自立式钢烟囱的设计

广东省轻纺建筑设计院自立式钢烟囱基础顶面内力计算与基础设计钢烟囱基础顶面内力计算 一、钢烟囱基本信息烟囱直径：d =2500mm ； 烟囱高度：H =20000mm烟囱运行重量：15T （折合150kN ） 二、烟囱基础地震作用计算1）罐体基本自振周期 根据《烟囱设计规范》（GB50051-2013）钢烟囱基本自振周期按如下公式计算，dH T 2211024.026.0-⨯+= （1） 式中，1T 为结构基本自振周期；H 为结构高度；d 为烟囱直径。

已知H =20m ，d =2.5m ，代入公式（1）求得T 1=0.644s 。

2）地震动设计参数抗震设防烈度为8度，设计地面基本加速度0.20g ，场地类别为Ⅲ类，地震分组为二组。

根据《构筑物抗震设计规范》（GB50191-2012）表5.1.5-1及5.1.5-2得，对于多遇地震场地水平地震影响系数最大值αmax =0.16，场地特征周期T g =0.55s 。

根据《烟囱设计规范》，取钢烟囱的阻尼比为0.01。

根据5.1.6条第2款：当构筑物阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数需参考下述公式计算。

ζζγ63.005.09.0+-+= （2）式中，γ为曲线下降段的衰减指数；ζ为阻尼比。

代入数据求得γ=1.0111。

ζζη6.108.005.012+-+= （3）式中，2η为阻尼调整系数，当小于0.55时取为0.55。

代入数据求得2η=1.4167。

根据5.1.6条1款图5.1.6地震影响系数曲线：T g <T 1<5T g ，故计算地震影响系数，19325.016.04167.1644.055.00111.1max 2g =⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=αηαγT T （4） 且max 12.0αα>。

3）水平地震作用计算烟囱基本自振周期的等效总重力荷载G eq =150kN 。

根据5.2.1条第1款，结构总水平地震作用标准值kN 9875.28eq EK ==G F α，则水平地震作用倾覆弯矩标准值kN.m 875.289EK =M 。

钢烟囱施工作业设计一、工程概况1.1本工程为**钢厂烟囱制作安装。

烟囱高度为50m，直径为6.8m。

结构形式为单体无塔架烟囱。

烟囱筒体为钢结构。

钢板的厚度为下部20m内采用18mm厚钢板；中部15m内采用14mm厚钢板；顶部15m 采用12mm厚钢板。

筒体的连接形式为焊接，整个烟囱的总重量约150吨。

1.2工程特点：1、构件运输难度较大，构件制作安排在加工厂内完成，圈板的周长为21.35m，分段在加工厂处理好坡口并卷好后运输到现场。

2、安装难度大，安装作业区地面空间狭窄，吊车等大型起重设备无法在现场使用，增加了作业难度。

1.3烟囱施工主要技术依据（1）施工图纸及设计说明；（2）《钢结构工程施工及验收规范》（3）《钢结构制作安装施工规程》（4）《钢结构工程质量检验评定标准》二钢烟囱制作方案2.1 材料接收及要求（1）钢结构制作使用的钢材，应附有钢材质量证明书，各项指标应符合设计文件的要求和国家现行有关标准的规定，不合格材料严禁使用，应及时退回供货方换货。

（2）到场的钢材应分别摆放，尽量避免不同规格的材料混合堆放，同时摆放材料要垫平，避免人为造成的材料堆压变形，给施工造成麻烦。

（3）焊接所用的焊条必须有产品合格证，并应符合国家《碳钢焊条》GB5117 标准的规定，同时要经实际操作使用试验，合格的方允许使用，电焊条应存放于通风干燥的仓库内，随用随取。

（4）防腐所用油漆，开桶前应根据油漆桶上的标签弄清材质和颜色。

油漆供货的同时应附带有产品合格证。

2.2 钢烟囱制作（1）正式开工前，组织所有施工人员进行详细的技术交底，同时组织焊工进行必要培训和考核，进一步做好资格认定工作，不合格焊工严禁上岗。

（2）烟囱筒体钢板制作，采用首尾相接卷制壁板，筒体的纵环焊缝全部采用手工焊，焊缝均采用双面焊接。

三、钢烟囱安装方案（1）根据本工程特点，由于受施工场地限制，本项目施工采用正装法施工。

（2）根据本工艺特点，烟囱圈板分三块组成。

- 10 -论文广场石油和化工设备2020年第23卷海上平台自立式钢制烟囱的新型结构设计程新宇，沈志恒，李争，朱保庆（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300452）[摘 要] 工程设计中钢制烟囱结构一般分为塔架式、自立式、拉索式。

对于高径比小于20的钢制烟囱可采用自立式结构。

海上固定平台由于空间限制，主电站的排烟系统采用了不同于一般钢制烟囱侧面开孔接入烟道的方式，而采用排烟道与钢烟囱直连的结构。

本文提出了一种新型高温钢制烟囱结构形式，并详细介绍了分析计算方法。

[关键词] 自立式；高温钢烟囱；应力分析；ANSYS有限元作者简介：程新宇（1979—），男，天津人，硕士，中级工程师。

海洋石油工程股份有限公司海上油气平台总体及配管设计工程师。

图1 烟囱三维模型示意图 图2 钢制烟囱尺寸图海上固定平台中一般设置有大型发电机组，发电机组通常由透平发动机和发电机组成，透平发动机排出的烟气通过排烟管道和钢制烟囱排至平台安全地点，烟气温度高达550℃。

在工程设计中钢制烟囱结构一般分为塔架式、自立式、拉索式，对于高径比小于20的钢制烟囱可采用自立式结构[1][2]。

海上固定平台由于空间限制，主电站的排烟系统采用了不同于一般钢制烟囱侧面开孔接入烟道的方式，而是采用排烟管道与钢制烟囱直连的结构。

侧面接入烟道的钢制烟囱，由于烟囱固定基础远离烟道接入口，高温烟气对于钢制烟囱的固定基础热影响较小。

但对于本文提出的烟道连接方式和固定基础的结构形式，钢结构的温度应力是设计中必须考虑的重要因素。

国内现行的烟囱设计标准及规范中未考虑温度应力对于钢制烟囱的影响[1][2][5]，相关的参考文献中很少涉及这一问题。

本文针对提出的一种新型的高温钢烟囱结构形式，通过有限元分析计算了钢制烟囱的温度分布以及在热应力和外部载荷作用下，钢制烟囱新型结构的安全可靠性能。

1 自立式钢制烟囱设计方案图1为透平发动机废热装置排烟管道与钢制烟囱安装的三维模型示意图。

某钢厂自立式钢烟囱结构设计魏保敏【摘要】Taking the 45 m self-standing steel chimney as an example,the paper specifically describes self-standing steel chimney design meth-ods,features and design matters. Through software compiling computation program,it calculates and compares self-standing steel chimney,an fi-nally determines its design section,which has certain guiding role for designing self-standing steel chimney structure.%以45 m 高自立式钢烟囱为例，详细阐述了自立式钢烟囱的设计方法、特点以及设计中应注意的问题，并通过软件编制计算程序，对自立式钢烟囱进行计算、比较，最终确定了其设计断面，对自立式钢烟囱的结构设计有一定的参考作用。

【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(000)028【总页数】2页(P38-39)【关键词】自立式;钢烟囱;结构设计【作者】魏保敏【作者单位】中冶南方工程技术有限公司，湖北武汉 430223【正文语种】中文【中图分类】TU391某钢厂除尘工程，根据通风专业要求需设置烟囱，烟囱高度45 m，直径4.6 m，最高烟气温度40 ℃；基本风压0.35 kN/m2,地面粗糙度为B类，地震设防烈度6度，地震加速度0.05g，地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。

2.1 材料选用钢烟囱分为塔架式、拉索式、自立式烟囱。

根据工程条件，结合实际情况，本设计采用钢烟囱。

钢烟囱、检修平台、旋转爬梯的材质均采用Q235B，其质量应符合现行国家标准GB/T 700碳素结构钢的规定。

51m钢烟囱(自立式)结构设计计算excel表1. 引言近年来，随着工业的不断发展，工厂和大型建筑物中的钢烟囱越来越普遍。

钢烟囱作为工业建筑中重要的排烟设施，其结构设计与计算显得尤为重要。

本文将对一种高度为51m的钢烟囱进行自立式结构设计计算，并使用excel表进行相应的计算。

2. 烟囱结构设计钢烟囱的结构设计需要考虑到以下几个方面：2.1. 烟囱的高度、直径和材料属性。

2.2. 烟囱的风载荷和地震荷载。

2.3. 烟囱的自重和温度应力。

2.4. 烟囱的基础设计。

3. 烟囱结构计算excel表本文中所设计的excel表主要包括以下几个部分：3.1. 烟囱的几何参数输入：包括烟囱的直径、高度、材料属性等。

3.2. 烟囱的风载荷和地震荷载计算：根据工程地理位置及当地环境，计算烟囱所受风载和地震荷载。

3.3. 烟囱的自重和温度应力计算：考虑烟囱本身的自重以及排烟时受到的温度变化，计算烟囱的应力情况。

3.4. 烟囱的基础设计：根据烟囱的几何参数和受力情况，设计烟囱的基础参数。

4. 结果分析通过excel表计算得到的数据结果，可以清晰地得知烟囱结构在各种受力情况下的应力情况，可以进一步评估烟囱的稳定性和安全性。

通过excel表的灵活性和便捷性，还可以进行参数的调整和结果的对比分析，从而优化烟囱的结构设计。

5. 结论51m钢烟囱的自立式结构设计计算excel表，不仅可以帮助工程师快速准确地计算并评估烟囱的结构设计，还可以为烟囱的优化设计提供有力的参考依据，设计计算excel表的使用将在未来得到更广泛的应用。

6. 实例分析为了更具体地说明51m钢烟囱自立式结构设计计算excel表的实际应用，我们可以选取一个具体的工程实例进行分析。

假设某工厂需要建造一座高度为51m的钢烟囱，我们可以借助excel表进行相关参数的计算和分析。

我们输入烟囱的直径、材料属性、所在地的风载荷和地震荷载等参数。

根据excel表中设定的公式和计算方法，我们可以得到烟囱受力情况下的应力、变形等数据。

自立式钢烟囱与钢内筒提升方法分析【摘要】本文主要介绍了自立式钢烟囱与钢内筒提升方法的背景和意义，分析了自立式钢烟囱的特点与应用以及钢内筒提升方法的原理及优势。

针对自立式钢烟囱提升方法和钢内筒提升方法进行了深入分析，并提出了钢内筒提升方法的优化策略。

对自立式钢烟囱与钢内筒提升方法的安全性和经济性进行了分析。

总结了自立式钢烟囱与钢内筒提升方法的关键技术，并展望了未来的发展方向。

通过本文的研究，可以更好地了解自立式钢烟囱与钢内筒提升方法的相关知识，并为相关领域的进一步研究提供参考。

【关键词】自立式钢烟囱、钢内筒提升方法、特点、应用、原理、优势、分析、优化策略、安全性、经济性、关键技术、发展方向。

1. 引言1.1 介绍自立式钢烟囱与钢内筒提升方法分析的背景自立式钢烟囱是用于热电厂、化工厂、钢铁厂等工业设施中的重要设备，其安装提升方式对设备的安全性、稳定性和效率都有着重要影响。

钢内筒作为自立式钢烟囱的核心部件，在提升过程中也需要一套有效的方法来保证其稳定性和可靠性。

随着科技的不断发展和工业设施的不断更新换代，传统的自立式钢烟囱提升方法已经不能满足当前的需求，因此对提升方法进行分析和优化已显得尤为重要。

通过对自立式钢烟囱与钢内筒提升方法的研究与分析，可以为提升方法的改进和优化提供理论依据，提高设备的安全性和效率，降低维护成本，推动工业设施的可持续发展。

本文旨在对自立式钢烟囱与钢内筒提升方法进行全面分析，探讨其关键技术和未来发展方向，为相关领域的研究和工程实践提供参考。

通过深入研究，可以为工程技术人员和决策者提供指导，为工业设施提升工作的顺利进行提供支持。

1.2 阐明研究目的和意义自立式钢烟囱与钢内筒提升方法是工业领域中常见的设备，其在建筑、化工、电力等领域有着广泛的应用。

研究自立式钢烟囱与钢内筒提升方法的目的在于分析其特点和优势，探讨其提升方法及优化策略，以及评估其安全性和经济性，为相关行业提供技术支持和决策依据。

烟囱设计的规范1 总则1.0.1 为了在烟囱设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规范。

1.0.2 本规范用于砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、钢烟囱、套筒式烟囱、多管式烟囱、烟囱基础和烟道设计。

1.0.3 本规范是按照国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068）和国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》（GB/T 50083）规定的原则制定的。

1.0.4 烟囱设计除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

1.0.5 本规范采用的设计基准期为50 年。

2 术语、符号2.1 术语2.1.1 烟囱 chimney用于排放工业与民用炉窑高温烟气的高耸构筑物。

2.1.2 筒身 shafi烟囱基础以上部分，包括筒壁、隔热层和内衬等部分。

2.1.3 筒壁 shell烟囱筒身的最外层结构，用于保证筒身稳定。

2.1.4 隔热层 insulation置于筒壁与内衬之间，使筒壁受热温度不超过规定的最高温度。

2.1.5 内衬 lining分段支承在筒壁牛腿之上的自承重砌体结构，对隔热层起到保护作用。

2.1.6 钢烟囱 steel chimney筒壁材质为钢材的烟囱。

2.1.7 钢筋混凝土烟囱 reinforced concrete chimney筒壁材质为钢筋混凝土的烟囱。

2.1.8 砖烟囱 brick chimney筒壁材质为砖砌体的烟囱。

2.1.9 自立式钢烟囱 selfsupporting steel chimney筒身在不加任何附加受力支撑条件下，与基础一起构成一个稳定结构的钢烟囱。

2.1.10 拉索式钢烟囱 guyed steel chimney筒身与拉索共同组成稳定体系的钢烟囱。

2.1.11 塔架式钢烟囱 framed steel chimney筒身与塔架共同组成稳定体系的钢烟囱。

2.1.12 单筒式烟囱 single tube chimney内衬分段支承在筒壁上的普通烟囱。

自立式钢烟囱设计案例某矿焦槽除尘钢烟囱，烟囱总高度H=42m，烟气温度Tgas=40℃, 筒身全部采用Q235 钢，无隔热层，筒身 10.8m 处开 4000*4620 的一个矩形洞口。

夏季极端最高温度T sum = 40.00℃冬季极端最低温度T win = -4.00℃最低日平均温度T win = -5.00℃烟囱日照温差△T = 20.00℃基本风压。

0 = 0.35kN/m2瞬时极端最大风速: 50.00(m/s)地面粗糙度: B类地形修正系数C t : 1.00烟囱筒体几何缺陷折减系数δ= 0.50烟囱安全等级: 二级抗震设防烈度: 6度(0.05g)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: 2.00mm烟囱底板材料: Q235(B)烟囱底板内径D1: 4500.00mm烟囱底板外径D2: 6000.00mm偏心弯矩M e : 0.00kN.m地脚螺栓材料: Q235(B)地脚螺栓数量n: 36地脚螺栓腐蚀裕量c2 : 4.0mm地脚螺栓中心线直径D3: 5500mm 筋板材料: Q235(B)筋板高度hj: 1000.00mm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（1）基本设计资料输入根据设计资料中的信息，按界面中参数输入。

其中“荷载效应分项系数”即为荷载组合项，程序自动设置，用户可以自己修改。

“瞬时极端最大风速”并非规范内容，若甲方有需求，则由甲方提供参数，若没有需求，这个参数不用管，后续对应它的结果不考虑。

（2）烟囱材料定义用于隔热层及筒身的材料定义，按实际输入即可。

（3）几何尺寸信息根据工程概况中的几何尺寸，按表格中对应项，逐项输入。

根据输入的分段高度增加或删除。

钢平台及洞口按标高输入即可。

目前一个标高只支持一个洞口的输入。

（4）基础底座资料根钢烟囱模块计算到钢底座部分，根据实际工程输入下图中对应的参数，软件会计算钢底板厚度，地脚螺栓直径以及筋板和盖板的厚度。