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(shè)計規(guī)范》(GB 50051-2013)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(yīng)充分利用排煙筒的自身強度和剛度,與外側(cè)塔架協(xié)同工作,一起抵抗水平荷載作用。

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(shè)計原則,為后續(xù)研究工作提供理論基礎(chǔ)。

2)結(jié)合工程實例,對塔架式鋼煙囪分別采用規(guī)范設(shè)計法和采用協(xié)同工作設(shè)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別。采用協(xié)同工作設(shè)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(yīng)采用塔架一排煙筒協(xié)同工作體系進行塔架式鋼煙囪設(shè)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(yīng)地呈線性增加。

③基于協(xié)同機理塔架式鋼煙囪設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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數(shù)上看,采用風荷載時程分析方法和采用荷載規(guī)范上等效靜態(tài)放大系數(shù)即風振系數(shù)靜力分析方法,結(jié)果相差不大。

騰是達(河北)環(huán)境工程有限公司，是一家專業(yè)生產(chǎn)工業(yè)煙囪的企業(yè)。隸屬于河北騰是達金屬結(jié)構(gòu)有限公司旗下的分公司，公司專注于各類工業(yè)煙囪、鍋爐專用煙囪，鋼波紋涵管、各種通訊鐵塔，燈桿以及風管的研發(fā)與生產(chǎn)。

公司總部位于河北省衡水市景縣龍華工業(yè)園區(qū)，公司注冊資金1億元，占地面積10萬平米，其中建筑面積28000平米、辦公面積3600平米。主要產(chǎn)品涵蓋自立式煙囪、套筒式煙囪、塔架式煙囪、集束式煙囪、拉索式煙囪、不銹鋼煙囪、玻璃鋼煙囪、鋼質(zhì)波紋板等幾十種產(chǎn)品。公司現(xiàn)有員工130人，其中具有碩士以上學歷的專家和工程師8人，大學本科、大專學歷的員工占60%，各類專業(yè)技術(shù)人員31人，特種專業(yè)人員70人。公司在國內(nèi)設(shè)有多個辦事處和售后服務(wù)機構(gòu)，可隨時提供技術(shù)支持和產(chǎn)品服務(wù)。