（4） 注意：A3 应当一直大于 1.0 并小于等于 1.4 其它情况下树脂将会发生改变。 A4 是与运行循环预期数量相关的设计系数，其中循环与压力或温度，或温度和压 力相关，对于此标准中允许的设计拉力等级，系数应当为 1.0. A5 是与层压材料的长期性能相关的部分设计系数，并应当通过参考表 3 或通过测 试（EN 13121-3 附录 D.16）来确定。 在缺乏测试数据的情况下，A5 应当从表 3 中获得。 当使用 CSM/WR/FW 的合成层压材料时，应当对主要成分采用 A5 的值。 对与在 10 到 50 年间的中间使用寿命，A5 的值应当通过线性内插法确定。 部分设计系数 A5 不应当小于 1，20，除了短期负载外（表 3）. 对于屈曲设计系数 F 的计算，仅能使用专用于弯曲的 A5 值。 对于整体设计系数 K 的计算，A5 值取决于考虑的应用负载。当负载为张力和弯曲 力的结合时，应当使用用于张力的 A5 值。
容许树脂应变ξar
对各种树脂类型的可容许应变ξar 应当从以下公式（1）确定
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第四届玻璃钢管道与容器技术研讨会文集
ξar = 0，1×ξr
（1）
其中：
Ξr 是树脂浇注体的断裂延伸率。
层合板极限应变ξ或应变ξ
层合板的应变ξl 应当根据等式（2A），对于单层板应变ξi，应当根据等式（2B）。
（2A）
（2B） 其中，Ulam 和 Xlam 为材料的极限模量和极限强度。
根据不同的 K 和 F，各个系数可以根据考虑的载荷情况得出，如第 8 项所给。 通过使用 8.1 中所给的方法，可以用这些系数确定可容许设计应变，以便建立可容 许设计强度（8.2），此设计强度将用于第 4 项和第 9 项中描述的整体设计分析。 A1 是与材料性能测试核实相关的设计系数， A2 是与化学环境相关的设计系数， A3 是与设计温度和树脂 HDT 影响相关的设计系数，并根据方程（6）获得：其中（6） 为
根据玻璃钢烟囱的支承方式，可以分为自立式、拉索式、钢框架式、套筒式四种： （1） 自立式 即筒身在不加任何附加受力支撑的情况下，与基础形成稳定一个稳定结构。这种型式的 优点是充分利用玻璃钢耐腐蚀、轻质高强、起吊方便的优点，施工周期短，造价低。缺点是 不适于直径较大、风载较大、震载较大的区域。因此多用于直径较小，高度较低的烟囱。 自立式烟囱的极限承载能力计算，除应考虑自重荷载、烟气温度作用外，还应考虑在承 受风荷载、地震作用、附加弯矩、烟道水平推力及施工安装和检修荷载对它的影响。 自立式玻璃钢烟囱设计时，可将自立式玻璃钢烟囱视为梁柱结构，并用梁柱理论计算其 位移和应力。 自立式玻璃钢烟囱的高度 h≤30000mm，且其高径比不大于 10； （2） 拉索式 仅采用拉索作为附加受力支撑，筒身与拉索共同组成稳定结构的型式。 拉索式玻璃钢烟囱的 h≤40000mm，且其高径比不大于 20； 1） 当烟囱高径比小于 15 时，可设 1 层拉索。拉索一般为 3 根，平面夹角为 120°， 拉索与烟囱轴向夹角不小于 25°。拉索系结位置距烟囱顶部小于 h /3 处。 2）烟囱高度与直径之比大于 15 时，可设 2 层拉索，下层拉索系结位置，宜设在上层 拉索系结位置至烟囱底的 1/2 高度处。
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玻璃钢烟囱的设计技术及相关标准
石家庄开发区技源科技有限公司 李国树
1、前言 近年来玻璃钢烟囱得到了快速发展，目前已成为众多设计院竞相关注的重点材料。但多
数玻璃钢生产厂家甚至是化工、电力设计院对玻璃钢烟囱的设计技术了解不是很全面，存在 很多问题，这也就阻碍了玻璃钢烟囱的推广和应用。 2、玻璃钢烟囱的相关标准
使用情况包括几个方面：各种荷载包括内外压、风载、雪载、地震载荷、积灰载荷等，使用
温度包括正常使用温度、瞬间高温等条件均在规定的设计条件之下。不同的标准对烟囱的使
用寿命规定不一。详见下表：
标准
ASTM D5364
CICIND
使用寿命
35 年
25 年
3.6 阻燃性能

璃钢烟囱通常是用在脱硫后的烟囱，不适用有旁路的干烟囱。
ASTM D5364
CICIND
正常使用温度
49~93℃
50~80℃
短时高温规定
90℃不超过 2 小时
旁路温度 125℃
204℃不超过 30 分钟
瞬时高温 200℃
HG20696 中规定：
以树脂类型使用温度范围为：
乙烯基酯：-40~120 ℃
通用树脂：-40~60 ℃
（3）偶然荷载：罕遇地震作用、拉线断线、撞击、爆炸等。
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。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。
3.2 使用温度范围
湿法脱硫后正常运行情况下烟气的温度为 40~50℃，在极端情况下，温度会有波动，玻
d) 短切毡极限应变从公式（2A）中确定，但是当使用热塑内衬时，应当采用
从公式（2B）确定短切毡的应变。
3.4 安全系数
在 ASTM D5364 中，对安全系数按照受力情况进行了规定：
强度系数表
分项系数
受拉伸应力
受压缩应力 受弯曲应力
材料分项系数
时 间 - 温 度 长期荷载
折减系数 短期荷载
综合系数
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力情况相似，但玻璃钢内筒需考虑受风压的情况下自身刚度的稳定性。 （4） 套筒式 承重外筒多采用钢筋混凝土外筒作为支撑结构，玻璃钢作为内筒，这种结构是目前湿法
脱硫工艺中最为常见的一种结构型式，套筒式烟囱的内部可设置操作平台，可在内外筒之间 检修。这种结构的优点有：充分利用玻璃钢内筒防腐蚀防渗漏的优点，与混凝土高刚度防风、 防震的优点相结合，同时内筒和外筒相对独立，有效防止介质、环境温度变化引起的不同材 质涨缩不一致，避免了内应力破坏。同时也利用了玻璃钢轻质高强，起吊安装方便，施工周 期短，费用低的优点。玻璃钢内筒的直径和高度主要受到外部混凝土套筒的因素而定，高出 外筒部分应在 3 米以内。
拉索式烟囱在风荷载和地震作用下的内力计算，可按国家标准《高耸结构设计规范》 （GB 50135）的规定计算。并考虑横风向风振的影响。
拉索式钢烟囱筒身的构造措施，与自立式钢烟囱相同。 （3） 塔架式 即以钢结构框架或钢筋混凝土框架作为支撑结构，玻璃钢作为内筒。玻璃钢烟囱的直径 和高度主要受到外部钢塔架的因素而定，高出钢塔架部分应在 3 米以内。框架上设有多层操 作平台，一方面可以起到对玻璃钢内筒的支撑和扶正，另一方面方便检查和维修。这种结构 的特点是有钢框架承担烟囱的主要载荷包括内筒的自重及风载、震载等，与套筒式烟囱的受
长期
短期
0.65 0.2 0.6 0.13 0.39
0.4 0.7 0.8 0.28 0.32
0.65 0.7 0.8 0.45 0.52
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按照 CICIND 安全系数分为强度系数 K 和屈曲系数 F 强度设计系数 K 应当从方程（2）中测定：
屈曲设计系数 F 应当通过方程式（3）测定。
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增强树脂 系统
聚酯和乙 烯基酯
玻璃布 短切毡 缠绕环向 缠绕轴向
表 3——部分设计系数 A5 的值
短期
A5 拉力
A5 弯曲
负载
内衬寿命
内衬寿命
达到
达到 10
达到 50
达到 10
达到 50
30 分钟 年
年
年
年
1,0
1,25
1,30
1,50
1,90
1,0
2,00
2,40
对火焰传播速率规定，整
当需要时或规定时，应当
个筒壁结构，最大火焰传播速 通过使用阻燃树脂或添加阻
率 45.
燃剂，对外部表面层或内部表
大多数的玻璃钢烟囱选 面层或整体结构进行处理，以
用阻燃树脂或在树脂中添加 达到要求的阻燃效果
阻燃剂。
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3.7 抗静电性能 在 ASTM D5364 中，规定玻璃钢烟囱在使用过程中将产生大量静电，将会导致严重的人 身安全隐患，必须考虑合适的接地措施，因此要求烟囱必须考虑装置有接地释放系统，这包 括静电释放接线系统和连续导电的内衬材料系统。 3.8 支承方式
单层设计最大容许应变取以下值当中的极小值：
a) 对呋喃树脂为 0，10%。
对聚酯树脂层为 0，23%，
对乙烯基酯层应当为 0，27%，
对 PVC – U 热塑内衬为 0，20%。
b) 对 PVDF，PP，ECTFE 和 PFA 热塑内衬，设计应变应当为玻璃钢层合板设计
应变。
c) 可容许应变从公式（1）确定
1、玻璃钢内筒可选用悬挂式结构（整体悬挂式、分段悬挂式），自立式结构，悬挂式玻 璃钢内筒应进行悬挂结点强度计算及悬挂下端最大水平位移计算。
2 应按照温度变化最大差值计算内筒热应力并考虑加热膨胀节的数量。 3 悬挂式玻璃钢烟囱宜选用承重平台， 4 止晃装置计算 （1） 内筒与外筒之间的止晃拉紧索承受的拉力，应根据内外筒变形协调计算。 （2）玻璃钢内筒与拉紧索相连的加强支撑环的弯矩、环向拉力及沿内筒半径方向的剪 力， 3.9 玻璃钢烟囱的材料设计 玻璃钢烟囱在材料设计中应该注意以下几点：， （1)、内衬防腐蚀树脂的选择： 选择内衬树脂主要根据烟气的腐蚀性、温度、含水率等情况作一正确的选择，目前市场 常用的为乙烯基酯树脂，如亚仕兰的 D470、D411、上纬的 SW907、SW901、华昌的 W2-1、MFE-2 等树脂。但并不是价格越高树脂性能就越好，不同类型的树脂耐腐蚀的特性不一样，例如 HET 酸树脂就比较适合应用于含氯化学介质的烟气，如盐酸蒸汽等；另外在选择树脂时还必 须考虑其力学性能，尤其是高温下的力学性能要充分考虑，因为 FRP 在高温下的力学性能会 有一定程度的下降，而烟囱内的气体温度有时会比较高，这种情况下树脂的耐温性能就至关 重要。此外还应考虑作为内衬树脂必须要有较高的断裂延伸率、韧性要好。按照美国 ASTMD5364-2002 的规定：所选用的树脂至少具有如下性能：在 82℃、25％的硫酸中的耐久 性不低于 1 年、最低强度保留率不低于 50％。测定方法未 ASTM C581，或者在实际可预见的 使用环境条件中试验。