烟囱设计规范 [附条文说明] GB50051-2013 建标库

8.4  悬挂式钢内筒

8.4.1  悬挂式钢内筒结构形式的选择,应按照工程设计条件、钢内筒中排放烟气的压力分布状况、烟气腐蚀性和耐久性要求综合考虑确定。

    对于分段悬挂式钢内筒,它是将钢内筒分为一段或几段悬挂于不同高度的烟囱内部平台上,各分段之间通过可自由变形的膨胀伸缩节连接,以消除热胀冷缩和烟囱水平变位现象造成的纵(横)向伸缩变形影响。钢内筒膨胀伸缩节的防渗漏防腐处理比较困难,是烟囱整体结构防腐设计和施工的薄弱环节;钢内筒分段数偏多会引起膨胀伸缩节的数量增多,由此带来较大的烟气冷凝结露酸液渗漏腐蚀风险和隐患。

    另外,针对悬挂式钢内筒的计算研究分析表明,分段数增加,钢内筒节省的用钢量不很明显;而由此带来的膨胀伸缩节烟气渗漏腐蚀隐患弊端要大于用钢量节省的效益。因此,分段悬挂式钢内筒的悬挂段数不宜过多,以1段为宜,最多不超过2段;膨胀伸缩节的设置标高位置应尽量降低。

8.4.2  钢内筒的抗弯刚度比悬挂平台梁的抗弯刚度要大得多,悬挂平台梁不足以阻止钢内筒整体转动,应具体分析悬挂平台梁对钢内筒的转动约束作用。

    平台梁对钢内筒的转动约束刚度可以通过内筒支座间的转角刚度来求得。钢内筒通过悬吊支座与平台梁连接,悬吊支座一般对称布置,因此,求平台梁对双钢内筒的转动约束大小,可以在两个对称的平台梁上各作用两个力,使其形成两个力偶。设其中一个平台梁与悬吊支座连接处作用集中力F,求出一个平台梁的挠度大小△,则两个平台梁之间的相对位移即为2△,根据弯矩与转角之间的关系可以得到平台梁的转动刚度k1

式中:n——单个平台梁上悬吊支座的个数;

      2△——位于同一直径上的一对悬吊点的位移差;

      d——钢内筒的直径。

8.4.3  当悬挂平台下悬挂段钢内筒的长度较小时,钢内筒线刚度较大,由转动产生的钢内筒应力较大,因此该段钢内筒不宜太短。在水平地震作用下,多跨悬挂钢内筒由自身惯性力产生的地震内力只在最下层横向约束平台处较大,其他层很小,可忽略不计。因此,在进行横向约束平台布置时,可考虑将最下层的钢内筒悬臂段的长度设置得小些。分析表明,当该段长度不大于25m时,钢内筒由自身惯性力产生的地震内力可忽略不计。

    悬挂段钢内筒的竖向地震作用可按支承在悬挂平台上倒立的钢内筒按本规范第5章的有关规定计算。

8.4.4  本规范给出的悬挂式钢内筒抗拉强度设计值公式是根据极限状态设计方法和容许应力法之间的换算得到的。

    内筒允许应力是根据美国土木工程师学会标准《钢内筒设计与施工》ASCE13-75规定的钢内筒抗拉强度容许应力值的计算公式转变而来。