拉索式钢烟囱计算书

1、拉索式钢烟囱计算书一、设计资料1、钢烟囱高度H=20m,直径D=426mm,厚度t=8mm。2、基本风压：W0=O.55kN/m23、地面粗糙度类别：B类地面粗糙度指数：0.164、抗震设防烈度：6度设计基本地震加速度：0.05g设计特征周期0.35s设计地震分组为第一组。5、钢烟囱阻尼比：0.016、拉索：d=0.014m二、设计依据1、烟囱设计规范GB50051-20022、钢结构设计规范GB50017-20023、建筑结构荷载规范GB50009-20014、建筑抗震设计规范GB50011-20105、高耸结构设计规范GB50135-2006三、烟囱型式烟囱高度和直径之比：H/D=20/0

2、.426=47>35设一层拉索，拉索数量为3根，平面夹角成120°，拉索与烟囱夹角为30°。四、筒身自重计算及拉索自重1、筒壁每延米自重：G1=2x3.14x(0.426/2+0.410/2)x0.008x78.5=1.65kN/m筒壁总重：G=1.65x20=33kN2、拉索每延米自重：T1=7N/m拉索长度：S=13/cos30°=15m3根拉索总重：T=3x7x15=315N=0.315kN五、风荷载产生的弯矩和拉索拉力计算1、拉索式钢烟囱自振周期，按建筑结构荷载规范GB50009-2001附录E之E.1.1取：片=(0.0070.013)H0.013

3、x20=0.26s2、顺风向风压W0=0.55kN/m2，风荷载系数计算。(1)风压高度变化系数：查建筑结构荷载规范表7.2.1，地面粗糙度类别B，可得各截面的Uz值。项目截面号标高(m)UzU1cPzWkWkd筒体0201.250.62.10.870.371151.140.61.70.640.272101.000.61.70.560.24拉索1151.140.851.50.800.0112101.00.851.50.700.010(2)风荷载体型系数卩s建筑结构荷载规范表7.3.1项次36(b)H/D=20/0.426=47>25UW0d2=1.25x0.55x0.4262=0.125

4、>0.015,A0,z0U=0.6s拉索：按建筑结构荷载规范表7.3.1项次38拉索a=60风荷载水平分量的体型系数WSX=0.85风荷载垂直分量的体型系数WSY=0.40(3)高度Z处的风振系数0z。由于拉索只有一层，烟囱高度只有20m,为简化计算，0值仍按高耸结构设计规范GB135-90第3.2.10条之规定取1Z值。地面粗糙度类别B类，拉绳钢桅杆风振系数0z为：杆身：悬臂端：2.1；其他部位：1.7。拉索：1.5。3、横向风振判断。(1) 第一阵型时临界风速VvcrvcrVcrt=D/TISt=0.426/0.26x0.2=8.2m/scrtIt(2) 烟囱雷诺数及横向风振判断20

5、00MW二H_0VP,'2000x1.25x0.551.25=33.2m/s>8.2m/sQH(H-2h)21-8h215、拉索拉力设计值有可能发生第一阵型横向风振Re=69000VD=69000x33.2x0.426=9.8x105>3x105e<3.5x106属超临界范围，漩涡脱落没有明显周期，结构横向振动呈随机性，不会共振。因此不必验算横向风振。4、风荷载产生的弯矩设计值近似计算参照烟囱工程手册Mi=2ql2=2x1.4x0.32x72=11kN.mQ=1.4x0.32x7+1.4x0.27x13=8.1kN4.9kN.m8.1x20x(20-2x13)28x1

6、328.8x206、拉索拉力对烟囱产生的竖向压力P设计值=11.4kNS=Q=2hsina2x15xsin30o1S11.4x1031470=23.6N/mm2<f=490V/mm2An23x1424cosa0.866P=S=11.4x=19.8kN1800.5co3六、地震作用效应计算根据高耸结构设计规范第4.42条，地震设防烈度等于8度I、II类场地的钢桅杆及其地基基础可不进行截面抗震验算，仅需满足抗震构造要求。七、承载能力极限状态设计不考虑地震作用效应，只考虑结构自重和风荷载效应组合。钢烟囱计算按烟囱设计规范第10.7.1条第5款要求：设计计算时，钢板厚度应留有2mm腐蚀厚度裕度。

7、因此钢板厚度t=8-2=6mm计算。1、筒壁局部稳定的临界应力值计算。按烟囱设计规范公式（9.3.2-2）计算0.4Ett206x10362Ocrt=-x=0.4xx=773.7N/mm乙crtKd1.54262、在荷载（自重和风）作用下钢烟囱强度计算。按烟囱设计规范公式（9.3.2-1）计算Ni-Ani土M<f及OWtcrtmAni=0.785(4242-4102)=9165mm2a)未开洞截面：Wm=0.77d2t=0.77x4242x6=830565mm3b）开一个洞宽为b的截面:2bWm=0.77d2t(1-0.65)d273=077X4242X6X(1-%5X莎)=481728

8、mm3N1=】.2x1&x7+®8=337kNN=1.2x1.65x(7+)+1.2x0.315+19.8=46.9kN22N=1.2x1.65x20+1.2x0.315+19.8=60.4kN3M=1.4M=11kN.m1 1kM=1.4M=4.9kN.m2 2kM=0kN.m3荷载效应组合（自重+风）截面强度及局部稳定计算见表截面号Nj(N/mm2)AniMz,、j(N/mm2)WmNiMii土i<ft=215及Ocrt=773.7AniWmtCrt13.6822.903.68+22.90=26.58v21525.1210.175.12+10.17=15.29v21

9、536.5906.59<2153、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。筒身面积A=2x3.14x(426+410)x8=2100mm2m2截面惯性矩I=前(426-41042.3x108mm4回转半径r-Ar综罟二330.9mm长细比入=匕1i1.0X13000330.9=39.2欧拉临界压力NEX=25233x103Nn2EA3.142x206x103x21000t=1.121.1x39.22查烟囱设计规范附录B表B.0.1入=39.2x：215=37235235轴心受压稳定系数申=0.910NM46.9x1034.9x106+=+申AW(

10、1-0.8N/N)0.910x21000111789(1-0.8x46.9x103/25233x103)EX=1.40+43.8=45.2N/mm2<f=215N/mm2t满足整体稳定要求4.地脚螺栓最大拉力计算计算螺栓时，拉索式钢烟囱宜假定筒底固接，拉索与筒体连接处为铰接进行简化计算。M=11kN.m111M=x1.4x0.27x132一x11=2.5kN.m382地脚螺栓最大拉力4MN4x2.560.4P=-=-=-4.65kNmaxndn9x0.549e螺栓不受拉力5. 钢烟囱底座基础局部压应力计算：ocbtocrtGM=+<0fAW1ctt60.4x1032.5x106=+

11、=0.19+0.08=0.27N/mm20.785x(7002-3002)32x(7004一3004)/700卩=：生=.'色空=1.0取混凝土局部受压的计算面积和混凝土局部受压面积相同iA200x11卩f=0.675x1.0x1.37=0.92N/mm2>0.27N/mm2lct满足要求6.钢烟囱底板厚度计算M=ob2=x0.27xl502=3037.5N.mmmax226M：6x3037.5门c“t>ma=9.2mm<20mmf215八、地基承载力计算1. 荷载计算N=60.4/1.2=50.3kNkV=0.32x7+0.27x13=5.75kNkM=2.5+5.75x2.7=18kN.mk基础底面积A=竺=3，14x2=3.14m244基础及基础上土重G=3.14x2.7x20=170kN2. 地基承载力计算基础底面抵抗矩W=带=进丰°78m3基础底面