异型脱硫钢筋混凝土烟囱结构设计研究

论文摘要

随着国民经济的持续发展和对能源的巨大需求,各地争先上马电力建设项目,这其中火电项目占了很大部分。烟囱是电力工程的重要部分,其结构是一种高度相对横截面尺寸很大,水平风荷载和地震荷载起主要作用的自立式结构。近年来,随着我国环保标准的逐步提高,新建火力发电厂都强制要求进行烟气脱硫,同时,人们对烟囱外形的要求也越来越高,使得烟囱结构的研究被提上日程。经过一个多世纪的研究,有关烟囱结构所在地区地面粗糙度问题、风的力学理论、风振控制、地震反应理论以及可靠性方面都有了比较丰硕的成果。但是对于烟囱结构的研究远远达不到其结构及功能多样化的需求,使得根据以往研究得到的高耸结构设计规范对于许多造型独特的烟囱结构不能提供准确的参考依据。在这种情况下,对独特造型烟囱进行设计研究,寻求方便可靠的分析方法,以便为以后的烟囱设计提供依据和参考就显得尤为重要。本论文就是对一结构和造型都非常独特的,应用于实际工程的异型脱硫高耸钢筋混凝土烟囱结构进行设计研究的。论文首先对脱硫烟囱结构选型进行了探讨,确定了烟囱的建筑设计。然后采用有限元分析的方法,对异型烟囱结构进行了建模分析;考虑烟囱外筒在自重、温度荷载、风荷载、地震荷载和基础倾斜等作用下,选取各种不利工况进行承载力极限状态和正常使用极限状态的应力、内力和位移分析,指出需加强的部位,并对各控制截面提出配筋方案。最后提出了关于异型脱硫烟囱钢筋混凝土烟囱结构的设计建议,并探讨了该类烟囱结构研究有待进一步开展的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢筋混凝土烟囱设计理论的研究现状
• 1.3 工程概况
• 1.3.1 自然条件及设计主要技术依据
• 1.3.2 建筑设计
• 1.3.3 问题的提出
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 烟囱方案选型与结构设计概述
• 2.1 脱硫烟囱设计标准
• 2.1.1 "国际工业烟囱协会（CICIND）"的设计标准
• 2.1.2 《烟囱设计规范》和《火力发电厂土建结构设计技术规定》
• 2.2 湿法脱硫烟气的特点和腐蚀性
• 2.3 目前国内烟囱脱硫防腐的现状
• 2.4 火力发电厂常见烟囱结构型式及特点
• 2.4.1 钢筋混凝土单筒式烟囱
• 2.4.2 钢筋混凝土套筒烟囱
• 2.4.3 砖内套筒钢筋混凝土套筒烟囱
• 2.4.4 钢内套筒钢筋混凝土套筒烟囱
• 2.5 烟囱选型
• 2.6 双管式钢筋混凝土烟囱结构设计方案
• 2.6.1 烟囱地基处理和基础结构
• 2.6.2 烟囱筒身结构
• 2.7 双管式钢筋混凝土烟囱结构设计特点
• 2.7.1 钢筋混凝土承重外筒
• 2.7.2 砖砌排烟筒及防腐蚀设计
• 2.7.3 楼板平台
• 2.7.4 积灰平台和内烟道
• 第3章 烟囱结构分析力学模型及结构动力特性
• 3.1 有限元模型的建立
• 3.1.1 单元和材料选择
• 3.1.2 外筒壁厚的选择
• 3.1.3 ANSYS仿真模型
• 3.2 高耸烟囱结构动力特性分析
• 3.2.1 自振频率计算
• 第4章 风荷载作用反应分析理论
• 4.1 荷载的作用机理
• 4.2 烟囱结构的各项风荷载系数
• o'>4.2.1 基本风压ω_o
• z'>4.2.2 风压沿高度变化系数μ_z
• s'>4.2.3 风压体型系数μ_s
• z'>4.2.4 风振系数β_z
• 4.3 综合计算确定烟囱结构的风荷载标准值
• 第5章 地震反应谱分析理论
• 5.1 概述
• 5.2 振型分解反应谱法的基本概念
• 5.3 高耸烟囱结构地震反应谱分析
• 5.3.1 基本理论
• 第6章 烟囱结构计算分析
• 6.1 荷载取值和工况组合
• 6.1.1 恒载
• 6.1.2 风荷载
• 6.1.3 平台活载
• 6.1.4 地震荷载
• 6.1.5 温度荷载
• 6.1.6 基础倾斜
• 6.1.7 工况组合
• 6.2 各工况下的支座反力和最大侧移
• 6.3 各工况下的应力分析
• 6.3.1 工况一
• 6.3.2 工况二
• 6.3.3 工况三
• 6.3.4 工况四
• 6.3.5 工况五
• 6.3.6 工况六
• 6.3.7 工况七
• 6.3.8 工况八
• 6.4 各控制截面在承载力极限状态下的纵筋配筋方案
• 6.4.1 外筒壁圆弧段
• 6.4.2 外筒壁圆弧段伸出部分
• 6.4.3 外筒壁直线段
• 6.5 正常使用极限状态下的裂缝验算
• 6.5.1 外筒壁圆弧段的裂缝验算
• 6.5.2 外筒壁直线段的裂缝验算
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果