m钢烟囱计算书

目录
1、设计资料
基本设计资料
烟囱总高度H =
烟气温度T gas = ℃
烟囱底部高出地面距离: 0mm
夏季极端最高温度T sum = ℃
冬季极端最低温度T win = ℃
最低日平均温度T win = ℃
烟囱日照温差△T = ℃
基本风压?0 = m2
瞬时极端最大风速: (m/s)
地面粗糙度: B类
烟囱筒体几何缺陷折减系数? =
烟囱安全等级: 二级
抗震设防烈度: 7度
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:
衬里起始高度:
设置破风圈: 是
自定义设计温度下筒壁钢材的许用应力: 是否计算抽力: 否
材料信息
序号使用部位材料名称
最高使用温
度(℃)
密度
(kg/m3)
导热系数?
(W /(m·K))
1 筒壁钢材S31603 250
几何尺寸信息
烟囱总分段数: 18
烟囱筒身分段参数表
编号标高(m) 烟囱筒壁外直径(mm) 分段高度(m)
0 -----
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
烟囱总截面数: 21
烟囱筒身分节参数表(1)
截面编号标高
(m)
烟囱筒壁
外直径
(mm)
分节高度
(m)
筒壁厚度
(mm)
坡度
(%)
0 -----
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
烟囱筒身分节参数表(2)
截面编
号标高
(m)
附加重量
(kN)
附加风载
(kN)
洞口
数量
洞口
形状
洞口宽
度(mm)
洞口高
度(mm)
洞口直径
(mm)
5 0 矩形0 0 -----
6 0 矩形0 0 -----
7 0 矩形0 0 -----
8 0 矩形0 0 -----
9 0 矩形0 0 -----
10 0 矩形0 0 -----
11 0 矩形0 0 -----
12 0 矩形0 0 -----
13 0 矩形0 0 -----
14 0 矩形0 0 -----
15 0 矩形0 0 -----
16 0 矩形0 0 -----
18 1 圆形----- ----- 1800
20 0 矩形0 0 -----
是否设置爬梯: 否
烟囱底座设计参数
烟囱底板材料: Q235(B)
烟囱底板内径D1:
烟囱底板外径D2:
偏心弯矩M e: 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:
地脚螺栓中心线直径D3: 4500mm
筋板材料: Q235(B)
筋板高度hj:
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》 GB 50051-2013
《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012
《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
《钢结构设计规范》GB 50017-2003
《烟囱设计手册》(2014年5月第1版)
《不锈钢结构技术规程》CECS 410：2015 《低合金高强度结构钢》GB/T 1591-2008
《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：
3、筒体自重计算
筒身自重表格(1)
截面编号标高(m) 重量(kN) 筒壁
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
合计--
筒身自重表格(2)
截面编号标高(m)
附加重量
(kN)
破风圈重
(kN)
本节总重量
(kN)
每节根部重
量(kN)
0 --
1 29 29
2 29 59
3 40 98
4 20 118
5 40 158
6 29 187
7 29 216
8 64 280
9 102 381
10 62 444
11 45 488
12 37 525
13 41 566
14 32 598
15 66 664
16 41 704
17 45 749
18 65 814
19 86 900
20 67 967
合计-- 967 967 筒身总重量 G = (每节重量) =
6、动力特征计算
前五阶自振周期分别为:
T1 =
T2 =
T3 =
T4 =
T5 =
前五阶振型相对位移计算结果
标高(m) 第一振型
(相对值)
第二振型
(相对值)
第三振型
(相对值)
第四振型
(相对值)
第五振型
(相对值)
0 0 0 0 0
7、风荷载计算
横向风振判断
第1振型时的临界风速计算错误!
式中D2/3-----2H/3高度处烟囱的外直径
烟囱雷诺数R e
错误!
R e = 69000V cr1D2/3 = 69000 ×× = × 106
R e≥× 106，×V H > 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
风荷载标准值计算
顺风向风压时风荷载计算结果
标高
R o?z?B?v z/H R?1(z) B z?z?k (m)
900
900
900
900
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
注：R0——筒身截面外半径（mm）
风弯矩标准值计算
风荷载及风弯矩标准值计算结果
标高(m) Q i M wki
-- --
68
266
718
888
1176
1399
1639
2000
2310
2604
3072
3434
3867
4158
4516
4923
5531
6486
7754
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kN
2、M wki = ∑(Q i h i), 单位为
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
R o?z?B?v z/H R?1(z) B z?z?k (m)
900
900
900
900
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
风荷载标准值计算结果
标高(m) Q i M wki
-- --
91
356
962
1189
1575
1874
2196
2679
3095
3488
4116
4601
5180
5570
6049
6594
7408
8685
10380
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kN
2、M wki = ∑(Q i h i), 单位为
8、地震作用及内力计算
地震作用下的剪力(kN)
标高
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(m)
地震作用下弯矩
标高
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(m)
18
58
128
149
180
203
227
262
293
324
376
418
470
506 551 603 684 815 992 1116
9、附加弯矩计算
标高(m) 承载能力极限状态
风荷载附加弯矩
M ai
承载能力极限状态
地震附加弯矩
M Eai
正常使用极限状态
风荷载附加弯矩
M aki
10、荷载内力组合
荷载组合工况表
组合1 S = + + + ××S Lk
组合2 S = + + + ××S Lk
组合3 S = + ××S wk + + ××S Lk
组合4 S = + + ××S wk + ×M aE
组合5 S = + + ××S wk + ×M aE
组合6 S = + + + ××S wk +
组合7 S = + - + ××S wk +
组合8 S = + + + ××S wk +
组合9 S = + - + ××S wk +
组合10 S = + +
组合11 S = + +
标高(m)
组合1 组合2 组合3
N M N M N M 0 0 0 0 0 0 29 100 35 100 40 62 59 392 70 392 79 243 98 1063 118 1063 133 661 118 1314 142 1314 159 817 158 1740 190 1740 213 1082 187 2069 224 2069 252 1285 216 2423 259 2423 291 1505 280 2955 335 2955 377 1835 381 3411 458 3411 515 2118 444 3844 533 3844 599 2386 488 4534 586 4534 659 2814 525 5067 630 5067 709 3144 566 5704 680 5704 765 3539 598 6132 718 6132 807 3804 664 6658 796 6658 896 4129 704 7257 845 7257 951 4500 749 8148 899 8148 1011 5051 814 9545 976 9545 1099 5913 900 11391 1080 11391 1215 7048 967 12676 1160 12676 1305 7836
标高
(m)
组合4 组合5
N M N M
0 0 0 0
35 45 29 45
70 156 59 156 118 387 98 387 142 467 118 467 190 596 158 596 224 694 187 694 259 799 216 799 335 956 280 956 458 1092 381 1092 533 1223 444 1223 586 1435 488 1435 630 1601 525 1601 680 1802 566 1802 718 1939 598 1939 796 2108 664 2108 845 2303 704 2303 899 2597 749 2597 976 3063 814 3063 1080 3686 900 3686 1160 4123 967 4123
标高(m)
组合10
N(kN) M
0 0 29 96 59 376 98 1020 118 1260 158 1669 187 1984 216 2324 280 2834 381 3272 444 3687 488 4349 525 4860 566 5471 598 5881 664 6385 704 6958 749 7812 814 9150 900 10915
967 12144
标高(m)
组合11
N(kN) M
0 0 29 100 59 392 98 1063 118 1314 158 1740 187 2069 216 2423 280 2955 381 3411 444 3844 488 4534 525 5067 566 5704 598 6132 664 6658 704 7257 749 8148 814 9545 900 11391 967 12676
11、钢烟囱强度与稳定计算钢烟囱强度计算
截面编号标高
(m)
A ni
(m2)
W ni
(m3)
N i
(kN)
M i
N i
A ni±
M i
W ni
(N/mm2)
f t
(N/mm2)
⎝
⎛
⎭
⎫
N i
A ni±
M i
W ni/f t
(%)
0 -- -- -- -- -- -- --
1 35 100
2 70 392
3 118 1063
4 142 1314
5 190 1740
6 224 2069
7 259 2423
8 335 2955
9 458 3411
10 533 3844
11 586 4534
12 630 5067
13 680 5704
14 718 6132
15 796 6658
16 845 7257
17 899 8148
18 976 9545
19 1080 11391
20 1160 12676
钢烟囱局部稳定计算
钢烟囱局部稳定验算表(一)
截面编号标高
(m)
t
(mm)
D i
(mm)
?N?B A ni
(m2)
W ni
(m3)
N i
(kN)
M i?N
(N/mm2)
?B
(N/mm2)
0 -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
1 1796 35 100
2 1796 70 392
3 1796 118 1063
4 3996 142 1314
5 399
6 190 1740
6 3996 224 2069
7 3996 259 2423
8 3996 335 2955
9 3996 458 3411
10 3996 533 3844
11 3996 586 4534
12 3996 630 5067 13 3996 680 5704 14 3996 718 6132 15 3996 796 6658 16 3996 845 7257 17 3996 899 8148 18 3996 976 9545 19 3996 1080 11391 20
3996
1160
12676
钢烟囱局部稳定验算表(二)
截面 编号 标高 (m) f yt (N/mm 2) ?
? E t ×105 (N/mm 2) ?et ?
?crt
?N +?B
(N/mm 2) ()σN +σB /σcrt
(%)
0 -- -- -- -- -- -- -- -- -- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
钢烟囱整体稳定性计算 截面位置 A bi (m 2) W bi
(m 3) 计算长 度l 0(m)
长细
比? 稳定 系数? N Ex (kN) N i (kN) M i ? (N/mm 2) f t
(N/mm 2)
?/f t
(%) 底部
48525
1160
12676
钢烟囱孔洞应力计算 根据烟囱规范式（）计算
σ = ⎣⎡⎦
⎤N A 0 + M
W 0αk ≤ f t
标高(m) ?k A0
(m2)
W0
(m3)
N
(kN)
M?
N/(mm2)
f t
N/(mm2)
结果
976 9545
不通过
(洞口补
强)
(
12、考虑瞬时极端最大风速下验算结果
标高(m)
A ni
(m2)
W ni
(m3)
N i
(kN)
M i
N i
A ni±
M i
W ni
(N/mm2)
f y
(N/mm2)
⎝
⎛
⎭
⎫
N i
A ni±
M i
W ni/f y
(%)
-- -- -- -- -- -- --
29 96
59 376
98 1020
118 1260
158 1669
187 1984
216 2324
280 2834
381 3272
444 3687
488 4349
525 4860
566 5471
598 5881
664 6385
704 6958
749 7812
814 9150
900 10915
967 12144
烟囱底板厚度计算
底板面积：A(m2)
底板抵抗矩：W(m3)
底板压应力：?cbt(kN/m2)
筒壁外侧为三边支撑板
自由边长度a(m)
两端与自由边相邻的边长度b(m)
?
M max m)
底板厚度t(mm)
筒壁内侧为一边支撑板
筒壁内侧为一边支撑板C(m)
M max m)
底板厚度t(mm)
底板厚度取较大结果且要大于14mm ，因此取底板厚度t为45mm
地脚螺栓直径计算
单个地脚螺栓的拉力(kN)
所需地脚螺栓净面积(mm2)
地脚螺栓计算直径d1(mm)
地脚螺栓所需直径d(mm)
地脚螺栓所需面积(mm2)
最终取地脚螺栓为30-M76
筋板厚度计算
底板分布反力得到的压力N1(kN)
锚栓产生的拉力N2(kN)
根据筋板抗拉强度计算的筋板厚度t1(mm)
根据筋板抗剪强度计算的筋板厚度t2(mm)
构造要求t3(mm)
筋板厚度取以上三者的较大值，最终取值为28mm
盖板厚度计算
盖板类型为环形盖板
筋板内侧间距l3'(mm)
筋板自由外伸宽度b(mm)
盖板上地脚螺栓孔直径d3(mm)
计算盖板厚度t g(mm)
构造要求：盖板厚度不小于底板厚度，最终取值为38mm
筒壁各截面位移结果
截面编号标高(m)
基本风压作
用下位移(mm)
瞬时最大风速作
用下位移(mm)
地震作用
下位移(mm)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
15、加强圈间距计算
编号标高
(m)
D r
(mm)
t r
(mm)
E t×105
(N/mm2)
??
(N/mm2)
f r
v co
(m/s)
加强筋
截面
H s
(m)
0 -- -- -- -- -- -- -- --
1 1800 10
2 1800 10
3 1800 10
4 4000 10
5 4000 10
6 4000 10
7 4000 10
8 4000 12
9 4000 12
10 4000 12
11 4000 12
12 4000 12
13 4000 14
14 4000 14
15 4000 14
16 4000 14
17 4000 14
18 4000 14
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。

壁厚变化处需要
避开筒壁开洞；
4.筒顶最大水平位移（177mm）。

5.破风圈设置形式与尺寸：破风圈设置范围为40m~60m处。

有两种形式：
（1）交错排列直立板型
直立板厚度取为6mm，长度为1500~1800mm；当筒体直径为
时，板宽度为180mm，直径为4m时，板宽为400mm。

每圈立
板数量为4块，沿筒体均匀分布，相邻立板相互错开45度。

可
参考附图一。

此种方法制作简单。

（2）螺旋板型
螺旋板型厚度取为6mm，当筒体直径为时，板宽度为180mm，
直径为4m时，板宽为400mm。

螺旋板为3道，沿圆周均布，
螺旋节距为筒体外径的5倍。

参见附图二。

此种破风效果较
好。

附图一直立板型
附图二螺旋板型。