钢烟囱计算实例.pdf

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1、烟囱计算实例设计条件：某钢烟囱高度为60米，上口外径2.1米，底部外径3.6米，坡度为1.25%，2如图所示。已知该地区基本风压为0.7KN/m，地面粗糙度类别为B类（基本风压和地面粗糙度类别一般在项目气象资料，自然条件中给出。若没有具体资料可以参考《建筑结构荷载规范》附录D）。将烟囱沿高度分成三段。要求：a）计算各段的平均风荷载。b）计算底部截面差生的弯矩和剪力标准值。c）判别是否考虑脉动风引起的横向风振。1）风荷载计算解答：（1）有关几何参数第三段形心高度z=40+20x(2.6+2x2.1)/(2.6+2.1)=49.65m,同

2、理其它两段计算结果见表-1。其中B为底部宽度3.6米。几何参数表-1形心处标高z风荷载作用外径（m）形心高度z（m）2外径bz/Hb/B（m）面积（m）（m）602.149.65472.360.830.66402.629.71572.860.500.79203.19.75673.360.160.9303.6（2）风荷载体形系数根据《石油化工管式炉钢结构设计规范》SH/T3070-2005附录B规定圆型烟囱体型系数μs=0.7。（3）风压高度变化系数按照地面粗糙度为B类，由《荷载规范》表7.2.1可查得不同高度z处的风压高度变化系数见表

3、-2。（4）风振系数烟囱的自振周期应按照《石油化工管式炉钢结构设计规范》附录B计算，也可以采用《荷载规范》附录E中的简化公式T1=0.013H=0.013x60=0.78s＞0.25s故需考虑风振影响。对自立式高耸结构在z高度处的风振系数βz可按《荷载规范》式（7.4.2）计算，根第2页共5页2222据7.4.3条可求得脉动增大系数ζ。W0T1=0.7x0.78=0.426kN.S/m,查表7.4.3得脉动增大系数ζ=2.256。由H=60m和地面粗糙度B类从《荷载规范》表7.4.4-1查得脉动影响系数v=0.88。烟囱顶部直径与底部

4、直径比为2.1/3.6=0.58，查《荷载规范》表7.4.4-2求得修正系数θv=1.55，修正后的脉动影响系数见表-2烟囱顶部直径与底部直径之比为0.58，查《荷载规范》附录F中表F.1.3得到各段形心高度处第1振型系数j见表-3。zxujz根据《荷载规范》式（7.4.3）风振系数b=+1，计算结果见表-3。zmz风压高度变化系数μs和脉动影响系数v表-2修正后v标高（m）μsθB=b/Bθvv（θBθvv）49.651.6660.661.550.880.90029.711.4150.791.550.881.0789.751.000

5、0.931.550.881.269风振系数b计算表-3z标高z（m）z/Hjzxvμzbz49.650.830.7352.2560.9001.6661.89629.710.500.2872.2561.0781.4151.4939.750.160.0332.2561.2691.0001.094（5）计算各段风荷载和集中力应用《荷载规范》式（7.1.1）Ww=bmm，各段集中力Pk=WA,A为各段迎风面积。kzzs0k计算结果见表-4风荷载标准值计算表-4标高z22μzbzμsW0Wk(KN/m)A(m)Pk(KN)（m）49.651.6

6、661.8960.70.71.5484772.729.711.4151.4930.70.71.0355759.09.751.0001.0940.70.70.5366736.0（6）底部截面产生的剪力和弯矩标准值V=36.0+59.0+72.7=167.7KNkM=36.0x9.75+59.0x29.71+72.7x49.65=5713.4KNmk第3页共5页（7）判别是否考虑横向风振根据《荷载规范》，当结构沿高度截面缩小时（倾斜度不大于0.02），可近似取2/3高度处的风速和直径，则在2/3H=2/3x60=40m处，D=2.6m，式

7、（7.6.1-3）μH=1.56，据7.6.1条判断需否考虑横向风振。2000mw2000´´1.560.7H0据式（7.6.1-3）n===41.8m/sHr1.2566式（7.6.1-1）Re=69000vD=69000x41.8x2.6=7.5x10＞3.5x10D2.6式（7.6.1-2）n===16.7m/s＜1.2n=1.2x41.8=50.2m/scrHTS0.78´0.2it根据7.6.1条第2款规定需考虑横向风振。2）地震荷载计算设计条件：地震设防烈度8度，地震加速度为0.2g，设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类，

8、烟囱总重为1610KN，其它条件同上例。要求：烟囱底部的剪力及弯矩标准值。解答：（1）计算形心高度H0(2´´2.1+3.6)60H0==27.4m3´(2.1+3.6)（2）计算烟囱底部剪力修正系数hc根据《抗震设计规