钢烟囱结构计算
一、筒身自重计算及拉索自重
（1）筒身自重
筒壁1220.2960.00878.5 1.17/G rt kN m πρπ==⨯⨯⨯=
烟囱全高自重13541G G kN =⨯=筒
（2）拉索自重
钢丝绳采用镀锌钢丝绳16NAT6（6+1）+NF1470ZZ124 89.9 GB/T 8918-1996 拉索自重：8.99N/m 每根索长：2538.9cos50S m ==︒
每根拉索自重：28.9938.9350G m N =⨯=
近似计算三根索，自重全部由筒身承担：
3350=1.05k G N =⨯索
二、风荷载产生的弯矩设计值及拉索拉力设计值
（1）风荷载另行计算，结果如下：
烟囱25m 位置设定拉索，25m 位置以上，风荷载设计值 1.4 1.74=2.44k /N m =⨯ 25m 位置以下，风荷载设计值 1.4 1.52=2.13k /N m =⨯
（2）风荷载产生的弯矩设计值
近似计算如下：
22111= 2.4410=122kN m 22
M q l =⨯⨯⨯⨯⋅ ()()22
12221277.653535225122.3kN m 8825QH H h M h -⨯⨯-⨯===⋅⨯(公式参烟囱工程手册7.3-2) 作用在烟囱上总水平力： 2.4410 2.1325=77.65k Q N =⨯+⨯
（3）拉索拉力设计值
177.653570.95kN<124kN 2sin 225sin 50QH S h α⨯===⨯⨯︒
(公式参烟囱工程手册7.3-3) 16φ钢丝绳最小破断拉力为124kN ，故16φ镀锌钢丝绳满足要求。

（4）拉索拉力焊缝计算
假设拉索翼缘板厚8t mm =，焊缝长度200w l mm =
3
2270.9501044.34/210/2008
t w S N mm N mm l t σ⨯===<⨯ 满足要求。

（5）拉索拉力对烟囱产生的竖向压力P 设计值
cos cos5070.9591.2k 180180cos cos 3
P S N n α︒==⨯= 三、承重能力极限状态设计
（1）筒壁局部稳定性的临界应力值
按《烟囱工程手册》公式（7.2-7）计算如下：
520.40.4 1.88108668.4/1.5600
t crt E t N mm K d σ⨯⨯=⨯=⨯= 式中：300°温度作用下钢材的弹性模量550.92 2.0510 1.8810t E =⨯⨯=⨯
局部抗压强度调整系数 1.5K =
（2）在荷载（自重和风）作用下钢烟囱强度计算
按《烟囱工程手册》公式（7.2-6）计算如下：
i i t ni ni
N M f A W ⨯≤ 及 crt σ 式中：计算截面处净截面面积()222600584148714ni A mm π
=⨯-=
计算截面处净截面抵抗矩2230.770.7760082217600ni W d t mm ==⨯⨯=
2210/t f N mm = 2668.4/crt N mm σ=
钢烟囱水平计算截面i 的轴向压力设计值： 1.2i ik N N =
()1 1.2 1.171091.2105.2N kN =⨯⨯+=
2251.2 1.1710 1.0591.2124kN 2N ⎡⎤⎛⎫=⨯⨯+++= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦
()3 1.2 1.171025 1.0591.2141.6kN N =⨯⨯+++=⎡⎤⎣⎦
钢烟囱水平计算截面i 的最大弯矩设计值： 1.4i ik M M =
111.4122kN m k M M ==⋅
221.4122.3kN m k M M ==⋅
30kN m M ≈⋅
（3）钢烟囱整体稳定验算
拉索式钢烟囱整体稳定验算的计算简图可近似假定为两端简支的压杆。

筒身面积：214871m A mm =
截面惯性矩：()4484600584 6.521064I mm π=
⨯-=⨯ 回转半径：209.3i mm =
== 长细比： 1.025000119.4209.3
ul i λ⨯=== 欧拉临界压力：2256223.14 1.881014871 1.76101.1 1.1119.4
t m EX E A N N πλ⨯⨯⨯===⨯⨯ 0.437ϕ= （查《烟囱设计规范》附录B ）
()
()
22236
3622
10.8/12410122.3100.43714871221760010.812410/6.521075.08N /mm 210N /mm m EX N M A W N N ϕ+-⨯⨯=+⨯⨯-⨯⨯⨯=< 满足整体稳定要求。

（4）地脚螺栓最大拉力计算
计算螺栓时，拉索式钢烟囱宜假定底部固接，拉索与筒体连结处为铰接进行简化计算：
22111= 2.4410=122kN m 22
M q l =⨯⨯⨯⨯⋅ 223 2.1325122 2.1325122105.4kN m 8282
M ⨯⨯=-=-=⋅ 地脚螺栓最大拉力：
3max 44105.4 1.173555.14kN 120.612
M N P nd n ⨯⨯=-=-=⨯ （说明：N=1.17×35为筒壁自重） 查《烟囱工程手册》表12.6-14，M27螺栓受拉承载力设计值为64.3kN>55.14 kN
（5）钢烟囱底座基础局部压应力计算
cbt L ct t G M f A W
σωβ=+≤ 式中：G ——钢烟囱底部最大轴向压力设计值3141.6kN G N ==
t A ——钢筋与混凝土基础的接触面积：
()()222220.7850.785900300565200t A D d mm =-=⨯-=
M ——钢烟囱底部与轴力相对应的弯矩设计值，3105.4kN m M M ==⋅ W ——钢烟囱与混凝土基础接触面截面抵抗矩
()()224473/900300/7.06103232
W D d D D mm π
π=-=⨯-=⨯
ω——荷载分布影响系数，0.675ω= ct f ——混凝土在温度作用下的轴心抗压强度设计值，C30，在温度100℃时，查《烟囱设计规范》GB 50051-2013表4.2.3，215.6/ctk f N mm =，查《烟囱设计规范》GB 50051-2013表 4.2.5，混凝土在温度作用下的材料分项系数1.60ct γ=。

215.69.75/1.60
ctk
ct ct f f N mm γ=== L β——混凝土局部受压时强度提高系数，按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010公式6.6.1.2
，
6.2L β=== b A ——局部受压的计算底面积
L A ——混凝土局部受压面积
代入以上数值得：
333272
141.610105.4100.25 1.38100.26/5652007.6100.675 6.29.7540.80/cbt t L ct G M N mm A W f N mm σωβ-⨯⨯=+=+=+⨯≈⨯≤=⨯⨯= 满足要求。

（6）钢烟囱底板厚度计算
按《烟囱工程手册》公式（7.2-15）计算，筒壁底板外侧加劲板之间底板自由长度：
3.14900235.51212
D a mm π⨯=== 底板外侧底板悬臂长度：9006001502
b mm -== 1500.630.3235.5
b a ==>，按三边支承板计算弯矩： 22max 0.07840.25235.51131cbt M a N mm βσ==⨯⨯=⋅
式中：三边支承板弯矩系数0.0784β=，查《烟囱工程手册》表
7.2-3
5.7t mm ≥
==，按构造取14t mm = （7）加劲板计算 加劲板15010200-⨯⨯
()()30.26150235.59.210N cbt V b a σ=⨯⨯=⨯⨯=⨯
33119.21015069010N mm 22
M V b =⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅ 243110200 6.710mm 6
W =⨯⨯=⨯ 3
2246901010.3/mm 210/mm 6.710
M N N W σ⨯===<⨯ 3
221.5 1.59.210 6.9N/mm 125/mm 10200V N th τ⨯⨯===<⨯。