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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。

电厂脱硫设施经常会由于受场地条件限制，把吸收塔和烟囱二合一进行布置，其中下部设置吸收塔，上部设置烟囱排放烟气，方案具有占地小、流程简单、投资小、运营维护方便等优点。其结构为大直径薄壁钢高耸结构，塔体需开设大尺寸孔洞，内部还有浆液载荷、烟气压力等，结构受力较为复杂，故对烟囱及吸收塔进行结构强度和稳定性校核较为重要。
钢筋混凝土烟由于具有良好的受力性能，现在已经成为烟囱设计的主流选择。随着工业的发展、施工技术的提高以及对环境的控制要求，钢筋混凝土烟囱越来越高，其结构形式也变得越来越复杂。烟囱作为高耸构筑物，受地震影响较大，尤其是200m以上的高囱，其结构抗震安全性能不仅直接关系到附近建筑结构的安全，而且与城市抗震救灾生命线的功能息息相关。因此需要对复杂、高耸的异形烟囱构进行抗震性能分析和研究，从而设计人员较好地对烟囱进行抗震设计。
目前，对于结构的抗震计算主要有两大类计算分析方法，即弹性方法和弹塑性方法。弹性方法，例如我国《建筑抗震设计规范》(G011-2010)(简称抗规)中采用的底部剪力法，其显著特点是简便、实用。但是考虑到结构在地作用下已进入塑性状态，弹性方法就不能准确地反映结构的响应。弹塑性方法，如逐步增量时程动力分析(IDA)方法，该方法以动力弹塑性时程分析为基础，能够反映结构在同一地震、不同地震强度作用下的抗震性能，因此可对结构的抗震性能作出相当完整、可靠的评价。

受检烟囱位于吉林省长春市，该烟囱建造于1982年，烟囱高度为50m，筒体底部外径为4.39m，**部外径约为2.53m。该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240~490之间，底部筒壁厚度为490，**部筒壁厚度为240。烟囱西侧外立面上设置有预埋式钢爬梯，**部设置防雷接地。受检烟囱结构图纸大部分缺失，自建成后未发生过火灾、使用功能改变和使用荷载过大等情况。经现场了解，使用期间该烟囱正常使用多年，未进行过修复及加固处理。
1.烟囱完损状况检测。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.烟囱主体结构材料强度检测。
1)烧结砖强度测试：为确定受检烟囱筒体烧结砖的抗压强度，根据现场实际情况对烟囱筒体烧结砖按照国家行业标准《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T50315-2011)，根据现场条件选取若位墙体。检测结果表明，烟囱筒壁烧结砖抗压强度在18.3MPa~21.3MPa之间，达到原设计MU10的要求。
2)砂浆强度测试：为确定受检烟囱砂浆的抗压强度，现场采用贯入法检测砂浆强度，砂浆类型为水泥石灰混合砂浆。检测按照国家行业标准《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》(JGJ/T136-2017)进行，砂浆强度检测结果见表8.2。测试结果表明，该烟囱筒体受检砂浆抗压强度达到5.0MPa的要求。
3.烟囱变形情况检测：根据现场检测条件，采用RTS112SR5L型全站仪，通过测量烟囱上部圆心相对于下部圆心的偏移值，并经过计算得出烟囱整体倾斜情况。变形检测结果表明，烟囱整体向西南方向倾斜，向西倾斜率为4.37‰，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‰(注：测量结果包括施工误差)。

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。

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