浅谈塔架式钢烟囱设计

《浅谈塔架式钢烟囱设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈塔架式钢烟囱设计摘要：本文主要介绍塔架式钢烟囱计算所受的荷载、材料与结构形式的选择，以及同其它形式的烟囱相比具有的优势。关键词：塔架式；钢烟囱；经济性好；施工周期短中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：工业建筑中烟囱非常常见，以前高大的烟囱一般采用混凝土烟囱，但超高混凝土的施工难度大、质量不好保证、施T周期长等弊端，随着钢材生产能力和高空吊装能力的提高，钢烟囱应用越来越广泛。笔者在多年的工程实践中不断总结，浅谈塔架式钢烟囱设计，抛砖引玉，希望能为钢烟囱的工程应用冇所帮助。钢烟囱包括自力式、拉索式和塔架式三种形式。自立式钢烟囱以受

2、弯为主，不能充分发挥结构材料的性能，主要用于低矮的烟囱。拉索式钢烟囱靠钢筒体的受弯和拉锁的受拉组合受力，能较好的发挥材料的性能，可用于细高的钢烟囱，但在工程应用中拉锁的布置往往受到诸多限制，应用也不是很广泛。塔架式钢烟囱一般靠钢筒体承受竖向力自重，塔架承受水平荷载，而塔架整体上是竖向桁架，材料性能得到充分发挥，经济适用，应有广泛。关于结构的经济性分析可参见笔者《科技致富向导》2011年7月刊《浅谈钢结构类型与工程造价》一文。本文主要阐述塔架式钢烟囱设计。一、塔架式钢烟囱的荷载1.结构及设备自重。结构及设备自重按荷载规范的有关规定进行计算。

3、计算塔架自重时，应考虑节点板、法兰盘及焊缝的重量，i般可按塔架构件的自重乘以1.15-1.20的系数。2.活荷载。塔架上的就修平台、休息平台以及航空障碍灯维护等平台上的荷载都属活荷载。检修平台活荷载可根据实际情况确定，但不得小于3KN/m2,顶层平台应考虑积灰荷载，休息平台单个杆件集中荷载不小于1KN,均布荷载可取2KN/m203.风荷载。风荷载对塔架结构起着决定性作用。由风荷载引起的结构内力约占总内力的80%〜90%。因此，在塔架钢烟囱设计中，尽量减少风阻力，是一个很重要的考虑问题。各种截面型钢的体系系数取值为us=1.3,对于圆形截面

4、杆件，其体型系数取决于雷诺数，一般情况下，当圆形截面杆件的直径较小时Ps二1.2,直径较大且H/d上25时，us二0.6。因此，圆形截面杆件对风的阻力最小。为了简化计算，在风荷载计算中，所有连接板的扌当风面积不予单独计算，仅将杆件总面积予以适当增大。对于圆钢结构和钢管结构，增大系数可采用1.1,对于圆钢组合结构和型钢结构可采用1.15-1.2。对于高耸结构除应进行顺风向荷载计算外，还应进行横风向振动验算。4.裹冰荷载。在空气湿度较大的地区，当气温急剧下降时，结构物的表面会有结冰现象，即成为裹冰。结冰主要取决于建筑物所在地区的气象条件，即空

5、气湿度的大小和气温的高低。寒冷的地区不一定就是裹冰最厚的地方，较温暖的地方也不一定就是裹冰较薄的地方。在同一地区离地面越高，裹冰越厚。一般来讲，裹冰是在无风或弱风时发生的。但在计算时，应与中等强度的风同时考虑，组合系数取¥cw=0.6o裹冰时的温度按-5°C计算。1.温度荷载。塔架平台与排烟筒之间的连接，一般都釆用滑道连接,纵向可自由变形。滑道应留有足够的横向膨胀间隙，以保证横向自由变形。塔架结构的温度应力和温度变形一般可以不予考虑。6•地震荷载。在抗震设防区则应考虑地震荷载。二、材料与结构形式的选择1.材料的选择。钢烟囱塔架和筒壁主要采

6、用低碳钢。低合金高强度钢结构用于受强度控制的杆件是经济的，当结构物或结构杆件受稳定、变形或长细比控制时，采用低合金高强度钢则不经济。在较大的塔架结构中，釆用低合金高强度结构钢比Q235可节约钢材20%〜30%。另外，低合金高强度结构钢的抗腐蚀性能较Q235好，用于露天结构，可以延长结构使用年限，减少维护费用。2.塔架结构形式的选择。钢塔架可根据排烟筒的数量，水平截面设计成三角形、四边形、六边形、八边形等。从立面形式来说，冇等坡度锥形塔架，有变坡度的抛物线形或折线形塔架。（1）塔架的平截面形式。塔架的平截面形式，对于经济效果和造型美观都有关

7、系。塔架的边数越多，它所耗用的钢材也越多，耗钢量最少的是三角形塔架。主耍原因如下:1）塔架所受荷载，主要是风荷载。在风荷载作用下，塔架受力与悬臂梁相似。所以，在多边形塔架中，离开塔身平截面形心越近的塔柱，越不能发挥材料的作用。2）虽然杆件数量增多，可以减少杆件的截面尺寸，但杆件数量的增加，要增加一些连接材料和挡风面积。因而塔架的边数越多，其荷载越大。3）塔架的边数越多，用于维护平面几何稳定的横膈材料也越多，三角形塔架不需要横膈材料。4）塔架的边数越多，连接节点越多，用于节点板的材料也越多。从结构安全介度上讲，边数较多的塔架比边数较少的塔架

8、具有更人的安全度。（2）塔架的立面形式及腹杆体系。钢塔架沿高度可采用单坡度或多坡度形式。塔架底部宽度与高度之比，不宜小于1/8,常取底盘宽度为整个塔高的1/4-1/8.。塔架底部宽度对塔架本身