烟囱计算书[共18页]

1、结 构 计 算 书工程名称： 威海恒邦化工有限公司 乳山化肥厂3万吨/年合成氨搬迁改造工程 项 目： 三废混燃炉-烟囱基础计 算： 校 对： 审 核： 北京蓝图工程设计有限公司2008年 10月 7 日计算书一、 设计资料1、 烟囱高度 H=45 m ，基础顶高出室外地坪500mm。2、 基本风压 =0.65 KN/m2 ，地面粗糙度 B类，3、 本工程结构安全等级:二级;设计使用年限50年:抗震设防烈度:六度;设计基本地震加速度值:0.05g，设计地震分组：第一组;场地类别为 II 类. 4、烟气温度：二、上部钢烟囱永久荷载上部荷载见附图1；三、 风荷载及弯矩计算; K= Z s z 0 K

2、 风荷载标准值 （KN/m2 ）; Z 高度 z处的风振系数;s 风荷载体形系数;0 基本风压（KN/m2 ）; 1、钢烟囱结构自振周期计算：经验公式：一般情况：T1=（0.0070.013）H 依据：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)附录 E.1.1对于自立式钢烟囱，有经验可得： T1=0.013H ，H=45 .5m 可得T1=0.01345.5 = 0.59 s 2、顺风向 0=0.65 KN/m2 时风荷载系数计算：（1）、风荷载高度变化系数z 将烟囱分为9部分：如图一： 每一部分的控制截面为该部分的线截面处，其编号等同与部分编号查：建筑结构荷载规范（GB

3、50009-2001）(2006年版)表7.2.1得：地面粗糙度 B类截面编号0123456789标高45.540.535.530525.520.515.510.58.50.5z1.621.571.501.431.341.261.151.011.01.0图一（2）、风荷载体型系数s查：建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.3.1由 1/7H/d=45.0/(3.016.+2.016)/2=180.015 s =(3)、风振系数 Z 计算 风振系数脉动增大系数 脉动影响系数振型系数1、脉动增大系数 查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表

4、7.4.3 0 T12 = KN S2/m2 地面粗糙度 B 类,钢结构： 四、 脉动影响系数 =1x1）脉动影响系数 1查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.4.4-1当 H=45.5 ，B 类时：1=0.86 。2）、修正系数和查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.4.4-2 BH/B0=2.02/3.032=0.666= 为构筑物迎风面在Z高度处的宽度 BZ 与底部宽度B0 的比之:截面编号0123456789标高45.540.535.530525.520.515.510.58.50.55BZ2.02.02.02.02.

5、02.02.02.02.03.0B03.03.03.03.03.03.03.03.03.03.00.670.670.670.670.670.670.670.670.671.0a) 、振型系数 查 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表F1.1得：只考虑第一阵型截面编号0123456789标高45.540.535.530.525.520.515.510.58.50.51.00.860.620.550.410.280.180.080.060.02Z/H1.00.890.780.670.560.450.340.230.190.01 表; 顺风向0=0.65 KN/m2 时风

6、荷载系数及风荷载标准值计算表截面编号标高（m）zsZK045.51.620.602.070.861.380.670.801.02.02 1.28 140.51.570.670.800.861.91 1.17 235.51.500.670.800.621.68 0.99 330.51.430.670.800.551.64 0.91 425.51.340.670.800.411.51 0.79 520.51.260.670.800.281.37 0.67 615.51.150.670.800.181.26 0.56 710.51.010.670.800.081.13 0.45 88.51.00.6

7、70.800.061.10 0.43 90.51.01.01.190.021.05 0.41 备注：1、=1x 2、 3、K= Z s z 0 4、0=0.65 KN/m23、横风向振判断1）第一振型临界风速 据 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.6.1之5条： D=2.0 m Ti =0.59 St =0.20可得： 2）烟囱 雷诺数 Re 及横向风振判断据 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.6.1之4条： Re=69000DD=2.0 m=22.0 m/s可得：Re=6900016.92=2.33.106据 建筑结构荷载规

8、范（GB 50009-2001）(2006年版)表7.6.1之3条：3.0105 Re=2.33106 3.5106可判断发生超临界范围的风振，可不作处理。表： 顺风向水平风力及弯矩值截面号标高(m)节高(m)平均外径Dp均布风荷载平均值kN/集中风荷载(KN)各截面弯矩(KN.m)045.55.02.032140.55.02.0321.22 12.42 31.06 235.55.02.0321.08 10.94 120.51 330.55.02.0320.95 9.64 261.42 425.55.02.0320.85 8.64 448.04 520.55.02.0160.73 7.41 6

9、74.78 615.55.02.0320.62 6.28 935.77 710.522.0320.51 5.13 1225.31 88.58.02.0160.44 1.78 1348.03 90.50.52.5320.42 8.49 1879.97 烟囱风荷载分布图四、地震作用效应计算： 该烟囱总高45.5米，小于100米，可采用烟囱设计规范（GB 50051-2002）第5.5.4第1条，按简化法进行抗震计算.根据改该工程抗震设防烈度:六度;设计基本地震加速度值:0.05，据烟囱设计规范（GB 50051-2002）第5.5.1第2条，不考虑竖向地震作用。水平地震力产生的弯矩和剪力（1）、水

10、平地震影响系数 1）、特征周期 ：II类场地，第一组，=0.35 （s）2）、结构自振周期; T=0.59 （s）3）、地震影响系数曲线下降段的衰减指数：据烟囱设计规范（GB 50051-2002）第5.5.1第1条，钢烟囱的结构阻尼比：=0.01.4）、阻尼调整系数 5)、水平地震影响系数最大值 震设防烈度:六度;设计基本地震加速度值:0.05，查据烟囱设计规范（GB 50051-2002）表5.1.4-1 6)水平地震影响系数 （2）、烟囱筒身总重 =36039 kg（3)、筒身重心高度 H0 （4）、烟囱底部地震弯矩 M0 KN.M(5)、烟囱底部剪力 1)、烟囱底部地震剪力修正系数据烟

11、囱设计规范（GB 50051-2002）表5.5.5 内插法可得： 2）、烟囱底部剪力 KN.五、基础设计:(1)、作用在基础顶面的力：通过对基本组合和地震作用效应组合比较，可得基本组合为控制组合。1、基本组合：自重+风载 式中 烟囱重要性系数，因烟囱高度小于200米，故安全等级为二级，=1.0。 =1.2 永久荷载分项系数 =1.4 风荷载分项系数基础顶面于烟囱筒身9号截面等同。所以： 设计值计算N= KN KN.M KN标准值计算：Nk= KN KN.M KN（2）地基计算:据烟囱设计规范（GB 50051-2002）11.2.1烟囱基础地基压力计算，应符合下列规定：偏心荷载作用时满足：

12、1） 2） 地基最大压力 3)地基最小压力 基础尺寸假设如图:基础尺寸图 作用在基础底面的作用： Nk= KN KN.M m2 KN(20KN/M 2为平均回填土容重)W= m3I= m4本工程地基选用第四岩土花岗岩石层为持力层，承载力特征值 fak=350KPa. 偏安全考虑取： fak=350KPa 可得底板尺寸满足规范要求。（3）基础设计 1）、基础底板净反力 p据烟囱设计规范（GB 50051-2002）11.4.2条 KN/m22)冲切计算 据烟囱设计规范（GB 50051-2002）11.4.3条得：环壁外边缘：环壁内边缘： =满足冲切验算。3）底板配筋计算 据烟囱设计规范（GB

13、50051-2002）11.4.5条得：底板下部半径R4处单位弧长的径向弯矩设计值： = =42.50 KN.M底板下部半径R4处单位宽度的环向弯矩设计值： KN.M取宽1米板配筋计算：112 混凝土强度等级：C25 fc 11.94N/mm ft 1.27N/mm 113 钢筋强度设计值 fy 300N/mm Es 200000N/mm 114 由弯矩设计值 M 求配筋面积 As，弯矩 M 42.5kNm 115 截面尺寸 bh 1000*700mm ho h - as 700-40 660mm 12 计算结果： 121 相对界限受压区高度 b b 1 / 1 + fy / (Es * cu) 0.8/1+300/(200000*0.0033) 0.550 122 受压区高度 x ho - ho 2 - 2 * M / (1 * fc * b) 0.5 660-6602-2*42500000/(1*11.94*1000)0.5 5mm 123 相对受压区高度 x / ho 5/660 0