中美单筒式钢筋混凝土烟囱规范设计及计算方法对比分析

摘要

自二十世纪二十年代开始，随着火力发电厂大量粉煤锅炉的投入使用，大量配套的钢筋混凝土烟囱被建造起来，其中应用较为广泛的一种烟囱形式就是单筒式钢筋混凝土烟囱。随着我国经济的发展，众多施工单位开始拓展海外烟囱市场，然而值得我们注意的是中外烟囱在设计规范上存在着较大差异，美国烟囱设计规范作为同国际规范接轨的标准被很多国家采用。通过对比中外规范可以不断了解中国规范的不足之处，并且引进国外先进的设计方法为中国规范修订提供参考。
　　本文基于中国《烟囱设计规范》(GB50003-2013)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《建筑结构荷载规范》(GB5009-2012)和《美国钢筋混凝土烟囱规范》(ACI307-08)、《美国混凝土结构设计规范》(ACI318-05)、《美国建筑结构荷载规范》(ASCE7-02)，对中美单筒式钢筋混凝土烟囱设计及计算方法进行了对比分析，并通过算例说明了中美两国烟囱设计方法和计算结果的差异，主要内容如下:
　　(1)对中美烟囱规范在烟囱用材的材料指标和设计方法进行对比分析。通过比较发现:两国规范对烟囱所用材料的指标取值类似而设计方法上存在一定差异。
　　(2)对比中美烟囱规范在荷载计算方法上的差异。通过对比发现:两国规范均采用了多参数的形式来表示风荷载和地震作用，各主要参数考虑的因素基本一致，但也存在差异。测量时距的不同是造成中美两国基本风速取值差异的主要原因;中国规范没有考虑场地类别对反应谱最大值的影响;美国规范不考虑附加弯矩的计算;中美两国风荷载不同、地震作用参数取值不同、荷载分项系数不同等因素使在计算烟囱上的荷载作用力不具有量值上的可比性。
　　(3)对中美烟囱规范关于筒壁正截面承载力计算方法进行对比。通过对比发现:中国规范给出的截面极限承载力计算公式要比美国规范考虑的情况全面，主要原因是中国规范需要考虑受拉区开洞以及不同开孔尺寸的情况。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 中美烟囱设计简介

1．2．1 中国烟囱设计

1．2．2 美国烟囱设计

1．3 国内研究现状

1．4 本文主要研究内容

2 材料指标对比

2．1 引言

2．2 混凝土强度指标对比

2．2．1 规定抗压强度

2．2．2 强度标准值

2．2．3 强度设计值

2．2．4 弹性模量

2．3 钢筋强度指标的对比

2．3．1 规定屈服强度

2．3．2 强度设计值

2．3．3 弹性模量

2．4 本章小结

3 荷载作用

3．1 引言

3．2 温度作用

3．2．1 中国烟囱规范温度应力计算

3．2．2 美国烟囱规范温度应力计算

3．3 风荷载

3．3．1 地面粗糙度

3．3．2 基本风速

3．3．3 顺向风荷载

3．3．4 横风向风载

3．3．5 风载总效应

3．3．6 环向风弯矩

3．4 地震作用

3．4．1 场地对比

3．4．2 抗震设计方法对比

3．4．3 中国建筑抗震设计规范反应谱

3．4．4 美国建筑抗震设计规范反应谱

3．4．5 两国规范相关参数的转化计算

3．4．6 水平地震作用计算

3．4．7 竖向地震作用计算

3．5 本章小结

4 筒壁正截面承载力计算方法

4．1 引言

4．2 中国规范对烟囱筒壁正截面承载力计算方法

4．3 美国规范对烟囱筒壁正截面承载力计算方法

4．4 本章小结

5 钢筋混凝土烟囱结构设计实例

5．1 设计资料

5．2 地震作用

5．3 风荷载

5．3．1 顺风向风载

5．3．2 横风向风载

5．4 环向风弯矩

5．5 变形验算

5．6 强度分析

5．7 附加弯矩

5．8 正截面极限承载力计算

5．9 本章小结

6 结论

参考文献

致谢