淺談鋼筋混凝土煙囪外筒設(shè)計

馬偉山

（新疆電力設(shè)計院 新疆 烏魯木齊 830002）

0 前言

在火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中，煙囪是電廠的重要構(gòu)筑物,屬于電廠周邊的標(biāo)志性建筑。近幾年電廠煙囪多采用套筒式煙囪，外筒采用鋼筋混凝土，內(nèi)筒采用自立式鋼內(nèi)筒或懸吊式鋼內(nèi)筒。

1 概述

本文就新疆某電廠160m高煙囪舉例說明,外筒155m高,出口內(nèi)半徑5.4m,內(nèi)筒160m高自立式鋼內(nèi)筒,出口半徑3.75m,夏季極端最高溫度為41.5度,冬季極端最低溫度為-37.0度，入口煙氣溫度：正常運(yùn)行（脫硫投入時）工作溫度約50度,外筒與內(nèi)筒間的夏季溫度56.5度，外筒與內(nèi)筒間的冬季溫度-22.00度。

2 數(shù)據(jù)輸入

煙囪外筒坡度0-65m i=0.025,65-155m i=0.00,百年一遇基本風(fēng)壓ω0=0.49kN/m2，地面粗糙度B類,抗震設(shè)防8度0.20g,地震分組第一組，場地類別Ⅱ類，煙囪分節(jié)為31節(jié)，0-25m混凝土為C40,25m-155m混凝土為C30,0-25m筒壁厚500mm,25m-45m筒壁厚 450mm，45m-65m筒壁厚 400mm,65m-85m筒壁厚350m,，85m-155m筒壁厚300mm。內(nèi)筒支承平臺在 9，13，18，24，31 節(jié)頂部, 重量分 別為 365kN,252kN,151kN,166kN,293kN。

荷載效應(yīng)基本組合：（1）1.0 恒+1.4 風(fēng)+附加彎矩；（2）1.2恒+1.4 風(fēng)+附加彎矩；（3）1.35 恒+1.4 風(fēng)+附加彎矩；（4）1.0恒-0.50豎向地震+0.28風(fēng)+1.3水平地震+地震附加彎矩；（5）1.2恒+0.50豎向地震+0.28風(fēng)+1.3水平地震+地震附加彎矩；（6）1.0恒-1.3豎向地震+0.28風(fēng)+0.5水平地震+地震附加彎矩；（7）1.2恒+1.3豎向地震+0.28風(fēng)+0.5水平地震+地震附加彎矩。（注：系數(shù)0.28為風(fēng)荷載組合系數(shù)0.2與分項系數(shù)1.4之積）。 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：（1）恒+風(fēng)+風(fēng)附加彎矩；（2）恒+0.2風(fēng)+水平地震-0.4豎向地震+地震附加彎矩；（3）恒+0.2風(fēng)+水平地震+0.4豎向地震+地震附加彎矩；（4）恒+0.2風(fēng)+0.4水平地震-豎向地震+地震附加彎矩；（5）恒+0.2風(fēng)+0.4水平地震+豎向地震+地震附加彎矩。

3 數(shù)據(jù)輸出及比較

（1）周期：(2.40-2.34)/2.34=2.56%,兩者差別不大,滿足要求。

（2）±0.00m 組合彎矩：

Ms1：(211344.53-196226.5)196226.5=7.7%;

Ms2：(217058.27-201485.3)/201485.3=7.7%;

Ms3：(221364.19-205473.9)205473.9=7.7%;

Ms4：(229886.9-202758.9)/202758.9=13.4%;

Ms5：(251992.4-229857.3)229857.3=9.6%;

Ms6：(108047.4-102142.05)/102142.05=5.8%;

Ms7：(143743.7-130138.20)/130138.20=10.5%,基本滿足要求。

（3）±0.00m 附加彎矩：

Ma1：(28107.20-25384.2)/25384.2=10.7%;

Ma2：(33820.94-30643.0)/30643.0=10.4%;

Ma3：(38126.85-34631.6)/34631.6=10.0%;

Ma4：(20602.29-19443.8)/19443.8=6.0%;

Ma5：(41549.4-37700.68)/37700.68=10.2%;

Ma6：(6629.53-6081.1)/6081.1=9.0%;

Ma7：(40777.4-37525.68)/37525.68=8.7%,基本滿足要求。

（4）外側(cè)豎向鋼筋：《鋼筋混凝土煙囪計算軟件》結(jié)果；《煙囪結(jié)構(gòu)有限元軟件》結(jié)果

±0.00m處：配筋率：0.25%，裂縫寬度：0.00mm；±0.00m處：配筋率：0.251%，裂縫寬度：0.062mm.

40.00m處：配筋率：0.25%，裂縫寬度：0.15mm；40.00m處：配筋率：0.255%，裂縫寬度：0.092mm.

80.00m處：配筋率：0.25%，裂縫寬度：0.13mm；80.00m處：配筋率：0.256%，裂縫寬度：0.065mm.

150.00m 處：配筋率：0.26%，裂縫寬度：0.15mm；150.00m處：配筋率：0.251%，裂縫寬度：0.063mm經(jīng)過比較滿足要求。

內(nèi)側(cè)豎向鋼筋：《鋼筋混凝土煙囪計算軟件》結(jié)果；《煙囪結(jié)構(gòu)有限元軟件》結(jié)果

±0.00m處： 配筋率：0.20%；±0.00m處：配筋率：0.205%,經(jīng)過比較滿足要求。

40.00m 處：配筋率：0.23%；40.00m 處：配筋率：0.221%,經(jīng)過比較滿足要求。

80.00m 處：配筋率：0.292%；80.00m 處：配筋率：0.225%,經(jīng)過比較滿足要求。

150.00m處：配筋率：0.25%；150.00m處：配筋率：0.204%,經(jīng)過比較滿足要求。

外側(cè)環(huán)向鋼筋：《鋼筋混凝土煙囪計算軟件》結(jié)果；《煙囪結(jié)構(gòu)有限元軟件》結(jié)果

±0.00m處：配筋率：0.31%，裂縫寬度：0.15mm；±0.00m處：配筋率：0.205%，裂縫寬度：0.00mm

40.00m處：配筋率：0.22%，裂縫寬度：0.12mm；40.00m處：配筋率：0.201%，裂縫寬度：0.00mm 80.00m處：配筋率：0.22%，裂縫寬度：0.10mm；80.00m 處：配筋率：0.205%，裂縫寬度：0.00mm

150.00m 處：配筋率：0.26%，裂縫寬度：0.10mm；150.00m處：配筋率：0.204%，裂縫寬度：0.055mm,經(jīng)過比較滿足要求。

內(nèi)側(cè)環(huán)向鋼筋：《鋼筋混凝土煙囪計算軟件》結(jié)果；《煙囪結(jié)構(gòu)有限元軟件》結(jié)果

±0.00m 處：配筋率：0.15%；±0.00m 處：配筋率：0.205%,經(jīng)過比較滿足要求。

40.00m 處：配筋率：0.17%；40.00m 處：配筋率：0.152%,經(jīng)過比較滿足要求。

80.00m 處：配筋率：0.16%；80.00m 處：配筋率：0.174%,經(jīng)過比較滿足要求。

150.00m處：配筋率：0.19%；150.00m處：配筋率：0.188%,經(jīng)過比較滿足要求。

4 結(jié)論

本文通過用兩種軟件對155m高煙囪外筒的分析和對比，結(jié)果能滿足設(shè)計要求,達(dá)到了相互校核計算結(jié)果的目的。

［1］DL 5022-2008火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定[S].送審稿.

［2］GB50051-2002煙囪設(shè)計規(guī)范[S].

［3］鋼筋混凝土煙囪計算軟件[M].安徽電力設(shè)計院，2003，8.

［4］煙囪結(jié)構(gòu)有限元軟件[M].新疆電力設(shè)計院，2012.