【摘 要】 烟囱是铝及其它金属冶炼、化工、电力等行业设计中必需的附属构造物，如果因烟囱的损坏而造成机组的停机，其直接的损失将是巨大的，特别是大型机组；近年来，由于工艺要求和单机组容量的增大，以及世界各国对环保要求的提高，综上所述，烟囱的质量设计至关重要。
　　1、概述
　　钢内筒套筒式烟囱，具有自重轻，烟囱内筒封闭性好，整体性强，抗渗性好，如果防腐材料选用得当，烟囱完全适应于烟气正压或负压运行而且保证烟囱寿命。所以，由于行业需求多采用套筒式烟囱，外筒采用钢筋混凝土，内筒采用自立式钢内筒或悬吊式钢内筒。本文就套筒式钢筋混凝土烟囱外筒在不同的抗震等级作用下给出结构设计几点建议，以供以后的设计者参考。
　　2、基本条件
　　为了真实地反映套筒式钢筋混凝土烟囱的实际受力行为，本文根据《烟囱设计规范》的规定及常见的工程实例，利用专业烟囱设计软件51YC无忧烟囱辅助设计软件建立模型进行分析。烟囱模型的基本参数：外筒高度97m，钢内筒100m，外筒坡度0-75m、i=0.020，75-97m、i=0.000，50年一遇基本风压0=0.35kN/m2，地面粗糙度B类，混凝土为C30，0-25m筒壁厚400mm，25-50m筒壁厚350mm，50-75mm筒壁厚300mm，75-97m筒壁厚250mm，二类场地，地基承载力为150kPa；钢内筒直径为3.5m。在以上的基本条件下分别对抗震等级为6、7、8、9度时进行计算和分析。
　　3、计算结果与分析
　　为了研究抗震等级参数对钢筋混凝土套筒式烟囱性能的影响程度，针对上述基本条件只改变抗震等级来分析对其的影响程度。不同抗震等级计算结果如下：
　　1）6、7度抗震等级计算结果：
　　表3.1 筒壁外侧竖向钢筋及水平截面裂缝宽度
　　高度
　　（m） 钢筋面积
　　（mm2） 配筋率
　　（%） 钢筋直径和间距 裂缝宽度
　　（mm）
　　95 16294 0.33 14@200 0.073
　　60 17410 0.49 16@200 0.078
　　30 84816 0.63 18@200 0.085
　　0 126850 1.33 18@200 0.052
　　表3.2 筒壁外侧环向钢筋及竖向裂缝宽度
　　高度
　　（m） 钢筋面积
　　（mm2） 配筋率
　　（%） 钢筋直径和间距 裂缝宽度
　　（mm）
　　95 565 0.23 12@200 0.068
　　60 769 0.25 14@200 0.075
　　30 769 0.22 14@200 0.075
　　0 1005 0.25 16@200 0.083
　　2）8度抗震等级计算结果：
　　表3.3 筒壁外侧竖向钢筋及水平截面裂缝宽度
　　高度
　　（m） 钢筋面积
　　（mm2） 配筋率
　　（%） 钢筋直径和间距 裂缝宽度
　　（mm）
　　95 13799 0.28 12@120 0.073
　　60 19258 0.31 16@140 0.093
　　30 26925 0.41 18@120 0.099
　　0 146850 1.43 20@120 0.079
　　表3.4 筒壁外侧环向钢筋及竖向裂缝宽度
　　高度
　　（m） 钢筋面积
　　（mm2） 配筋率
　　（%） 钢筋直径和间距 裂缝宽度
　　（mm）
　　95 565 0.23 14@200 0.068
　　60 769 0.25 16@200 0.075
　　30 769 0.22 18@200 0.075
　　0 1005 0.25 18@200 0.083
　　3）9度抗震等级计算结果：
　　表3.5 筒壁外侧竖向钢筋及水平截面裂缝宽度
　　高度
　　（m） 钢筋面积
　　（mm2） 配筋率（%） 钢筋直径和间距 裂缝宽度
　　（mm）
　　95 20294 0.33 12@140 0.073
　　60 27410 0.51 12@140 0.078
　　30 84816 0.68 20@120 0.085
　　0 156550 1.52 22@120 0.052
　　表3.6 筒壁外侧环向钢筋及竖向裂缝宽度
　　高度
　　（m） 钢筋面积
　　（mm2） 配筋率
　　（%） 钢筋直径和间距 裂缝宽度
　　（mm）
　　95 565 0.23 12@200 0.068
　　60 769 0.25 14@200 0.075
　　30 769 0.22 14@200 0.075
　　0 1005 0.25 16@200 0.083
　　从表中可以看出，不同抗震等级作用下，套筒式烟囱外筒随着高度的升高，配筋面积、配筋率、钢筋直径、裂缝宽度都在减小。随着抗震等级的提高，配筋量也在不断提高，这是由于地震力的不断增加的缘故。
　　通过建模计算可以得出，套筒式烟囱外筒的水平位移随着高度的升高不断增大，最大水平位移出现在烟囱顶部，最大水平位移都满足《烟囱设计规范》GB50051-2013中7.2.16条规定。
　　4、结论
　　通过对不同抗震等级的套筒式烟囱外筒计算与分析，得出以下主要结论和设计：（1）不同抗震等级作用下，合理的烟囱外筒配筋，筒壁的水平裂缝宽度和竖向裂缝宽度都在规范范围之内，并且不是很大，烟囱顶部的水平位移最大。（2）抗震等级越高，烟囱外筒筒壁的配筋量越大，筒壁的最大配筋率出现在外筒底部。所以，建议设计者在设计时在外筒底部和顶部要合理配筋。（3）综上所述，套筒式烟囱外筒在不同抗震等级作用下受力性能较好，所以在冶炼、化工、电力等行业可以广泛应用，套筒式烟囱也是一个很好发展方向。
　　参考文献：
　　[1] GB 50051-2013烟囱设计规范[S].
　　[2]钢筋混凝土烟囱计算软件[M].51YC无忧烟囱计算机软件V2.31.1，2013
　　[3]DL5022-2012火力大电厂土建结构设计技术规程[S].北京：国家能源局，2012
　　[4]陆卯生.火力发电厂高烟囱设计的回顾和展望[J].西安建筑科技大学学报，2010（10）