钢烟囱计算书计算书

密级：入库章（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 修改 0 1 2 3 4 5 6 7 日期 编制 校核 审核 目录1、设计资料1．基本设计资料 烟囱总高度H= 烟气温度Tgas=℃ 烟囱底部高出地面距离:0mm 夏季极端最高温度Tsum=℃ 冬季极端最低温度Twin=℃ 最低日平均温度Twin=℃ 烟囱日照温差△T=℃ 基本风压w0=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d= 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2．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l(W/(m·K)) 1 隔热层 JM-100 1100 ----- 2 筒壁钢材 Q235(B) 250 给定三个温度点下隔热层的导热系数值 给定温度(℃) 350 450 550 导热系数(W/(m·K)) 3．几何尺寸信息 烟囱总分段数:7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 烟囱总截面数:18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) 隔热层厚度(mm) 筒壁厚度(mm) 材料总厚度(mm) 坡度(%) 0 ----- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 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) 0 0 ----- ----- ----- ----- 1 0 ----- ----- ----- ----- 2 0 ----- ----- ----- ----- 3 0 ----- ----- ----- ----- 4 0 ----- ----- ----- ----- 5 0 ----- ----- ----- ----- 6 0 ----- ----- ----- ----- 7 0 ----- ----- ----- ----- 8 1 圆形 ----- ----- 1000 9 1 圆形 ----- ----- 1000 10 0 ----- ----- ----- ----- 11 1 圆形 ----- ----- 1000 12 1 圆形 ----- ----- 1000 13 1 圆形 ----- ----- 1000 14 1 圆形 ----- ----- 2000 15 0 ----- ----- ----- ----- 16 0 ----- ----- ----- ----- 17 0 ----- ----- ----- -----钢平台参数表 平台编号 标高(m) 平台宽度(mm) 角度(°) 活荷载 自重 均布(kN/m2) 总计(kN) 均布(kN/m2) 总计(kN) 1 2 3 4 5 6 7 平台荷载折减系数: 是否设置爬梯:是 爬梯自重(沿高度):(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: 烟囱底板外径D2: 偏心弯矩Me: 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: 地脚螺栓中心线直径D3:7500mm 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:是 垫板厚度td:20mm 垫板宽度L4:500mm2、计算依据 《烟囱 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 》GB50051-2013（以下简称“烟规”） 《建筑结构荷载 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》GB50009-2012（以下简称“荷载规范”） 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称“抗震规范”） 《钢结构设计规范》GB50017-2003（以下简称“钢结构规范”） 《烟囱设计手册》(中国 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 出版社,2014年5月第1版,以下简称“烟囱手册”) 《塔式容器》NB/T47041-2014 《碳素结构钢》GB/T700-2006 《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008 《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。每节根部自重包括其上面所有分节的自重加上附加重量,每节重量等于本节所有自重加上附加重量。主要应用如下公式: 筒身自重表格(1) 截面编号 标高(m) Vi(m3) 重量(kN) 隔热层 筒壁 隔热层 筒壁 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 合计 -- 筒身自重表格(2) 截面编号 标高(m) 附加重量(kN) 保温钉重(kN) 加强筋重(kN) 破风圈重(kN) 爬梯自重(kN) 平台自重(kN) 本节总重量(kN) 每节根部重量(kN) 0 -- -- -- -- -- 1 95 95 2 79 175 3 79 254 4 89 343 5 77 419 6 107 527 7 141 668 8 219 887 9 64 951 10 34 985 11 30 1015 12 64 1078 13 64 1142 14 77 1219 15 79 1298 16 157 1456 17 157 1613 合计 -- 1613 1613 筒身总重量G=S(每节重量)= 烟囱底板及隔热层的重量=(极限状态法) 烟囱底板及隔热层的重量=(容许应力法)4、筒体截面参数 在钢烟囱设计计算时，考虑留有腐蚀厚度裕度。腐蚀厚度裕度计入钢筒自重，但不计入计算截面的有效面积。下表壁厚已经包括了腐蚀厚度裕度。 截面编号 标高(m) 壁厚(mm) 不扣除洞口部分 扣除洞口部分 A1(m2) A2(m2) I(m4) W(m3) An(m2) In(m4) Wn(m3) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 注：（1）“筒壁面积A1”为筒壁实际毛截面面积。 （2）A2、I、W、An、In、Wn均为扣除腐蚀裕度后的结果。5、筒体温度计算假定初始温度 温度计算采用如下计算方法,首先根据 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 公式假设各材料的温度T: 筒身各层厚度分别为t1、t2 总厚度t=t1+t2 计算点坐标为x,所以可得: 0点:x=t 1点:x=t2 2点:x=0 则可按下式计算各点的初步温度 各点温度计算 以上步假定的温度代入烟囱规范P36公式求出各点的温度,如果求出的各点温度与假定温度误差超过5%,则以本次求出的温度作为假定温度值,继续代入公式中求解,直到二者误差小于5%为止(一般两次就能满足要求)。 当验算截面位于衬里起始高度以下时,验算夏季温度时,取烟气温度为夏季极端最高温度+10℃；验算冬季温度时,取烟气温度为10℃ 式中:Tcj-----计算点受热温度(℃) Tg-----烟气温度(℃) Ta------空气温度(℃) Rtot-----隔热层、筒壁等总热阻(m2?K/W) Ri------第i层热阻(m2?K/W) Rin------隔热层内表面的热阻(m2?K/W) 计算内衬、隔热层和筒壁等各点受热温度时,内衬、隔热层和筒壁等的总热阻按下式计算: 式中:d0-----隔热层内直径(m) d1-----筒壁内直径(m) d2-----筒壁外直径(m)夏、冬季计算温度汇总表（当温度大于80℃时即表示为温度结果不满足，但仍可继续计算） 标高(m) T0(℃) T1(℃) T2(℃) 验算结果 -- -- -- -- 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足冬季计算温度汇总表 标高(m) T0(℃) T1(℃) T2(℃) -- -- -- 4．材料力学参数 根据烟囱规范规定，Q235、Q345、Q390和Q420钢材及其焊缝在温度作用下的强度设计值，应按下列公式计算： 根据烟囱规范规定，钢材在温度作用下的弹性模量应折减，并应按下式计算： 其中bd按烟囱规范P25表查表计算夏季温度作用下材料设计值 标高(m) gs ft fyt bd Et(×105) -- -- -- -- -- 注:强度值和弹性模量的单位均为N/mm26、动力特征计算 烟囱可以简化成具有多个集中质量的多质点振动体系,其连续渐变截面用分段变截面代替,求解特征方程,即可得到前5个振型的动力特征值。等效质点计算结果 质点编号 标高(m) 截面惯性矩I(m4) 截面刚度B(×107kN·m2) 等效质点重量(kN) 1 48 2 87 3 79 4 92 5 91 6 92 7 124 8 180 9 143 10 52 11 33 12 48 13 67 14 74 15 81 16 118 17 157 18 -- -- 79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前五阶自振周期分别为: T1= T2= T3= T4= T5=7、风荷载计算1．顺风向风压w0=m2时风荷载系数计算(1)风压高度变化系数 因地面粗糙度为B类,查荷载规范P31表可得到mz(2)风载体型系数ms 设置破风圈后，烟囱自上而下1/3高度范围内ms=，其他位置ms=(3)风振系数bz 根据荷载规范可得 (4)x1=(5)脉动风荷载竖直方向的相关系数rz rz=(6)风荷载 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值计算 wk=bzmsmzw0顺风向风压时风荷载计算结果 标高(m) Ro mz qB qv z/H R j1(z) Bz bz wk 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1500 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 注：R0——筒身截面外半径（mm）2．横向风振判断 已经设立破风圈，不考虑横风向作用3．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) Ra hi wcp Qi Mwk -- -- -- -- -- 65 214 441 740 1094 1486 1921 2614 2830 2940 3052 3281 3515 3816 4124 4760 5422 注:1、wcp表示均布风荷载平均值,wcp=(wi+wi-1)/2,单位为kN/m2 2、Qi表示作用于每一节中心处的集中风荷载,Qi=2Rahiwcp,单位为kN 3、Mi=∑(Qihi),单位为 4、Ra——筒身上下截面平均外半径（mm）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）瞬时极端最大风速时只计算顺风向风压1．顺风向风压时风荷载系数计算(1)瞬时极端最大风速对应的风压计算 根据荷载规范第条 w=rv2/2，w=m2(2)风压高度变化系数 因地面粗糙度为B类,查荷载规范P31表可得到mz(3)风载体型系数ms 设置破风圈后，烟囱自上而下1/3高度范围内ms=，其他位置ms=(4)风振系数bz 根据荷载规范可得 (5)x1=(6)脉动风荷载竖直方向的相关系数rz rz=(7)风荷载标准值计算 wk=bzmsmzw0顺风向风压时风荷载计算结果 标高(m) Ro mz qB qv z/H R j1(z) Bz bz wk 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1500 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2．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) Ra hi wcp Qi Mwk -- -- -- -- -- 320 1054 2172 3637 5365 7279 9399 12773 13821 14357 14901 16009 17144 18597 20085 23154 26339 注:1、wcp表示均布风荷载平均值,wcp=(wi+wi-1)/2,单位为kN/m2 2、Qi表示作用于每一节中心处的集中风荷载,Qi=2Rahiwcp,单位为kN 3、Mi=∑(Qihi),单位为 4、Ra——筒身上下截面平均外半径（mm）9、地震作用及内力计算 抗震设防烈度为7度,建筑场地为Ⅱ类,可不考虑竖向地震作用。水平地震作用采用振型分解反应谱法,不考虑扭转耦联作用。1．水平地震作用计算(1)水平地震影响系数最大值 因抗震设防烈度为7度,故多遇地震作用下水平地震影响系数最大值为(2)特征周期 因设计地震分组为第一组,建筑场地土为Ⅱ类,故特征周期Tg=(3)各振型参与系数 根据烟囱规范P32第条规定,计算烟囱水平地震作用时考虑前5个振型 根据抗震规范P36公式可得: 式中:Xji-----j振型i质点的水平相对位移 gj-----j振型的参与系数 计算结果见下表:振型参与系数的参数--质点重量与振型位移的乘积(kN) 标高(m) 第一振型 第二振型 第三振型 第四振型 第五振型 振型参与系数的参数--质点重量与振型位移平方的乘积(kN) 标高(m) 第一振型 第二振型 第三振型 第四振型 第五振型 各振型地震反应有关参数 振型 ∑XjiGi ∑Xji2Gi gj aj ajgj 第一振型 第二振型 第三振型 第四振型 第五振型 注:aj-----相应于j振型自振周期的地震影响系数,按抗震规范第条确定(4)各截面水平地震作用标准值 根据抗震规范P36公式可得: Fji=ajgjXjiGi(i=1,2,…n,j=1,2,3,4,5) 式中Fji-----j振型i质点的水平地震作用标准值 根据抗震规范P37公式 计算结果如下:地震作用下,结构振动时的水平力(kN) 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 地震作用下的剪力(kN) 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 地震作用下弯矩 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 0 44 101 161 218 273 328 386 489 524 544 564 607 655 720 792 951 112410、附加弯矩计算1．承载能力极限状态风荷载附加弯矩 承载能力极限状态计算时,由风荷载、日照和基础倾斜的作用,筒身重力对各截面所产生的附加弯矩。(1)筒身代表截面变形曲率:取截面7作为筒身代表截面1)代表截面几何特征 扣除腐蚀厚度富裕度，外半径r1=,壁厚tn=,平均半径r=r1-tn/2= 面积A=2prtn=2×p××= 惯性矩I=pr3t=p××=2)折算线分布重力荷载 自重荷载分项系数取为 筒身顶部第1节高度h1= 筒身顶部第1节全部自重设计值G1=×= 筒身全部自重设计值G=×= 筒身顶部第1节的平均线分布重力荷载q1=G1/h1=/=m 整个筒身线分布重力荷载q0=G/h=/=m 代表截面处折算线分布重力荷载: = =m3)截面受力情况判别 已知轴向力N=×= 风弯矩Mw=×= 假定附加弯矩Ma==×= 相对偏心距 => ae取4)代表截面附加弯矩 其中,钢材在温度作用下弹性模量Est=×105N/mm2=×108kN/m2,钢材在温度作用下线膨胀系数as=×10-5;筒身日照温度差ΔT=℃;基础倾斜值tgq=。 高度为(标高处筒身外直径d= 将以上数值代入公式 令A= B= = = D= = = 此时 满足前面计算ae时所采用的条件5)代表截面变形曲率 变形曲率 (2)各计算截面折算线分布重力荷载qi 将各计算截面高度hi以及q1=m,q0=m代入烟囱规范P53公式中: 根据烟囱规范P51公式计算附加弯矩 计算结果见下表: 标高(m) 计算高度hi(m) 折算分布荷载qi(kN/m) Mai 2．承载能力极限状态地震附加弯矩 地震作用下按承载能力极限状态计算时,由于地震作用、20%风荷载、日照和基础倾斜的作用,筒身重力对各截面所产生的附加弯矩(1)筒身代表截面变形曲率:取截面7作为筒身代表截面1)代表截面几何特征 外半径r1=,壁厚tn=,平均半径r= 面积A= 惯性矩I=2)折算线分布重力荷载 筒身顶部第1节的平均线分布重力荷载q1=m 整个筒身线分布重力荷载q0=m 代表截面处折算线分布重力荷载q=m3)截面受力情况判别 已知轴向力N= 风弯矩Mw= 地震弯矩ME= 假定附加弯矩Ma==×= ae取4)代表截面附加弯矩 因不考虑竖向地震作用,所以FEvik=0 = = = = = = 5)代表截面变形曲率 (2)各计算截面折算线分布重力荷载qi 将各计算截面高度hi以及q1=m,q0=m代入烟囱规范P53公式中: 根据烟囱规范P52公式计算附加弯矩 计算结果见下表: 标高(m) 计算高度hi(m) 折算分布荷载qi(kN/m) MEai 3．正常使用极限状态风荷载附加弯矩 正常使用极限状态计算时,由风荷载标准值、日照和基础倾斜的作用,筒身重力对各截面所产生的附加弯矩。(1)筒身代表截面变形曲率:取截面7作为筒身代表截面1)代表截面几何特征 外半径r1=,壁厚tn=,平均半径r=外半径r1=,壁厚tn=,平均半径r= 面积A= 惯性矩I=2)折算线分布重力荷载 筒身顶部第1节高度h1= 筒身顶部第1节全部自重标准G1k= 筒身全部自重标准值Gk= 筒身顶部第1节的平均线分布重力荷载q1=G1k/h1=/=m 整个筒身线分布重力荷载q0=Gk/h=/=m 代表截面处折算线分布重力荷载: = =m3)截面受力情况判别 已知轴向力Nk= 风弯矩Mwk= 假定附加弯矩Mak==×= 相对偏心距 => ae取4)代表截面附加弯矩 令A= B= = = D= = = 此时 满足前面计算ae时所采用的条件5)代表截面变形曲率 变形曲率 (2)各计算截面折算线分布重力荷载qi 将各计算截面高度hi以及q1=m,q0=m代入烟囱规范P53公式中: 根据烟囱规范P51公式计算附加弯矩 计算结果见下表: 标高(m) 计算高度hi(m) 折算分布荷载qi(kN/m) Maki 11、荷载内力组合1．筒壁各部分按下列类型进行荷载效应基本组合 (1)不考虑地震时: 其中:SLk-----平台活荷载产生的效应标准值 标高(m) SGk(kN) Swk Ma SLk(kN) 组合1 组合2 组合3 N M N M N M 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 95 65 9 0 95 99 114 99 129 63 175 214 28 0 175 328 209 328 236 208 254 441 59 0 254 676 305 676 343 429 343 740 99 33 375 1135 444 1135 495 720 419 1094 147 33 452 1679 536 1679 598 1066 527 1486 204 33 559 2284 665 2284 744 1452 668 1921 266 33 700 2955 834 2955 934 1879 887 2614 360 33 919 4020 1096 4020 1229 2556 951 2830 388 38 988 4350 1178 4350 1321 2765 985 2940 402 43 1027 4518 1224 4518 1372 2871 1015 3052 416 43 1057 4689 1260 4689 1412 2980 1078 3281 444 49 1126 5037 1342 5037 1504 3200 1142 3515 472 54 1195 5393 1424 5393 1595 3425 1219 3816 506 64 1283 5848 1526 5848 1709 3712 1298 4124 541 64 1361 6314 1621 6314 1816 4004 1456 4760 606 64 1519 7270 1810 7270 2028 4604 1613 5422 666 64 1676 8257 1999 8257 2241 5220 注:1、N-----kN;M------ 2、上表的三个组合中的效应值为乘以结构重要性系数g0后的值,g0取为 (2)只有水平地震时: 标高(m) SGE(kN) Swk MaE SEhk 组合4 组合5 N M N M 0 0 0 0 0 0 0 0 95 65 4 44 114 80 95 80 175 214 14 101 209 205 175 205 254 441 30 161 305 362 254 362 359 740 50 218 431 541 359 541 436 1094 77 273 523 737 436 737 543 1486 107 328 652 950 543 950 685 1921 143 386 822 1183 685 1183 903 2614 199 489 1084 1566 903 1566 970 2830 216 524 1164 1690 970 1690 1006 2940 225 544 1208 1755 1006 1755 1036 3052 234 564 1243 1822 1036 1822 1103 3281 252 607 1323 1961 1103 1961 1169 3515 271 655 1403 2107 1169 2107 1252 3816 295 720 1502 2300 1252 2300 1330 4124 319 792 1596 2503 1330 2503 1488 4760 369 951 1785 2938 1488 2938 1645 5422 420 1124 1974 3400 1645 3400 注:1、N-----kN;M------ (3)考虑瞬时极端最大风速时: 标高(m) SGk(kN) Ma SMaxwk 组合10 N(kN) M 0 0 0 0 0 95 9 320 95 328 175 28 1054 175 1082 254 59 2172 254 2230 343 99 3637 343 3735 419 147 5365 419 5513 527 204 7279 527 7482 668 266 9399 668 9665 887 360 12773 887 13133 951 388 13821 951 14209 985 402 14357 985 14759 1015 416 14901 1015 15316 1078 444 16009 1078 16453 1142 472 17144 1142 17616 1219 506 18597 1219 19104 1298 541 20085 1298 20626 1456 606 23154 1456 23760 1613 666 26339 1613 27005 (4)计算地脚螺栓时，除以上组合外，增加以下组合 标高(m) SGk(kN) Ma Swk 组合11 N(kN) M 0 0 0 0 0 95 9 65 95 99 175 28 214 175 328 254 59 441 254 676 343 99 740 343 1135 419 147 1094 419 1679 527 204 1486 527 2284 668 266 1921 668 2955 887 360 2614 887 4020 951 388 2830 951 4350 985 402 2940 985 4518 1015 416 3052 1015 4689 1078 444 3281 1078 5037 1142 472 3515 1142 5393 1219 506 3816 1219 5848 1298 541 4124 1298 6314 1456 606 4760 1456 7270 1613 666 5422 1613 825712、钢烟囱强度与稳定计算1．钢烟囱强度计算弯距和轴力作用下，钢内筒的强度应按烟囱规范第条第1款计算，公式如下: 上式中的荷载组合效应值包含地震荷载时，为乘以抗震调整系数gRE后的值,gRE取为。安全等级为一级时，组合后值要乘以重要性系数g0＝ 截面编号 标高(m) Ani(m2) Wni(m3) Ni(kN) Mi ftN/(mm2) 结果 0 -- -- -- -- -- -- -- 1 114 99 通过 2 209 328 通过 3 305 676 通过 4 444 1135 通过 5 536 1679 通过 6 665 2284 通过 7 834 2955 通过 8 1096 4020 通过 9 1178 4350 通过 10 1224 4518 通过 11 1260 4689 通过 12 1342 5037 通过 13 1424 5393 通过 14 1526 5848 通过 15 1621 6314 通过 16 1810 7270 通过 17 1999 8257 通过钢烟囱局部稳定计算 弯矩和轴力作用下，钢烟囱局部稳定计算应按烟囱规范条第2款进行计算,公式如下：，，，，钢烟囱局部稳定验算表(一) 截面编号 标高(m) tmm Dimm aN aB Anim2 Wnim3 NikN Mi sNN/mm2 sBN/mm2 0 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 1 1996 114 99 2 1996 209 328 3 1996 305 676 4 1996 444 1135 5 1996 536 1679 6 2996 665 2284 7 3996 834 2955 8 3996 1096 4020 9 3996 1178 4350 10 3996 1224 4518 11 3996 1260 4689 12 3996 1342 5037 13 3996 1424 5393 14 3996 1526 5848 15 3996 1621 6314 16 3996 1810 7270 17 3996 1999 8257 钢烟囱局部稳定验算表(二) 截面编号 标高(m) fytN/mm2 d a Et×105N/mm2 set b scrt sN+sBN/mm2 结论 0 -- -- -- -- -- -- -- -- -- 1 通过 2 通过 3 通过 4 通过 5 通过 6 通过 7 通过 8 通过 9 通过 10 通过 11 通过 12 通过 13 通过 14 通过 15 通过 16 通过 17 通过3．钢烟囱整体稳定性计算 在弯距和轴力作用下，钢烟囱的稳定性应按烟囱规范第条第3款计算，公式如下： 上式中的荷载组合效应值包含地震荷载时，为乘以抗震调整系数gRE后的值,gRE取为。安全等级为一级时，组合后值要乘以重要性系数g0＝对于自立式钢烟囱，按悬臂构件设计,,m为烟囱的计算长度系数,可按悬臂压杆构件直接取；l为烟囱高度，i为回转半径，,其中I和A取烟囱底截面的毛截面惯性矩和毛截面面积，内力N和M也取烟囱底截面内力，对每种组合进行验算，取最不利内力组合下的结果如下: 截面位置 Abi(m2) Wbi(m3) 计算长度l0(m) 长细比l 稳定系数j NEx(kN) Ni(kN) Mi sN/(mm2) ftN/(mm2) 结果 底部 40506 1999 8257 通过4．钢烟囱孔洞应力计算 根据烟囱规范式（）计算 标高(m) ak A0(m2) W0(m3) N(kN) M sN/(mm2) ftN/(mm2) 结果 1096 4020 通过 见应力分析报告 见应力分析报告 见应力分析报告 1424 5393 通过 1526 5848 通过13、考虑瞬时极端最大风速下验算结果弯距和轴力作用下，钢内筒的强度应按烟囱规范第条第1款计算，公式如下: 上式中的荷载组合效应值采用组合（10）下的结果 标高(m) Ani(m2) Wni(m3) Ni(kN) Mi fyN/(mm2) 结果 -- -- -- -- -- -- -- 95 328 通过 175 1082 通过 254 2230 通过 343 3735 通过 419 5513 通过 527 7482 通过 668 9665 通过 887 13133 通过 951 14209 通过 985 14759 通过 1015 15316 通过 1078 16453 通过 1142 17616 通过 1219 19104 通过 1298 20626 通过 1456 23760 通过 1613 27005 通过14、筒壁容许应力计算 根据NB/T47041-2014第和条进行烟囱稳定校核 1.对于圆筒形烟囱,根据公式53和公式54，不考虑s1。任意截面Ⅰ-Ⅰ处的轴向应力由下式计算 由竖向力引起的应力s2: 其中仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时考虑，否则不考虑 由弯矩引起的应力s3: 圆筒容许应力 根据NB/T47041-2014，K取； [s]t按附录D取值。 最终验算，最大组合压应力要满足式56: 最大组合拉应力满足式58 注：以上最大弯矩结果为荷载标准组合结果，取和+SEhk的较大值 2.各截面计算结果各荷载结果 标高(m) (kN) Swk SEhk 0 0 0 95 65 44 175 214 101 254 441 161 343 740 218 419 1094 273 527 1486 328 668 1921 386 887 2614 489 951 2830 524 985 2940 544 1015 3052 564 1078 3281 607 1142 3515 655 1219 3816 720 1298 4124 792 1456 4760 951 1613 5422 1124计算结果表(一) 标高(m) +SEhk (kN) (kN) deimm Di(m) -- -- -- -- -- -- -- 65 60 95 0 65 214 154 175 0 214 441 271 254 0 441 740 403 343 0 740 1094 546 419 0 1094 1486 700 527 0 1486 1921 867 668 0 1921 2614 1142 887 0 2614 2830 1232 951 0 2830 2940 1279 985 0 2940 3052 1327 1015 0 3052 3281 1428 1078 0 3281 3515 1534 1142 0 3515 3816 1674 1219 0 3816 4124 1823 1298 0 4124 4760 2141 1456 0 4760 5422 2480 1613 0 5422 注：对于每节烟囱，Di为该节底部筒壁内直径，Ri为该节顶部筒壁内半径计算结果表(二) 标高(m) s2(MPa)(m0g+Fv) s2(MPa)(m0g-Fv) s3(MPa) s2+s3(MPa) (MPa) -s2+s3(MPa) (MPa) (MPa) 结果 -- -- -- -- -- -- -- -- -- 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过 通过15、钢烟囱底座计算（一）承载能力极限状态计算1．烟囱底板厚度计算 底板面积： 底板抵抗矩： 底板压应力： (1)筒壁外侧为三边支撑板，自由边长度 两端与自由边相邻的边长度D0为烟囱底部筒壁外直径 根据b/a，查烟囱手册P177表8-5得出b= (2)筒壁内侧为一边支撑板，筒壁内侧底板悬臂长度 底板厚度取较大结果且要大于14mm，因此取底板厚度t为80mm2．地脚螺栓直径计算 根据烟囱规范式，单个地脚螺栓的拉力: 则所需地脚螺栓净面积： 地脚螺栓计算直径为： 则地脚螺栓所需直径： 则地脚螺栓所需面积： 查表SHT3070-2005附录C,实际取地脚螺栓为6-M853．筋板厚度计算 (1)按照底板分布反力得到的压力 N1=a×b×sc=××= a—筋板所承受的底板区格宽度； b—筋板所承受的底板区格长度； sc—底板的分布反力，取scbt的值； (2)锚栓拉力产生的拉力 N2=N拉= (3)根据筋板抗拉强度 对于环形盖板，N=max(N1，N2)；对于分块盖板，N=max(N1，*N2),则 (4)根据筋板抗剪强度 对于环形盖板，N=max(N1，N2)；对于分块盖板，N=max(N1，*N2),则 (5)根据《钢结构连接节点设计手册》（第二版）第8-88条的构造要求 其中，筋板自由外伸宽度b取为 (6)筋板厚度tj取以上三者的较大值，最终取值为112mm4．盖板计算 盖板类型为环形盖板 有垫板时，盖板最大应力 筋板内侧间距 筋板自由外伸宽度b取为 N拉为一个地脚螺栓的最大拉力; 盖板上地脚螺栓孔直径d3：d3=d+10=85+10= 垫板上地脚螺栓孔直径d2：d2=d+2=85+2= 垫板厚度td=20mm 垫板宽度l4=500(mm) 盖板材料的强度f取为190MPa； 则可计算出盖板厚度tg: 构造要求：盖板厚度不小于底板厚度t，最终取tg=80mm（二）容许应力法计算根据NB/T47041-2014第条进行计算1．烟囱底板厚度计算 底板面积： 底板抵抗矩： 底板压应力： mmaxg=1613+64=1677kN sbmax取max,,最终取值为m2 筒壁外侧为三边支撑板，自由边长度 两端与自由边相邻的边长度D0为烟囱底部筒壁外直径 根据b/a，查NB/T47041-2014表15得出Cx=,Cy= Mx=Cxsbmaxb2=××=m), My=Cysbmaxa2=××=m), Ms=max{|Mx|,|My|}= 底板厚度： 底板材料的许用应力[s]z按NB/T47041-2014第条取为147MPa； 底板厚度取较大结果且要大于14mm，因此取底板厚度t为92mm2．地脚螺栓直径计算 地脚螺栓承受的最大拉应力 mming为筒壁本身自重，不含内衬等附件 sB最终取二者的较大值 则所需地脚螺计算直径: 螺栓材料的许用应力[s]bt按NB/T47041-2014第条取为147MPa； 查表SHT3070-2005附录C,实际取地脚螺栓为6-M853．筋板厚度计算 筋板最大压应力:,其中dG为筋板厚度,取初值为111mm进行迭代计算 Fl为一个螺栓的最大拉力:筋板许用应力按下式计算：当时，；当时，；其中：，；式中Et按GB150-2011表中20℃条件下的结果取值，取为201000Mpa。筋板的压应力应满足筋板材料的许用应力[sG]按NB/T47041-2014第条取为147MPa； 经迭代计算得到的筋板厚度为4．盖板计算 盖板类型为环形盖板 有垫板时，盖板最大应力 筋板内侧间距 筋板自由外伸宽度b取为 Fl为一个地脚螺栓的最大拉力; 盖板上地脚螺栓孔直径d3：d3=d+10=85+10= 垫板上地脚螺栓孔直径d2：d2=d+2=85+2= 垫板厚度td=20mm 垫板宽度l4=500(mm) 盖板材料的许用应力[s]z按NB/T47041-2014第条取为147MPa； 则可计算出盖板厚度tg: 构造要求：盖板厚度不小于底板厚度t，最终取tg=92mm16、钢烟囱位移结果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 17、加强圈间距计算计算高度处发生椭圆变形的临界风速，m/s无加强圈的烟囱任意截面的自振频率（）加强圈的截面模量（）（单位cm3）不应小于按下式计算的值：式中：——计算高度处扣除腐蚀裕量的壁板厚度，mm；Et——烟囱壁板材料在设计温度下的弹性摸量，N/m2——计算高度处烟囱内径，m；——加强圈间距，m；——加强圈在设计温度下的许用抗拉强度，N/m2，取；——斯特罗哈准数，取。注：每大段进行一个加强圈的验算，然后D、R和t取该段的上截面的相应尺寸 编号 标高(m) Dr(mm) tr(mm) Et×105N/mm2 sa(N/mm2) fr vco(m/s) 加强筋截面 Hs(m) 0 -- -- -- -- -- -- -- -- 1 2000 8 L75×8 2 2000 8 L75×8 3 2000 8 L75×8 4 2000 14 L75×8 5 4000 14 L75×8 6 4000 14 L75×8 7 4000 14 L75×8