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1 设计总则1

1.1 烟囱安全等级的确定1

1.2 烟囱承载能力极限状态设计1

1.2.1 荷载效应的基本组合1

1.2.2 荷载效应的地震组合3

1.3 烟囱正常使用极限状态设计4

1.3.1 荷载效应标准组合4

1.3.2 荷载效应准永久组合4

1.3.3 荷载效应标准组合值系数5

1.3.4 烟囱正常使用规定限值5

1.4 烟气压力计算6

1.5 平台活荷载与积灰荷载6

1.6 覆冰荷载7

1.6.1 覆冰厚度7

1.6.2 拉索及构架覆冰计算7

1.7 烟囱排放监测系统8

1.8 烟囱设计资料8

1.8.1 自然条件8

1.8.2 设计条件8

1.8.3 避雷与安全设施9

1.8.4 检修或安装设施9

1.8.5 其他有关资料9

2 烟囱抗风设计10

2.1 风荷载与基本风压10

2.1.1 风荷载10

2.1.2 基本风压11

2.2 风荷载体型系数14

2.2.1 整体体型系数与局部体型系数14

2.2.2 群体建筑对体型系数的影响14

2.2.3 烟囱体型系数的选用16

2.3 顺风向荷载22

2.3.1 风荷载标准值22

2.3.2 风压高度变化系数23

2.3.3 顺风向风振23

2.4 横风向共振响应25

2.5 局部风压响应26

2.6 外筒风振效应对内筒的影响27

2.6.1 顺风向脉动风的动力响应28

2.6.2 横向风振的动力响应28

3 烟囱抗震设计30

3.1 烟囱抗震基本概念30

3.1.1 名词解释30

3.1.2 地震波形式及特点31

3.1.3 烟囱抗震设防类别的确定与抗震措施的选择32

3.2 水平地震作用33

3.2.1 水平地震作用计算方法33

3.2.2 水平地震作用计算34

3.3 竖向地震与作用37

3.3.1 竖向地震破坏特点37

3.3.2 《建筑抗震设计规范》计算方法38

3.3.3 《烟囱设计规范》计算方法43

3.4 基础形式与抗震性能49

3.4.1 各种地基情况建筑物破坏程度49

3.4.2 桩基减震性能分析49

3.4.3 桩基设计方面的几点建议52

3.5 刚度突变与结构内力突变的内在联系52

3.5.1 结构周围介质的刚度突变引起结构地震内力突变52

3.5.2 结构刚度突变引起结构地震内力突变53

4 烟囱抗温设计56

4.1 温度作用下材料性能56

4.1.1 温度作用下混凝土力学性能56

4.1.2 高温作用下和作用后以及有先期应力作用等三种条件下混凝土力学性能比较58

4.1.3 混凝土强度标准值及设计值61

4.1.4 钢筋与钢材63

4.2 耐高温材料69

4.2.1 耐热混凝土69

4.2.2 隔热及内衬材料的选用71

4.3 烟气温度传热计算72

4.3.1 温度取值原则72

4.3.2 传热温度计算75

4.3.3 传热温度计算例题78

4.3.4 假定传热温度的经验公式79

4.4 温度作用80

4.4.1 温度作用效应80

4.4.2 日照温差变形计算80

4.4.3 温度作用下内筒水平变形计算81

4.4.4 温度作用计算83

5 烟囱防腐蚀设计85

5.1 脱硫工艺及特点85

5.1.1 主要脱硫工艺85

5.1.2 石灰石—石膏法烟气脱硫工艺85

5.1.3 旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺87

5.1.4 磷铵肥法烟气脱硫工艺87

5.1.5 炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺88

5.1.6 烟气循环流化床脱硫（CFB）工艺88

5.1.7 海水脱硫工艺88

5.1.8 水膜脱硫除尘工艺89

5.2 烟囱腐蚀案例调查与分析90

5.2.1 钢铁行业烟囱腐蚀案例（干烟气）90

5.2.2 化工行业烟囱腐蚀案例（干烟气）95

5.2.3 制药行业砖烟囱腐蚀案例（潮湿烟气）97

5.2.4 电力行业烟囱腐蚀案例99

5.3 露点温度107

5.3.1 大气露点温度107

5.3.2 烟气露点温度108

5.4 烟囱防腐蚀基本概念与准则111

5.4.1 建筑材料的腐蚀类型111

5.4.2 介质对建筑材料的腐蚀性112

5.4.3 烟囱腐蚀与防护114

5.4.4 烟囱防腐蚀的基本原则115

5.5 烟囱防腐蚀设计117

5.5.1 烟囱型式选择117

5.5.2 烟囱防腐蚀材料的选择119

5.5.3 砖烟囱的防腐蚀128

5.5.4 单筒式钢筋混凝土烟囱的防腐蚀128

5.5.5 套筒式和多管式烟囱的砖内筒防腐蚀130

5.5.6 套筒式和多管式烟囱的钢内筒防腐蚀131

5.5.7 钢烟囱防腐蚀131

6 地基与基础139

6.1 基础类型及其适用范围139

6.1.1 基础类型139

6.1.2 适用范围139

6.2 地基计算140

6.2.1 地基计算内容140

6.2.2 基础底面压力计算140

6.2.3 地基变形计算142

6.2.4 基础稳定性计算149

6.3 基础计算151

6.3.1 无筋扩展基础（刚性基础）151

6.3.2 板式基础152

6.3.3 桩基础158

6.3.4 壳体基础计算173

6.4 基础构造180

6.4.1 板式基础180

6.4.2 桩基础181

6.4.3 壳体基础182

6.5 基础计算实例183

6.5.1 圆形板式基础183

6.5.2 环形板式基础190

6.5.3 桩基础200

6.5.4 壳体计算210

6.6 基础设计实例219

7 钢筋混凝土烟囱227

7.1 计算原则227

7.1.1 受热温度计算227

7.1.2 附加弯矩计算227

7.1.3 承载能力极限状态计算227

7.1.4 正常使用极限状态的应力计算227

7.1.5 正常使用极限状态的裂缝宽度验算228

7.2 附加弯矩计算228

7.2.1 附加弯矩的定义及计算公式228

7.2.2 附加弯矩的计算步骤230

7.3 极限承载能力状态计算233

7.4 正常使用极限状态计算236

7.4.1 荷载标准值作用下的水平截面应力计算236

7.4.2 荷载标准值和温度共同作用下的水平截面应力计算242

7.4.3 温度作用下水平截面和垂直截面应力计算245

7.4.4 筒壁裂缝宽度计算246

7.5 筒壁洞口应力计算247

7.5.1 洞口局部应力计算247

7.5.2 加强筋计算247

7.6 构造要求248

7.6.1 筒壁构造248

7.6.2 烟囱内衬设置规定251

7.6.3 烟囱隔热层设置规定253

7.6.4 烟囱隔烟墙设置规定254

7.6.5 烟囱平台及护坡254

7.6.6 烟囱爬梯256

7.6.7 避雷装置258

7.6.8 倾斜和沉降观测标志258

7.6.9 测温孔260

7.7 钢筋混凝土烟囱计算实例260

7.7.1 设计资料260

7.7.2 烟囱形式261

7.7.3 风荷载及风弯矩计算262

7.7.4 地震作用及内力计算263

7.7.5 筒身受热温度265

7.7.6 附加弯矩计算266

7.7.7 筒壁水平截面承载能力极限状态计算271

7.7.8 正常使用极限状态计算272

7.7.9 烟囱顶部环向配筋计算272

7.8 普通钢筋混凝土烟囱设计实例286

8 套筒式与多管式烟囱289

8.1 一般规定289

8.1.1 排烟筒间距的确定289

8.1.2 内筒高度的确定290

8.1.3 主要计算内容及规定290

8.2 自立式钢内筒烟囱291

8.2.1 自立式钢内筒烟囱计算原则291

8.2.2 设计控制条件293

8.2.3 自立式钢内筒计算294

8.3 悬挂式钢内筒烟囱297

8.3.1 计算分析298

8.3.2 平台布置与内筒壁厚要求300

8.4 砖内筒烟囱300

8.4.1 砖内筒结构型式301

8.4.2 砖内筒烟囱选用与设计要求301

8.5 内筒构造304

8.5.1 钢内筒最小加劲肋截面尺寸304

8.5.2 钢内筒的保温305

8.5.3 钢内筒烟道接口305

8.5.4 平台307

8.5.5 横向止晃装置307

8.5.6 砖内筒筒壁311

8.5.7 砖内筒烟囱斜撑式支承平台和楼板式支承平台311

8.5.8 砖内筒烟囱内烟道和积灰平台311

8.6 自立式钢内筒计算实例312

8.6.1 基本资料312

8.6.2 钢筋混凝土外筒计算312

8.6.3 钢内筒计算325

8.7 悬挂式钢内筒烟囱计算实例329

8.7.1 设计资料329

8.7.2 材料选择329

8.7.3 外筒位移计算330

8.7.4 内筒计算333

8.8 砖套筒烟囱计算实例338

8.8.1 设计资料338

8.8.2 材料选择338

8.8.3 烟囱钢筋混凝土外筒壁附加荷重计算338

8.8.4 烟囱钢筋混凝土外筒壁计算344

8.8.5 砖砌排烟筒计算345

8.8.6 斜撑式支承平台计算347

8.9 自立式钢内筒设计实例352

8.10 单管式悬挂钢内筒设计实例352

8.11 多管式悬挂钢内筒烟囱设计实例361

8.11.1 适用范围361

8.11.2 结构型式361

8.11.3 构造要求361

8.11.4 材料的选用361

8.11.5 施工图实例362

8.12 砖套筒烟囱设计实例377

8.12.1 适用范围377

8.12.2 结构型式377

8.12.3 构造要求377

8.12.4 材料的选用379

8.12.5 施工图实例379

9 钢烟囱387

9.1 一般规定387

9.1.1 钢烟囱形式的选择387

9.1.2 钢材的选用387

9.1.3 钢烟囱防腐基本原则391

9.1.5 防雷设计要求393

9.1.6 特殊荷载取值394

9.2 自立式钢烟囱394

9.2.1 自立式钢烟囱设计特点394

9.2.2 自立式钢烟囱风荷载计算396

9.2.3 自立式钢烟囱自振周期计算398

9.2.4 自立式钢烟囱承载力验算400

9.2.5 自立式钢烟囱隔热层与内衬设置要求409

9.3 自立式钢烟囱计算实例410

9.3.1 设计条件410

9.3.2 筒壁受热温度计算411

9.3.3 烟囱动力分析412

9.3.4 风荷载计算412

9.3.5 地震作用计算414

9.3.6 截面内力组合与水平变形计算414

9.3.7 烟囱承载力验算416

9.4 自立式钢烟囱设计实例419

9.5 塔架式钢烟囱419

9.5.1 塔架式形式选择419

9.5.2 塔架的横膈及电梯井道的结构型式423

9.5.3 塔架结构计算424

9.5.4 构造要求441

9.6 塔架式钢烟囱计算实例446

9.6.1 工程概况446

9.6.2 塔架主要构件截面特性446

9.6.3 结构概况446

9.6.4 设计参数448

9.6.5 计算假定449

9.6.6 塔架各节点重量计算450

9.6.7 塔架自振周期计算450

9.6.8 塔架在风荷载作用下的内力计算452

9.6.9 排烟筒及电梯井产生的风荷载455

9.6.10 塔架内力汇总456

9.6.11 杆件内力计算456

9.6.12 杆件承载力计算457

10 玻璃钢烟囱458

10.1 玻璃钢材料458

10.1.1 玻璃钢材料的特点458

10.1.2 玻璃钢基体材料459

10.1.3 玻璃钢增强材料462

10.1.4 玻璃钢烟囱筒壁的构成463

10.1.5 玻璃钢材料性能464

10.2 设计规定466

10.2.1 设计温度范围466

10.2.2 玻璃钢烟囱的结构型式及直径和高度的规定467

10.2.3 玻璃钢烟囱内烟气流速较高时的耐磨问题468

10.2.4 烟囱的内衬层与外表层不计入强度的规定468

10.2.5 玻璃钢烟囱的设计使用年限468

10.2.6 玻璃钢烟囱的层间挠度规定468

10.3 设计计算469

10.3.1 自立式玻璃钢内筒469

10.3.2 悬挂式玻璃钢内筒470

10.3.3 烟气负压与环向风荷载470

10.3.4 竖向与环向复合受压470

10.3.5 玻璃钢烟囱加劲470

10.3.6 玻璃钢筒壁分段对接471

10.3.7 玻璃钢烟囱筒壁孔洞471

10.4 设计构造472

10.5 玻璃钢烟囱设计实例473

10.5.1 概况473

10.5.2 玻璃钢烟囱的主要力学性能指标475

10.5.3 基本计算参数汇总475

10.5.4 热工及温度应力计算475

10.5.5 自重和风产生的应力481

10.5.6 纵向应力组合481

10.5.7 环向应力计算481

10.5.8 玻璃钢材料强度设计值482

10.5.9 承载力验算485

10.5.10 主要设计图纸487

11 烟道489

11.1 架空烟道489

11.1.1 一般规定489

11.1.2 干烟气架空烟道的构造490

11.2 地下烟道和地面烟道491

11.2.1 烟道的材料选择和结构型式491

11.2.2 烟道的构造492

11.2.3 烟道的计算492

11.3 地下水位以下烟道的防水要求494

11.3.1 一般要求494

11.3.2 设计要求494

11.4 地下拱形钢筋混凝土烟道计算实例495

11.4.1 烟道温度计算495

11.4.2 荷载与内力计算501

11.4.3 配筋计算511

12 烟囱膨胀节515

12.1 烟囱内筒膨胀节515

12.1.1 传统膨胀节与改进型膨胀节515

12.1.2 膨胀节的材料选用及要求519

12.1.3 双V波形烟囱膨胀节制作要求520

12.1.4 膨胀节补偿量核算521

12.1.5 膨胀节的选用522

12.1.6 烟囱膨胀节的运输及安装要求522

12.2 烟道膨胀节523

12.2.1 烟囱入口膨胀节安装位置的设计与选择524

12.2.2 与底部自立段内筒连接的水平烟道处膨胀节525

12.2.3 与悬挂烟囱底部内筒连接的水平烟道处膨胀节525

13 航空障碍灯和标志527

13.1 障碍灯和标志527

13.2 障碍灯的分布527

附录529

附录A 构件的长细比计算529

附录B 构件的计算长度和允许长细比533

附录C 塔架杆件特殊问题的处理措施536

参考文献538