基于協(xié)同機理塔架式鋼煙囪設計研究.pdf

1、塔架式鋼煙囪是由內(nèi)部排煙筒和外部塔架共同組成穩(wěn)定體系的鋼煙囪，排煙筒主要承擔自身豎向荷載，水平荷載主要由外部塔架承擔?！稛焽柙O計規(guī)范》(GB50051-2013)中第10.2.4條和第10.2.6條規(guī)定:塔架與排煙筒之間可采用滑道式連接。在計算時，塔架和排煙筒分別獨立計算，不考慮塔架和排煙筒之間剛度的相互影響。隨著工業(yè)的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，塔架式鋼煙囪高度越來越高，排煙筒的直徑和剛度亦越來越大。應充分利用排煙筒的自身強度和剛度，與

2、外側(cè)塔架協(xié)同工作，一起抵抗水平荷載作用。因此有必要對塔架-排煙筒協(xié)同工作體系進行深入研究，為工程設計提供參考。本文的主要工作及成果如下:
　　1)總結(jié)關(guān)于塔架式鋼煙囪的材料、選型、荷載和計算原理等設計原則，為后續(xù)研究工作提供理論基礎。
　　2)結(jié)合工程實例，對塔架式鋼煙囪分別采用規(guī)范設計法和采用協(xié)同工作設計法進行有限元結(jié)構(gòu)受力分析。通過動力特性和有限元結(jié)果對比分析表明兩者在自振周期、振動模態(tài)、塔柱內(nèi)力、水平位移等方面有一定差

3、別。采用協(xié)同工作設計的塔架式鋼煙囪結(jié)構(gòu)不但結(jié)構(gòu)整體性好，而且在同等目標條件下用鋼量省。工程實際中應采用塔架-排煙筒協(xié)同工作體系進行塔架式鋼煙囪設計。
　　3)分析塔筒連接方式、排煙筒的厚度、塔架底部寬度與高度之比等參數(shù)對協(xié)同工作體系的塔架式鋼煙囪的動力特性影響規(guī)律。通過對協(xié)同工作的塔架式鋼煙囪動力特性影響參數(shù)分析，主要得到以下結(jié)論:①塔架與排煙筒連接方式和排煙筒的筒壁厚度對結(jié)構(gòu)的自振周期影響不大，其影響值均在6％左右。②隨著塔架底

4、部寬度與高度的比值減小，結(jié)構(gòu)的各階自振周期和各高度處的側(cè)移值相應地呈線性增加。③基于協(xié)同機理塔架式鋼煙囪設計:塔架與排煙筒的連接采用強連接（層層連接）;排煙筒的筒壁厚度滿足設計要求即可;風荷載相對大的地區(qū)，塔架底部寬度與高度之比應選擇大值。
　　4)本文采用線性濾波法模擬風荷載，對協(xié)同工作體系的塔架式鋼煙囪進行動力風振響應分析。結(jié)果表明:①該方法求得的塔架風荷載時程樣本可以代替真實的風荷載進行塔架風振分析。②從節(jié)點位移峰值及風振系