13.2 烟道的计算和构造
13.2.1 地下烟道的最高受热温度计算,应计算周围土壤的热阻作用,计算土层厚度(图13.2.1)可按下列公式计算:
图13.2.1 计算土层厚度示意
1 计算烟道侧墙时:
2 计算烟道底板时:
3 计算烟道顶板时,取实际土层厚度。
式中:H、b——分别为从内衬内表面算起的烟道埋深和宽度(m)(图13.2.1);
h1——烟道侧面计算土层厚度(m);
h2——烟道底面计算土层厚度(m)。
13.2.2 确定计算土层厚度后,可按本规范公式(5.6.4)计算烟道受热温度,其计算原则应与本规范第12.4.12条相同。计算受热温度应满足材料受热温度允许值。对材料强度应计算温度作用的影响。
13.2.3 地面荷载应根据实际情况确定,但不得小于10kN/m2。对于钢铁厂的炼钢车间、轧钢车间外部的地下烟道,在无足够依据时,可采用30kN/m2荷载进行计算。
13.2.4 地下烟道在计算时应分别按侧墙两侧无土、一侧无土和两侧有土等荷载工况计算。
13.2.5 地下砖砌烟道(图13.2.5)的承载能力计算应符合下列规定:
图13.2.5 砖烟道型式
1 烟道侧墙的计算模型可按下列原则采用:
1) 当侧墙两侧有土时,侧墙可按上(拱脚处)下端铰接,并仅计算拱顶范围以外的地面荷载,按偏心受压计算。
2) 当侧墙两侧无土时,侧墙可按上端(拱脚处)悬臂,下端固结,验算拱顶推力作用下的承载能力,不计入内衬对侧墙的推力。
3) 砖砌地下烟道不允许出现一侧有土、另一侧无土的情况。
2 砖砌烟道的顶拱应按双铰拱计算。其荷载组合应计算拱上无土、拱上有土、拱上有地面荷载(并计算最不利分布)等情况。
当顶拱截面内有弯矩产生时,截面内的合力作用点不应超过截面核心距。
3 砖砌烟道的底板计算可按下列原则确定:
1) 当为钢筋混凝土底板时,地基反力可按平均分布采用。
2) 当底板为素混凝土时,地基反力按侧壁压力呈45°角扩散。
13.2.6 钢筋混凝土地下烟道应按下列规定进行计算:
1 槽型地下烟道的顶盖、侧墙可按下列规定计算[图13.2.6(a)]:
1) 预制顶板按两端简支板计算。
2) 侧墙按上部有盖板和无盖板两种情况计算:
当上部有盖板时,上支点可按铰接计算。
当上部无盖板时,侧墙可按悬壁计算。
2 封闭箱型地下烟道[图13.2.6(b)]可按封闭框架计算。
图13.2.6 钢筋混凝土烟道
13.2.7 地面砖烟道(图13.2.7)的承载能力可按下端固接的拱形框架进行计算。
图13.2.7 地面砖烟道
13.2.8 架空烟道计算应符合下列规定:
1 架空烟道应计算自重荷载、风荷载、底板积灰荷载和烟气压力。在抗震设防地区尚应计算地震作用。
2 烟道内的烟气压力,可取±2.5kN/m2。
3 架空烟道在进行温度计算时,除应计算出的最高受热温度要满足材料受热温度允许值外,还应使温度差值符合下列要求:
1) 砖砌烟道的侧墙,不大于20℃。
2) 钢筋混凝土烟道及砖砌烟道的钢筋混凝土的底板和顶板,不应大于40℃。
13.2.9 烟道的构造应符合下列规定:
1 地下砖烟道的顶拱中心夹角宜为60°~90°,顶拱厚度不应小于一砖,侧墙厚度不应小于一砖半。
2 砖烟道(包括地下及地面砖烟道)所采用砖的强度等级不应低于MU10,砂浆强度等级不应低于M2.5。当温度较高时应采用耐热砂浆。
3 地下及地面烟道均宜设内衬和隔热层。砖内衬的顶应做成拱形,其拱脚应向烟道侧壁伸出,并应与烟道侧壁留10mm空隙。浇注料内衬宜在烟道内壁敷设一层钢筋网后再施工。
4 不设内衬的烟道,应在烟道内表面抹黏土保护层。
5 当为封闭式箱形钢筋混凝土烟道时,拱形砖内衬的拱顶至烟道顶板底表面应留有不小于150mm的空隙。
6 烟道与炉子基础及烟囱基础连接处,应设置沉降缝。对于地下烟道,在地面荷载变化较大处,也应设置沉降缝。
7 较长的烟道应设置伸缩缝。地面及地下烟道的伸缩缝最大间距应为20m,架空烟道不宜超过25m,缝宽宜为20mm~30mm。缝中应填塞石棉绳等可压缩的耐高温材料。当有防水要求时,伸缩缝的处理应满足防水要求。
抗震设防地区的架空烟道与烟囱之间防震缝的宽度,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011执行。
8 连接引风机和烟囱之间的钢烟道,应设置补偿器。
13.2.10 烟道防腐蚀应符合本规范第11章有关规定。