gb50051-20XX烟囱设计规范
35米钢烟囱计算书
35米钢烟囱计算书一、设计依据：1.《烟囱设计规范》（GB50051-2003）2.《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2002）3.《高耸结构设计规范》（GB J135-91）4.《钢结构设计规范》（GB 50017-2004）5.《建筑抗震设计规范》（GB50011-2002）6.《高耸结构设计手册》 王肇民 主编 中国建筑工业出版社7.《工程结构荷载与可靠度设计原理》 李国强等编 中国建筑工业出版社 8.《烟囱工程手册》 中国冶金建设集团包头钢铁设计研究总院二、计算技术资料：1.基本风压20/55.0m kN w =，地面粗糙度为B 类，地震设防烈度为七度； 2烟气最高温度：110o C ，不设隔热层； 3.烟囱钢材：Q235-B ；4.烟囱安全等级为一级，烟囱重要性系数0.1=o γ；5.烟囱高35米，内径 为6000毫米, 20米以下壁厚t=18毫米、20米以上壁厚t=16毫米，满足《烟囱设计规范》(GB50051-2003)9.3.3条要求。
三、判断是否考虑风荷载的顺风向风振以及横风向风振效应由ANSYS 程序计算该烟囱的基本自震周期 T 1=0.16s<0.25s高度35米处风压高度变化系数42.1=H μ 烟囱临界风速s m S T D v t cr /1732.016.0528.51=⨯==结构顶部风速s m w v H w H /8.4125.155.042.14.1200020000=⨯⨯⨯==ρμγ67105.3106.669000Re ⨯>⨯==D v cr ,但H cr v v <根据《高耸结构设计规范》和《建筑结构荷载规范》，需要考虑风荷载的顺风向风振，而不考虑横风向风振效应。
四、风荷载作用计算014.016.060.02210=⨯=T w ，查得脉动增大系数51.1=ξ，脉动影响系数83.0=v ，风压高度变化系数42.1=z μ，风荷载体型系数0.1=s μ五、地震作用地震设防烈度为七度， 类场地。
自立式钢烟囱设计(GB50051-2002)
说明： 1.此版风荷载按最新 GB50009-2012《建筑结构荷载规范》计算。
LOGO 项目名称 设计 依据 GB50009-2012 GB50011-2010 GB50017-2003 GB50051-2002 建筑结构荷载规范 建筑抗震设计规范 钢结构设计规范 烟囱设计规范
自立式钢烟囱设计计算书
xxxxxxxxx 设计/时间 a 校对/时间 b 审核/时间 c 页数/总页 1/15 版直径D： 烟气温度： 烟囱筒壁材质： 烟温下强度设计值ft： 烟温下抗剪强度设计值fvt： 烟温下弹性模量Et： 烟囱平台活载LL： 抗震设计： 抗震设防烈度： 场地类别： 水平基本地震加速度值： 多遇地震/罕遇地震： 水平地震影响系数α max： 设计地震分组： 特征周期值Tg： 建筑结构抗震阻尼比ζ ： 结构自振周期T1： 水平地震影响系数α 1： 竖向地震影响系数α vmax 抗风设计： 设计风速ν ： 基本风压ω 0： 地面粗糙度类别： 建筑结构抗风阻尼比ζ ： 体型系数μ s： 7度 Ⅱ 0.100g (-) 多遇地震 0.08 (-) 第一组 0.35 (s) 0.01 (-) 0.963 (s) 0.041 (-) 0.000 (-) 35.8 (m/s) 0.80 (kN/m^2) A类 0.01 (-) 0.80 (-) (*按GB50051-2002第5.2.4条) (*按GB50009-2012表8.3.1) 本项目不计算竖向地震 (*按技术协议) (*按GB50011-2010第5.1.4条) (*按GB50051-2002第5.5.1条) (*按GB50011-2010第5.1.4条) Q345 295 (N/mm^2) 170 (N/mm^2) 206,000 (N/mm^2) 4.0 (kN/m^2) (*按技术协议) (*按技术协议) (*按技术协议) (*按技术协议) 80.0 (m) 7.5 (m) 100 (℃) (*按技术协议)
《烟囱工程技术标准》关键技术修订介绍
特种结构Special Structures 2020年10月|第37卷|第5期2020Oct|VOL.37|NO.5‘烟囱工程技术标准“关键技术修订介绍徐卫阳㊀王志宇㊀牛春良(上海必立结构设计事务所有限公司㊀201199)摘要:本文对新国标‘烟囱工程技术标准“(GB50051)在烟囱横风向共振及烟囱防腐两个方面的修订内容做了简要介绍㊂对比分析了国内外标准关于烟囱横风向共振的判定条件,分别介绍了雷诺数对顺风向与横风向荷载效应的影响㊂通过烟囱实际破坏案例的分析并结合国外有关标准的规定,认为我国‘建筑结构荷载规范“(GB50009 2012)把雷诺数作为横风向共振是否发生的判定条件之一,存在不足,‘烟囱工程技术标准“(GB50051)对此进行了修正和完善㊂烟囱防腐是烟囱设计的一项关键性工作,防腐材料选择的成败直接关系到整个烟囱设计的成败,‘烟囱工程技术标准“(GB50051)在总结国内外烟囱防腐经验基础上,推荐了现阶段最成熟的3类材料用于湿烟囱防腐,文章着重介绍了这3类防腐材料的优势与不足以及适用条件,供实际设计中辩证分析选用㊂关键词:雷诺数㊀斯科顿数㊀横风向共振㊀烟囱防腐㊀湿烟囱DOI:10.19786/j.tzjg.2020.05.024Revision Introduction of Key Technology in Technical Standardfor Chimney EngineeringXu Weiyang㊀Wang Zhiyu㊀Niu ChunliangShanghai Bilee Structural Design Service Co.Ltd.201199ChinaABSTRACT This article briefly introduced the revision of the new national standard Technical Standard for Chimney Engineering GB50051 in two aspects of chimney cross-wind resonance and chimney anti-corrosion. The article compared and analyzed the judgment conditions of chimney cross-wind resonance in domestic and foreign standards and introduced the influence of Reynolds number on the loading effect of the downwind and crosswind directions respectively.Through the analysis of the actual destruction of the chimney and combining with the relevant foreign standards it was found that it was insufficient for China s Load Code for Design of Building Structure GB50009 2012 to take Reynolds number as one of the conditions for judging cross-wind resonance.And this was amended and perfected in Technical Standard for Chimney Engineering GB50051 . For chimney design anti-corrosion is a key work and the choice of anti-corrosion materials directly matters about the success or failure of the entire chimney design.Technical Standard for Chimney Engineering GB50051 recommended the3most mature anticorrosive materials for wet chimney at this stage based on the summary of chimney anti-corrosion experiences home and abroad.The article focused on the advantages and dis-advantages and applicable conditions of these3anti-corrosion materials for dialectical analysis and selection in actual design.KEYWORDS Reynolds number㊀Scruton number㊀Cross-wind resonance㊀Chimney anticorrosion㊀Wet chimney引言现行国家标准‘烟囱设计规范“(GB50051 2013)和‘烟囱工程施工及验收规范“(GB50078 2008)全面修订㊁合并为‘烟囱工程技术标准“021‘烟囱工程技术标准“关键技术修订介绍徐卫阳㊀王志宇㊀牛春良特种结构(GB50051)(以下简称新国标)㊂新国标修改内容较多,涉及风荷载㊁温度作用㊁烟囱防腐以及玻璃钢烟囱等方面㊂我国‘烟囱设计规范“(GB50051 2013)依据‘建筑结构荷载规范“[1] (GB50009 2012),要求按雷诺数Re的情况进行横风向风振判定,而实际工程出现与上述规范判定情况相悖的现象,即根据雷诺数Re判定条件属于超临界范围,不发生横风向风振,实际工程却出现明显横风向风振现象㊂工程实践显示雷诺数作为横风向共振是否发生的判定条件之一,存在不足㊂本文主要针对新国标中横风向共振判定条件和烟囱防腐的修订做一背景介绍,以增加读者对新国标中有关内容的理解和应用,减少因设计不当而造成的工程破坏现象㊂1 烟囱横风向风振判定条件的修订1.1㊀现行国家标准关于横风向风振的判定条件对于圆形截面的高耸构筑物,‘建筑结构荷载规范“(GB50009 2012)要求按不同雷诺数Re 的情况进行横风向风振的校核,即: (1)当Re<3ˑ105,且结构顶部风速v H大于临界风速v cr时,可能发生亚临界的微风共振㊂此时,在构造上应采取防振措施,或控制结构的临界风速v cr不小于15m/s㊂(2)当Reȡ3.5ˑ106,且1.2v H>v cr时,可发生跨临界强风共振,此时应考虑横风向风振的等效风荷载㊂(3)当3ˑ105ɤReɤ3.5ˑ106时则发生超临界范围的风振,可不做处理㊂该规定的核心就是:当Reȡ3.5ˑ106,且1.2v H>v cr时,应进行横风向验算,实际上就是强风共振判定条件㊂但许多实际工程在 超临界 范围发生共振,造成结构破坏㊂近年来,自立式钢烟囱在我国大量建造,该破坏现象愈加频繁,需要对共振判定条件的适用性做出修正㊂雷诺数是大家比较熟悉的一个空气动力学参数,是流体的惯性力与粘性力之比,对风荷载效应有较大影响㊂在国外有关标准中,雷诺数对顺风向和横风向的影响主要体现在风荷载响应方面,而不是作为横风向共振的判定条件,具体表现为顺风向的体形系数与横风向的气动阻尼等方面的影响㊂1.2㊀雷诺数对顺风向风荷载的影响在顺风向风荷载效应计算时的一个重要参数就是体型系数,而体型系数除了与结构表面粗糙度㊁高径比㊁湍流度以及周围建筑的影响等有直接关系外,雷诺数的影响相对比较 隐性 ,但却不容忽视㊂当雷诺数小于亚临界值Re1(subcriti-cal)时,钢烟囱体型系数近似独立于雷诺数,即与雷诺数变化无关,为一固定值;当雷诺数大于Re1后,体型系数会急剧降低,雷诺数达到超临界值Re2(supercritical)时,体型系数降到最小值;此后,随着雷诺数的增大,体型系数又开始增长,直到雷诺数达到跨临界值Re3(postcritical)后,体型系数又重新稳定到一个新的恒定值㊂雷诺数Re1㊁Re2㊁Re3的典型值分别为2ˑ105㊁4ˑ105和2ˑ106㊂文献[3]还给出了钢烟囱基本体型系数与雷诺数关系如下:C D,0=1.2㊀㊀㊀Re<2.5ˑ1051.2-3.42{log(Re)-5.40}0.7㊀㊀㊀Re>3.5ˑ105ìîíïïï(1) 1.3㊀雷诺数对横风向风荷载的影响我国‘建筑结构荷载规范“(GB50009 2012)[1]及其他引用性标准[2]均将雷诺数作为横风向共振是否发生的判定条件,而欧美标准[3]的判定条件主要是通过临界风速来确定是否考虑旋涡脱落引起的横风振动问题,雷诺数对气动阻尼参数有较大影响,反映的是振动效应,而不是判定条件㊂是否考虑横风向振动仅仅按下式判断:v cr<1.25v H(2)即当临界风速v cr小于烟囱顶部风速v H的1.25倍时,需要研究旋涡脱落的影响㊂文献[3]认为,烟囱的横风振动取决于烟囱的质量和阻尼,以及运动引起的气动阻尼,振动的强度很大程度上由两个无量纲参数的比值决定,即斯科顿数Sc和气动阻尼K a的比值,即是否满足S c4πK a>1作为振动强度的主要判定条件,其中Sc和K a分别按以下公式计算:Sc=2ξs m eρa d m2(3)m e=ʏh0m(z)f21(z)d zʏh0f21(z)d z(4)1212020年10月|第37卷|第5期2020Oct |VOL.37|NO.5K a =(1-3I v )K a,max当0<I v ɤ0.250.25K a,max当I v >0.25{(5)K a,max =2.8当Re ɤ2ˑ1050.9当Re >5ˑ105{(6)式中:ρa 为空气质量密度,取ρa =1.25kg /m 3;d m 为烟囱顶部1/3高度范围筒身平均外直径(m);f 1(z )为第一阶振型;ξs 为烟囱阻尼比;m (z )为烟囱单位高度质量(kg /m);h 为烟囱高度(m);I v 为烟囱顶部的湍流强度㊂1.4㊀新国标判定条件的修订基于工程实践及国外标准有关规定,新国标‘烟囱工程技术标准“(GB50051)关于横风向共振判定条件修改如下:对于混凝土烟囱和钢结构烟囱,当其顶部1/3高度范围内的坡度不大于2%时,且顶部风速符合下列条件时,应验算其涡激共振响应㊂v H >v cr,j1.2(7)v cr,j =d St ㊃T j(8)v H =40μH w 0(9)式中:v cr,j 为第j 振型临界风速(m /s);v H 为烟囱顶部H 处风速(m /s);d 为烟囱2/3高度处外径(m);St 为斯脱罗哈数,取St =0.2;T j 为结构或杆件的第j 振型自振周期(s);μH 为烟囱顶部H 处风压高度变化系数㊂对于钢烟囱,新国标同时规定:当Sc ɤ5时,应安装减振装置;当5<Sc ɤ15时,可安装减振装置,或进行抗疲劳设计;当Sc >15时,可不安装减振装置㊂1.5㊀烟囱横风向共振减振措施由于钢烟囱阻尼比较低,容易共振且共振荷载与对应顺风向荷载比较会较大㊂共振诱发的结果除了产生较大的振幅引起人们的不安外,最终会造成强度破坏或疲劳破坏,需要在设计阶段采取措施,并将横风共振效应降低到可接受水平㊂减振的措施主要有以下几种方式:1)改变结构刚度或结构形式,避免共振产生,以获得结构安全;2)增加空气动力装置,干扰涡激共振的发生;3)增加阻尼器装置,降低共振效应㊂ 1.6㊀钢烟囱横风共振破坏案例表1分别列举了山东某电厂启动锅炉45m㊁黑龙江伊利乳业新建60m 以及天津无缝钢管厂加热炉90m 三个典型高度的钢烟囱风振破坏案例㊂表1 横风共振钢烟囱破坏案例Tab.1㊀Failure cases of steel chimney undercross-wind resonance烟囱高度/m456090烟囱顶部直径/m 2.0 1.6 3.06烟囱底部直径/m 2.7 4.363.06共振时实测风力等级56~74~5烟囱自振周期T 1/s 0.670.771.98烟囱顶部风速v H /(m/s)19.4138.7639.27烟囱临界风速v cr,j /(m/s)14.9810.517.61计算雷诺Re (ˑ106)2.01.11.5计算斯科顿数Sc 2.852.752.30计算振幅/m 0.860.711.40实测振幅/m 1.76‘建筑结构荷载规范“(GB50009 2012)规定:1.当Re <3ˑ105,且v H大于v cr 时,可能发生亚临界的微风共振,构造上应采取防振措施;2.当Re ȡ3.5ˑ106,且1.2v H >v cr 时,可发生跨临界强风共振,应考虑横风向风振的等效风荷载;3.当3ˑ105ɤRe ɤ3.5ˑ106,则发生超临界范围的风振,可不做处理㊂表1中钢烟囱的计算雷诺数均在超临界范围(3ˑ105ɤRe ɤ3.5ˑ106),属于旋涡脱落不规则状态,不会产生共振,与实际情况相悖㊂按新国标‘烟囱工程技术标准“计算结果均发生共振,计算振幅与实际相符㊂2 烟囱防腐内容的修订2.1㊀‘烟囱设计规范“关于烟囱防腐内容的修订历程烟囱防腐是烟囱设计的核心内容之一,防腐方案是根据烟气介质的成份与浓度㊁烟气的湿度与温度等综合因素确定的㊂国家标准‘烟囱设计规范“的历次修订都是依据烟气情况变化和腐蚀破坏的实践总结而制定的㊂我国第一本烟囱设计标准‘烟囱设计规范“(GBJ51 83)的设计条件为高温烟气,对烟气腐蚀没有专门规定㊂‘烟囱设计规范“(GB500512002)在大量调研的基础上首次给出了烟囱防腐蚀设计规定,但规定主要是针对燃煤电厂干烟气做出的㊂当烟气温度低于150ħ时,根据燃煤含硫量确定烟气的腐蚀等级为弱腐蚀㊁中等腐蚀和强腐蚀等级,并给出相应的防腐蚀规定㊂配套实施的烟囱设计标准图集‘钢筋混凝土烟囱“(05G212)和‘钢烟囱“(08SG213-1)都是依据该版规范编制的,仅适合干烟气㊂自2004年开始,国内火力发电厂都强制要求设置烟气脱硫系统,并普遍采用湿法脱硫㊂湿221‘烟囱工程技术标准“关键技术修订介绍徐卫阳㊀王志宇㊀牛春良特种结构法脱硫后的烟气为过饱和湿烟气,湿烟气渗透性强㊁易冷凝,并含有稀硫酸㊁稀盐酸等腐蚀介质,对烟囱具有强腐蚀作用,造成大量烟囱腐蚀破坏,损失极其严重㊂在此背景下,‘烟囱设计规范“(GB50051 2013)规定了湿烟气㊁潮湿烟气和干烟气,并依此规定了不同烟囱选型和防腐措施㊂为了解规范应用效果,‘烟囱设计规范“(GB50051 2013)实施后,规范组组织全国主要电力设计单位和相关发电厂对烟囱腐蚀进行了较大范围的普查工作㊂新国标对防腐作出了较大调整,此次规范修订更关注材料本身的防腐性能,而不是烟囱结构型式,并将适用范围扩大至既有烟囱防腐改造工程㊂2.2㊀新国标防腐材料的选用新国标在总结国内烟囱防腐经验并借鉴国外先进标准的有关规定,对烟囱防腐材料的选用做出一些规定(表2)㊂表2 烟囱防腐材料选用Tab.2㊀Selection of anticorrosive materials for chimneys内衬或内筒防腐材料湿烟囱潮湿烟囱干烟囱强腐蚀中腐蚀弱腐蚀适用的排烟筒型式缠绕纤维增强塑料ʀѲ 套筒或多管式硼硅酸盐泡沫玻璃砖ʀѲ 单筒式㊁套筒或多管式镍基或钛基复合金属ʀѲ 钢或钢内筒防腐涂层әѲѲѲѲ钢或钢内筒轻质防腐砖әѲ 套筒或多管式ˑѲ 单筒式不锈钢ˑәʀʀ 钢烟囱轻质㊁耐酸浇筑料ˑѲѲѲѲ单筒式或钢烟囱耐酸砖ˑѲʀѲ 套筒式ˑәѲʀѲ单筒式普通粘土砖或耐火砖ˑˑәѲʀ单筒式ˑˑˑѲʀ砖烟囱注: ʀ 为建议采用; Ѳ 为可采用; ә 为谨慎采用; ˑ 为不应采用; 为可采用,但经济性差㊂2.3㊀部分防腐材料介绍1.缠绕纤维增强塑料本次新国标修订将玻璃钢内筒作为湿烟囱防腐方案之一㊂就防腐性能而言,玻璃钢材质可以满足30年以上的设计寿命,但组成玻璃钢的树脂和玻璃纤维基础材料性能㊁产品设计以及施工质量对最终玻璃钢制品的性能影响是非常显著的㊂新国标将原来 玻璃钢 改为 缠绕纤维增强塑料 ,主要是与实际工程中采用手糊方式直接粘附于排烟筒内壁的玻璃钢内衬加以区别㊂手糊玻璃钢内衬不适用标准第9章 纤维增强塑料内筒 的规定,其适用范围应当参照涂层材料执行㊂纤维增强塑料内筒主要适用于温度不大于60ʎ工况下的湿烟囱,最高温度不应大于100ʎ㊂纤维增强塑料内筒在温度大于60ʎ时,其力学性能显著下降,超过100ʎ时,已经接近树脂浇铸体的热变形温度㊂因此,当烟气超出100ʎ时,需要在烟囱前端采取冷却降温措施,或选用耐高温树脂材料㊂2.硼硅酸盐泡沫玻璃砖2013年版‘烟囱设计规范“已经明确轻质防腐砖主要推荐进口泡沫玻璃砖(宾高德玻璃砖),主要是基于国内轻质防腐砖(包括普通玻璃砖和玻化陶瓷砖)在湿烟囱领域应用存在大量破坏现象,而进口泡沫玻璃砖防腐效果优异,差距非常明显㊂新国标与国外标准一致,将以宾高德为代表的 硼硅酸盐泡沫玻璃砖 作为湿烟囱主要防腐方案之一,并将 硼硅酸盐泡沫玻璃砖 与 轻质防腐砖 列为两种方案,并分别给出使用限定条件,避免因选用方案不当造成腐蚀破坏㊂泡沫玻璃砖防腐系统是由泡沫玻璃砖和粘结剂共同组成的,两者的防腐性能和抗渗性能共同决定系统的最终防腐效果㊂与进口硼硅酸盐泡沫玻璃砖相比,国内轻质防腐砖吸水严重,在长期湿烟囱运行环境下,轻质砖处于含水饱和状态,腐蚀液体渗透到防腐砖背后胶粘层表面,轻质防腐砖丧失了抗渗防腐功能和保温能力㊂以宾高德为代表的硼硅酸盐泡沫,其闭孔率接近100%,保证了玻璃砖的抗渗性能,进而实现了防腐和保温功能㊂用于粘贴泡沫玻璃砖的胶既是粘贴防腐砖的粘接剂,同时也是湿烟囱防腐的第二道防线,这层胶厚度约3mm,形成一道富有弹性的密闭防腐和抗渗屏障㊂而调查情况表明,国产轻质防腐砖配套的粘结剂普遍存在渗漏问题,粘结剂防腐性能不能满足湿烟气运行工况,达不到密闭防腐和抗渗作用㊂3212020年10月|第37卷|第5期2020Oct|VOL.37|NO.5因此,上述两方面的材料问题是导致轻质防腐砖系统在湿烟囱环境下防腐失效的主要原因㊂所以新国标规定了轻质防腐砖仅用于潮湿烟气使用条件下的套筒式或多管式烟囱,不能直接粘贴在单筒式湿烟囱的筒壁上,以降低烟囱主体结构破坏的风险㊂进口硼硅酸盐泡沫玻璃砖因其防腐效果优异,国内外有大量成功应用案例,规定其可用于单筒式㊁套筒式或多管式湿烟囱的防腐㊂采用单筒式烟囱,不用设置内筒和平台,烟囱截面可大幅度降低,内部无需钢结构,可明显降低烟囱建造成本和后期维护成本㊂3.镍基或钛基复合金属美国电科院‘湿烟囱设计导则“[4](1996年版)推荐可采用Tianium Grade2(Ti2)用于湿烟囱防腐,但更倾向使用Tianium Grade7(Ti-0.15Pd 钛钯合金)作为湿烟囱防腐材料,并要求Ti2的铁含量为0.02%以下㊂Tianium Grade7的防腐性能要优于Ti2,但价格也较贵㊂‘湿烟囱设计导则“指出,Tianium Grade7用于脱硫塔入口烟道干湿交界面时,出现明显的腐蚀现象㊂故2012年版美国‘修订湿烟囱设计导则“[5]不再推荐钛材作为湿烟囱防腐材料,防腐金属仅推荐镍合金C276和C22㊂我国在湿烟囱防腐选材上大量采用钛钢复合板(Ti2),调研发现钛钢内筒也存在许多渗漏问题,但鉴于国内仍有大量钛板内衬应用,新国标仍保留了钛基复合金属内衬㊂根据国内外经验,建议当采用该方案时,宜采用更高等级的钛合金内衬或镍基复合金属内衬,并确保钛钢复合板的焊缝质量㊂目前我国已经开发出Ti10复合内衬,其性能大大优于Ti2复合内衬,而价格增加幅度较小,可提高目前钛钢复合板的防腐性能㊂另外,我国烟囱防腐领域钛钢复合板普遍采用1.2mm厚钛板复合,影响该类防腐的使用年限和焊接的可靠性,而国外标准采用厚度为1.6mm 以上,且金属防腐设备领域均采用2.0mm以上钛板复合,建议提高防腐设计标准㊂3 结语在横风向共振判断方面,国家标准‘建筑结构荷载规范“(GB50009 2012)把雷诺数作为判定横风向共振条件之一,存在不足㊂大量钢烟囱破坏案例表明,其雷诺数均发生在规范所规定的超临界 范围,规范规定与烟囱实际振动情况严重不符,造成工程破坏㊂新国标‘烟囱工程技术标准“对此进行了修正,并给出新的计算规定,更符合实际情况,从而可大幅度降低因规范规定不足所造成的工程破坏,满足工程设计需要㊂在烟囱防腐方面,新国标在总结国内外经验基础上,推荐了现阶段最成熟的3类材料用于湿烟囱防腐,这3类防腐材料均有各自优势与不足,需要在辩证分析后采用,以获得好的防腐效果和经济效益㊂参考文献[1]㊀GB50009 2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012GB50009 2012Load code for design of building structures [S].Beijing:China Architecture&Building Press,2012 [2]㊀GB50135 2019高耸结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,2019GB50135 2019Code for design of high-rising structurals[S].Beijing:China Planning Press,2019[3]㊀Model Code for Steel Chimneys Revision2[S].Germany:TheCICIND Chimney Standard,September2010[4]㊀湿烟囱设计导则[S].USA:Electric Power Research InstitueInc.1996Wet Stack Design Guide[S].USA:Electric Power Research Institue Inc.1996[5]㊀修订湿烟囱设计导则[S].USA:Electric Power ResearchInstitue Inc.2012Revised Wet Stack Design Guide[S].USA:Electric PowerResearch Institue Inc.2012421。
建设部关于发布国家标准《烟囱设计规范》的公告-建设部公告第101号
（第101号）
现批准《烟囱设计规范》为国家标准，编号为GB50051-2002，自2003年5月1日起实施。其中，第3.1.1、3.1.3、3.2.2、4.1.6、5.2.1、5.6.1、5.6.2、6.6.10、7.1.1、7.1.2、8.1.4、9.3.3、11.6.7、11.6.8、11.6.12、11.6.13、13.1.1条为强制性条文，必须严格执行。原《烟囱设计规范》GBJ51-83及原《烟囱设计规范》GBJ51--83的强制性条文同时废止。
建设部关于发布国家标准《烟囱设计规范》的公告
制定机关
建设部(已撤销)
公布日期
2003.01.10
施行日期
2003.01.10
文号
建设部公告第101号
主题类别
标准化
效力等级
部门规范性文件
时效性
失效
正文：
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本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
建设部
二00三年一月十日
——结束——
烟囱设计规范5.2.1条
5.2 风荷载5.2.1 基本风压按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）规定的50 年一遇的风压采用，但基本风压不得小于0.35kN/m基本风压按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）规定的50 年一遇的风压采用，但基本风压不得小于0.35kN/m2。
对于安全等级为一级的烟囱，基本风压应按100 年一遇的风压采用。
5.2.2。
对于安全等级为一级的烟囱，基本风压应按100 年一遇的风压采用。
5.2.2 计算塔架式钢烟囱风荷载时，可不考虑塔架与排烟筒的相互影响，可分别计算塔架和排烟筒的基本风荷载。
5.2.3 塔架式钢烟囱的排烟筒为两个和两个以上时，排烟筒的风荷载体型系数，应由风洞试验确定。
5.2.4 当烟囱坡度≤2%时，对于钢筋混凝土烟囱、钢烟囱（不含塔架式钢烟囱）应按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）的规定验算横风向风振影响。
当按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）判断烟囱可能出现跨临界强风共振时，对于第1 振型横风向风振，当烟囱顶端设计风压值hω，满足（5.2.4-1）式时，烟囱承载能力极限状态仍由顺风向设计风压控制。
hω≥221104. 0hcrβξω+（5.2.4-1）1600211crυω=（5.2.4-2）式中hω——烟囱顶端风压设计值（kN/m2）；1crυ——第1 振型对应的临界风速（m/s），按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）的规定计算；1 ξ——风振计算时，第1 振型结构阻尼比，钢筋混凝土烟囱取0.05，钢烟囱取0.01；hβ——烟囱顶端风振系数，按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）第33 页@ 筑龙网 《烟囱设计规范》资料编号：GB50051-2002 @的规定计算。
5.2.5 当不满足（5.2.4-1）式时，第1 振型横风向风振可能起控制作用，应计算横风向风振效应（弯矩和剪力）。
1 横风向风振锁住区，最不利起点高度1H 按下列公式计算：1）当1.31crυ≤hυ时：aHH/ 11) 3 . 1 (=（5.2.5-1）2)当1.31crυ＞hυ时：ahcrHH/ 111)(υυ×=（5.2.5-2）2 临界风速时，在10m 标高处对应的顺风向基本风压10crω，可按下列公式计算：2）当1.31crυ≤hυ时：直接取10m 高度处的基本风压值。
中华人民共和国国家标准烟囱设计规范
中华人民共和国国家标准烟囱设计规范Code for desing of chinmeys GB 50051━2002主编部门：中华人民共和国建设部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2 0 0 3 年5 月1 日中华人民共和国建设部公告第101 号建设部关于发布国家标准《烟囱设计规范》的公告1 总则1.0.1 为了在烟囱设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规范。
1.0.2 本规范用于砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、钢烟囱、套筒式烟囱、多管式烟囱、烟囱基础和烟道设计。
1.0.3 本规范是按照国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068）和国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》（GB/T 50083）规定的原则制定的。
1.0.4 烟囱设计除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
1.0.5 本规范采用的设计基准期为50 年。
2 术语、符号2.1 术语2.1.1 烟囱chimney用于排放工业与民用炉窑高温烟气的高耸构筑物。
2.1.2 筒身shafi烟囱基础以上部分，包括筒壁、隔热层和内衬等部分。
2.1.3 筒壁shell烟囱筒身的最外层结构，用于保证筒身稳定。
2.1.4 隔热层insulation置于筒壁与内衬之间，使筒壁受热温度不超过规定的最高温度。
2.1.5 内衬lining分段支承在筒壁牛腿之上的自承重砌体结构，对隔热层起到保护作用。
2.1.6 钢烟囱steel chimney筒壁材质为钢材的烟囱。
2.1.7 钢筋混凝土烟囱reinforced concrete chimney筒壁材质为钢筋混凝土的烟囱。
2.1.8 砖烟囱brick chimney筒壁材质为砖砌体的烟囱。
2.1.9 自立式钢烟囱selfsupporting steel chimney筒身在不加任何附加受力支撑条件下，与基础一起构成一个稳定结构的钢烟囱。
烟囱设计规范gb50051-2013
烟囱设计规范gb50051-2013
烟囱设计规范gb50051-2013
本标准规定了烟囱的设计要求，包括安全性能要求、吊装要求、运行
要求、技术要求、使用要求和检验要求等。
一、安全性能要求1、外表面
设计应避免温度过高而引起火灾、爆炸；2、烟囱安装应符合现行有关安
全规程，应从安装中考虑防火、防爆等安全性能；3、安装烟囱应明确材
料选用范围，并在实施中严格遵守。
二、吊装要求1、烟囱的吊装应由专
业的施工单位完成，并配备安全吊装设备；2、烟囱应安装在结构受力较
小的地方，以减少自身的受力；3、烟囱的支持体应足够结实、匀质，不
得出现影响烟囱运行的空鼓。
三、运行要求1、烟囱的运行温度应根据燃
烧机组的规定范围进行控制；2、烟囱的运行压力应根据燃烧机组的规定
范围进行控制；3、烟囱的操作应符合有关规定，确保完好运行。
四、技
术要求1、烟囱的技术参数应符合燃烧机组的规定；2、烟囱的宽度应满
足燃烧机组的规定范围；3、烟囱的高度应满足燃烧机组的规定范围。
五、使用要求1、烟囱应保持干净，以免影响其运行性能；2、烟囱应及时报修，以保证其安全运行；3、烟囱应定期安全检查，以保证其安全使用。
六、检验要求1、烟囱的检验应按照有关规定进行。
烟囱工程施工及规范最新
一、规范依据1. 《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）：这是我国烟囱工程施工及验收的主要依据，规定了烟囱工程施工的基本原则、施工方法、质量检验和验收要求等。
2. 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）：本标准规定了建筑工程施工质量验收的基本原则、程序和方法，适用于烟囱工程的质量验收。
3. 《建筑工程施工安全规范》（JGJ59-2011）：本规范规定了建筑工程施工安全的基本要求，适用于烟囱工程施工的安全管理。
二、最新规范内容1. 基本规定：最新规范对烟囱工程施工的基本规定进行了细化，明确了施工前应具备的条件、施工组织设计、施工顺序等。
2. 施工方法：最新规范对烟囱工程施工方法进行了更新，增加了新型施工技术，如滑模施工、倒模施工等。
3. 质量检验：最新规范对烟囱工程的质量检验进行了完善，明确了质量检验的项目、方法和标准，提高了工程质量。
4. 验收要求：最新规范对烟囱工程的验收要求进行了细化，明确了验收程序、验收标准、验收记录等。
5. 环保要求：最新规范对烟囱工程的环保要求进行了加强，明确了废气排放标准、噪声控制标准等。
三、施工注意事项1. 施工前，应进行现场勘查，了解地质、水文、气象等条件，制定合理的施工方案。
2. 施工过程中，应严格执行规范要求，确保工程质量。
3. 加强施工现场管理，确保施工安全。
4. 严格按照环保要求进行施工，减少对环境的影响。
5. 做好施工记录，为工程验收提供依据。
总之，烟囱工程施工及规范是确保工程质量、安全及环保的重要依据。
在施工过程中，应严格按照规范要求进行，不断提高工程质量，为我国建筑事业的发展贡献力量。
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竭诚为您提供优质文档/双击可除gb50051-20XX烟囱设计规范篇一：烟囱设计规范锅炉房烟囱设计新建锅炉房的烟囱设计应符合下列要求：1．燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱高度的规定：1)每个新建锅炉房只允许设一个烟囱，烟囱高度可按表8.4.10-1规定执行。
表8.4.10-1燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度(gb13271-20xx)表8.4.10-3燃煤锅炉砖烟囱出口内径参考值表8.4.10-4燃油、燃气锅炉钢制烟囱出口内径参考值6．当烟囱位于飞行航道或飞机场附近时，烟囱高度不得超过有关航空主管部门的规定。
烟囱上应装信号灯，并刷标志颜色。
7．自然通风的锅炉，烟囱高度除应符合上述规定外，还应保证烟囱产生的抽力，能克服锅炉和烟道系统的总阻力。
对于负压燃烧的炉膛，还应保证在炉膛出口处有20~40pa的负压。
每米烟囱高度产生的烟气抽力参见表8.4.10-5。
表8.4.10-5烟囱每米高度产生的抽力(pa)2．计算方法二：烟囱的阻力计算：1．烟囱的摩擦阻力pycm(单位为pa)：2．烟囱出口阻力pycc(单位为pa)：3．烟囱总阻力pyc(单位为pa)：砖烟囱和钢筋混凝土烟囱的结构应符合下列要求：1．砖烟囱的最大高度不宜超过50m。
2．烟囱下部应设清灰孔，清灰孔在锅炉运行期间应严密封好（可用黄泥砖密封）。
3．烟囱底部应设置比水平烟道入口低0.5~1.0m的积灰坑。
4．当烟囱和水平烟道有两个接入口时，两个接口一般应相对设置，并用与水平烟道成45o角的隔板分开，隔板高出水平烟道的部分，不得小于水平烟道高度的1/2。
5．烟囱应设置维修爬梯和避雷针。
钢烟囱的设计应符合下列要求：1．钢烟囱应有足够的强度和刚度，烟囱壁厚要考虑一定量的腐蚀裕度，当烟囱高度为20~40m，直径为0.2~1.0m 时，无内衬的筒体壁厚取4~10mm，有内衬的壁厚取8~18mm。
2．当烟囱高度和直径之比超过20时，必须设置可靠的牵引拉绳，拉绳沿圆周等弧度布置3~4根。
3．烟囱与基础连接部分一般制作锥形，支撑板厚度一般为20~40mm。
4．带内衬的钢烟囱，内衬可分段支承，每段长4~6m，内衬和筒体之间保持20~50mm的(gb50051-20xx烟囱设计规范)间隙，并应在顶部装防护环板将内衬盖住。
5．钢烟囱宜选用由专业厂加工制造的焊制不锈钢烟囱。
篇二：烟囱设计规范裂缝宽度计算条文探讨烟囱设计规范裂缝宽度计算条文探讨方伟定钟金周朱建成（浙江省电力设计院浙江杭州310012）摘要：针对强台风区烟囱设计过程中遇到的实际问题，对《混凝土设计规范gb50010-20xx》、《烟囱设计规范gb50051-20xx》及aci318-11有关裂缝计算和控制的部分条款进行了探讨，对烟囱设计规范中有关裂缝宽度计算的条文提出了相应的意见。
关键字：烟囱设计规范；裂缝宽度；标准组合；准永久组合中图分类号：文献标识码：athediscussionoftheclauseaboutthecrackwidthcalculati onin“codefordesignofchimneys”Fangweidingzhongjinzhouzhujiancheng（zhejiangelectricpowerdesigninstitute,hangzhou3100 12,china）abstract:accordingtopracticalproblemsencounteredint hedesignofthechimneyinthestrongtyphoonarea,thepaper pointsoutdifferencesaboutthecrackwidthcalculationfromthec odefordesignofconcretestructure(gb50010-20xx),codef ordesignofchimneys(gb50051-20xx)andbuildingcodeRequirements forstructuralconcrete(aci318-11).atlast,someusefula dvicesaresuggestedfortheclauseaboutthecrackwidthcalculationi ncodefordesignofchimneys.keywords:codefordesignofchimneys;crackwidth;standar dcombination;quasi-permanentcombination1引言华润浙江苍南发电厂，位于浙江沿海最南端的苍南县，为新建滨海燃煤电厂，规划容量4×1000mw；本期工程新建2×1000mw超超临界机组。
根据环评报告要求及技术经济比较，本期烟囱高度为240m，采用两管集束烟囱，外筒顶部外径20.04m，底部外径27.84m，每根排烟管出口直径8.2m，供一期1号、2号机组(2×1000mw)机组使用；烟气采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，不设置烟气加热系统（ggh），采用悬挂式复合钛板双管钢内筒和钢筋混凝土外筒套筒式烟囱方案。
厂址所在区域为强台风出没区，每隔几年都有超强台风登陆该区，对该区域造成较大的破坏。
本工程厂区设计最大风速：43.8m/s（50年一遇），基2本风压：1.20kn/m，累年极大风速：≥60m/s。
因此烟囱无论按老规范100年一遇或按新规范50年一遇基本风压再乘上1.1（1.32kn/m2），较常规风荷载几乎大了一倍以上，而烟囱又是对风载很敏感的构筑物，因此如何科学合理地进行抗风设计，是本工程烟囱设计的关键。
在设计过程中，根据烟囱设计规范，无论采用烟囱计算软件还是手算，我们发现为了控制烟囱顶部的裂缝宽度满足规范要求，烟囱顶部的环向配筋过大，从设计概念上直觉判断，环向配筋计算结果不大合理，为了从本质上了解这个问题，我们从烟囱设计规范裂缝宽度计算条文作一探讨，不妥之处，希望同行批评指正。
2混凝土设计规范gb50010-20xx有关裂缝控制验算规定混凝土设计规范（gb50010-20xx），对正常使用极限状态裂缝控制验算规定如下：钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算：1）一级裂缝控制等级构件，在荷载标准组合下，受拉边缘应力应符合下列规定：σckσpc≤0(1)2）二级裂缝控制等级构件，在荷载标准组合下，受拉边缘应力应符合下列规定：σckσpc≤ftk(2)3）三级裂缝控制等级时，钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，预应力混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效作者简介：方伟定（1965-），男，高级工程师，主要从事电厂土建结构设计。
应计算。
最大裂缝宽度应符合下列规定：ωmax≤ωlim(3)对环境类别为二a类的预应力混凝土构件，在荷载准永久组合下，受拉边缘应力尚应符合下列规定：σcqσpc≤ftk(4)式中：σck、σcq，荷载标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；σpc，扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力；ftk，混凝土轴心抗拉强度标准值；ωmax，按荷载的标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度；ωlim，最大裂缝宽度限值，根据结构所处环境，按规范第3.4.5条采用。
3混凝土设计规范gb50010-20xx有关裂缝宽度计算对于允许出现裂缝的三级抗裂构件，我国规范gb50010-20xx给出了如下规定：在矩形、t形、倒t形和i形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中，按荷载标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按下列公式计算：dωσmax=αcrψs1.9cs+0.08eq（5）steψ=1.10.65ftk（6）tesdneq=id2i7iiiρ=as+apte8te式中：αcr，构件受力特征系数；ψ，裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当ψ=0.2；当ψ>1.0时，取ψ=1.0；对直接承受重复荷载的构件，取ψ=1.0；σs，按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋应力或按标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉钢筋等效应力；以上20xx版规范第3点与20xx版一个最大的区别是，20xx版钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，对预应力构件可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效应计算；而20xx版是按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的效应计算，在裂缝宽度计算公式中也体现了这个区别。
但规范条文说明又指出，对沿截面上下或周边均匀配置纵向钢筋的构件裂缝宽度计算，研究尚不充分，为此，当按公式(5)计算时，关于钢筋应力бs及ate的取用原则等应按更合理的方法计算。
同时构件受力特征系数αcr对于受弯构件，20xx版为2.1，20xx版为1.9，相差有约10%。
4烟囱设计规范gb50051-20xx有关裂缝宽度计算4.1最大水平裂缝宽度应按下列公式计算ωψσswt1.9cdmax=kαcr+0.08eq（9）steψ=1.10.65fttk（10）2teswtdneq=idi11iii式中：σswt为荷载标准值和温度共同作用下竖向钢筋在裂缝处的拉应力。
fttk为混凝土在温度作用下的轴心抗拉强度标准值。
4.2最大垂直裂缝宽度最大垂直裂缝宽度应按公式（9）至（11）进行计算，此时，应以σst代替公式中σswt，并取αcr=2.1。
烟囱规范条文说明：裂缝计算公式引用了规范gb50010-20xx中的公式，但公式中增加了一个大于1的工作条件系数k。
笔者认为：烟囱规范用于裂缝宽度的计算公式，钢筋在裂缝处的拉应力采用荷载标准值和温度共同作用下，仍旧沿用了gb50010-20xx和gb50051-20xx中的公式，与gb50010-20xx 中的公式钢筋拉应力按准永久组合计算并不一致。
同时混凝土20xx版规范中构件受力特征系数αcr对于受弯构件取值已经由20xx版的2.1变为1.9。
5美国规范aci318-11有关裂缝控制验算规定美国规范aci318-11根据预压受拉区（指在恒载和活载作用下弯曲受拉的部分截面）在使用荷载下计算的边缘纤维最大应力ft，将预应力混凝土受弯构件划分为如下三个级别：u级——构件未开裂ft≤7.5c(12)t级——构件处于开裂和未开裂状态之间7.5c≤ft≤12c(13)c级——构件开裂。