30米烟囱计算书

30米烟囱计算书

烟囱形式：直径2700毫米，高30米，基础顶至11米标高采用φ2700x14的钢管，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：

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，μz ω0d 2=μz *0.6*2.72=4.4μz ， 地面粗糙度类别为B 类，所以μz ≥1.0，得μz ω0d 2>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)*(11.1-25)=0.53 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

T 1=0.011H=0.011x30=0.33s>0.25s ，故需要考虑顺风向风振影响。由ω0T 12=0.6*0.31*0.31=0.058 kNs 2/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。烟囱属于结构迎风面宽度远小于其高度的情况，且其外形、质量沿高度比较均匀，脉动系数可按表《建筑结构荷载规范》7.4.4-1 确定，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。迎风面宽度远小于其高度的高耸结构，其振型系数φz 可按表F.1.1 采用。

五、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：

六、底部产生的弯矩和剪力

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。由《建筑结构荷载规范》7.6节知，雷诺数Re＝69000vD，其中风速

v H=sqrt(2000μHω0/ρ)=sqrt(2000*1.39*0.6/1.25)=36.5米/s

R e＝69000v cr D=69000*34.2*2.7=6.4x106>3.5x106

υcr=D/T1/S t=2.7/(0.010*30)/0.2=45>36.5*1.2=43.8 米/s

不用考虑横向风振

八、钢烟囱强度验算

本烟囱为自立式钢烟囱，H/d=30/2.7=11.1<20，满足自立式钢烟囱的直径d 和高度h之间的关系宜满足h≤20d的要求。

考虑到此钢烟囱较轻，所以风荷载应起控制作用不考虑地震。烟囱所受轴力近似考虑为烟囱自重，烟囱截面面积为Ａn=π（2.7*2.7－2.576*2.576）/4=0.51米2，W

=1/32xπ(D3-d3)=π（2.7*2.7*2.7－2.576*2.576*2.576）/32=0.0255，n

自重G=1.2*78.5*0.098*30＝277 kN，弯矩设计值米=1.4米k=1.4*658=921kN.米

钢烟囱的应力为：

σ=N/Ａn+米/W n=

259/0.098+921/0.047=22238 kN/米2=22.2 N/毫米2<215 N/毫米2

σcrt=0.4(E t/k)*(t/d i)=0.4*(206000/1.5)*(12/2500)=263 N/毫米2>σ

满足要求

九.地脚锚栓计算

在2.5米标高以下烟囱基础用C30混凝土灌实，其重量为25*π

/4*2.476*2.476*2=240kN

=4米采用Q345B级米52锚栓，受拉承载力为316.4 kN，P

米ax

/nd0-N/n=4*921/(28*3.0)-(259+240)/28=26<316.4 kN，满足要求

十、基础计算：

采用混凝土圆形基础，直径为=7 米埋深7米，f ak=350kP a，Ｗ=(1/32)π*73=33.7，Ａ=πx72/4=38.5 米2

考虑地基承载力较高，故不对其进行修正

V k =38.98kN

Ｍk=658 kN.米

N k =259/1.2+240 =455 kN

土及基础重：Ｇk =20*7*28.3=3962 kN

地基反力：

P米ax=(N k +Ｇk )/A+米k/W=

(455+3396)/30+(658+38.98*7)/21.2=189

P米in=(N k +Ｇk )/A-米k/W=(455+3396)/28.3-(658+38.98*7)/21.2＝96

满足要求

11、烟囱稳定性验算：

烟囱倾覆力矩为为米=1.4*(658+38.98*7)=1303kN.米

烟囱抗倾覆力矩为(N k +Ｇk )*d/2=(455+3396)*7/2=13479 kN.米>米满足要求。