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案例分析
某钢烟囱及其支架的结构设计
顾晓星
(南京回归建筑环境设计研究院有限公司,江苏南京210036)
摘要:本文论述了某特种结构一钢烟囟的设汁,較详细述了烟的结构选型及优化设计,以及节点连接设计,防腐要求等。
关键词:特种结构;钢烟向;钢支架;防腐
中图分类号:U391文献标志码:A文章编号:1674-3024(2014)8-125-03
前言
那钢支架做多高呢?如也做到60m高度,那支架高度达
26m,必然消耗很多钢材。笔者想到了钢烟囡直径较大,可
湖南华润电力鲤鱼江有限公司(2x300Mw)扩建工程采利用其白身的刚度,支架顶向上可做成部分悬臂。由此,仅
用国产燃煤发电机组,于2003年投产,月前电厂总装机为2将支架做到4651m标高,支架高12.6m,节省了大量钢材。
65MW+2x3(OMW。本工程为湖南华润电力鲤伯江有限公
可(2x300w)扩建工程进行10%余容量脱硫。应工艺要2结构计算
求,需要在脱硫塔前的姻道顶增加一临吋钢烟卤,以便脱硫系
钢烟囪在34m及46.51m标高与平台梁连接,其中34m
统检修时用,相对标高39m-60m,直径5m:该临时烟层是支撑层,4651m层是制見层。此时钢烟囱也就形成单跨
凶设计使用年限为5年:到期需拆除。本工程地震设防度为帯一端悬臂的结构。钢烟囱在34m标高通过焊接在筒壁上的
6,设计基本地震加速度值0.05g,地震分组为第一组
支座(工艺制作)与混凝士梁顶预埋件焊接,混凝土梁承受
烟囪选型
着烟离的重量及风荷载和地震力引起的水平力及弯矩。设置
钢烟妇包括塔架式、自立式和拉宗式等一种形式。高大4651m层是为了限制烟肉水平位移,防烟肉晃动太大。风荷
的烟可采用塔架式,低矮的烟肉可采用自立式,细高的钢
烟皮可采用拉索式。本工程烟肉直径d和高度h之间的关系
力。34m标高处做一层现浇混況凝土板,可以避免梁受较大的
满足h≤20d.采用自立式烟肉。各层平面图及立面图如下
侧向弯矩及扭矩,将水平力传至柱,述可以作为安装钢支架
钢烟囱下方是支撑烟道的钢筋混凝土框架结构。此支架及钢烟时的操作平台,设计考虑了10从Ni的活载。
设有四根700×800的框架柱,两个方向柱距为12m×14.6m。
本工程的难点就在于标高46.51m处的水平力如何合理
支架顶层框架梁标高为3391m。钢烟囱及从此标高升至60m的传递。荷载传递路线宜短、简洁、明了」。笔者设计时没有
标高。将此四根柱向上升,形成钢肉的支撑塔架。经与业采用通常做法処图一?而是敢于创新?设计成图二的做法。
主方讨论,业主査认此方案,理由是此烟以后要拆除,拆
除后昭下空支架影响美观。因此笔者想到了钢支架,设计成
螺栓迕接,拆除及安裴都很方便,避免高空施焊作业。
采用图一的滑道式连接有下面几点值得注意
1)平合梁的强轴应在水平方向
(2)水平力作用点相对钢梁中心线偏心,产生附加弯
矩,不容忽略;
5.5(m是林中?+1o
40.31C.T.Eシ种本5:m
3)滑道槽倒与角倒现场较难対准定位,难以安装。
选用图二则有如下优点
(1)梁可以正常放置,即强轴竖向,所有梁柱节点统
(2)水平力作用点与钢梁中心线重合
(3)预留长圆孔用螺栓连接,高空操作方便,便于交装
2.1风荷载计算
鲤鱼江地处郴州市,B类场地,査荷载规范基本风压为
0.25kN/m2,但《烟卤设计规范》5.2.1条规定基本风压不小于
0.35kNm,本工程应执行后者
钢烟自震周期估算:T1=40.01H=0.01X26=0.26S
经计算烟幻顶部的风振系数β=1.45(过程略
体型系数:查表7-3.1,得ル=0
风荷载标准值:0=B:,2o,=1.45×0.8×1.77
0.35=0.72kN/
烟囱高度方向的线荷载:P=0.72x5.5=4.0kNm
②~s10
③e古
风荷载作川下的计算简图如下
2014年第8期
建建材装饰125
案例分析
计算得,内力图(设计值),如下:
4连接节点设计
此项内容也极为重要,包括框架梁柱连接、柱间支撑连
接节点、斜杆与柱诳接、柱脚柱顶构造等,见各详图。其中
框架梁柱连接、柱间支撑连接节点按荷载选用国家标图集
2.2烟囱壁厚计算
多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》(0ISC519)。
根据《烟肉设计规范》白力式烟肉的简最小厚度这里要特别運満、下?柱间支擦应能直接将水力传至基
应满足下列条件:
当烟囱高度h≤20m,t=4.5+C(9.3.3.-1)
栓抗剪的。本工程,将柱问支撑直接连到了梁上的预埋件上
当烟囱高度b>20m,t=6+C(9.3.3.-2
亦可增加抗剪件等揹施。
式中C:-腐蚀厚度裕度,有隔热层时取C=2mm,无隔热层
时取C=3mm
本工程h=26.01m,考虑为临时烟阳,取h=6+2=8mm。
抗弯强度验算
OT m
F、r(d4ーd1")_x(5.51-5.484)
=0.18924m
32×5.5
509.5×10
7xH。1.15×0.1894X10234N/mf
筒壁厚度满足要求
上m_
封板区
2.3柱间支撑设计
46.51m层支座剪力V=75.54+87.12=1627kN
本工程钢烟凶分两节施工,每节长10m,两节通过法兰连接
方向2个支座承受此剪力,每个支座处水平力为下面通过沿圆周的36块钢板与工艺部分的钢烟道焊接。为
V1=81.4kN。
防止管段在运输、安装过程中变形,管段炳端需加临时支撑,
此水平力沿框架梁织向传至梁柱节点,再通过设在柱间安装就位后拆除。
通过楼板传釗四周混凝土框架柱,受力岄确。柱间支撑选∏5钢烟囱防腐说明
IW250×250×9×14。
5.1外壁
3斜撑杆设计
H06-4环氧富底漆,于工涂刷二度,厚75um(底层)
本工程33.91m以下为钢筋混凝土框梨结构,33.91m
氯化橡胶磁漆,高压无气喷涂四度,厚135um(间层
46.55m则是钢结构框架。33.91m为转换层,即整个结构上下
外檗凃层干膜总厚度不少于210um
度突变处。纵观整个结构,平面布置规则、刚度、质量对52内壁
称,但竖向刚度在33.91m处突变,为薄弱层,应予以重视。
采用树脂鏻片防腐,详防腐说明
笔者增加了4个例斜杆,将钢框架柱在40.310m层标高
5.2.1材料要求
处,迕接到四周3341m混凝士框槊柱顶。此法,能够很好且为合格产品
采的乙烯基树脂鏻片衬里材质应按生产厂标准要求,
的解决钢框架在地震作用吋的空间扭转的不利效应
笔者通过 SATWE整体建模,算验算得知上述结构是
5.2.2防腐衬里施
合理父全的。
(1)烟囟内部表面处理
在防腐施工衬里前,钢烟囱表面应进除锈处
(2〕树脂鳞片防腐施工
a.表间准备
表面焊接缺陷如裂缝核四陷通过重新焊接加以填补,同
邻近表面保持平滑。
清除表面上.所有焊渣,可采用切削的方式,最后打磨至
半滑。
b.喷吹
邻近表面已上了底漆时,附近区域不能进行喷吹,直到
上