烟囱计算书

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2计算书一、设计资料1、烟囱高度H=45m，基础顶高出室外地坪500mm。2、基本风压ω=0.65KN/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：0160CTg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;ωK=βZµsµzω0ωK——风荷载标准值（KN/m2）;βZ——高度z处的风振系数;µs——风荷载体形系数;ω0——基本风压（KN/m2）;31、钢烟囱结构自振周期计算：经验公式：一般情况：T1=（0.007~0.013）H依据：建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(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=0.013Х45.5=0.59s2、顺风向ω0=0.65KN/m2时风荷载系数计算：（1）、风荷载高度变化系数µz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（GB50009-2001）(2006年版)表7.2.1得：地面粗糙度B类截面编号0123456789标高45.540.535.530525.520.515.510.58.50.5µz1.621.571.501.431.341.261.151.011.01.04图一5（2）、风荷载体型系数µs查：建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表7.3.1由1/7H/d=45.0/[(3.016.+2.016)/2]=1825µzω0d2=1.62X0.65X2.51620.0150µs=60.056.0)1825(7255.06.06.0(3)、风振系数βZ计算zzz1z——风振系数——脉动增大系数——脉动影响系数z——振型系数1、脉动增大系数查建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表7.4.3ω0T12=226.059.065.02KNS2/m2地面粗糙度B类,钢结构：07.2226.04.02.04.004.224.224.2四、脉动影响系数=1xB1）脉动影响系数1查建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表7.4.4-1当H=45.5，B类时：1=0.86。62）、修正系数B和查建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表7.4.4-2BH/B0=2.02/3.032=0.666=38.1068.06.07.032.150.150.1B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45.540.535.530525.520.515.510.58.50.55BZ2.02.02.02.02.02.02.02.02.03.0B03.03.03.03.03.03.03.03.03.03.0B0.670.670.670.670.670.670.670.670.671.0a)、振型系数z查建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表F1.1得：只考虑第一阵型截面编号0123456789标高45.540.535.530.525.520.515.510.58.50.5z1.00.860.620.550.410.280.180.080.060.02Z/H1.00.890.780.670.560.450.340.230.190.017表;顺风向ω0=0.65KN/m2时风荷载系数及风荷载标准值计算表截面编号标高（m）µzµs1BzβZωK045.51.620.602.070.861.380.670.801.02.021.28140.51.570.670.800.861.911.17235.51.500.670.800.621.680.99330.51.430.670.800.551.640.91425.51.340.670.800.411.510.79520.51.260.670.800.281.370.67615.51.150.670.800.181.260.56710.51.010.670.800.081.130.4588.51.00.670.800.061.100.4390.51.01.01.190.021.050.41备注：1、=1xB2、zzz13、ωK=βZµsµzω04、ω0=0.65KN/m283、横风向振判断1）第一振型临界风速crV据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表7.6.1之5条：StTDVicrD=2.0mTi=0.59St=0.20可得：smVcr/00.9.162.059.00.22）烟囱雷诺数Re及横向风振判断据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表7.6.1之4条：Re=69000crVDD=2.0mcrV=22.0m/s可得：Re=6900016.92=2.33.106据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(2006年版)表7.6.1之3条：3.0105Re=2.331063.5106可判断发生超临界范围的风振，可不作处理。9表：顺风向水平风力及弯矩值截面号标高(m)节高ih(m)平均外径Dp均布风荷载平均值2)1(kiikpkkN/2m集中风荷载ipkPihDQ(KN)各截面弯矩iiihQM(KN.m)045.55.02.032140.55.02.0321.2212.4231.06235.55.02.0321.0810.94120.51330.55.02.0320.959.64261.42425.55.02.0320.858.64448.04520.55.02.0160.737.41674.78615.55.02.0320.626.28935.77710.522.0320.515.131225.3188.58.02.0160.441.781348.0390.50.52.5320.428.491879.9710烟囱风荷载分布图11四、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》（GB50051-2002）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》（GB50051-2002）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）、水平地震影响系数11）、特征周期gT：II类场地，第一组，gT=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》（GB50051-2002）第5.5.1第1条，钢烟囱的结构阻尼比：=0.01.973.001.055.001.005.09.055.005.09.04）、阻尼调整系数2519.101.07.106.001.005.017.106.005.0125)、水平地震影响系数最大值max震设防烈度:六度;设计基本地震加速度值:0.05，04.0max查据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表5.1.4-1126)水平地震影响系数1036.004.0519.1)59.035.0()(973.0max21TTg（2）、烟囱筒身总重EGEG=36039kgKNkgN00.361/10（3)、筒身重心高度H0mGHGHiii0.182.17361)0.48(80)5.723(120)533(60)00.645(600（4）、烟囱底部地震弯矩M09.2330.18361036.0010HGMEKN.M(5)、烟囱底部剪力0V1)、烟囱底部地震剪力修正系数c据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表5.5.5内插法可得：625.0c2）、烟囱底部剪力0V81.00.361036.00625.010EcGVKN.13五、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)((2110。RSSSQikciQiniKQQGKG式中0——烟囱重要性系数，因烟囱高度小于200米，故安全等级为二级，0=1.0。G=1.2永久荷载分项系数1Q=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=2.4333612.1KN96.263197.18794.1MKN.M04.99)49.878.113.528.641.764.864.994.1042.12(4.1VKN标准值计算：Nk=00.361KN97.1879kMKN.M47.704.878.113.528.641.764.864.994.1042.12kVKN14（2）地基计算:据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）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：1）aKKKfAGNP2）地基最大压力aKKKKfWMAGNP2.1max3)地基最小压力0minWMAGNPKKKK基础尺寸假设如图:基础尺寸图15作用在基础底面的作用：Nk=00.361KN56.21275.374.7097.1879kMKN.M70.4014.36.36.3Am20.2442200.3AGkKN(20KN/M2为平均回填土容重)W=63.3632)26.3(14.33m3I=89.13164)26.3(14.34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：affak=350KPa35090.6870.400.2442361KP4203502.195.12663.3656.212770.400.2442361maxKP079.1063.360.182970.400.2442361maxKP可得底板尺寸满足规范要求。16（3）基础设计1）、基础底板净反力p据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）11.4.2条65.8026.26.389.1315.304.9996.26317.402.433245RRIMANpZKN/m22)冲切计算据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）11.4.3条得：环壁外边缘：)(35.0])([20525btthlbbfhRRpF332221038.16]665.06.2(26.22[1027.10.135.0)(35.069.582])665.06.2(6.3[65.80）btthlbbfF环壁内边缘：)(35.0)(201btthlbbfhRpF37.418)665.095.1(65.80)(2201hRpFl]95.12)665.095.1(2[1027.10.135.0)(35.03btthbbf=31003.9满足冲切验算。173）底板配筋计算据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）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：)32()(33442