《拉索式钢烟囱设计方法及应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拉索式钢烟囱设计方法及应用.doc（2页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、中国新技术新产品2008 NO.11()China New Technologies ami ProduH*工程技术拉索式钢烟囱设计方法及应用巩玉发崔婷婷徐小剪(辽宁工税技术大学土木建筑工程学院辽宁 阜祈123000 )摘 要：随齐社会环保童识的捉高，传统的晞烟囱已经越来越多的被加工方便R经济的御制烟囱取代。本文主要运用桅杆结构中纤绳的非线 性网度方税，对拉倉扎钢烟囱的工作原理进行分析为三方歼绳的拉索丸钢焰囱的设计提伕絢易计算方法，并举例说明拉索式钢叔由的在自 愛以及风荷战作用下如何计算纤绳内力。关键词：拉索丸;钢烟向；桅杆结构；纤绳图1汁算快魁简图纤绳为一瑞狡支于地面.另-端固定于杆 身的斜
2、向柔索：在空间荷载的作用F产生一定 的挠度半横向荷戯不泉分布在同一平面时纤 绳的戊实外形为一条空间曲线。为了简化计算,忽略纤绳平行于弦向的分布荷裁利纤绳垂 心褪的端点位移,第i肚纤绳的非线性刚度 方稈炕、0岀 #30。0 时1如.J-21-9=60%y=0 肘(13)(14)(15)(16)2,S0:的8|由于现住对环保的要求很高.主要大中城 市的供热锅炉房都以天於气为主耍能源.燃Y 火炉的畑闵肚本上也都采用钢制.其它能瀝环 保蟄厂房也披来越名的采用钢烟囱，怎实际设 计中直径一般在500mm到1000mm左右高度 在15m到45m之间。钢烟吻的结构形式分为塔 架式自立式以及拉索式三类，较为常用
3、的为白 立式利拉索式.采用何种结构形式取决Tiffllil 的高度与血径的比值)当岛度与直於比小丁 20 时则采用自立式结构.岀钢烟囱的岛度与直径 比值大于20时采用拉索式结构,半烟囱為度比较岛的时候一般采用拉索式 钢烟囱。拉索式钢烟囱由烟閔筒体和纤绳组成, 畑囱筒体自身承受車力荷载与竖向地宾作用 纤绳作为筒体的弹性支座承受简体传来的水平 荷载其中包括风费载水平荷缎地爲荷载口 瑕仗耶冷并潮湿的地区还承受與冰荷载。拉索 式钢烟囱简体本身的强度比较容易满足.设计 关键在于纤绳的计算和选取本文主要介绍拉 索式钢烟肉的工作原理和简易计算方法并举 例说明其在各种荷数作用下如何计算纤绳内力1拉索式钢烟肉的
4、羞本计算原理1.1拉索式钢烟囱的计算模瞰 计算模呈如下图：8 =.-旦邈: L Eg eg J N = Lh(4)6为第i层纤绳的内力;A.为纤绳哉面积; 4为对应于第i层纤绳j方向的计第系数，对于 三方纤绳A、B、C&为几、AAsB,为对应第i 层纤绳的计算系数为荷栽计算 系数仅与该方向倚载分布形式冇关。反为纤绳 的弹性模址疋为纤绳温度作用卜的线膨胀系 数;A1；为烟囱节点i在荷载作用F纤绳产生的 变形;S.为第i层纤绳初始状态下的弦向张力; a.为第i层纤绳与水平而夹角:L为第i层纤绳 的初始弦向长度。在风荷戟的作用下.纤绳节点产生两那分 的压力组成的水平力：一部分圮风荷裁作用在 杆身上对
5、纤绳节点产生的压力，及弹性支座连 绽梁在节点处的支座反力IJ;另-部分是风荷 载作用在纤绳上纤绳节点的水平压力.即节点 处的支座反力U,。节点水半力为两者之和：P=R%U简化计算时.假设纤绳上的风荷裁均匀分 布对干三方纤绳A、B、C,支些反力Ui可以表示 为 U,=； sinp* u.l er?金 g卩2 2+ml q c(6a-切r;1.2三方纤绳计算工程实例中三方纤绳布置就常用也较为经 济在这里采用三方纤绳模型进行分析。纤绳所 受荷戏除白重外还承受风荷载绝缘戶和更冰 ftfto弘二肿in a(6)g严 gcosa(7)式中山为纤绳所受竖向荷栽(自绝缘子 和褰冰&);为纤绳弦向的竖向荷载分I
6、L 为在纤绳平面内垂直于效向的竖向荷载分駅。 此时风压在纤绳局部坐标上的分就为=a cos 甲 cos a(8)3=3 sin 9(9)u/f a; cos p sin a(10)犬中.为作用在纤绳上的风压，按照建筑 结构荷戏规范进行取佰计算；为纤绳弦向的 风压分址；为垂直于纤绳平面的风压分就；为 在纤绳平面内垂直于弦向的风压分忽略平行于纤绳弦向的荷载影响?严5油卩(11)qt =3cons$ina +gc(a(12)式中q为垂直于纤绳平面的荷嚴分SLq； 为在纤绳平価内垂ft于效向的荷载分SL根据三方纤绳变形方程，应力农达式和廿 点平衡条件.我们列出方程可以解得水平位移 y,偏角Y以及三方纤
7、绳应力值在实际应用 中.一般三方纤绳拉索式烟谢只计算=0= 30。2=60。三个风向。由于结构布世对称，当风 向p=0xp=60时=0;当风向(p=30叩寸,虽燃7. 存在jHJtfft很小并且随着纤绳处张力的增加 而减尔。山于Y的试用意义不大因此，即决风 向g几也可假设沪0,便可以得到简化计算 公式。当8沪时位=0怡一0介(17)2计算实例2星本假定天津地区某钢烟囱总高度50m.直径 1300mm,筒身采用14mm钢板筒身高度较奇. 考虑设置収层纤绳并采用三方纤绳。按照筒身 弯矩分布均匀的原则.将纤绳节点设丸在距离 地面19m和3加处筒身分为三段地血粗糙类 别为B类。纤绳初始应力5取25ON
8、/cm纤绳 弹性模戲$ = I.2X104温度线膨胀系数 = 0.12x10*，温差匸风压方向Ap=0offl 2天津地区某拉索式钢烟囱2.2筒身风荷载计算风荷载按照建筑结构荷载规范进行务项风搬系数按照建筑结构荷载規范进 行取值。计算出简身及纤绳风载计算结果。表1筒身均布荷战筒身号风鈕平均值(唧)均命鏡或朝 iKgh32 50342621.8142 40911.1741.559表2纤遛减習典取值纤绳3Q 朴/d)均布(kn7w2)殳傀宽15 (e)20.501.9150.03250.501.5350.024表3纤绳风荷我取值(2)纤纤您币a lA；V/uw .K ffj 和M悴 & 111! ft!lA.V/ciw ly0 ?6X6xUr-5233.9211(L622 x KK?卜o13292 10K7(HIS6K - W 2.3筒身支座反力计算-55 -中国新技术新产品