烟囱设计规范

友谊的真诚

烟囱设计规范 GBJ51—83

      主编部门：中华人民共和国冶金工业部

　　批准部门：中华人民共和国国家计划委员会


　　试行日期：　　

    关于颁发《烟囱设计规范》的通知

　　计标1500号

　　根据原国家建委(73)建革设字第239号通知的要求，由冶金工业部会同有关部门和单位共同编制的《烟囱设计规范》，已经有关部门会审，现批准《烟囱设计规范》GBJ51—83为国家标准。

　　本规范由冶金工业部管理，其具体解释等工作，由冶金工业部包头钢铁设计研究院负责。

　　中华人民共和国国家计划委员会

　　　　编制说明

　　本规范是根据原国家建委(73)建革设字239号文的通知，由冶金工业部包头钢铁设计研究院会同有关设计、施工、科研、大专院校等单位共同编制的。

　　在编制本规范过程中，坚持调查研究，总结实践经验，进行了必要的科学试验并广泛征求了各方面的意见，最后会同有关部门审查定稿。

　　本规范共分八章和九个附录。主要内容包括：砖烟囱、配筋砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、刚性基础、板式基础和壳体基础等。在编制工作中注意了与我国现行各有关规范的协调统一。

　　试行本规范时，如发现需要修改和补充之处，请将意见和资料寄交包头钢铁设计研究院并抄送我部，以便修订时参考。

　　冶金工业部

　　

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　基本符号

　　内外力

　　M——荷载作用下的弯矩，简称弯矩；

　　Mw——风荷载作用下的弯矩，简称风弯矩；

　　Mf——附加弯矩；

　　Md——地震弯矩；

　　Mdf——地震附加弯矩；

　　N——荷载作用下的纵向力，简称纵向力；

　　G——基础自重和基础上的土重；

　　T——切力；

　　Qc——基础局部冲切荷载；

　　Nφ、NφΜ——分别为壳体的单位弧长薄膜径向力和径向力；

　　Nθ、NθΜ——分别为壳体的单位长度薄膜环向力和环向力；

　　Nφ、Qφ——分别为壳体单位弧长的径向弯矩和切力；

　　Mφa、Mφb——分别为壳体小径边缘和大径边缘的单位弧长径向弯矩；

　　Ha、Hb——分别为壳体小径边缘和大径边缘的单位长度水平推力；

　　Mθ——壳体环梁的环向弯矩。

　　温度

　　Ty——烟气温度；

　　Tк——空气温度；

　　TN——计算点的受热温度；

　　Rz——内衬、隔热层和筒壁的总热阻；

　　Ro、Rw——分别为内衬内表面和筒壁外表面的热阻；

　　λ——导热系数；

　　α1——内衬内表面吸热系数；

　　αu——筒壁外表面放热系数；

　　Δt——温度差；

　　th——混凝土筒壁内表面受热温度；

　　tg——钢筋受热温度。

　　应力

　　σh、σht——分别为荷载作用和荷载与温度共同作用下的混凝土压应力；

　　σg、σk——分别为钢筋和环箍拉应力；

　　σgt、σ′gt——分别为钢筋在温度作用下的受拉和受压应力；

　　σzt——砖砌体在温度作用下的压应力；

　　p——基础底面平均压力；

　　Pmax、Pmin——分别为基础底面边缘的最大和最小压力；

　　PN——基础底面在轴心荷载作用下的压力；

　　PM——基础底面在弯矩作用下的压力。

　　材料计算指标

　　Ra——混凝土的轴心抗压设计强度；

　　Ru——混凝土的弯曲抗压设计强度；

　　Rl——混凝土的抗拉设计强度；

　　Rf——混凝土的抗裂设计强度；

　　Rat、Rwt——分别为混凝土在温度作用下的轴心抗压和弯曲抗压设计强度；

　　Rlt、Rft——分别为混凝土在温度作用下的抗拉和抗裂设计强度；

　　Rg、R′g——分别为钢筋的抗拉和抗压设计强度；

　　Rgt、R′gt——分别为钢筋在温度作用下的抗拉和抗压设计强度；

　　Eh、Eg——分别为混凝土和钢筋的弹性模量；

　　Eht、Ekt——分别为混凝土和环箍在温度作用下的弹性模量；

　　Eh——环箍的折算弹性模量；

　　E——砖砌体的弹性模量；

　　Et——砖砌体在温度作用下的弹性模量。

　　几何特征

　　A、Ao——分别为截面面积和换算截面面积；

　　Ag——计算截面纵向钢筋的总面积或每米高度内环向钢筋的截面面积；

　　Ak——环箍截面面积；

　　F——基础底面面积；

　　δ、δo——分别为筒壁（或壳体）厚度和有效厚度；

　　rh——截面核心距；

　　d——钢筋直径；

　　a——筒壁外边缘至环向钢筋重心的距离；

　　δfmax——混凝土的最大裂缝宽度；

　　Lf——混凝土的裂缝平均间距；

　　S——壳体的径向长度；

　　e——纵向力至截面中心的距离；

　　eo——纵向力至截面重心的距离；

　　J——截面的惯性矩；

　　W——截面的弹性抵抗矩；

　　θ——筒壁开孔半角。

　　计算系数

　　K——设计安全系数；

　　βh——混凝土在温度作用下的弹性模量折减系数；

　　a、w——分别为混凝土在温度作用下的轴心抗压和弯曲抗压设计强度折减系数；

　　l、f——分别为混凝土在温度作用下的抗拉和抗裂设计强度折减系数；

　　αz——砖砌体在温度作用下的线膨胀系数；

　　αhz——混凝土在温度作用下的变形系数；

　　αg——钢筋在温度作用下的线膨胀系数；

　　α——砖砌体的纵向力偏心影响系数；

　　u——配筋率；

　　n——钢筋与混凝土在温度作用下的弹性模量比值；

　　ν——与钢筋表面形状有关的系数。

   

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  第一章　总则

　　第1.0.1条 为了在烟囱设计中，做到技术先进，经济合理，安全适用，确保质量，特制定本规范。

　　第1.0.2条 本规范适用于砖烟囱和高度不大于210米的钢筋混凝土烟囱的设计。

　　第1.0.3条 设计下列烟囱时，尚应符合现行有关规范的规定：

　　一、位于湿陷性黄土、膨胀土等地区或地下采掘区的烟囱；

　　二、烟气中二氧化硫的含量超过1%（体积比）和二氧化硫含量虽未超过1%，但烟气温度低于100℃或烟气相对湿度超过60%的烟囱；

　　三、烟气中含有其它侵蚀性气体的烟囱。

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                                       第二章　材料

　　第一节 砖石

　　第2.1.1条 砖烟囱筒壁和配筋砖烟囱筒壁的材料应按下列规定采用：

　　一、筒壁宜采用标准型或异型的一等普通粘土砖，其标号不应低于75号；如有抗冻要求时，砖的抗冻性指标应符合有关规定；

　　二、砖筒壁宜采用25号混合砂浆，在其顶部5米范围内，宜将砂浆标号提高到50号；

　　三、配筋砖筒壁，应采用不低于50号的水泥石灰混合砂浆。

　　第2.1.2条 烟囱的内衬材料应按下列规定采用：

　　一、烟气温度低于400℃时，可采用75号普通粘土砖和25号混合砂浆；

　　二、烟气温度为400～500℃时，可采用75号普通粘土砖和耐热砂浆；

　　三、烟气温度高于500℃时，可采用粘土质耐火砖、耐火混凝土预制块和粘土火泥泥浆。

　　第2.0.3条 毛石基础的材料应根据基土的潮湿程度按下列规定采用：

　　一、基土稍湿时，采用不低于200号的石材和不低于25号的混合砂浆；

　　二、基土很湿时，采用不低于200号的石材和不低于50号的混合砂浆；

　　三、基土含水饱和时，采用不低于300号的石材和不低于50号的水泥砂浆。

　　第2.1.4条 砖砌体在温度作用下的抗压强度和弹性模量，可不考虑温度折减，仍应按《砖石结构设计规范》(GBJ3—73)的规定采用。

　　第2.1.5条 砖砌体在温度作用下的线膨胀系数αz应按下列规定采用：

　　当砌体受热温度t为20～200℃时，αz可采用5×  ；

　　当砌体受热温度t为201～400℃时，αz 可按下式确定：

　　  
      第二节 混凝土

　　第2.2.1条 钢筋混凝土烟囱筒壁的混凝土应按下列规定采用：

　　一、混凝土宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制，混凝土标号不宜低于200号；

　　二、混凝土的水灰比不宜大于0.5每立方米混凝土水泥用量不应超过450公斤；

　　三、混凝土的骨料应坚硬致密，粗骨料宜采用玄武岩、闪长岩、花岗岩、石灰岩等破碎的碎石或河卵石，细骨料宜采用天然砂，也可采用上述岩石经破碎筛分后的产品，但不得含有金属矿物、云母、硫酸化合物和硫化物；

　　四、粗骨料粒径不应超过筒壁厚度的1/5和钢筋间距的3/4，同时最大粒径不应超过60毫米；

　　五、沿筒壁高度宜采用相同标号的混凝土。

　　注：①当烟囱较高时亦可采用不同标号的混凝土。

　　　　②筒壁顶部第一节和有烟气直接作用的部位，不宜采用石灰石作骨料。

　　第2.2.2条 基础的混凝土标号应按下列规定采用：

　　一、刚性基础，不应低于100号；

　　二、板式基础，不应低于150号；

　　三、壳体基础，不宜低于300号。

　　第2.2.3条 筒壁混凝土在温度作用下的设计强度应按下列公式计算：

　　Rat＝0.7aRa　　　　　　　　　　　(2.2.3－1)

　　Rlt＝lRl　　　　　　　　　　　　　(2.2.3－2)

　　Rft＝fRf(2.2.3-3)

　　式中Rat、Rlt、Rft——分别为混凝土在温度作用下的轴心抗压、抗拉和抗裂设计强度；

　　　　a、l、f——分别为混凝土在温度作用下的轴心抗压、抗拉和抗裂设计强度的折减系数；

　　　　Ra、Rl、Rf——分别为混凝土的轴心抗压、抗拉和抗裂设计强度，应按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)采用。

　　第2.2.4条 基础混凝土在温度作用下的设计强度应按下列规定采用：

　　一、当为地上烟道时，可不考虑温度折减，仍应按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)采用；

　　二、当为地下烟道时，应按下列公式计算：

　　Rat＝aRa　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.4-1)

　　Rwt＝wRw　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.4-2)

　　Rlt＝RI I　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.4－3)

　　式中Rwt——混凝土在温度作用下的弯曲抗压设计强度；

　　　　w——混凝土在温度作用下的弯曲抗压设计强度的折减系数；

　　　　　Rw——混凝土弯曲抗压设计强度，应按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)采用。

　　第2.2.5条 混凝土在温度作用下的设计强度折减系数，可按表2.2.5采用。

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第2.2.6条 混凝土在温度作用下的抗压或抗拉弹性模量应按下式计算：

　　Eht＝βhEh　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.6)

　　式中βh——混凝土在温度作用下的弹性模量折减系数；

　　　　Eh——混凝土弹性模量，应按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)采用。

　　混凝土在温度作用下的设计强度折减系数　　　　　　　表2.2.5

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　第2.2.7条 混凝土在温度作用下的弹性模量折减系数，可按表2.2.7采用。

　　混凝土在温度作用下的弹性模量折减系数　　　　　　　　　　　表2.2.7

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第2.2.8条 混凝土在温度作用下的变形系数αhz可采用1.0× 。

      第三节 钢筋和钢材

　　第2.3.1条 钢筋混凝土筒壁的配筋宜采用Ⅱ级钢筋；配筋砖筒壁宜采用Ⅰ级钢筋，但纵向钢筋由计算决定时，宜采用Ⅱ级钢筋。

　　第2.3.2条 基础的配筋宜采用Ⅱ级钢筋。

　　注：也可采用5号钢钢筋。
　　
　　第2.3.3条 平台、爬梯、螺栓和砖烟囱的环箍等宜采用3号钢。

　　第2.3.4条 钢筋混凝土筒壁和配筋砖筒壁的钢筋，在温度作用下的抗拉和抗压设计强度应按下列公式计算：

　　Rgt＝0.85gRg　　　　　　　　　　　　(2.3.4－1)

　　R′gt＝0.85gR′g　　　　　　　　　　(2.3.4－2)

　　式中Rg、R′gt——分别为钢筋在温度作用下的抗拉和抗压设计强度；

　　　　g——钢筋在温度作用下的设计强度折减系数；

　　　　Rg、R′g——分别为钢筋抗拉和抗压设计强度，应按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)采用。

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第2.3.5条 基础的钢筋在温度作用下的抗拉和抗压设计强度应按下列规定采用：

　　一、当为地上烟道时，可不考虑温度折减，仍应按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)采用；

　　二、当为地下烟道时，应按下列公式计算：

　　Rgt＝gRg　　　　　　　　　　　(2.3.5－1)

　　R′gt＝gR′g　　　　　　　　　(2.3.5－2)

　　第2.3.6条 钢筋在温度作用下的设计强度折减系数，可按表2.3.6采用。

　　钢筋在温度作用下的设计强度折减系数　　　　　　　表2.3.6

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第2.3.7条 砖烟囱筒壁的环箍，当采用3号钢时，其抗拉设计强度Rkt可采用1680公斤/c㎡。

　　第2.3.8条 钢筋和钢材在温度作用下的弹性模量，可不考虑温度折减，仍应按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)和《钢结构设计规范》(TJ17—74)采用。

　　第2.3.9条 钢筋线膨胀系数αg可采用1.2× 。
第四节 材料热工计算指标

　　第2.4.1条 隔热材料应采用无机材料，其干燥状态下的容重不宜大于800公斤/ 。

　　第2.4.2条 材料热工计算指标，应按实际试验资料确定，当无试验资料时，对于几种常用的材料可按表2.4.2采用。

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材料热工计算指标　　　　　　　　　　表2.4.2