自立式钢烟囱设计(GB50051-2002)

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 。

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 。

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。

竭诚为您提供优质文档/双击可除gb50051-20XX烟囱设计规范篇一：烟囱设计规范锅炉房烟囱设计新建锅炉房的烟囱设计应符合下列要求：1．燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱高度的规定：1)每个新建锅炉房只允许设一个烟囱，烟囱高度可按表8.4.10-1规定执行。

表8.4.10-1燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度(gb13271-20xx)表8.4.10-3燃煤锅炉砖烟囱出口内径参考值表8.4.10-4燃油、燃气锅炉钢制烟囱出口内径参考值6．当烟囱位于飞行航道或飞机场附近时，烟囱高度不得超过有关航空主管部门的规定。

烟囱上应装信号灯，并刷标志颜色。

7．自然通风的锅炉，烟囱高度除应符合上述规定外，还应保证烟囱产生的抽力，能克服锅炉和烟道系统的总阻力。

对于负压燃烧的炉膛，还应保证在炉膛出口处有20~40pa的负压。

每米烟囱高度产生的烟气抽力参见表8.4.10-5。

表8.4.10-5烟囱每米高度产生的抽力(pa)2．计算方法二：烟囱的阻力计算：1．烟囱的摩擦阻力pycm(单位为pa)：2．烟囱出口阻力pycc(单位为pa)：3．烟囱总阻力pyc(单位为pa)：砖烟囱和钢筋混凝土烟囱的结构应符合下列要求：1．砖烟囱的最大高度不宜超过50m。

2．烟囱下部应设清灰孔，清灰孔在锅炉运行期间应严密封好（可用黄泥砖密封）。

3．烟囱底部应设置比水平烟道入口低0.5~1.0m的积灰坑。

4．当烟囱和水平烟道有两个接入口时，两个接口一般应相对设置，并用与水平烟道成45o角的隔板分开，隔板高出水平烟道的部分，不得小于水平烟道高度的1/2。

5．烟囱应设置维修爬梯和避雷针。

钢烟囱的设计应符合下列要求：1．钢烟囱应有足够的强度和刚度，烟囱壁厚要考虑一定量的腐蚀裕度，当烟囱高度为20~40m，直径为0.2~1.0m 时，无内衬的筒体壁厚取4~10mm，有内衬的壁厚取8~18mm。

2．当烟囱高度和直径之比超过20时，必须设置可靠的牵引拉绳，拉绳沿圆周等弧度布置3~4根。

烟囱设计规范gb50051-2013
烟囱设计规范gb50051-2013
本标准规定了烟囱的设计要求，包括安全性能要求、吊装要求、运行
要求、技术要求、使用要求和检验要求等。

一、安全性能要求1、外表面
设计应避免温度过高而引起火灾、爆炸；2、烟囱安装应符合现行有关安
全规程，应从安装中考虑防火、防爆等安全性能；3、安装烟囱应明确材
料选用范围，并在实施中严格遵守。

二、吊装要求1、烟囱的吊装应由专
业的施工单位完成，并配备安全吊装设备；2、烟囱应安装在结构受力较
小的地方，以减少自身的受力；3、烟囱的支持体应足够结实、匀质，不
得出现影响烟囱运行的空鼓。

三、运行要求1、烟囱的运行温度应根据燃
烧机组的规定范围进行控制；2、烟囱的运行压力应根据燃烧机组的规定
范围进行控制；3、烟囱的操作应符合有关规定，确保完好运行。

四、技
术要求1、烟囱的技术参数应符合燃烧机组的规定；2、烟囱的宽度应满
足燃烧机组的规定范围；3、烟囱的高度应满足燃烧机组的规定范围。

五、使用要求1、烟囱应保持干净，以免影响其运行性能；2、烟囱应及时报修，以保证其安全运行；3、烟囱应定期安全检查，以保证其安全使用。

六、检验要求1、烟囱的检验应按照有关规定进行。

河南龙泉金亨电力有限公司（2×660MW）机组烟囱基础施工方案1.工程概况本工程为河南龙泉金亨2×6600MW机组工程，本期工程烟囱设计为两炉合用一座套筒式烟囱，根据环保与工艺专业要求，内筒为一个高度240米的钢筒，钢烟囱筒体部分直径8.5m。

钢内筒系自立式结构，直接支承在底部基础上。

烟囱基础采用钢筋混凝土圆形板式基础，基础由底板和环壁两部分组成。

底板直径为34.0m，基础底标高为-5.00m。

基础混凝土标号为C30，环壁混凝土标号为C40，垫层混凝土标号为C15。

烟囱设计室内±0.00相当于绝对标高282.9米,根据现场场平后的地形条件,拆除工作已基本完毕，具备开挖条件。

2.方案编制的主要依据2.1河南龙泉金亨2×6600MW机组工程施工组织设计2.2烟囱基础施工图F3761S-T03012.3《烟囱设计规范》（GBJ51-2002）2.4火电施工质量检验评定标准（土建工程篇）2.5钢筋混凝土结构施工规范GB50204-20022.6工程地质勘察报告3.施工准备3.1认真熟悉图纸，熟悉设计交底和图纸会审纪要，了解设计的具体意图、所使用的规范、规程等，熟悉操作规程和具体施工方法。

3.2施工所需钢材、水泥、砂石等，提前报出需用计划，根据工程进度，依次进场。

施工所需的集中搅拌混凝土已通过业主与集中搅拌站取得联系，做好了施工前的各项材料进场检验工作。

河南省第二建设集团龙泉金亨电厂项目部3.3工程施工所需周转用钢架管、钢模板等及时组织按需用计划依次进入现场。

3.4施工机械已就位，并完成调试，现场施工用水、用电已完成并具备施工条件。

3.5劳动力已按时进场，并满足施工需要。

3.6组织并配备土方工程施工所需各专业技术人员、管理人员和技术工人，建立较完善的技术岗位责任制和质量保证体系。

4.施工布置烟囱基础土方开挖采用2台挖掘机进行整体大开挖，4台5t自卸汽车运土至指定地点。

自立式钢烟囱荷载计算公式自立式钢烟囱是工业设备中常见的一种结构，它承担着排放废气的功能。

在设计和施工过程中，需要对烟囱的荷载进行合理计算，以确保其安全可靠地运行。

本文将介绍自立式钢烟囱荷载计算的公式和相关内容。

首先，我们需要了解自立式钢烟囱的荷载来源。

烟囱荷载主要包括自重荷载、风荷载、地震荷载和温度荷载。

其中，自重荷载是烟囱本身的重量，风荷载是由于风力作用在烟囱上产生的荷载，地震荷载是由于地震力作用在烟囱上产生的荷载，温度荷载是由于烟囱温度变化引起的荷载。

接下来，我们将介绍自立式钢烟囱荷载计算的公式。

1. 自重荷载计算公式。

自重荷载是烟囱本身的重量，可以通过以下公式计算：自重荷载 = 烟囱截面积×烟囱长度×烟囱材料密度。

2. 风荷载计算公式。

风荷载是由于风力作用在烟囱上产生的荷载，可以通过以下公式计算：风荷载 = 0.5 ×风压系数×风速²×烟囱截面积。

3. 地震荷载计算公式。

地震荷载是由于地震力作用在烟囱上产生的荷载，可以通过以下公式计算：地震荷载 = 烟囱质量×地震加速度。

4. 温度荷载计算公式。

温度荷载是由于烟囱温度变化引起的荷载，可以通过以下公式计算：温度荷载 = 烟囱线膨胀系数×烟囱长度×温度变化量。

通过以上公式，我们可以计算出自立式钢烟囱的各项荷载，进而进行结构设计和施工。

需要注意的是，以上公式中的一些参数需要根据实际情况进行调整，例如风压系数、风速、地震加速度、温度变化量等，这些参数需要根据当地气候条件和地震烈度等因素进行合理选择。

除了荷载计算公式外，还需要对烟囱的结构进行合理设计，以确保其能够承受各项荷载。

在结构设计中，需要考虑烟囱的材料、截面形状、连接方式等因素，以提高其承载能力和抗风抗震能力。

此外，施工过程中也需要对烟囱进行严格的质量控制和安全监测，以确保其在运行过程中不会出现安全隐患。

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废气治理行业烟囱一般为碳钢和玻璃钢烟囱。

烟囱设计应符合烟囱设计规范。

1
玻璃钢烟囱
1.烟囱长期运行不得超过100℃，当烟气超出运行条件时，一般可在烟囱前端设置降温措施；
2.事故发生时的30min内温度不得超过树脂的玻璃化温度；
3.环境最低温度不低于-40℃；
4.自立式玻璃钢烟囱的高度不超过30m，且其高径比（H/D）不宜大于10，拉索式玻璃钢烟囱高度不超过
45m，且其高径比（H/D）不宜大于20，塔架式玻璃钢烟囱，其跨径比（L/D）不宜大于10；【玻璃钢烟囱，主要用塔架式烟囱，L指烟囱横向支撑间距】
5.塔架式、拉索式玻璃钢烟囱层间挠度不应超过相应支撑间距的1/120。

钢烟囱设计中橫风向风振效应的控防摘要：通过理论分析和计算，对自立式钢烟囱的橫风向风振问题进行探讨，研究钢烟囱橫风向风振的区域和振动规律，并提出解决烟囱晃动的方法。

关键词：钢烟囱；橫风向风振；设计；控制钢烟囱上有风荷载作用时，会在烟囱两侧背后产生交替的漩涡，且将由一侧然后向另一侧交替脱落，形成卡门涡列，卡门涡列的发生会使建筑物表面的压力呈周期性变化，作用方向与风向垂直，称为横风向风振，振动伴随着漩涡的出现而产生强迫振动，一旦振动增强，又会有由振动控制的涡流发生，结构发生剧烈共振，表现出自激振动的特性。

钢烟囱发生横风向风振现象在实际工程中时有发生，特别是烟囱刚度较小时，临界风速一般小于设计的最大风速，因此，临界风速出现的概率较大，一旦临界风速出现，涡流脱落的频率与烟囱的自振频率相同，烟囱就会发生横风向共振。

橫风向风振带来的危害很大：1)由风振产生的惯性力在结构中引起附加应力；2)由于风振反应发生的频度较高，有可能使结构产生疲劳效应。

1 横风向风振的相关公式根据GB 50051—2013《烟囱设计规范》，对于直立式钢烟囱，当其坡度小于或等于2%时，应根据雷诺系数的不同情况进行橫风向风振验算：Re=69 000vd(1a)(1b)(1c)式中：vcr,j为第j振型临界风速，m/s；vH为烟囱顶部H处风速，m/s；v为计算高度处风速，m/s，计算烟囱筒身风振时可取v=vcr,j；d为圆形杆件外径，计算烟囱筒身时，可取烟囱2/3高度处外径；St为斯托罗哈数，根据GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》可取0.2；Ti为结构或杆件的第j振型自振周期，s；uH为烟囱顶部H处风压高度变化系数；w0为基本风压，kPa。

根据GB 50051—2001《烟囱设计规范》，等截面自立式钢烟囱自振周期：(2)式中：Ti为第i振型的周期，s；H为烟囱总高；Et为在温度作用下的钢材弹性模量，kN/m2；I为筒身下端截面惯性矩，m4；g为重力加速度，取9.8 m/s2;W为筒身底部单位长度重量，kN/m；C1为与振型有关的系数：第1振型取3.515，第2振型取22.034，第3振型取61.701。

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。

钢制烟囱标准VOCs 废气治理设备的烟囱在GB162971996中称之为排气筒。

排气筒工艺计算的几个指标为直径、高度、厚度、隔热。

以下是部分指标的相关标准：直径：根据HJ 20002010《大气污染治理工程技术导则》中5.3.5表述，排气筒的出口直径应根据出口流速确定，流速宜取15m/s 左右。

当采用钢管烟囱且高度较高时或烟气量较大时，可适当提高出口流速至2025m/s。

高度：根据HJ 20002010《大气污染治理工程技术导则》中5.3.2表述，排气筒的高度应按GB16297和行业、地方排放标准的规定计算出的排放速率确定，排气筒的最低高度应同时符合环境影响报告批复文件要求。

根据GB162971996《大气污染物排放标准》7.1，排气筒高度除须遵守表列排放速率标准值外，还应高出周围200m 半径范围的建筑5m 以上，不能达到该要求的排气筒，应按照对应的表列排放速率标准值严格50%执行。

厚度：根据GB500512013《烟囱设计规范》中10.3.3表述，钢烟囱的筒壁最小厚度应满足下列公式要求：烟囱高度不大于20m 时，tmin=4.5+C；烟囱高度大于20m 时，tmin=6+C。

式中，tmin 为筒壁的最小厚度（mm）；C 为腐蚀厚度裕度，有隔热层时取C=2mm，无隔热层时取C=3mm。

隔热：根据GB500512013《烟囱设计规范》中10.3.4表述，隔热层的设置应符合下列规范规定：当烟气温度高于本规范表3.3.1规定的最高受热温度时，应设置隔热层。

表3.3.1中规定，钢烟囱筒壁的最高受热温度为：碳素结构钢250℃（用于沸腾钢）、350℃（用于镇静钢）；低合金结构钢和可焊接低合金耐候钢400℃。

隔热层的厚度应由温度计算确定，但最小厚度不宜小于50mm。

对于全辐射炉型的烟囱，隔热层厚度不宜小于75mm。

隔热层应与烟囱筒壁牢固连接，当采用不定型现场浇筑材料时，可采用锚固钉或金属网固定。

烟囱顶部可设置钢板圈保护隔离层边缘。

住房和城乡建设部公告第1596号――关于发布国家标
准《烟囱设计规范》的公告
文章属性
•【制定机关】住房和城乡建设部
•【公布日期】2012.12.25
•【文号】住房和城乡建设部公告第1596号
•【施行日期】2013.05.01
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】标准定额
正文
住房和城乡建设部公告
（第1596号）
关于发布国家标准《烟囱设计规范》的公告
现批准《烟囱设计规范》为国家标准，编号为GB50051-2013，自2013年5月1日起实施。

其中，第3.1.5、3.2.6、3.2.12、9.5.3（4）、14.1.1条（款）为强制性条文，必须严格执行。

原国家标准《烟囱设计规范》GB50051-2002同时废止。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

住房城乡建设部
2012年12月25日。

自立式钢烟囱大导程螺旋破风圈计算施工工法自立式钢烟囱大导程螺旋破风圈计算施工工法一、前言随着工业的发展和环保意识的增强，自立式钢烟囱成为了很多工程项目中不可或缺的设备。

然而，在高大、自立式钢烟囱中，由于风的作用而产生的风压力和风振动常常会对烟囱的稳定性和安全性产生较大的影响。

为了解决这个问题，大导程螺旋破风圈被设计出来并广泛应用于大型自立式钢烟囱的施工中。

二、工法特点大导程螺旋破风圈是一种可以有效降低烟囱受风力影响的控制措施。

它通过在烟囱的外部表面增加一层螺旋形的圈带，使得风通过烟囱时形成旋转流动，从而破坏风的层流状态，减小风对烟囱的影响。

三、适应范围大导程螺旋破风圈适用于高大型自立式钢烟囱，特别是在风压力较大的地区或环境中，效果更加显著。

四、工艺原理大导程螺旋破风圈的实际工程应用主要是通过计算烟囱的尺寸、风载荷和破风圈的形状参数，以及结构稳定性等因素，来确定合理的破风圈的设计方案。

同时，还需要结合实际工程情况，采取相应的技术措施，如破风圈的制作、安装和调试等，以保证施工过程的顺利进行和工程质量的有效控制。

五、施工工艺大导程螺旋破风圈的施工工艺涉及到烟囱的加工、制作、破风圈的制造和安装等过程。

首先，根据设计要求，制作出合适尺寸的破风圈的模具。

然后，将破风圈材料进行切割、翻边、焊接等加工工艺。

最后，将制作好的破风圈安装到烟囱的外部表面上，进行调整和固定。

六、劳动组织根据实际工程的规模和要求，确定合适的人员配备和施工组织架构，确保施工过程中人员的合理分工和协作。

同时，还要合理规划施工进度，确保施工任务的按时完成。

七、机具设备大导程螺旋破风圈的施工需要使用一些特定的机具设备，如焊接设备、切割设备、翻边设备等。

这些设备需要具备良好的性能和操作性，以满足施工工艺的要求。

八、质量控制为了保障工程质量和达到设计要求，施工过程中需要进行严格的质量控制。

采取相应的测试和检验方法，确保破风圈的尺寸、形状和质量符合要求。