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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