、附加重量破风圈重本节总重量每节根部重编号标冋(m)(kN) (kN) (kN) 量(kN)0 60.30 0.00 -- 0.00 0.001 55.30 0.00 3.34 29 292 50.30 0.00 3.34 29 593 43.50 0.00 4.54 40 984 41.59 0.00 1.27 20 1185 38.91 8.00 0.93 40 1586 37.12 8.00 0.00 29 1877 35.32 8.00 0.00 29 2168 32.82 35.00 0.00 64 2809 30.82 75.00 0.00 102 38110 29.02 38.00 0.00 62 44411 26.30 8.00 0.00 45 48812 24.30 10.00 0.00 37 52513 22.00 10.00 0.00 41 56614 20.50 8.40 0.00 32 59815 18.70 38.00 0.00 66 66416 16.70 10.00 0.00 41 70417 13.80 0.00 0.00 45 74918 9.40 0.00 0.00 65 81419 3.80 0.00 0.00 86 90020 -0.00 8.40 0.00 67 967合计-- 264.80 13.42 967 967 筒身总重量G=刀(每节重量)=967.03kN6、动力特征计算前五阶自振周期分别为:T1=0.7670sT2=0.2147sT3=0.0867sT4=0.0427sT5=0.0281s前五阶振型相对位移计算结果标咼(m)第一振型第二振型第三振型第四振型第五振型(相对值)(相对值)(相对值)(相对值)(相对值)60.30 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.000055.30 0.8645 0.5847 0.1394 -0.3018 -0.606250.30 0.7326 0.2107 -0.4989 -0.8153 -0.594443.50 0.5728 -0.0997 -0.6425 -0.1898 0.708941.59 0.5342 -0.1307 -0.5407 -0.0312 0.649138.91 0.4814 -0.1619 -0.3782 0.1375 0.431937.12 0.4465 -0.1784 -0.2664 0.2212 0.257735.32 0.4122 -0.1911 -0.1553 0.2738 0.078532.82 0.3656 -0.2019 -0.0084 0.2879 -0.139330.82 0.3295 -0.2050 0.0984 0.2505 -0.257729.02 0.2978 -0.2040 0.1836 0.1858 -0.308226.30 0.2517 -0.1961 0.2871 0.0486 -0.280224.30 0.2195 -0.1857 0.3407 -0.0656 -0.193022.00 0.1844 -0.1696 0.3764 -0.1906 -0.048720.50 0.1628 -0.1572 0.3850 -0.2603 0.054918.70 0.1381 -0.1409 0.3815 -0.3256 0.173316.70 0.1125 -0.1215 0.3609 -0.3692 0.281313.80 0.0792 -0.0920 0.3051 -0.3743 0.36959.40 0.0384 -0.0492 0.1848 -0.2712 0.32803.80 0.0066 -0.0094 0.0394 -0.0661 0.0909-0.00 0 0 0 0 0 7、风荷载计算7.1横向风振判断7.1.1第1振型时的临界风速计算V cr1=D2S3=0767黑020=26・08m/s式中D2/32H/3高度处烟囱的外直径7.1.2烟囱雷诺数R eV H=40冷%叫=4^1.7124X0.55=38.82m/sRe=69000V cr1D2/3=69000X26.08X4.00=7.20X106Re上3.5X106,L2X VH>V cr1需要考虑横风向风荷载已经设立破风圈,不考虑横风向作用7.2风荷载标准值计算顺风向风压时风荷载计算结果标咼(m) RooB evz/H R豁(z) B zzpz叫60.30 900 1.7124 0.45 1.92 1.00 1.9290 1.0000 0.8758 2.3320 2.6455.30 900 1.6677 0.45 1.92 0.92 1.9290 0.8632 0.7762 2.1806 2.450.30 900 1.6227 0.45 1.92 0.83 1.9290 0.7247 0.6698 2.0187 2.1643.50 900 1.5550 0.45 1.92 0.72 1.9290 0.5516 0.5319 1.8091 1.8641.59 2000 1.5359 1.00 1.92 0.69 1.9290 0.5057 1.0973 2.6690 2.7138.91 2000 1.5059 1.00 1.92 0.65 1.9290 0.4435 0.9815 2.4928 1.4537.12 2000 1.4825 1.00 1.92 0.62 1.9290 0.4017 0.9030 2.3735 1.3535.32 2000 1.4591 1.00 1.92 0.59 1.9290 0.3639 0.8311 2.2641 1.2732.82 2000 1.4266 1.00 1.92 0.54 1.9290 0.3172 0.7411 2.1271 1.1730.82 2000 1.4006 1.00 1.92 0.51 1.9290 0.2799 0.6660 2.0130 1.0929.02 2000 1.3742 1.00 1.92 0.48 1.9290 0.2487 0.6031 1.9172 1.0126.30 2000 1.3307 1.00 1.92 0.44 1.9290 0.2036 0.5098 1.7754 0.9124.30 2000 1.2987 1.00 1.92 0.40 1.9290 0.1704 0.4373 1.6651 0.8322.00 2000 1.2619 1.00 1.92 0.36 1.9290 0.1420 0.3749 1.5702 0.7620.50 2000 1.2379 1.00 1.92 0.34 1.9290 0.1239 0.3336 1.5074 0.7218.70 2000 1.2039 1.00 1.92 0.31 1.9290 0.1023 0.2831 1.4306 0.6616.70 2000 1.1639 1.00 1.92 0.28 1.9290 0.0829 0.2372 1.3608 0.6113.80 2000 1.0987 1.00 1.92 0.23 1.9290 0.0576 0.1747 1.2658 0.549.40 2000 1.0000 1.00 1.92 0.16 1.9290 0.0282 0.0939 1.1428 0.443.80 2000 1.0000 1.00 1.92 0.06 1.9290 0.0100 0.0333 1.0507 0.40 -0.00 2000 1.0000 1.00 1.92 - 1.9290 0.0100 0.0333 1.0507 0.40.00注:R0筒身截面外半径(mm)7.3风弯矩标准值计算风荷载及风弯矩标准值计算结果标咼(m)Q i60.30--55.30 27.19 68 50.30 24.64 266 43.50 29.51 718 41.59 15.12 888 38.91 22.25 1176 37.12 10.08 1399 35.32 9.46 1639 32.82 12.20 2000 30.82 9.02 2310 29.02 7.56 2604 26.30 10.47 3072 24.30 6.97 3434 22.00 7.34 3867 20.50 4.44 4158 18.70 4.97 4516 16.70 5.09 492313.80 6.64553 19.40 8.57 64863.80 9.47 7754-0.00 6.15 8643注:1、Q i表示作用于每一节中心处的集中风荷载,单位为kN2、M wki=E(Q i h i),单位为kN.m7.4考虑瞬时极端最大风速时的风荷载计算(只计算顺风向风压)瞬时极端最大风速时风荷载计算结果标高(m) Roo馬Bevz/H R豁(z) B zzpz叫60.30 900 1.7124 0.45 1.92 1.00 2.0186 1.0000 0.8758 2.38103.5 455.30 900 1.6677 0.45 1.92 0.92 2.0186 0.8632 0.7762 2.22403.2 250.30 900 1.6227 0.45 1.92 0.83 2.0186 0.7247 0.6698 2.05622.8 943.50 900 1.5550 0.45 1.92 0.72 2.0186 0.5516 0.5319 1.83882.4 841.59 2000 1.5359 1.00 1.92 0.69 2.0186 0.5057 1.0973 2.73033.6 438.91 2000 1.5059 1.00 1.92 0.65 2.0186 0.4435 0.9815 2.54771.9 437.12 2000 1.4825 1.00 1.92 0.62 2.0186 0.4017 0.9030 2.42401.8 235.32 2000 1.4591 1.00 1.92 0.59 2.0186 0.3639 0.8311 2.31051.7 132.82 2000 1.4266 1.00 1.92 0.54 2.0186 0.3172 0.7411 2.16861.5 630.82 2000 1.4006 1.00 1.92 0.51 2.0186 0.2799 0.6660 2.05031.4 529.02 2000 1.3742 1.00 1.92 0.48 2.0186 0.2487 0.6031 1.95101.3 626.30 2000 1.3307 1.00 1.92 0.44 2.0186 0.2036 0.5098 1.80391.2 124.30 2000 1.2987 1.00 1.92 0.40 2.0186 0.1704 0.4373 1.68951.1 122.00 2000 1.2619 1.00 1.92 0.36 2.0186 0.1420 0.3749 1.59121.0 220.50 2000 1.2379 1.00 1.92 0.34 2.0186 0.1239 0.3336 1.52610.9 618.70 2000 1.2039 1.00 1.92 0.31 2.0186 0.1023 0.2831 1.4464 0.8816.70 2000 1.1639 1.00 1.92 0.28 2.0186 0.0829 0.2372 1.3741 0.8113.80 2000 1.0987 1.00 1.92 0.23 2.0186 0.0576 0.1747 1.27550.7 19.40 2000 1.0000 1.00 1.92 0.16 2.0186 0.0282 0.0939 1.14800.5 83.80 2000 1.0000 1.00 1.92 0.06 2.0186 0.0100 0.0333 1.0526 0.53 -0.00 2000 1.0000 1.00 1.92 0.00 2.0186 0.0100 0.0333 1.0526 0.53 风荷载标准值计算结果标咼(m) Qi Mwkiwki60.30 -- -- 55.30 36.45 91 50.30 32.99 356 43.50 39.45 962 41.59 20.27 1189 38.91 29.89 1575 37.12 13.53 1874 35.32 12.68 2196 32.82 16.35 2679 30.82 12.07 3095 29.02 10.11 3488 26.30 13.98 4116 24.30 9.30 4601 22.00 9.78 5180 20.50 5.91 5570 18.70 6.61 6049 16.70 6.76 6594 13.80 8.80 7408 9.40 11.33 86853.80 12.481038 0-0.00 8.09 11569注:1、Q i表示作用于每一节中心处的集中风荷载,单位为kN2、M wki=E(Q i h i),单位为kN.m8、地震作用及内力计算标高(m) 60.30地震作用下的剪力(kN)振型组合值3.70 第一振型1.60第二振型-2.93第三振型1.45第四振型-0.60第五振型0.3155.30 4.38 -6.35 1.85 -0.24 -0.07 7.9350.30 7.15 -7.80 0.15 0.92 -0.50 10.63 43.50 9.02 -7.21 -1.74 1.16 -0.05 11.73 41.59 10.53 -6.53 -3.12 1.19 0.30 12.84 38.91 12.34 -5.42 -4.41 1.00 0.61 14.23 37.12 13.75 -4.39 -5.17 0.73 0.77 15.37 35.32 15.24 -3.14 -5.67 0.36 0.82 16.58 32.82 17.76 -0.60 -5.73 -0.39 0.64 18.68 30.82 21.39 3.53 -4.75 -1.43 0.09 22.24 29.02 23.63 6.32 -3.50 -1.96 -0.35 24.79 26.30 24.73 7.88 -2.37 -2.04 -0.59 26.15 24.30 25.67 9.33 -1.06 -1.93 -0.75 27.41 22.00 26.41 10.59 0.32 -1.64 -0.78 28.52 20.50 27.02 11.65 1.61 -1.28 -0.74 29.50 18.70 28.04 13.54 4.15 -0.37 -0.50 31.42 16.70 28.63 14.70 5.85 0.36 -0.22 32.71 13.80 29.10 15.71 7.50 1.20 0.21 33.93 9.40 29.42 16.45 8.88 2.05 0.73 34.923.80 29.47 16.59 9.16 2.25 0.87 35.12 -0.00 29.47 16.59 9.16 2.25 0.87 35.12地震作用下弯矩(kN.m)标高(m) 第一振型第二振型第三振型第四振型第五振型振型组合值60.30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 055.30 8.02 -14.63 7.24 -3.02 1.54 18 50.30 29.90 -46.35 16.49 -4.22 1.21 58 43.50 78.52 -99.39 17.49 2.06 -2.17 128 41.59 95.70 -113.12 14.17 4.26 -2.27 149 38.91 123.92 -130.63 5.79 7.45 -1.47 180 37.12 146.13 -140.39 -2.15 9.25 -0.37 203 35.32 170.89 -148.29 -11.45 10.56 1.01 227 32.82 208.98 -156.13 -25.64 11.46 3.07 262 30.82 244.50 -157.33 -37.10 10.68 4.34 293 29.02 283.01 -150.98 -45.64 8.11 4.51 32426.30 347.28 -133.79 -55.17 2.79 3.55 376 24.30 396.73 -118.02 -59.92 -1.29 2.37 41822.00 455.76 -96.56 -62.36 -5.73 0.66 470 20.50 495.38 -80.69 -61.87 -8.19 -0.52 506 18.70 544.02 -59.72 -58.98 -10.48 -1.86 551 16.70 600.09 -32.63 -50.68 -11.22 -2.85 603 13.80 683.10 10.01 -33.72 -10.18 -3.48 684 9.40 811.00 79.04 -0.75 -4.89 -2.57 815 3.80 975.88 171.25 49.02 6.60 1.52 992 -0.00 1087.86 234.28 83.84 15.14 4.82 11169、附加弯矩计算标咼(m) 承载能力极限状态风荷载附加弯矩M ai(kN.m)承载能力极限状态地震附加弯矩M Eai(kN.m)正常使用极限状态风荷载附加弯矩M aki(kN.m)60.30 0.00 0.00 0.00 55.30 4.81 1.61 1.5850.30 19.82 6.70 6.59 43.50 57.38 19.77 19.34 41.59 71.43 24.76 24.19 38.91 93.70 32.75 31.94 37.12 110.26 38.77 37.76 35.32 128.04 45.30 44.06 32.82 154.64 55.22 53.59 30.82 177.41 63.84 61.85 29.02 198.93 72.10 69.75 26.30 233.08 85.46 82.47 24.30 259.28 95.93 92.39 22.00 290.30 108.60 104.35 20.50 310.94 117.21 112.43 18.70 335.99 127.86 122.41 16.70 364.03 140.09 133.81 13.80 404.67 158.47 150.82 9.40 464.76 187.48 177.363.80 534.95 225.68 211.64 -0.00 575.50 251.72 234.4410、荷载内力组合荷载组合工况表组合1 组合2 S =1.0S Gk +1.4S wkGkwkS =1.2S Gk +1.4S wk +Gkwk+1.0M a +a1.0M +a0.7x 1.4x S Lk Lk 0.7x 1.4x S LkLk组合3 S =1.35S Gk +0.6xGk1.4x S wk +1.0M a +0.7x 1.4x S Lk组合4 S =1.2S +1.3S GEEhk +0.2x 1.4x S wk +1.0x M aE wkaE组合5 S =1.0S +1.3S GEEhk +0.2x1.4x S wk +1.0x M aEwkaE组合6 S =1.2S +1.3S GEEhk +0.5S Evk +0.2x 1.4x S wk w k+1.0MaE1 aE1 组合7 S =1.0S +1.3SGEEhk-0.5S Evk+0.2x 1.4x S wk w k+1.0M aE2 aE2 组合8 S =1.2S GE +0.5SEhk +1.3S Evk +0.2x1.4x S wk wk+1.0MaE1 aE1组合9 S =1.0S GE +0.5S Ehk-1.3S Evk+0.2x 1.4x S wk w k+1.0M aE2 aE2 组合10 S =1.0S Gk +1.0M a +1.0S Maxwk组合11 S =1.0SGk +1.0M a +1.4S wk标高组合1组合2组合3(m) NMNMNM60.30 0 0 0 0 0 0 55.30 29100 35 100 4062 50.30 59 392 70 392 79243 43.50 98 1063 118 1063 133661 41.59 118 1314 142 1314 159817 38.91 158 1740 190 1740 2131082 37.12 187 2069 224 2069 2521285 35.32 216 2423 259 2423 2911505 32.82 280 2955 335 2955 377 1835 30.82 381 3411 458 3411 5152118 29.02 444 3844 533 3844 599 2386 26.30 488 4534 586 4534 6592814 24.30 525 5067 630 5067 7093144 22.00 566 5704 680 5704 7653539 20.50 598 6132 718 6132 8073804 18.70 664 6658 796 6658 8964129 16.70 704 7257 845 7257 9514500 13.80 749 8148 899 8148 10115051 9.40 814 9545 976 954510995913 3.80 900 11391 1080 11391 12157048 -0.0096712676116012676 13057836标高组合4组合5(m) NMNM60.30 0 0 0 0 55.30 35 45 29 45 50.30 70 156 59 156 43.50 118 387 98 387 41.59 142 467 118 467 38.91 190 596 158 596 37.12 224 694 187 694 35.32 259 799 216 799 32.82 335 956 280 956 30.82 458 1092 381 1092 29.02 533 1223 444 1223 26.30 586 1435 488 1435 24.30 630 1601 525 1601 22.00 680 1802 566 1802 20.50 718 1939 598 1939 18.70 796 2108 664 2108 16.70 845 2303 704 2303 13.80 899 2597 749 2597 9.40 976 3063 814 3063 3.80 1080 3686 900 3686 -0.00116041239674123标咼(m)N (kN)组合10M (kN.m)60.300 055.30 29 9650.30 59 37643.50 98 102041.59 118 126038.91 158 166937.12 187 198435.32 216 232432.82 280 283430.82 381 327229.02 444 368726.30 488 434924.30 525 486022.00 566 547120.50 598 588118.70 664 638516.70704 695813.80 749 7812 9.40 814 9150 3.80 900 10915 -0.0096712144组合11标咼(m)M (kN.m0 60.30 N (kN)0 55.30 29 100 50.30 59 392 43.50 98 1063 41.59 118 1314 38.91 158 1740 37.12 187 2069 35.32 216 2423 32.82 280 2955 30.82 381 3411 29.02 444 3844 26.30 488 4534 24.30 525 5067 22.00 566 5704 20.50 598 6132 18.70 664 6658 16.70 704 7257 13.80 749 8148 9.40 814 9545 3.80 900 11391 -0.0096712676截标高tD.(m m) 编号(m) (mm) 0 60.30 -- -- 1 55.30 10.00 1796 2 50.30 10.00 1796 3 43.50 10.00 1796 4 41.59 10.00 3996 5 38.91 10.00 3996 6 37.12 10.00 3996 7 35.32 10.00 3996 8 32.82 10.00 3996 9 30.82 12.00 3996 1029.0212.003996aN钢烟囱局部稳定验算表(一) %A n. (m 2)W n.n.(m 3)0.60 0.68 0.0561 0.0249 0.60 0.68 0.0561 0.0249 0.60 0.68 0.0561 0.0249 0.48 0.58 0.1252 0.1245 0.48 0.58 0.1252 0.1245 0.48 0.58 0.1252 0.1245 0.48 0.58 0.1252 0.1245 0.48 0.58 0.1252 0.1245 0.51 0.60 0.1502 0.1491 0.510.600.15020.1491N..(kN) M.(kN.m) °N(N/mm 2) °B(N/mm 2) 35 100 0.63 4.01 70 392 1.25 15.72 118 1063 2.10 42.67 142 1314 1.13 10.56 190 1740 1.51 13.98 224 2069 1.79 16.62 259 2423 2.07 19.46 335 2955 2.68 23.74 458 34113.05 22.87 533 38443.5525.7711、钢烟囱强度与稳定计算11.1钢烟囱强度计算截面 编号 标高(m)Ani (m 2)Wnini (m 3)Nii(kN) Mi(kN.m) i ±'i A ±W .ni ni (N/mm 2)ft(N/mm 2)I A ±W 〔n.n.(%) 0 60.30 -- ---- -- ---- -- 1 55.30 0.0561 0.0249 35 100 4.64 207.73 2.23 2 50.30 0.0561 0.0249 70 392 16.97 207.73 8.173 43.50 0.0561 0.0249 118 1063 44.77 207.73 21.554 41.59 0.1252 0.1245 142 1314 11.69 207.73 5.63 5 38.91 0.1252 0.1245 190 1740 15.49 207.73 7.46 6 37.12 0.1252 0.1245 224 2069 18.41 207.73 8.867 35.32 0.1252 0.1245 259 2423 21.53 207.73 10.368 32.82 0.1252 0.1245 335 2955 26.42 207.73 12.729 30.82 0.1502 0.1491 458 3411 25.92 207.73 12.48 10 29.02 0.1502 0.1491 533 3844 29.32 207.73 14.11 11 26.30 0.1502 0.1491 586 4534 34.30 207.73 16.51 12 24.30 0.1502 0.1491 630 5067 38.17 207.73 18.38 13 22.00 0.1502 0.1491 680 5704 42.77 207.73 20.59 14 20.50 0.1751 0.1737 718 6132 39.39 207.73 18.96 15 18.70 0.1751 0.1737 796 6658 42.87 207.73 20.64 16 16.70 0.1751 0.1737 845 7257 46.59 207.73 22.43 17 13.80 0.1751 0.1737 899 8148 52.03 207.73 25.05 189.400.1489 0.1102976954593.20207.7344.87 11.2钢烟囱局部稳定计算19 3.80 0.1751 0.1737 1080 11391 71.73 207.7334.5 320 -0.00 0.1751 0.1737 1160 12676 79.59 207.73 38.3111 26.30 12.00 3996 0.51 0.60 0.1502 0.1491 586 4534 3.90 30.4012 24.30 12.00 3996 0.51 0.60 0.1502 0.1491 630 5067 4.20 33.9813 22.00 12.00 3996 0.51 0.60 0.1502 0.1491 680 5704 4.53 38.2414 20.50 14.00 3996 0.53 0.62 0.1751 0.1737 718 6132 4.10 35.2915 18.70 14.00 3996 0.53 0.62 0.1751 0.1737 796 6658 4.55 38.3216 16.70 14.00 3996 0.53 0.62 0.1751 0.1737 845 7257 4.83 41.7717 13.80 14.00 3996 0.53 0.62 0.1751 0.1737 899 8148 5.13 46.9018 9.40 14.00 3996 0.53 0.62 0.1489 0.1102 976 9545 6.56 86.6419 3.80 14.00 3996 0.53 0.62 0.1751 0.1737 1080 11391 6.17 65.5620 -0.00 14.00 3996 0.53 0.62 0.1751 0.1737 1160 12676 6.63 72.96钢烟囱局部稳定验算表(二)截标高f yt5 E X105 (o^+oj/o编号(m)yt(N/mm2) a t(N/mm2) G et P o crt NB(N/mm2)NBcrt(%)0 60.30 -- -- -- -- -- -- -- -- --1 55.30 227.06 0.50 0.33 2.06 1387.86 0.70 150.88 4.64 3.072 50.30 227.06 0.50 0.34 2.06 1387.86 0.70 151.11 16.97 11.233 43.50 227.06 0.50 0.34 2.06 1387.86 0.70 151.21 44.77 29.614 41.59 227.06 0.50 0.28 2.06 623.77 1.13 107.60 11.69 10.865 38.91 227.06 0.50 0.28 2.06 623.77 1.13 107.59 15.49 14.406 37.12 227.06 0.50 0.28 2.06 623.77 1.13 107.60 18.41 17.117 35.32 227.06 0.50 0.28 2.06 623.77 1.13 107.61 21.53 20.018 32.82 227.06 0.50 0.28 2.06 623.77 1.13 107.55 26.42 24.569 30.82 227.06 0.50 0.30 2.06 748.53 1.01 119.85 25.92 21.6310 29.02 227.06 0.50 0.30 2.06 748.53 1.01 119.82 29.32 24.4711 26.30 227.06 0.50 0.30 2.06 748.53 1.01 119.88 34.30 28.6212 24.30 227.06 0.50 0.30 2.06 748.53 1.01 119.91 38.17 31.8313 22.00 227.06 0.50 0.30 2.06 748.53 1.01 119.94 42.77 35.6614 20.50 227.06 0.50 0.31 2.06 873.28 0.92 129.17 39.39 30.5015 18.70 227.06 0.50 0.31 2.06 873.28 0.92 129.15 42.87 33.1916 16.70 227.06 0.50 0.31 2.06 873.28 0.92 129.17 46.59 36.0717 13.80 227.06 0.50 0.31 2.06 873.28 0.92 129.20 52.03 40.2718 9.40 227.06 0.50 0.31 2.06 873.28 0.92 129.39 93.20 72.0319 3.80 227.06 0.50 0.31 2.06 873.28 0.92 129.29 71.73 55.4820 -0.00 227.06 0.50 0.31 2.06 873.28 0.92 129.31 79.59 61.55 11.3钢烟囱整体稳定性计算截面位AbiWbi计算长长细稳定NExNiiMiio f t o/f t置(m2) (m3) 度l0(m) 比尢系数(kN) (kN) (kN.m) (N/mm2) (N/mm2) (%) 底部0.1751 0.1737 120.60 85.66 0.650 48525 1160 12676 84.57 207.73 40.71 11.4钢烟囱孔洞应力计算根据烟囱规范式(10.3.2-16)计算=_A +仔%w fA 0W标高(m) %A0 (m 2)WW0 (m 3)N (kN) M(kN.m) N/(mm 2) ftN/(mm 2) 结果 不通过 9.403.000.1489 0.11029769545279.61207.73(洞口补12、考虑瞬时极端最大风速下验算结果标高A ni W ni i i N土M Ai士W nini(N/mm2)fy (N/mm 2)(m) 111(m2)111(m3)Ni(kN)Mi(kN.m)60.30 -- -- -- -- -- --55.30 0.0561 0.0249 29 96 4.37 235.00 50.30 0.0561 0.0249 59 376 16.12 235.00 43.50 0.0561 0.0249 98 1020 42.68 235.00 41.59 0.1252 0.1245 118 1260 11.07 235.00 38.91 0.1252 0.1245 158 1669 14.67 235.00 37.12 0.1252 0.1245 187 1984 17.43 235.00 35.32 0.1252 0.1245 216 2324 20.39 235.00 32.82 0.1252 0.1245 280 2834 25.00 235.00 30.82 0.1502 0.1491 381 3272 24.48 235.00 29.02 0.1502 0.1491 444 3687 27.68 235.00 26.30 0.1502 0.1491 488 4349 32.41 235.00 24.30 0.1502 0.1491 525 4860 36.08 235.00 22.00 0.1502 0.1491 566 5471 40.45 235.00 20.50 0.1751 0.1737 598 5881 37.26 235.00 18.70 0.1751 0.1737 664 6385 40.54 235.00 16.70 0.1751 0.1737 704 6958 44.07 235.00 13.80 0.1751 0.1737 749 7812 49.24 235.00 9.40 0.1489 0.1102 814 9150 88.52 235.003.80 0.1751 0.1737 900 10915 67.96 235.00 -0.00 0.1751 0.1737 967 12144 75.42 235.00 俨土紋nini(%) 1.86 6.86 18.16 4.716.247.428.68 10.6410.4211.78 13.79 15.36 17.21 15.8617.2518.75 20.95 37.67 28.92 32.09筒壁外侧为三边支撑板筒壁内侧为一边支撑板底板面积:A(m2)底板抵抗矩:W(m3)底板压应力:Q cb t(kN/m2)自由边长度a(m)两端与自由边相邻的边长度b(m)PM max(kN.m/m)底板厚度t(mm)筒壁内侧为一边支撑板C(m)M max(kN.m/m)底板厚度t(mm)10.0149.32513、钢烟囱底座计算13.1烟囱底板厚度计算底板厚度取较大结果且要大于14mm,因此取底板厚度t为45mm13.2地脚螺栓直径计算单个地脚螺栓的拉力(kN)385.737所需地脚螺栓净面积(mm2)2755.264地脚螺栓计算直径d1(mm)64.88地脚螺栓所需直径d(mm)68.88地脚螺栓所需面积(mm2)3726.55最终取地脚螺栓为30-M7613.3筋板厚度计算底板分布反力得到的压力N1(kN)419.652锚栓产生的拉力N2(kN)385.737根据筋板抗拉强度计算的筋板厚度t1(mm)3.90根据筋板抗剪强度计算的筋板厚度t2(mm)8.39构造要求t3(mm)筋板厚度取以上三者的较大值,最终取值为28mm27.7813.4盖板厚度计算盖板类型为环形盖板筋板内侧间距l3(mm) 523.60筋板自由外伸宽度b(mm) 500.000盖板上地脚螺栓孔直径d3(mm) 86.00计算盖板厚度t g(mm)O 37.11 构造要求:盖板厚度不小于底板厚度,最终取值为38mm14、钢烟囱位移结果筒壁各截面位移结果截面编号标咼(m) 基本风压作用卜位移(mm)瞬时最大风速作用卜位移(mm)地震作用下位移(mm)0 60.30 132.17 177.00 17.551 55.30 113.74 152.32 14.862 50.30 95.86 128.36 12.293 43.50 74.61 99.91 9.414 41.59 69.46 93.01 8.755 38.91 62.42 83.59 7.866 37.12 57.79 77.38 7.277 35.32 53.24 71.29 6.708 32.82 47.10 63.07 5.939 30.82 42.35 56.71 5.3410 29.02 38.21 51.15 4.8211 26.30 32.21 43.12 4.0712 24.30 28.03 37.53 3.5513 22.00 23.50 31.46 2.9814 20.50 20.71 27.73 2.6315 18.70 17.54 23.49 2.2316 16.70 14.26 19.10 1.8217 13.80 10.00 13.39 1.2818 9.40 4.83 6.46 0.6219 3.80 0.83 1.11 0.1120 -0.00 0.000 0.000 0.00015、加强圈间距计算编号标高(m) D rr(mm)tr(mm)E t X105(N/mm2) a(N/mm2)fvcor(m/s)加强筋截面H ss(m)0 60.30 -- -- -- -- -- -- -- --1 50.30 1800 10 2.06 141.00 7.77 34.99 2.9412 43.50 1800 10 2.06 141.00 7.77 34.992.94 13 41.59 1800 10 2.06 141.00 7.77 34.99 2.9414 38.91 4000 10 2.06 141.00 1.57 15.742.94 15 37.12 4000 10 2.06 141.00 1.57 15.74 2.9416 35.32 4000 10 2.06 141.00 1.57 15.742.94 17 32.82 4000 10 2.06 141.00 1.57 15.74 2.9418 30.82 4000 12 2.06 141.00 1.89 18.892.04 29 29.02 4000 12 2.06 141.00 1.89 18.89 2.04210 26.30 4000 12 2.06 141.00 1.89 18.892.04 211 24.30 4000 12 2.06 141.00 1.89 18.89 2.04212 22.00 4000 12 2.06 141.00 1.89 18.892.04 213 20.50 4000 14 2.06 141.00 2.20 22.041.50 014 18.70 4000 14 2.06 141.00 2.20 22.041.50 015 16.70 4000 14 2.06 141.00 2.20 22.041.50 016 13.80 4000 14 2.06 141.00 2.20 22.041.50 017 3.80 4000 14 2.06 141.00 2.20 22.041.50 018 -0.00 4000 14 2.06 141.00 2.20 22.04 1.50计算结果:1.塔筒体上部1/3筒高处需设置破风圈,以消除横风向风振;2.标高10.300m处管道按直径1800的开洞计算,根据计算结果,洞口处需要补强;3.沿筒高壁厚变化,厚度分别为16mm,14mm,12mm。
自立式钢烟囱的风荷载计算简例
( )空气密度 :12 Kg m 3 .5 / ( )地面粗糙 度 :B类 4 3 计算原 则 : .
( )本 算例 为理 想 状 态 下 的 自立 式钢 烟 1
2 计 算基本 数据 : . ( ) 自立 式钢 烟 囱底 部标 高 0 米 ,顶 部 1
标 高 + 0 米 。筒 身直径 7米 。 8 ( )北 京地 区 5 2 0年一遇 l 0米高处 最大
19 .3 18 .9
166 . 1. 51 136 .
0. 9 8 08 .9
0. 9 8 0. 9 8 0. 9 8
3 2
1
22 .8 22 .8
2. 28
O8 .9 08 .9
0. 9 8
O 1 .5 00 .6
0. 2 01
临界风速 :
vr — T :
S t
:
1
10 .4×0. 2
:3 .5 s 36 m/
顶 部设计 风速
=
4 3 r/ 4.3n s gH = 2 0 ywUnW o 0 0
,
—
式 中 , 为 空气密度 , p .5 g m p 取 =12k /
为 风荷 载分项 系数 , 14 取 . 可 见 ,第 一 自 振 周 期 的 临 界 风 速 3 .5 s 结构顶 部设计 风速 4 .3 s 3 6 m/ < 4 3 m/ ,因 此 ,需要对第 一振 型进行验 算就可 以 。 () 4 属何种 临界范 围的判别 :
囱模 型 ,即不计钢烟 囱上 的平台等 附加结构 。 () 自立 式 钢 烟 囱按 底 部 固 定 ,上 端 自 2
由的悬臂杆 件模型 计算 。
4 计 算简图 : .
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。
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。
钢烟囱计算书计算书5
(如果不单独存档,不盖入库章)计 算 书xxxx 项目 xxxx 装置 66米钢烟囱文件编号:xxxx钢烟囱设计软件QY-Chimney*********工程建设有限公司2017年10月目录1、设计资料 (3)2、计算依据 (7)3、筒体自重计算 (8)4、筒体截面参数 (10)5、筒体温度计算 (11)6、动力特征计算 (15)7、风荷载计算 (17)8、考虑瞬时极端最大风速时的风荷载计算(只计算顺风向风压) (19)9、地震作用及内力计算 (21)10、附加弯矩计算 (25)11、荷载内力组合 (31)12、钢烟囱强度与稳定计算 (34)13、考虑瞬时极端最大风速下验算结果 (38)14、筒壁容许应力计算 (39)15、钢烟囱底座计算 (42)16、钢烟囱位移结果 (46)17、加强圈间距计算 (47)1、设计资料1.基本设计资料烟囱总高度H = 66.000m烟气温度T gas = 80.00℃烟囱底部高出地面距离: 0mm夏季极端最高温度T sum = 40.00℃冬季极端最低温度T win = -15.00℃最低日平均温度T win = -5.00℃烟囱日照温差△T = 15.00℃基本风压w0 = 0.35kN/m2瞬时极端最大风速: 50.00(m/s)地面粗糙度: B类烟囱筒体几何缺陷折减系数d = 0.50 烟囱安全等级: 二级抗震设防烈度: 7度(0.10g)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衬里起始高度: 0.00m设置破风圈: 是2.材料信息3烟囱总分段数: 7是否设置爬梯: 是爬梯自重(沿高度): 5.00(kN/m) 4.烟囱底座设计参数烟囱底板材料: Q235(B)烟囱底板内径D1: 3500.00mm烟囱底板外径D2: 8000.00mm偏心弯矩M e: 0.00kN.m地脚螺栓材料: Q235(B)地脚螺栓数量n: 6地脚螺栓腐蚀裕量c2: 4.0mm地脚螺栓中心线直径D3: 7500mm筋板材料: Q235(B)筋板高度hj: 600.00mm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L4: 500mm2、计算依据《烟囱设计规范》 GB 50051-2013(以下简称“烟规”)《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012(以下简称“荷载规范”)《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(以下简称“抗震规范”)《钢结构设计规范》GB 50017-2003(以下简称“钢结构规范”)《烟囱设计手册》(中国计划出版社, 2014年5月第1版, 以下简称“烟囱手册”) 《塔式容器》NB/T 47041-2014《碳素结构钢》GB/T 700-2006《低合金高强度结构钢》GB/T 1591-2008《钢结构设计手册》(第三版)中国建筑工业出版社《钢结构连接节点设计手册》(第二版)中国建筑工业出版社3、筒体自重计算如果存在洞口的话则扣除洞口部位的重量。
烟囱计算
m0 m4
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47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94
H7=H-L-L1-L2-L3-L4-L5-L6 h7=L+L1+L2+L3+L4++L5+0.5L6 I7=3.14*(D7+δ
e7) 3
13200.0 24450.0 20168898274.9 2400.0
*δ
e7/8
第8段(自下而上) mm mm mm mm kg kg mm mm mm
4
设计取值 设计取值
*δ
e9/8
第10段(自下而上) mm mm mm mm kg kg mm mm mm S
4
设计取值 设计取值
3300.0 6.0 3.7 1193.7 1790.5
m0 m10 H10 h10 I10 T1
H10=H-L-L1-L2-L3-L4-L5-L6-L7-L8-L9
h10=L+L1+L2+L3+L4++L5++L6+L7++L8+0.5L9
第9段(自下而上) mm mm mm mm 设计取值 设计取值 3300.0 6.0 3.7
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95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141
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
不锈钢烟囱烟囱排烟阻力计算书
不锈钢烟囱烟囱排烟阻力计算书一、热水锅炉1、工程基本资料排烟设备:4吨热水锅炉;燃料种类:(天然气);燃料耗量:296m ³/h ·台;排烟温度:110℃;烟囱规格:φ850㎜烟管截面积:S=0.567㎡。
2、烟气量的计算1立方燃料所产生的烟气量为23m 3/h (经验值),则机组的排烟总量为6800m 3/h 。
110℃时烟气的密度为:955.011027327334.12732730=+⨯=+⨯=t ρρ㎏/m 3; 烟气流速为:3.33m/s 。
3、烟囱内部阻力计算(1) 烟囱水平管道85m ,垂直管道27m 的摩擦阻力m yc P ∆(Pa )为:pj pj PJ m ycd H P ρωλ22=∆ 即: m yc P ∆=(0.02×112×3.332×0.955)÷(2×0.85)=13.95(Pa )(2)出口阻力:c Ccyc A P ρω22=∆=1.1×3.332×0.955÷2=5.82(Pa )(3)弯头阻力:90°弯头数量为8只,阻力为:pj Cw yc P ρωξ22=∆=0.7×3.332×0.955÷2×8=29.65(Pa )2只135°缓弯头的总阻力为:0.3×3.332×0.955÷2×2=3.18(Pa )(4)∴ 烟道总阻力为:yc P ∆=13.95+5.82+29.65+3.18=52.60(Pa )4、抽力计算(环境温度取25℃)0℃时空气密度是1.293㎏/m 3,25℃时空气的密度为:18.125273273293.12732730=+⨯=+⨯=t ρρ空㎏/m 3 54.598.927955.018.18.9=⨯⨯-=⨯⨯-=)()(空H S ρρ Pa5、结论烟囱的抽力大于烟囱排烟所产生的阻力20%,烟气可正常排出,依据上面计算,本工程热水锅炉烟囱抽力略大于阻力,烟气可排出但不是很顺畅。
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。
钢烟囱计算实例
查《钢结构设计手册》表 10-6 得 d=42mm,对应最大拉力为 156.9KN,又由《石油化工管 式炉钢结构设计规范》9.3.13 款,考虑锚栓的腐蚀裕度 3mm,最终选择锚栓直径为 d=42+3=45mm,螺栓个数为 48 个。 (3)水平抗剪验算 根据《钢结构规范》8.4.13 款规定,水平摩擦力 f=μN=0.4x1610=644KN>V=236.8KN 因此不需设置抗剪键,就可满足要求。
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线: α1 = (
Tg T1
)γ η2α max = (
0.4 0.973 ) × 1.519 × 0.16 = 0.127 0.78
(4)计算烟囱底部地震剪力及弯矩标准值 Ge 近似取烟囱总重力 1610KN,根据《烟囱设计规范》 式(5.5.5-1) M 0 = α1GE H 0 =0.127x1610x27.4=5602 KNm 式(5.5.5-2) V0 = η cα1GE =0.712x0.127x1610=146KN 1.1 地脚螺栓计算 设计条件:烟囱基础地脚螺栓所在圆直径 d0=3.9m,其它条件采用上例所列。上例计 算的标准值如下:烟囱底部风载工况下: 地震设防烈度 8 度,地震加速度为 0.2g,设计地震分组为第二组,场地类别为Ⅱ类, 烟囱总重为 1610KN,其它条件同上例。 V = 167.7kN V = 146kN ,地震工况下 0 风载工况下 k M k = 5713.4kNm M 0 = 5602kNm 要求:a)地脚螺栓数量及螺栓大小。 b)验算是否设抗剪键。 解答: (1)荷载组合计算设计值 a、非抗震设计时,根据《荷载规范》3.2 节 烟囱底部的剪力和弯矩设计值分别为:V=1.4 Vk =1.4x167.7=234.8KN M=1.4 M k =1.4x5713.4=7998.8KNm(1.4 为风荷载分项系数) b、抗震设计时,根据《抗震设计规范》5.4 节 烟囱底部的剪力和弯矩设计值分别为: V=1.3 V0 +0.2x1.4 Vk =1.3x146+0.2x1.4x167.7=236.8KN M=1.3 M 0 +0.2x1.4 M k =1.4x5713.4=8882.3KNm(1.3 为地震作用分项系数,1.4 为风 荷载分项系数,0.2 为风荷载组合值系数) 经过以上计算比较,设计值采用抗震设计时最不利。 (2)计算螺栓数量及直径 螺栓圆周长为 L=3.14x3.9=12.246m,锚栓直径构造要求最小不宜小于 d=36mm,根据
100米烟囱钢筋总量
100米烟囱钢筋总量
要计算100米烟囱所需的钢筋总量,首先需要了解烟囱的截面尺寸、设计强度、钢筋间距等信息。
但仅根据烟囱的高度,无法给出确切的钢筋总量。
不过,可以为您提供一个估算的方法:
假设烟囱的直径为3米,壁厚为0.2米,钢筋的直径为12毫米,设计强度为400级。
根据这些信息,可以计算出每米烟囱所需的钢筋量。
具体计算方法如下:
1.计算烟囱的截面积:π×(直径/2)^2 - π×(直径-2×壁厚)/2^2。
2.计算每米烟囱所需的钢筋长度:截面积/ (π×钢筋直径/2^2)。
3.计算每米烟囱所需的钢筋重量:(钢筋直径^2 ×钢筋设计强度×每米钢筋长度) / 1000。
将以上方法应用到100米烟囱上,可以大致估算出所需的钢筋总量。
但请注意,实际所需的钢筋量可能因具体的设计和施工要求而有所不同,建议咨询专业的结构工程师或施工队伍以获取准确的信息。
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。
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式(5.1.5-1)η 2 = 1 +
0.05 − ζ 0.05 − 0.01 = 1+ = 1.519 0.06 + 1.7ζ 0.06 + 1.7 × 0.01
查《抗震设计规范》表 5.1.4-1 得 α max =0.16 Tg=0.4s<T1=0.78s<5Tg=5x0.4=2.0s,由《抗震设计规范》图 5.1.5 地震影响系数曲
烟囱计算实例
设计条件: 某钢烟囱高度为 60 米,上口外径 2.1 米,底部外径 3.6 米,坡度为 1.25%, 如图所示。已知该地区基本风压为 0.7KN/m2,地面粗糙度类别为 B 类(基本风压和地面 粗糙度类别一般在项目气象资料,自然条件中给出。若没有具体资料可以参考《建筑结构 荷载规范》附录 D) 。将烟囱沿高度分成三段。 要求:a)计算各段的平均风荷载。 b)计算底部截面差生的弯矩和剪力标准值。 c)判别是否考虑脉动风引起的横向风振。
(5)计算各段风荷载和集中力 应用《荷载规范》式(7.1.1) Wk = β z µ z µ s w0 ,各段集中力 Pk = Wk A,A 为各段迎风面积。 计算结果见表-4 风荷载标准值计算 标高 z (m) 49.65 29.71 9.75 μz 1.666 1.415 1.000 βz 1.896 1.493 1.094 μs 0.7 0.7 0.7 W0 0.7 0.7 0.7 Wk(KN/m2) 1.548 1.035 0.536 A(m2) 47 57 67 表-4 Pk(KN) 72.7 59.0 36.0
风压高度变化系数μs 和脉动影响系数 v 标高(m) 49.65 29.71 9.75 μs 1.666 1.415 1.000 θB =b/B 0.66 0.79 0.93 风振系数 β z 计算 标高 z(m) 49.65 29.71 9.75 z/H 0.83 0.50 0.16 ϕz 0.735 0.287 0.033 ξ 2.256 2.256 2.256 θv 1.55 1.55 1.55 v 0.88 0.88 0.88
Байду номын сангаас
(6)底部截面产生的剪力和弯矩标准值 Vk =36.0+59.0+72.7=167.7KN M k =36.0x9.75+59.0x29.71+72.7x49.65=5713.4KNm
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(7)判别是否考虑横向风振 根据《荷载规范》 ,当结构沿高度截面缩小时(倾斜度不大于 0.02) ,可近似取 2/3 高 度处的风速和直径, 则在 2/3H=2/3x60=40m 处, D=2.6m, 式 (7.6.1-3) μH =1.56, 据 7.6.1 条判断需否考虑横向风振。 据式(7.6.1-3)ν H = 2000 µ H w0 2000 × 1.56 × 0.7 = = 41.8m/s ρ 1.25
查《钢结构设计手册》表 10-6 得 d=42mm,对应最大拉力为 156.9KN,又由《石油化工管 式炉钢结构设计规范》9.3.13 款,考虑锚栓的腐蚀裕度 3mm,最终选择锚栓直径为 d=42+3=45mm,螺栓个数为 48 个。 (3)水平抗剪验算 根据《钢结构规范》8.4.13 款规定,水平摩擦力 f=μN=0.4x1610=644KN>V=236.8KN 因此不需设置抗剪键,就可满足要求。
1) 风荷载计算 解答: (1)有关几何参数 第三段形心高度 z=40+20x(2.6+2x2.1)/(2.6+2.1)=49.65m,同理其它两段计算结果见 表-1。其中 B 为底部宽度 3.6 米。 几何参数 标高 z (m) 60 40 20 0 风荷载作用 外径(m) 形心高度 z (m) 面积(m2) 2.1 2.6 3.1 3.6 49.65 29.71 9.75 47 57 67 形心处 外径 b (m) 2.36 2.86 3.36 z/H 0.83 0.50 0.16 表-1 b/B 0.66 0.79 0.93
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据 7.4.3 条可求得脉动增大系数ζ。W0T12=0.7x0.782=0.426kN.S2/m2,查表 7.4.3 得脉动增 大系数ζ=2.256。 由 H=60m 和地面粗糙度 B 类从《荷载规范》表 7.4.4-1 查得脉动影响系数 v=0.88。烟 囱顶部直径与底部直径比为 2.1/3.6=0.58,查《荷载规范》表 7.4.4-2 求得修正系数θv =1.55,修正后的脉动影响系数见表-2 烟囱顶部直径与底部直径之比为 0.58,查《荷载规范》附录 F 中表 F.1.3 得到各段形 心高度处第 1 振型系数 ϕ z 见表-3。 根据《荷载规范》式(7.4.3)风振系数 β z = 1 + ξυϕ z ,计算结果见表-3。 µz 表-2 修正后 v (θBθvv) 0.900 1.078 1.269 表-3 v 0.900 1.078 1.269 μz 1.666 1.415 1.000 βz 1.896 1.493 1.094
(2)风荷载体形系数 根据《石油化工管式炉钢结构设计规范》 SH/T 3070-2005 附录 B 规定圆型烟囱体型 系数μs=0.7。 (3)风压高度变化系数 按照地面粗糙度为 B 类,由《荷载规范》表 7.2.1 可查得不同高度 z 处的风压高度变 化系数见表-2。 (4)风振系数 烟囱的自振周期应按照《石油化工管式炉钢结构设计规范》附录 B 计算,也可以采用 《荷载规范》 附录 E 中的简化公式 T1=0.013H=0.013x60=0.78s>0.25s 故需考虑风振影响。 对自立式高耸结构在 z 高度处的风振系数βz 可按《荷载规范》式(7.4.2)计算,根
(2)计算烟囱底部剪力修正系数ηc 根据《抗震设计规范》5.1.4 款,查得特征周期 Tg=0.4s。结构基本自振周期 T1=0.78s (计算过程见上例) 。由《烟囱设计规范》表 5.5.5,线性插值求得ηc =0.712。 (3)计算地震影响系数 α1 根据《烟囱设计规范》5.5.1 款,钢烟囱阻尼比ζ=0.01,由《抗震设计规范》5.1.5 款:式(5.1.5-1) γ = 0.9 + 0.05 − ζ 0.05 − 0.01 = 0.9 + = 0.973 0.5 + 5ζ 0.5 + 5 × 0.01
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线: α1 = (
Tg T1
)γ η2α max = (
0.4 0.973 ) × 1.519 × 0.16 = 0.127 0.78
(4)计算烟囱底部地震剪力及弯矩标准值 Ge 近似取烟囱总重力 1610KN,根据《烟囱设计规范》 式(5.5.5-1) M 0 = α1GE H 0 =0.127x1610x27.4=5602 KNm 式(5.5.5-2) V0 = η cα1GE =0.712x0.127x1610=146KN 1.1 地脚螺栓计算 设计条件:烟囱基础地脚螺栓所在圆直径 d0=3.9m,其它条件采用上例所列。上例计 算的标准值如下:烟囱底部风载工况下: 地震设防烈度 8 度,地震加速度为 0.2g,设计地震分组为第二组,场地类别为Ⅱ类, 烟囱总重为 1610KN,其它条件同上例。 V = 167.7kN V = 146kN ,地震工况下 0 风载工况下 k M k = 5713.4kNm M 0 = 5602kNm 要求:a)地脚螺栓数量及螺栓大小。 b)验算是否设抗剪键。 解答: (1)荷载组合计算设计值 a、非抗震设计时,根据《荷载规范》3.2 节 烟囱底部的剪力和弯矩设计值分别为:V=1.4 Vk =1.4x167.7=234.8KN M=1.4 M k =1.4x5713.4=7998.8KNm(1.4 为风荷载分项系数) b、抗震设计时,根据《抗震设计规范》5.4 节 烟囱底部的剪力和弯矩设计值分别为: V=1.3 V0 +0.2x1.4 Vk =1.3x146+0.2x1.4x167.7=236.8KN M=1.3 M 0 +0.2x1.4 M k =1.4x5713.4=8882.3KNm(1.3 为地震作用分项系数,1.4 为风 荷载分项系数,0.2 为风荷载组合值系数) 经过以上计算比较,设计值采用抗震设计时最不利。 (2)计算螺栓数量及直径 螺栓圆周长为 L=3.14x3.9=12.246m,锚栓直径构造要求最小不宜小于 d=36mm,根据
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《钢结构规范》 表 8.3.4, 3d0=3x40=120mm<螺栓间距 s<16d0=16x40=640mm (d0 螺栓孔径) , 取 s=250mm,则数量 n=12246/250≈49 个,取偶数个 n=48,则 s=12246/48=255mm,满足以 上要求。根据《烟囱设计规范》式(9.3.2-5) Pmax = 4M N 4 × 8882.3 1610 − = − = 156.3 KN 48 × 3.9 48 nd 0 n
式(7.6.1-1)Re=69000vD=69000x41.8x2.6=7.5x106>3.5x106 式(7.6.1-2)ν cr = 2.6 D = =16.7m/s<1.2 ν H =1.2x41.8=50.2 m/s Ti St 0.78 × 0.2
根据 7.6.1 条第 2 款规定需考虑横向风振。 2) 地震荷载计算 设计条件:地震设防烈度 8 度,地震加速度为 0.2g,设计地震分组为第二组,场地类 别为Ⅱ类,烟囱总重为 1610KN,其它条件同上例。 要求:烟囱底部的剪力及弯矩标准值。 解答: (1)计算形心高度 H0 H0= (2 × 2.1+3.6) × 60 =27.4m 3 × (2.1+3.6)
烟囱计算简图