本次烟囱检测项目受检烟囱为锅炉房烟囱。该烟囱建造于2009年,2010年开始投入使用。由于2017年至今该烟囱处于停用状态,现拟重新启用,为了解受检烟囱的结构质量状况,为后续使用提供依据,特委托我检测中心对该烟囱进行质量检测。
一、建筑结构概况
受检烟囱位于吉林省吉林市某内,烟囱筒体底部直径约为3.2m,**部直径约为1.6m,高度约为23.5m。该烟囱筒体由烧结普通砖和水泥砂浆砌筑而成。烟囱底部筒体厚度约为490,**部筒体厚度约为240,外侧水泥砂浆粉刷层厚度约12,内部为原砌体砌筑面,未设置耐火砖及*隔热层。烟囱东侧外立面上设置有预埋式钢爬梯和圆钢防雷接地。
二、烟囱检测内容
根据质量检测的相关要求,针对受检烟囱的特点和实际状况,本次烟囱检测的主要内容包括:
(1) 烟囱建筑、结构概况调查;
(2) 烟囱完损情况检测;
(3) 烟囱筒体砖的材料强度检测;
(4) 烟囱筒体砌筑砂浆的材料强度检测;
(5) 烟囱变形测量;
(6) 综合现场检测结果,出具检测报告。
受检烟囱位于吉林省长春市,该烟囱建造于2006年,烟囱高度为50m,筒体底部直径为5.4m,**部直径约为3.2m。该烟囱结构图纸大部分缺失烟囱筒体由烧结普通砖和水泥石灰混合砂浆砌筑而成,烟囱筒壁厚度在240~620之间,底部筒壁厚度约为620,**部筒壁厚度为240。烟囱西侧外立面上设置有预埋式钢爬梯,北侧为后加钢结构楼梯,**部设置防雷接地。
本次烟囱检测结果及损伤原因分析:
(1)经检测,烟囱筒壁西侧存在竖向裂缝,长约5m,砖墙灰缝风化普遍,烟囱**部局部粉刷存在破损、脱落等现象。现有钢爬梯与平台与主体结构链接锚固情况基本完好,但爬梯、等部分钢结构涂层脱落、失效、钢结构构件表面锈蚀普遍;避雷针设置完整、连接可靠;烟道口无腐蚀、渗漏情况。
(2)材料强度检测结果表明,烟囱筒壁烧结砖抗压强度在21.3MPa~23.2MPa之间,达到MU10的要求;砂浆抗压强度推定值在19.5MPa~30.4MPa之间,达到5.0MPa的要求。
(3)变形检测结果表明,烟囱整体向东南方向倾斜,向东倾斜率为0.12‰,向南倾斜率为0.72‰,小于《建筑地基基础设计规范》(G007-2011)中规定的高耸结构基础的倾斜限值3.0‰(注:测量结果包括施工误差)。
现场检测结果表明,现有烟囱筒壁结构基本完好,烟囱**部局部粉刷存在破损、保护层脱落等现象,部分位置存在竖向开裂,爬梯等部分钢结构涂层脱落、失效、钢结构构件表面锈蚀普遍;此部分损伤主要是由于温度变形、材料收缩、材料老化、年久失修等原因造成的。
依据国家现行标准规范《烟囱可靠性标准》(GB51056-2014),烟囱安全性评级标准如下:
A级:符合国家现行标准规范的安全性要求, 不影响整体安全,个别不符合要求的次要构件宜采取适当措施。
B级:略**国家现行标准规范的安全性要求,仍能满足结构安全性的下限水平要求,尚不显著影响整体安全,少数不符合要求的构件应采取适当措施。
C 级:不符合国家现行标准规范的安全性要求,影响整体安全,应采取适当措施,且少数不符合要求的构件必须立即采取措施。
D级:严重不符合国家现行标准规范的安全性要求,已严重影响整体安全性,必须立即采取措施。
按照现场检测结果,对结构构件承载力进行验算分析,结合现场检测结果、参考技术资料,对烟囱结构分别按照地基基础、筒壁与支承结构、内衬与隔热层、附属设施进行安全性等级。
受检烟囱位于吉林省长春市,为一座约50m单筒式砖混结构烟囱,经检测得出以下结论:
(1)经检测,烟囱筒壁未见明显开裂,烟囱**部出烟口粉刷开裂普遍、部分位置砖面潮湿普遍等现象,现有钢爬梯与平台与主体结构连接锚固情况基本完好,但爬梯、钢平台等部分钢结构涂层脱落、失效、钢结构构件表面锈蚀普遍;避雷针设置完整、连接可靠;烟道口无腐蚀、渗漏情况;烟囱**部局部破损,开裂。
(2)检测结果表明,受检烟囱抽检区域砖抗压强度达到MU10的要求;抽检区域实测砂浆强度达到5.0MPa的要求。
(3)检测结果表明,烟囱整体向西南方向倾斜,向西倾斜率为4.37‰,大于规范限制要求,向南倾斜率为1.29‰,小于《建筑地基基础设计规范》(G007-2011)中规定的高耸结构基础的倾斜限值3.0‰ .
(4)承载力验算结果表明,烟囱结构承载力总体上基本满足计算要求。
(5)综上,该烟囱安全性等级评定为B级,即略**国家现行标准规范《烟囱可靠性标准》(GB51056-2014)的安全性要求,仍能满足结构安全性的下限水平要求,尚不显著影响整体安全,少数不符合要求的构件应采取有效措施处理。
烟囱检测现场检查结果
1)原始资料调查
原始资料调查包括:原设计图纸及地质勘查报告,历次维造情况等。本工程原基础及上部烟筒结构图纸基本齐全,本次烟囱检测主要依据该设计图纸。该烟囱1978年底设计,1979年开工建设,采用滑模施工,1982年年4月建成投入使用。1989年~1990年间曾对该烟囱进行过普查,未发现明显缺陷。1995年,在日常检查中,发现烟囱筒身存在钢筋锈蚀、混凝土开裂、酥松现象,同年对裂缝进行了修补。2003年~2005年间电厂实施烟气脱硫改造项目,采用湿法脱硫,设GGH,2006年11月~2008年11月两炉相继投入使用。
2)烟囱运行条件:
a)2台机组共用,两侧钢烟道,设有隔烟墙;
b)未脱硫烟气温度160℃,脱硫改造后设GGH,正常情况下约80~100℃;
3)地基基础检查:
烟囱基础采用钢管桩基础,底部设置钢筋混凝土圆形承台共同承担筒壁和平台柱。承台直径32m,共设有149根桩。基础混凝土强度等级为300#,底部有100厚素混凝土垫层。
对烟囱的地基基础的检查中,未发现由于地基不均匀沉降造成的上部结构明显的倾斜、变形、裂缝等缺陷,建筑地基和基础无静载缺陷,地基基础基本完好。现场对烟囱周围地基土进行取样分析,地基土的PH值为7.4,酸碱度基本为中性,对混凝土基本无影响。
烟囱结构安全性验算与分析
1.计算模型
根据烟囱结构特点,采用SAP2000程序对烟囱进行整体计算分析。建立模型时采用整体坐标系,坐标原点(0,0,0)设在烟囱地平面内外筒圆心处,Z轴垂直向上为正。根据实测的烟囱结构图纸,建立如下有限元模型:几何尺寸按现场实测的尺寸取值,烟囱筒壁采用单元,采用线弹性本构模型;烟囱底端与基础固结,约束三向位移和转角。
2 .计算输入条件
地震作用:建筑物抗震设防为丙类,抗震设防烈度为7度,设计地震分组为*二组,设计基本地震加速度值为0.15g。
风载:基本风压值为0.40kN/m2;地面粗糙度为B类。
恒载(标准值):容重按25kN/m3考虑。
材料:参照现场检测结果,混凝土按照C25取值,钢筋HRB335。
计算模型:三维整体有限元模型。
3.验算结果
(1)自振周期:根据模态分析结果,该烟囱**阶自振周期分别为:T1=1.63765s,T2=0.37313s,T2=0.15537s。
(2)计算结果:选择烟囱底部为代表性截面,计算结果表明烟囱实配钢筋满足计算配筋要求。
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