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 18-1996，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A

ni

其计算公式为 A ni π 4 6002 5842 mm 2

接着，我们需要计算截面处的净截面抵抗矩W

ni

其计算公式为W ni

0.77d2t=0.77×6002×8=xxxxxxxmm3.其中，f t

210N/mm2，σ crt

668.4N/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N

i

其计算公式为N i 1.2N ik N 1

1.2×(1.17×10)+91.2=105.2kN。同样地，我们还需要计算出钢烟囱水平计算截面i的最大弯矩设计值M

i

其计算公式为M

i 1.4M ik M 1

122kN·m。荷载效应组合（自重+风）截面强度及局部稳定计算结果如下表所示：

截面号 | N iN/mm2 A ni M iN/mm2 W ni N i M i≤f

t 或σ crtA ni W ni

2 | 105×103÷=7.06 | 满足要求 | 满足要求 | 3 | 124×103÷=8.34 | 满足要求 | 满足要求 | 2 | 141.6×103÷=9.52 | 满足要求 | 满足要求 |

3 | 122.3×103÷xxxxxxx=0.055 | 满足要求 | 满足要求 |

接下来，我们需要进行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。根据计算简图，我们可以得出筒身面积A

m

mm2，截面惯性矩I=6.52×108mm4，回转半径i=209.3mm。根据这些参数，我们可以计算出钢烟囱的长细比λ=ul/ i=1.0×/209.3=119.4，欧拉临界压力N

EX

1.76×1010N。此外，我们还需要计算出参数Φ=0.437（查《烟囱设计规范》附录B）。最终，我们可以计算出N

2

124×103，M 2

122.3×106.根据这些参数，我们可以得到钢烟囱整体稳定验算结果。

首先，我们需要计算钢烟囱的自重及最大轴向压力设计值，以判断其整体稳定性。根据计算结果，钢烟囱的轴向压力设计值为75.08N/mm2，小于210N/mm2，因此满足整体稳定要求。

接下来，我们需要计算地脚螺栓的最大拉力。由于拉索式钢烟囱底部固接，XXX与筒体连结处为铰接，因此可以进行简化计算。根据计算结果，地脚螺栓的最大拉力为55.14kN，小于M27螺栓受拉承载力设计值.3kN，因此符合要求。

钢烟囱底座基础局部压应力也需要进行计算。根据计算公式，我们可以得到钢烟囱底部最大轴向压力设计值G为141.6kN，钢烟囱底部与轴力相对应的弯矩设计值M为105.4kN·m，混凝土在温度作用下的轴心抗压强度设计值fct

为9.75N/mm2.代入计算公式，我们可以得到混凝土局部受压时的强度提高系数βL为6.2，最终得出钢烟囱底座基础局部压应力为GM/At+M·W/ct·W/βL·AL≤ωfct·AL，其中At为钢筋与混凝土基础的接触面积，W为钢烟囱与混凝土基础接触面截面抵抗矩，响系数。

AL为局部受压的计算底面积，ω为荷载分布影