路径: 主页 > GB > 第49页 > GB 50051-2013 | 标准编号 | GB 50051-2013 (GB50051-2013) | | 中文名称 | 烟囱设计规范(附条文说明) | | 英文名称 | Chimney design specifications | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | P34 | | 国际标准分类 | 91.040.20 | | 字数估计 | 237,226 | | 旧标准 (被替代) | GB 50051-2002 | | 引用标准 | GB 50003; GB 50007; GB 50009; GB 50010; GB 50011; GB 50017; GB 50046; GB 50135; GB 50205; GB/T 700; GB 1499.1; GB 1499.2; GB/T 1591; GB/T 4171; GB/T 8237; GB/T 13912; GB/T 17470; GB/T 18369; GB/T 18370; JGJ 18; JGJ 94 | | 标准依据 | 住房和城乡建设部公告第1596号 | | 发布机构 | 中华人民共和国住房和城乡建设部;中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 | | 范围 | 本规范适用于圆形截面的砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、钢烟囱、玻璃钢烟囱等单筒烟囱, 以及由砖、钢、玻璃钢为内筒的套筒式烟囱和多管式烟囱的设计。 | GB 50051-2013: 烟囱设计规范(不含条文说明)
GB 50051-2013 英文名称: Chimney design specifications
1 总则
1.0.1 为了在烟囱设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全、适用、经济、保证质量，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于圆形截面的砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、钢烟囱、玻璃钢烟囱等单筒烟囱，以及由砖、钢、玻璃钢为内筒的套筒式烟囱和多管式烟囱的设计。
1.0.3 烟囱的设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语
2.1 术语
2.1.1 烟囱 chimney
用于排放烟气或废气的高耸构筑物。
2.1.2 筒身 shaft
烟囱基础以上部分，包括筒壁、隔热层和内衬等部分。
2.1.3 筒壁 shell
烟囱筒身的最外层结构，整个筒身承重部分。
2.1.4 隔热层 insulation
置于筒壁与内衬之间，使筒壁受热温度不超过规定的最高温度。
2.1.5 内衬 lining
分段支承在筒壁牛腿之上的自承重结构或依靠分布于筒壁上的锚筋直接附于筒壁上的浇筑体，对隔热层或筒壁起到保护作用。
2.1.6 钢烟囱 steel chimney
筒壁材质为钢材的烟囱。
2.1.7 钢筋混凝土烟囱 reinforced concrete chimney
筒壁材质为钢筋混凝土的烟囱。
2.1.8 砖烟囱 brick chimney
筒壁材质为砖砌体的烟囱。
2.1.9 自立式烟囱 self-supporting chimney
筒身在不加任何附加支撑的条件下，自身构成一个稳定结构的烟囱。
2.1.10 拉索式烟囱 guyed chimney
筒身与拉索共同组成稳定体系的烟囱。
2.1.11 塔架式钢烟囱 framed steel chimney
排烟筒主要承担自身竖向荷载，水平荷载主要由钢塔架承担的钢烟囱。
2.1.12 单筒式烟囱 single tube chimney
内衬和隔热层直接分段支承在筒壁牛腿上的普通烟囱。
2.1.13 套筒式烟囱 tube-in-tube chimney
筒壁内设置一个排烟筒的烟囱。
2.1.14 多管式烟囱 multi-flue chimney
两个或多个排烟筒共用一个筒壁或塔架组成的烟囱。
2.1.15 烟道 flue
排烟系统的一部分，用以将烟气导入烟囱。
2.1.16 横风向风振 across-wind sympathetic vibration
在烟囱背风侧产生的旋涡脱落频率较稳定且与结构自振频率相等时，产生的横风向的共振现象。
2.1.17 临界风速 critical wind speed
结构产生横风向共振时的风速。
2.1.18 锁住区 lock in range
风的旋涡脱落频率与结构自振频率相等的范围。
2.1.19 破风圈 strake
通过破坏风的有规律的旋涡脱落来减少横风向共振响应的减振装置。
2.1.20 温度作用 temperature action
结构或构件受到外部或内部条件约束，当外界温度变化时或在有温差的条件下，不能自由胀缩而产生的作用。
2.1.21 传热系数 heat transfer coefficient
结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过结构单位面积的传热量，单位为W/(m2·K)。
2.1.22 导热系数 thermal conductivity
材料导热特性的一个物理指标。数值上等于热流密度除以负温度梯度，单位为W/(m·K)。
2.1.23 附加弯矩 additional bending moment
因结构侧向变形，结构自重作用或竖向地震作用在结构水平截面产生的弯矩。
2.1.24 航空障碍灯 warning lamp
在机场一定范围内，用于标识高耸构筑物或高层建筑外形轮廓与高度、对航空飞行器起到警示作用的灯具。
2.1.25 玻璃钢烟囱 glass fiber reinforced plastic chimney
以玻璃纤维及其制品为增强材料、以合成树脂为基体材料，用机械缠绕成型工艺制造的一种烟囱，简称GFRP。
2.1.26 反应型阻燃树脂 reactive flame-retardant resin
树脂的分子主链中含有氯、溴、磷等阻燃元素，在不添加或少量添加辅助阻燃材料后，可使固化后的玻璃钢材料具有点燃困难、离火自熄的性能。
2.1.27 基体材料 matrix
玻璃钢材料中的树脂部分。
2.1.28 环氧乙烯基酯树脂 epoxy vinyl ester resin
由环氧树脂与不饱和一元羧酸加成聚合反应，在分子主链的端部形成不饱和活性基团，可与苯乙烯等稀释和交联剂进行固化反应而生成的热固性树脂。
2.1.29 极限氧指数 limited oxygen index(LOI)
在规定条件下，试样在氮、氧混合气体中，维持平衡燃烧所需的最低氧浓度（体积百分含量）。
2.1.30 火焰传播速率 flame-spread rating
采用标准方法对一厚度为3mm～4mm，且以玻璃纤维短切原丝毡增强、树脂含量为70%～75%的玻璃钢层合板所测定的一个指数值。
2.1.31 缠绕 winding
在控制张力和预定线型的条件下，以浸有树脂的连续纤维或织物缠到芯模或模具上成型制品的一种方法。
2.1.32 缠绕角 winding angle
缠绕在芯模上的纤维束或带的长度方向与芯模子午线或母线间的夹角。
2.1.33 螺旋缠绕 helical winding
浸渍过树脂的纤维或带以与芯模轴线成非0°或90°角的方向连续缠绕到芯模上的方法。
2.1.34 环向缠绕 hoop winding
浸渍过树脂的纤维或带以与芯模轴线成90°或接近90°角的方向连续缠绕到芯模上的方法。
2.1.35 缠绕循环 winding cycle
缠绕纤维均匀布满在芯模表面上的过程。
2.1.36 增强材料 reinforcement
加入树脂基体中能使复合材料制品的力学性能显著提高的纤维材料。
2.1.37 表面毡 surfacing mat
由定长或连续的纤维单丝粘结而成的紧密薄片，用于复合材料的表面层。
2.1.38 短切原丝毡 chopped-strand mat
由粘结剂将随机分布的短切原丝粘结而成的一种毡，简称短切毡。
2.1.39 热变形温度 heat-deflection temperature(HDT)
当树脂浇铸体试件在等速升温的规定液体传热介质中，按简支梁模型，在规定的静荷载作用下，产生规定变形量时的温度。
2.1.40 玻璃化温度 glass transition temperature(Tg)
当树脂浇铸体试件在一定升温速率下达到一定温度值时，从一种硬的玻璃状脆性状态转变为柔性的弹性状态，物理参数出现不连续的变化的现象时，所对应的温度。
2.1.41 玻璃钢的临界温度 GFRP critical temperature
高温下玻璃钢性能下降速度开始急剧增加时的温度，是判断玻璃钢结构层材料能否在长期高温下工作的重要依据。
3 基本规定
3.1 设计原则
3.1.1 烟囱结构及其附属构件的极限状态设计，应包括下列内容：
1 烟囱结构或附属构件达到最大承载力，如发生强度破坏、局部或整体失稳以及因过度变形而不适于继续承载的承载能力极限状态。
2 烟囱结构或附属构件达到正常使用规定的限值，如达到变形、裂缝和最高受热温度等规定限值的正常使用极限状态。
3.1.2 对于承载能力极限状态，应根据不同的设计状况分别进行基本组合和地震组合设计。对于正常使用极限状态，应分别按作用效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。
3.1.3 烟囱应根据其高度按表3.1.3划分安全等级。
表3.1.3 烟囱的安全等级
注：对于高度小于200m的电厂烟囱，当单机容量大于或等于300MW时，其安全等级按一级确定。
3.1.4 对于持久设计状况和短暂设计状况，烟囱承载能力极限状态设计应按下列公式的最不利值确定：
式中：γo--烟囱重要性系数，按本规范第3.1.5条的规定采用；
γGi--第i个永久作用分项系数，按本规范第3.1.6条的规定采用；
γQ1--第1个可变作用（主导可变作用）的分项系数，按本规范第3.1.6条的规定采用；
γQj--第j个可变作用的分项系数，按本规范第3.1.6条的规定采用；
SGik--第i个永久作用标准值的效应；
SQ1k--第1个可变作用（主导可变作用）标准值的效应；
SQjk--第j个可变作用标准值的效应；
ψcj--第j个可变作用的组合值系数，按本规范第3.1.7条的规定采用；
γL1、γLj--第1个和第j个考虑烟囱设计使用年限的可变作用调整系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009采用；
Rd--烟囱或烟囱构件的抗力设计值。
3.1.5 对安全等级为一级的烟囱，烟囱的重要性系数γo不应小于1.1。
3.1.6 承载能力极限状态计算时，作用效应基本组合的分项系数应按表3.1.6的规定采用。
表3.1.6 基本组合分项系数
注：用于套筒式或多管式烟囱支承平台水平构件承载力计算时，永久作用分项系数γG取1.35。
3.1.7 承载能力极限状态计算时，应按表3.1.7的规定确定相应的组合值系数。
表3.1.7 作用效应的组合情况及组合值系数
注：1 G表示烟囱或结构构件自重，W为风荷载，Ma为附加弯矩，A为安装荷载（包括施工吊装设备重量，起吊重量和平台上的施工荷载），I为裹冰荷载，L为平台活荷载（包括检修维护和生产操作活荷载）；T表示烟气温度作用；AT表示非正常运行烟气温度作用；CP表示环向烟气负压。组合Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ用于自立式或悬挂式排烟内筒计算。
2 砖烟囱和塔架式钢烟囱可不计算附加弯矩Ma。
3.1.8 抗震设防的烟囱除应按本规范第3.1.4条～第3.1.7条极限承载能力计算外，尚应按下列公式进行截面抗震验算：
式中：γRE--承载力抗震调整系数，砖烟囱和玻璃钢烟囱取1.0；钢筋混凝土烟囱取0.9；钢烟囱取0.8；钢塔架按本规范第10章规定采用；当仅计算竖向地震作用时，各类烟囱和构件均应采用1.0；
γEh--水平地震作用分项系数，按表3.1.8-1的规定采用；
γEv--竖向地震作用分项系数，按表3.1.8-1的规定采用；
SEhk--水平地震作用标准值的效应，按本规范第5.5节的规定进行计算；
SEvk--竖向地震作用标准值的效应，按本规范第5.5节的规定进行计算；
SWk--风荷载标准值作用效应；
SMaE--由地震作用、风荷载、日照和基础倾斜引起的附加弯矩效应，按本规范第7.2节的规定计算；
SGE--重力荷载代表值的效应，重力荷载代表值取烟囱及其构配件自重标准值和各层平台活荷载组合值之和。活荷载的组合值系数，应按表3.1.8-2的规定采用；
ST--烟气温度作用效应；
γw--风荷载分项系数，按本规范表3.1.6的规定采用；
ψWE--风荷载的组合值系数，取0.20；
ψMaE--由地震作用、风荷载、日照和基础倾斜引起的附加弯矩组合值系数，取1.0；
ψcT--温度作用组合系数，取1.0；
γGE--重力荷载分项系数，一般情况应取1.2，当重力荷载对烟囱承载能力有利时，不应大于1.0。
表3.1.8-1 地震作用分项系数
表3.1.8-2 计算重力荷载代表值时活荷载组合值系数
3.1.9 对于正常使用极限状态，应根据不同设计要求，采用作用效应的标准组合或准永久组合进行设计，并应符合下列规定：
1 标准组合应用于验算钢筋混凝土烟囱筒壁的混凝土压应力、钢筋拉应力、裂缝宽度，以及地基承载力或结构变形验算等，并应按下式计算：
式中：C--烟囱或结构构件达到正常使用要求的规定限值。
2 准永久组合用于地基变形的计算，应按下式确定：
式中：ψqj--第j个可变作用效应的准永久值系数，平台活荷载取0.6；积灰荷载取0.8；一般情况下不计及风荷载，但对于风玫瑰图呈严重偏心的地区，可采用风荷载频遇值系数0.4进行计算。
3.1.10 荷载效应及温度作用效应的标准组合应符合表3.1.10的情况，并应采用相应的组合值系数。
表3.1.10 荷载效应和温度作用效应的标准组合值系数
3.2 设计规定
3.2.1 设计烟囱时，应根据使用条件、烟囱高度、材料供应及施工条件等因素，确定采用砖烟囱、钢筋混凝土烟囱或钢烟囱。下列情况不应采用砖烟囱：
1 高度大于60m的烟囱。
2 抗震设防烈度为9度地区的烟囱。
3 抗震设防烈度为8度时，Ⅲ、Ⅳ类场地的烟囱。
3.2.2 烟囱内衬的设置应符合下列规定：
1 砖烟囱应符合下列规定：
1)当烟气温度大于400℃时，内衬应沿筒壁全高设置；
2)当烟气温度小于或等于400℃时，内衬可在筒壁下部局部设置，其最低设置高度应超过烟道孔顶，超过高度不宜小于孔高的1/2。
2 钢筋混凝土单筒烟囱的内衬宜沿筒壁全高设置。
3 当筒壁温度符合本规范第3.3.1条温度限值且满足防腐蚀要求时，钢烟囱可不设置内衬。但当筒壁温度较高时，应采取防烫伤措施。
4 当烟气腐蚀等级为弱腐蚀及以上时，烟囱内衬设置尚应符合本规范第11章的有关规定。
5 内衬厚度应由温度计算确定，但烟道进口处一节或地下烟道基础内部分的厚度不应小于200mm或一砖。其他各节不应小于100mm或半砖。内衬各节的搭接长度不应小于300mm或六皮砖（图3.2.2）。
图3.2.2 内衬搭接(mm)
3.2.3 隔热层的构造应符合下列规定：
1 采用砖砌内衬、空气隔热层时，厚度宜为50mm，同时应在内衬靠筒壁一侧按竖向间距1m、环向间距为500mm挑出顶砖，顶砖与筒壁间应留10mm缝隙。
2 填料隔热层的厚度宜采用80mm～200mm，同时应在内衬上设置间距为1.5m～2.5m整圈防沉带，防沉带与筒壁之间应留出10mm的温度缝（图3.2.3）。
图3.2.3 防沉带构造(mm)
3.2.4 烟囱在同一平面内，有两个烟道口时，宜设置隔烟墙，其高度宜采用烟道孔高度的(0.5～1.5)倍。隔烟墙厚度应根据烟气压力进行计算确定，抗震设防地区应计算地震作用。
3.2.5 烟囱外表面的爬梯应按下列规定设置：
1 爬梯应离地面2.5m处开始设置，并应直至烟囱顶端。
2 爬梯应设在常年主导风向的上风向。
3 烟囱高度大于40m时，应在爬梯上设置活动休息板，其间隔不应超过30m。
3.2.6 烟囱爬梯应设置安全防护围栏。
3.2.7 烟囱外部检修平台，应按下列规定设置：
1 烟囱高度小于60m时，无特殊要求可不设置。
2 烟囱高度为60m～100m时，可仅在顶部设置。
3 烟囱高度大于100m时，可在中部适当增设平台。
4 当设置航空障碍灯时，检修平台可与障碍灯维护平台共用，可不再单独设置检修平台。
5 当设置烟气排放监测系统时，应根据本规范第3.5.1条规定设置采样平台后，采样平台可与检修平台共用。
6 烟囱平台应设置高度不低于1.1m的安全护栏和不低于100mm的脚部挡板。
3.2.8 无特殊要求时，砖烟囱可不设置检修平台和信号灯平台。
3.2.9 爬梯和烟囱外部平台各杆件长度不宜超过2.5m，杆件之间可采用螺栓连接。
3.2.10 爬梯和平台等金属构件，宜采用热浸镀锌防腐，镀层厚度应满足表3.2.10的要求，并应符合现行国家标准《金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层 技术要求及试验方法》GB/T 13912的有关规定。
表3.2.10 金属热浸镀锌最小厚度
3.2.11 爬梯、平台与筒壁的连接应满足强度和耐久性要求。
3.2.12 烟囱筒身应设置防雷设施。
3.2.13 烟囱筒身应设沉降观测点和倾斜观测点。清灰装置应根据实际烟气情况确定是否设置。
3.2.14 烟囱基础宜采用环形或圆形板式基础。在条件允许时，可采用壳体基础。对于高度较小且为地上烟道入口的砖烟囱，亦可采用毛石砌体或毛石混凝土刚性基础，基础材质要求应符合本规范第4章的有关规定。
3.2.15 筒壁的计算截面位置应按下列规定采用：
1 水平截面应取筒壁各节的底截面。
2 垂直截面可取各节底部单位高度的截面。
3.2.16 在荷载的标准组合效应作用下，钢筋混凝土烟囱、钢结构烟囱和玻璃钢烟囱任意高度的水平位移不应大于该点离地高度的1/100，砖烟囱不应大于1/300。
3.3 受热温度允许值
3.3.1 烟囱筒壁和基础的受热温度应符合下列规定：
1 烧结普通黏土砖筒壁的最高受热温度不应超过400℃。
2 钢筋混凝土筒壁和基础以及素混凝土基础的最高受热温度不应超过150℃。
3 非耐热钢烟囱筒壁的最高受热温度应符合表3.3.1的规定。
表3.3.1 钢烟囱筒壁的最高受热温度
4 玻璃钢烟囱最高受热温度应符合本规范第9章的有关规定。
3.4 钢筋混凝土烟囱筒壁设计规定
3.4.1 对正常使用极限状态，按作用效应标准组合计算的混凝土压应力和钢筋拉应力，应符合本规范第7.4.1条的规定。
3.4.2 对正常使用极限状态，按作用效应标准组合计算的最大水平裂缝宽度和最大垂直裂缝宽度不应大于表3.4.2规定的限值。
表3.4.2 裂缝宽度限值(mm)
3.4.3 安全等级为一级的单筒式钢筋混凝土烟囱，以及套筒式或多管式钢筋混凝土烟囱的筒壁，应采用双侧配筋。其他单筒式钢筋混凝土烟囱筒壁内侧的下列部位应配置钢筋：
1 筒壁厚度大于350mm时。
2 夏季筒壁外表面温度长时间大于内侧温度时。
3.4.4 筒壁最小配筋率应符合表3.4.4的规定。
表3.4.4 筒壁最小配筋率(%)
注：括号内数字为套筒式或多管式钢筋混凝土烟囱最小配筋率。
3.4.5 筒壁环向钢筋应配在竖向钢筋靠筒壁表面（双侧配筋时指内、外表面）一侧，环向钢筋的保护层厚度不应小于30mm。
3.4.6 筒壁钢筋最小直径和最大间距应符合表3.4.6的规定。当为双侧配筋时，内外侧钢筋应用拉筋拉结，拉筋直径不应小于6mm，纵横间距宜为500mm。
表3.4.6 筒壁钢筋最小直径和最大间距(mm)
3.4.7 竖向钢筋的分段长度，宜取移动模板的倍数，并加搭接长度。
钢筋搭接长度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定执行，接头位置应相互错开，并在任一搭接范围内，不应超过截面内钢筋总面积的1/4。
当钢筋采用焊接接头时，其焊接类型及质量应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18的有关规定。
3.5 烟气排放监测系统
3.5.1 当连续监测烟气排放系统装置离地高度超过2.5m时，应在监测装置下部1.2m～1.3m标高处设置采样平台。平台应设置爬梯或Z形楼梯。当监测装置离地高度超过5m时，平台应设置Z形楼梯、旋转楼梯或升降梯。
3.5.2 安装连续监测烟气排放系统装置的工作区域应提供永久性的电源，并应设防雷接地装置。
3.6 烟囱检修与维护
3.6.1 烟囱设计应设置用于维护和检修的设施。
3.6.2 烟囱设计文件对外露钢结构构件和钢烟囱宜规定检查和维护要求。
4 材料
4.1 砖石
4.1.1 砖烟囱筒壁宜采用烧结普通黏土砖，且强度等级不应低于MU10，砂浆强度等级不应低于M5。
4.1.2 烟囱及烟道的内衬材料可按下列规定采用：
1 当烟气温度低于400℃时，可采用强度等级为MU10的烧结普通黏土砖和强度等级为M5的混合砂浆。
2 当烟气温度为400℃～500℃时，可采用强度等级为MU10的烧结普通黏土砖和耐热砂浆。
3 当烟气温度高于500℃时，可采用黏土质耐火砖和黏土质火泥泥浆，也可采用耐热混凝土。
4 当烟气腐蚀等级为弱腐蚀及以上时，内衬材料尚应符合本规范第11章的有关规定。
4.1.3 石砌基础的材料应采用未风化的天然石材，并应根据地基土的潮湿程度按下列规定采用：
1 当地基土稍湿时，应采用强度等级不低于MU30的石材和强度等级不低于M5的水泥砂浆砌筑。
2 当地基土很湿时，应采用强度等级不低于MU30的石材和强度等级不低于M7.5的水泥砂浆砌筑。
3 当地基土含水饱和时，应采用强度等级不低于MU40的石材和强度等级不低于M10的水泥砂浆砌筑。
4.1.4 砖砌体在温度作用下的抗压强度设计值和弹性模量，可不计入温度的影响，应按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的有关规定执行。
4.1.5 砖砌体的线膨胀系数αm可按下列规定采用：
1 当砌体受热温度T为20℃～200℃时，αm可采用5×10-6/℃。
2 当砌体受热温度T＞200℃，且T≤400℃时，αm可按下式确定：
4.2 混凝土
4.2.1 钢筋混凝土烟囱筒壁的混凝土宜按下列规定采用：
1 混凝土宜采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制，强度等级不应低于C25。
2 混凝土的水胶比不宜大于0.45，每立方米混凝土水泥用量不应超过450kg。
3 对于腐蚀环境下的烟囱，筒壁和基础混凝土的基本要求尚应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定。
4 混凝土的骨料应坚硬致密，粗骨料宜采用玄武岩、闪长岩、花岗岩等破碎的碎石或河卵石。细骨料宜采用天然砂，也可采用玄武岩、闪长岩、花岗岩等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。
5 粗骨料粒径不应超过筒壁厚度的1/5和钢筋净距的3/4，同时最大粒径不应超过60mm；泵送混凝土时最大粒径不应超过40mm。
4.2.2 基础与烟道混凝土最低强度等级应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定，壳体基础混凝土强度等级不应低于C30，非壳体钢筋混凝土基础混凝土强度等级不应低于C25。
4.2.3 混凝土在温度作用下的强度标准值应按表4.2.3的规定采用。
表4.2.3 混凝土在温度作用下的强度标准值(N/mm2）
注：温度为中间值时，可采用线性插入法计算。
4.2.4 受热温度值应按下列规定采用：
1 轴心受压及轴心受拉时应取计算截面的平均温度。
2 弯曲受压时应取表面最高受热温度。
4.2.5 混凝土在温度作用下的强度设计值应按下列公式计算：
式中：ct、tt--混凝土在温度作用下的轴心抗压、轴心抗拉强度设计值(N/mm2)；
ctk、ttk--混凝土在温度作用下的轴心抗压、轴心抗拉强度标准值，按本规范表4.2.3的规定采用(N/mm2)；
γct、γtt--混凝土在温度作用下的轴心抗压强度、轴心抗拉强度分项系数，按表4.2.5的规定采用。
表4.2.5 混凝土在温度作用下的材料分项系数
4.2.6 混凝土在温度作用下的弹性模量可按下式计算：
式中：Ect--混凝土在温度作用下的弹性模量(N/mm2)；
βc--混凝土在温度作用下的弹性模量折减系数，按表4.2.6的规定采用；
Ec--混凝土弹性模量(N/mm2)，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用。
表4.2.6 混凝土弹性模量折减系数βc
注：温度为中间值时，应采用线性插入法计算。
4.2.7 混凝土的线膨胀系数αc可采用1.0×10-5/℃。
4.3 钢筋和钢材
4.3.1 钢筋混凝土筒壁的配筋宜采用HRB335级钢筋，也可采用HRB400级钢筋。抗震设防烈度8度及以上地区，宜选用HRB335E、HRB400E级钢筋。砖筒壁的环向钢筋可采用HPB300级钢筋。钢筋性能应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋》GB 1499.1和《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》GB 1499.2的有关规定。
4.3.2 在温度作用下，钢筋的强度标准值应按下式计算：
式中：ytk--钢筋在温度作用下强度标准值(N/mm2)；
yk--钢筋在常温下强度标准值(N/mm2)，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010采用；
βyt--钢筋在温度作用下强度折减系数，温度不大于100℃时取1.00, 150℃时取0.90，中间值采用线性插入。
4.3.3 钢筋的强度设计值应按下式计算：
式中：yt--钢筋在温度作用下的抗拉强度设计值(N/mm2)；
γyt--钢筋在温度作用下的抗拉强度分项系数，按表4.3.3的规定采用。
表4.3.3 钢筋在温度作用下的材料分项系数
注：当钢筋在温度作用下的抗拉强度设计值的计算值大于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010规定的常温下相应数值时，应取常温下强度设计值。
4.3.4 钢烟囱的钢材、钢筋混凝土烟囱及砖烟囱附件的钢材，应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定，并应符合下列规定：
1 钢烟囱塔架和筒壁可采用Q235、Q345、Q390、Q420钢。其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。
2 处在大气潮湿地区的钢烟囱塔架和筒壁或排放烟气属于中等腐蚀性的筒壁，宜采用Q235NH、Q295NH或Q355NH可焊接低合金耐候钢。其质量应符合现行国家标准《耐候结构钢》GB/T 4171的有关规定。腐蚀性烟气分级应按本规范第11章的规定执行。
3 烟囱的平台、爬梯和砖烟囱的环向钢箍宜采用Q235B级钢材。
4.3.5 当作用温度不大于100℃时，钢材和焊缝的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定采用。对未作规定的耐候钢应按表4.3.5-1和表4.3.5-2的规定采用。
表4.3.5-1 耐候钢的强度设计值(N/mm2)
表4.3.5-2 耐候钢的焊缝强度设计值(N/mm2）
注：1 自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属抗拉强度不低于相应手工焊焊条的数值。
2 焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的有关规定。
3 对接焊缝抗弯受压区强度取，抗弯受拉区强度设计值取。
4.3.6 Q235、Q345、Q390和Q420钢材及其焊缝在温度作用下的强度设计值，应按下列公式计算：
式中：t--钢材在温度作用下的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)；
vt--钢材在温度作用下的抗剪强度设计值(N/mm2)；
--焊缝在温度作用下各种受力状态的强度设计值(N/mm2)，下标字母x为字母c（抗压）、t（抗拉）、v（抗剪）和f（角焊缝强度）的代表；
γs--钢材及焊缝在温度作用下强度设计值的折减系数；
--钢材在温度不大于100℃时的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)；
v--钢材在温度不大于100℃时的抗剪强度设计值(N/mm2)；
--焊缝在温度大于100℃时各种受力状态的强度设计值(N/mm2)，下标字母x为字母c（抗压）、t（抗拉）、v（抗剪）和f（角焊缝强度）的代表；
T--钢材或焊缝计算处温度(℃)。
4.3.7 钢筋在温度作用下的弹性模量可不计及温度折减，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010采用。钢材在温度作用下的弹性模量应折减，并应按下式计算：
式中：Et--钢材在温度作用下的弹性模量(N/mm2)；
βd--钢材在温度作用下弹性模量的折减系数，按表4.3.7的规定采用；
E--钢材在作用温度小于或等于100℃时的弹性模量(N/mm2)，按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定采用。
表4.3.7 钢材弹性模量的温度折减系数
注：温度为中间值时，应采用线性插入法计算。
4.3.8 钢筋和钢材的线膨胀系数αs可采用1.2×10-5/℃。
4.4 材料热工计算指标
4.4.1 隔热材料应采用无机材料，其干燥状态下的重力密度不宜大于8kN/m3。
4.4.2 材料的热工计算指标，应按实际试验资料确定。当无试验资料时，对几种常用的材料，干燥状态下可按表4.4.2的规定采用。在确定材料的热工计算指标时，应计入下列因素对隔热材料导热性能的影响：
1 对于松散型隔热材料，应计入由于运输、捆扎、堆放等原因所造成的导热系数增大的影响。
2 对于烟气温度低于150℃时，宜采用憎水性隔热材料。当采用非憎水性隔热材料时应计入湿度对导热性能的影响。
表4.4.2 材料在干燥状态下的热工计算指标
注：1 有条件时应采用实测数据。
2 表中T为烟气温度(℃)。
5 荷载与作用
5.1 荷载与作用的分类
5.1.1 烟囱的荷载与作用可按下列规定分类：
1 结构自重、土压力、拉线的拉力应为永久作用。
2 风荷载、烟气温度作用、大气温度作用、安装检修荷载、平台活荷载、裹冰荷载、地震作用、烟气压力及地基沉陷等应为可变作用。
3 拉线断线应为偶然作用。
5.1.2 烟气产生的烟气温度作用和烟气压力作用应按正常运行工况和非正常运行工况确定。因脱硫装置或余热锅炉设备故障等原因所引起的事故状态，应按非正常运行工况确定，并应按短暂设计状况进行设计。
5.1.3 本规范未规定的荷载与作用，均应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定采用。
5.2 风荷载
5.2.1 基本风压应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的50年一遇的风压采用，但基本风压不得小于0.35kN/m2 。烟囱安全等级为一级时，其计算风压应按基本风压的1.1倍确定。
5.2.2 计算塔架式钢烟囱风荷载时，可不计入塔架与排烟筒的相互影响，可分别计算塔架和排烟筒的基本风荷载。
5.2.3 塔架式钢烟囱的排烟筒为两个及以上时，排烟筒的风荷载体型系数，应由风洞试验确定。
5.2.4 对于圆形钢筋混凝土烟囱和自立式钢结构烟囱，当其坡度小于或等于2%时，应根据雷诺数的不同情况进行横风向风振验算；并应符合下列规定：
1 用于横风向风振验算的雷诺数Re、临界风速和烟囱顶部风速，应分别按下列公式计算：
式中：vcr，j--第j振型临界风速(m/s)；
vH--烟囱顶部H处风速(m/s)；
v--计算高度处风速(m/s)，计算烟囱筒身风振时，可取v＝vcr，j；
d--圆形杆件外径(m)，计算烟囱筒身时，可取烟囱2/3高度处外径；
St--斯脱罗哈数，圆形截面结构或杆件的取值范围为0.2～0.3，对于非圆形截面杆件可取0.15；
Tj--结构或杆件的第j振型自振周期(s)；
μH--烟囱顶部H处风压高度变化系数；
ω0--基本风压(kN/m2)。
2 当Re＜3×105，且vH＞vcr，j时，自立式钢烟囱和钢筋混凝土烟囱可不计算亚临界横风向共振荷载，但对于塔架式钢烟囱的塔架杆件，在构造上应采取防振措施或控制杆件的临界风速不小于15m/s。
3 当Re≥3.5×106，且1.2vH＞vcr，j时，应验算其共振响应。横风向共振响应可采用下列公式进行简化计算：
式中：ζj--第j振型结构阻尼比，对于第一振型，混凝土烟囱取0.05；无内衬钢烟囱取0.01、有内衬钢烟囱取0.02；玻璃钢烟囱取0.035；对于高振型的阻尼比，无实测资料时，可按第一振型选用；
ωczj--横风向共振响应等效风荷载(kN/m2)；
H--烟囱高度(m)；
H1--横风向共振荷载范围起点高度(m)；
H2--横风向共振荷载范围终点高度(m)；
α--地面粗糙度系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值，对于钢烟囱可根据实际情况取不利数值；
φzj--在z高度处结构的j振型系数；
λj(Hi/H)--j振型计算系数，根据“锁住区”起点高度H1或终点高度H2与烟囱整个高度H的比值按表5.2.4选用。
表5.2.4 λj(Hi/H)计算系数
注：中间值可采用线性插值计算。
4 当雷诺数为3×105≤Re≤3.5×106时，可不计算横风向共振荷载。
5.2.5 在验算横风向共振时，应计算风速小于基本设计风压工况下可能发生的最不利共振响应。
5.2.6 当烟囱发生横风向共振时，可将横风向共振荷载效应SC与对应风速下顺风向荷载效应SA按下式进行组合：
5.2.7 在径向局部风压作用下，烟囱竖向截面最大环向风弯矩可按下列公式计算：
式中：Mθin--筒壁内侧受拉环向风弯矩(kN·m/m)；
Mθout--筒壁外侧受拉环向风弯矩(kN·m/m)；
μz--风压高度变化系数；
r--计算高度处烟囱外半径(m)。
5.3 平台活荷载与积灰荷载
5.3.1 烟囱平台活荷载取值应符合下列规定：
1 分段支承排烟筒和悬挂式排烟筒的承重平台除应包括承受排烟筒自重荷载外，还应计入7kN/m2～11kN/m2的施工检修荷载。当构件从属受荷面积大于或等于50m2时应取小值，小于或等于20m2时应取大值，中间可线性插值。
2 用于自立式或悬挂式钢内筒的吊装平台，应根据施工吊装方案，确定荷载设计值。但平台各构件的活荷载应取7kN/m2～11kN/m2 。当构件从属受荷面积大于或等于50m2时可取小值，小于或等于20m2时应取大值，中间可线性插值。
3 非承重检修平台、采样平台和障碍灯平台，活荷载可取3kN/m2。
4 套筒式或多管式钢筋混凝土烟囱顶部平台，活荷载可取7kN/m2。
5.3.2 排烟筒内壁应根据内衬材料特性及烟气条件，计入0～50mm厚积灰荷载。干积灰重力密度可取10.4kN/m3；潮湿积灰重力密度可取11.7kN/m3；湿积灰重力密度可取12.8kN/m3。
5.3.3 烟囱积灰平台的积灰荷载应按实际情况确定，并不宜小于7kN/m2。
5.4 裹冰荷载
5.4.1 拉索式钢烟囱的拉索和塔架式钢烟囱的塔架，符合裹冰气象条件时，应计算裹冰荷载。裹冰荷载可按现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135的有关规定进行计算。
5.5 地震作用
5.5.1 烟囱抗震验算应符合下列规定：
1 本规范未作规定的均应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定执行。
2 在地震作用计算时，钢筋混凝土烟囱和砖烟囱的结构阻尼比可取0.05，无内衬钢烟囱可取0.01，有内衬钢烟囱可取0.02，玻璃钢烟囱可取0.035。
3 抗震设防烈度为6度和7度时，可不计算竖向地震作用；8度和9度时，应计算竖向地震作用。
5.5.2 抗震设防烈度为6度时，Ⅰ、Ⅱ类场地的砖烟囱，可仅配置环向钢箍或环向钢筋，其他抗震设防地区的砖烟囱应按本规范第6.5节的规定配置竖向钢筋。
5.5.3 下列烟囱可不进行截面抗震验算，但应满足抗震构造要求：
1 抗震设防烈度为7度时Ⅰ、Ⅱ类场地，且基本风压≥0.5kN/m2的钢筋混凝土烟囱。
2 抗震设防烈度为7度时Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时Ⅰ、Ⅱ类场地，且高度不超过45m的砖烟囱。
5.5.4 水平地震作用可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的振型分解反应谱法进行计算。高度不超过150m时，可计算前3个振型组合；高度超过150m时，可计算前3个～5个振型组合；高度大于200m时，计算的振型数量不应少于5个。
5.5.5 烟囱竖向地震作用标准值可按下列公式计算：
1 烟囱根部的竖向地震作用可按下式计算：
2 其余各截面可按下列公式计算：
式中：FEvik--计算截面i的竖向地震作用标准值(kN)，对于烟囱根部截面，当FEvik＜FEv0时，取FEvik＝FEv0；
GiE--计算截面i以上的烟囱重力荷载代表值(kN)，取截面i以上的重力荷载标准值与平台活荷载组合值之和，活荷载组合值系数按本规范表3.1.8-2的规定采用；套筒或多筒式烟囱，当采用自承重式排烟筒时，GiE不......
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