10.3.1  自立式钢烟囱的直径d和对应位置高度h之间的关系应根据强度和变形要求，经过计算后确定，并宜满足下式的要求；当不满足下式要求时，烟囱下部直径宜扩大或采用其他减震等措施：

10.3.2  自立式钢烟囱应进行下列计算：

    1  弯矩和轴向力作用下，钢烟囱强度应按下式进行计算：

式中：Mi——钢烟囱水平计算截面i的最大弯矩设计值（包括风弯矩和水平地震作用弯矩）(N·mm)；

      Ni——与Mi相应轴向压力或轴向拉力设计值（包括结构自重和竖向地震作用）(N)；

      Ani——计算截面处的净截面面积(mm2)；

      Wni——计算截面处的净截面抵抗矩(mm3)；

      ƒt——温度作用下钢材抗拉、抗压强度设计值(N/mm2)，按本规范第4.3.6条进行计算。

    2  弯矩和轴向力作用下，钢烟囱局部稳定性应按下列公式进行验算：

式中：σcrt——烟囱筒壁局部稳定临界应力(N/mm2)；

     ƒy——钢材屈服强度(N/mm2)；

      γs——钢材在温度作用下强度设计值折减系数，按本规范第4.3.6条确定；

      t——筒壁厚度(mm)；

      Et——温度作用下钢材的弹性模量(N/mm2)；

      Di——i截面钢烟囱外直径(mm)；

      δ——烟囱筒体几何缺陷折减系数，当≤0.01l时(图10.3.2)，取δ＝1.0；当＝0.02l时，取δ＝0.5；当0.01l＜＜0.02l时，采用线性插值；不允许出现＞0.02l的情况。

图10.3.2 钢烟囱筒体几何缺陷示意

     3  在弯矩和轴向力作用下，钢烟囱的整体稳定性应按下列公式进行验算：

式中：Abi——计算截面处的毛截面面积(mm2)；

      Wbi——计算截面处的毛截面抵抗矩(mm3)；

      NEx——欧拉临界力(N)；

      λ——烟囱长细比，按悬臂构件计算；

      ——焊接圆筒截面轴心受压构件稳定系数，按本规范附录B采用。

    4  地脚螺栓最大拉力可按下式计算：

式中：Pmax——地脚螺栓的最大拉力(kN)；

      M——烟囱底部最大弯矩设计值(kN·m)；

      N——与弯矩相应的轴向压力设计值(kN)；

      d——地脚螺栓所在圆直径(m)；

      ｎ——地脚螺栓数量。

    5  钢烟囱底座基础局部受压应力，可按下式计算：

式中：σcbt——钢烟囱（包括钢内筒）荷载设计值作用下，在混凝土底座处产生的局部受压应力(N/mm2)；

      G——烟囱底部重力荷载设计值(kN)；

      At——钢烟囱与混凝土基础的接触面面积(mm2)；

      W——钢烟囱与混凝土基础的接触面截面抵抗矩(mm3)；

      ω——荷载分布影响系数，可取ω＝0.675；

      β1——混凝土局部受压时强度提高系数，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定计算；

      ƒct——混凝土在温度作用下的轴心抗压强度设计值。

    6  烟道入口宜设计成圆形。矩形孔洞的转角宜设计成圆弧形。孔洞应力应满足下式要求：

式中：A0——洞口补强后水平截面面积，应不小于无孔洞的相应圆筒壁水平截面面积(mm2)；

      W0——洞口补强后水平截面最小抵抗矩(mm3)；

      ƒt——温度作用下的钢材抗压强度设计值(N/mm2)；

      N——洞口截面处轴向力设计值(N)；

      M——洞口截面处弯矩设计值(N·mm)；

      αk——洞口应力集中系数，孔洞圆角半径r与孔洞宽度b之比，r/b＝0.1时，可取αk＝4，r/b≥0.2时，取αk＝3，中间值线性插入。

10.3.3  钢烟囱的筒壁最小厚度应满足下列公式要求：

    烟囱高度不大于20m时：

    烟囱高度大于20m时：

式中：tmin——筒壁最小厚度(mm)；

      C——腐蚀厚度裕度，有隔热层时取C＝2mm，无隔热层时取C＝3mm。

10.3.4  隔热层的设置应符合下列规定：

    1  当烟气温度高于本规范表3.3.1规定的最高受热温度时，应设置隔热层。

    2  隔热层厚度应由温度计算确定，但最小厚度不宜小于50mm。对于全辐射炉型的烟囱，隔热层厚度不宜小于75mm。

    3  隔热层应与烟囱筒壁牢固连接，当采用不定型现场浇注材料时，可采用锚固钉或金属网固定。烟囱顶部可设置钢板圈保护隔离层边缘。钢板圈厚度不应小于6mm。

    4  应沿烟囱高度方向，每隔1m～1.5m设置一个角钢支承环。

    5  当烟气温度高于560℃时，隔热层的锚固件可采用不锈钢(1Cr18Ni9Ti)制造。烟气温度低于560℃时，可采用一般碳素钢制造。

10.3.5  破风圈的设置应符合下列规定：

    1  当烟囱的临界风速小于6m/s～7m/s时，应设置破风圈。当烟囱的临界风速为7m/s～13.4m/s、小于设计风速，且采用改变烟囱高度、直径和增加厚度等措施不经济时，也可设置破风圈。

    2  设置破风圈范围的烟囱体型系数应按1.2采用。

    3  需设置破风圈时，应在距烟囱上端不小于烟囱高度1/3的范围内设置。

    4  破风圈型式可采用螺旋板型或交错排列直立板型，并应符合下列规定：

      1)  当采用螺旋板型时，其螺旋板厚度不小于6mm，宽度为烟囱外径的1/10。螺旋板为三道，沿圆周均布，螺旋节距可为烟囱外直径的5倍。

      2)  当交错排列直立板型时，其直立板厚度不小于6mm，长度不大于1.5m，宽度为烟囱外径的1/10，每圈立板数量为4块，沿烟囱圆周均布，相邻圈立板相互错开45°。

10.3.6  烟囱顶部可设置用于涂刷油漆的导轨滑车及滑车钢丝绳。