煙囪設計規范

來源：      發布時間： 2004-5-23 16:36:20 

煙囪設計規范 GBJ51—83

      主編部門：中華人民共和國冶金工業部

　　批準部門：中華人民共和國國家計劃委員會

　　試行日期：1984年4月1日 

　　關于頒發《煙囪設計規范》的通知

　　計標〔1983〕1500號

　　根據原國家建委(73)建革設字第239號通知的要求，由冶金工業部會同有關部門和單位共同編制的《煙囪設計規范》，已經有關部門會審，現批準《煙囪設計規范》GBJ51—83為國家標準，自一九八四年四月一日起試行。

　　本規范由冶金工業部管理，其具體解釋等工作，由冶金工業部包頭鋼鐵設計研究院負責。

　　中華人民共和國國家計劃委員會

　　一九八三年十月七日

　　編制說明

　　本規范是根據原國家建委(73)建革設字239號文的通知，由冶金工業部包頭鋼鐵設計研究院會同有關設計、施工、科研、大專院校等單位共同編制的。

　　在編制本規范過程中，堅持調查研究，總結實踐經驗，進行了必要的科學試驗并廣泛征求了各方面的意見，最后會同有關部門審查定稿。

　　本規范共分八章和九個附錄。主要內容包括：磚煙囪、配筋磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪、剛性基礎、板式基礎和殼體基礎等。在編制工作中注意了與我國現行各有關規范的協調統一。

　　試行本規范時，如發現需要修改和補充之處，請將意見和資料寄交包頭鋼鐵設計研究院并抄送我部，以便修訂時參考。

　　冶金工業部

　　一九八三年八月二十日

　　基本符號

　　內外力

　　M——荷載作用下的彎矩，簡稱彎矩；

　　Mw——風荷載作用下的彎矩，簡稱風彎矩；

　　Mf——附加彎矩；

　　Md——地震彎矩；

　　Mdf——地震附加彎矩；

　　N——荷載作用下的縱向力，簡稱縱向力；

　　G——基礎自重和基礎上的土重；

　　T——切力；

　　Qc——基礎局部沖切荷載；

　　Nφ、NφΜ——分別為殼體的單位弧長薄膜徑向力和徑向力；

　　Nθ、NθΜ——分別為殼體的單位長度薄膜環向力和環向力；

　　Nφ、Qφ——分別為殼體單位弧長的徑向彎矩和切力；

　　Mφa、Mφb——分別為殼體小徑邊緣和大徑邊緣的單位弧長徑向彎矩；

　　Ha、Hb——分別為殼體小徑邊緣和大徑邊緣的單位長度水平推力；

　　Mθ——殼體環梁的環向彎矩。

　　溫度

　　Ty——煙氣溫度；

　　Tк——空氣溫度；

　　TN——計算點的受熱溫度；

　　Rz——內襯、隔熱層和筒壁的總熱阻；

　　Ro、Rw——分別為內襯內表面和筒壁外表面的熱阻；

　　λ——導熱系數；

　　α1——內襯內表面吸熱系數；

　　αu——筒壁外表面放熱系數；

　　Δt——溫度差；

　　th——混凝土筒壁內表面受熱溫度；

　　tg——鋼筋受熱溫度。

　　應力

　　σh、σht——分別為荷載作用和荷載與溫度共同作用下的混凝土壓應力；

　　σg、σk——分別為鋼筋和環箍拉應力；

　　σgt、σ′gt——分別為鋼筋在溫度作用下的受拉和受壓應力；

　　σzt——磚砌體在溫度作用下的壓應力；

　　p——基礎底面平均壓力；

　　Pmax、Pmin——分別為基礎底面邊緣的最大和最小壓力；

　　PN——基礎底面在軸心荷載作用下的壓力；

　　PM——基礎底面在彎矩作用下的壓力。

　　材料計算指標

　　Ra——混凝土的軸心抗壓設計強度；

　　Ru——混凝土的彎曲抗壓設計強度；

　　Rl——混凝土的抗拉設計強度；

　　Rf——混凝土的抗裂設計強度；

　　Rat、Rwt——分別為混凝土在溫度作用下的軸心抗壓和彎曲抗壓設計強度；

　　Rlt、Rft——分別為混凝土在溫度作用下的抗拉和抗裂設計強度；

　　Rg、R′g——分別為鋼筋的抗拉和抗壓設計強度；

　　Rgt、R′gt——分別為鋼筋在溫度作用下的抗拉和抗壓設計強度；

　　Eh、Eg——分別為混凝土和鋼筋的彈性模量；

　　Eht、Ekt——分別為混凝土和環箍在溫度作用下的彈性模量；

　　Eh——環箍的折算彈性模量；

　　E——磚砌體的彈性模量；

　　Et——磚砌體在溫度作用下的彈性模量。

　　幾何特征

　　A、Ao——分別為截面面積和換算截面面積；

　　Ag——計算截面縱向鋼筋的總面積或每米高度內環向鋼筋的截面面積；

　　Ak——環箍截面面積；

　　F——基礎底面面積；

　　δ、δo——分別為筒壁（或殼體）厚度和有效厚度；

　　rh——截面核心距；

　　d——鋼筋直徑；

　　a——筒壁外邊緣至環向鋼筋重心的距離；

　　δfmax——混凝土的最大裂縫寬度；

　　Lf——混凝土的裂縫平均間距；

　　S——殼體的徑向長度；

　　e——縱向力至截面中心的距離；

　　eo——縱向力至截面重心的距離；

　　J——截面的慣性矩；

　　W——截面的彈性抵抗矩；

　　θ——筒壁開孔半角。

　　計算系數

　　K——設計安全系數；

　　βh——混凝土在溫度作用下的彈性模量折減系數；

　　a、w——分別為混凝土在溫度作用下的軸心抗壓和彎曲抗壓設計強度折減系數；

　　l、f——分別為混凝土在溫度作用下的抗拉和抗裂設計強度折減系數；

　　αz——磚砌體在溫度作用下的線膨脹系數；

　　αhz——混凝土在溫度作用下的變形系數；

　　αg——鋼筋在溫度作用下的線膨脹系數；

　　α——磚砌體的縱向力偏心影響系數；

　　u——配筋率；

　　n——鋼筋與混凝土在溫度作用下的彈性模量比值；

　　ν——與鋼筋表面形狀有關的系數。

      第一章　總則

　　第1.0.1條 為了在煙囪設計中，做到技術先進，經濟合理，安全適用，確保質量，特制定本規范。

　　第1.0.2條 本規范適用于磚煙囪和高度不大于210米的鋼筋混凝土煙囪的設計。

　　第1.0.3條 設計下列煙囪時，尚應符合現行有關規范的規定：

　　一、位于濕陷性黃土、膨脹土等地區或地下采掘區的煙囪；

　　二、煙氣中二氧化硫的含量超過1%（體積比）和二氧化硫含量雖未超過1%，但煙氣溫度低于100℃或煙氣相對濕度超過60%的煙囪；

　　三、煙氣中含有其它侵蝕性氣體的煙囪。

                                                    第二章　材料

　　第一節 磚石

　　第2.1.1條 磚煙囪筒壁和配筋磚煙囪筒壁的材料應按下列規定采用：

　　一、筒壁宜采用標準型或異型的一等普通粘土磚，其標號不應低于75號；如有抗凍要求時，磚的抗凍性指標應符合有關規定；

　　二、磚筒壁宜采用25號混合砂漿，在其頂部5米范圍內，宜將砂漿標號提高到50號；

　　三、配筋磚筒壁，應采用不低于50號的水泥石灰混合砂漿。

　　第2.1.2條 煙囪的內襯材料應按下列規定采用：

　　一、煙氣溫度低于400℃時，可采用75號普通粘土磚和25號混合砂漿；

　　二、煙氣溫度為400～500℃時，可采用75號普通粘土磚和耐熱砂漿；

　　三、煙氣溫度高于500℃時，可采用粘土質耐火磚、耐火混凝土預制塊和粘土火泥泥漿。

　　第2.0.3條 毛石基礎的材料應根據基土的潮濕程度按下列規定采用：

　　一、基土稍濕時，采用不低于200號的石材和不低于25號的混合砂漿；

　　二、基土很濕時，采用不低于200號的石材和不低于50號的混合砂漿；

　　三、基土含水飽和時，采用不低于300號的石材和不低于50號的水泥砂漿。

　　第2.1.4條 磚砌體在溫度作用下的抗壓強度和彈性模量，可不考慮溫度折減，仍應按《磚石結構設計規范》(GBJ3—73)的規定采用。

　　第2.1.5條 磚砌體在溫度作用下的線膨脹系數αz應按下列規定采用：

　　當砌體受熱溫度t為20～200℃時，αz可采用5× ；

　　當砌體受熱溫度t為201～400℃時，αz 可按下式確定：

　　 

      第二節 混凝土

　　第2.2.1條 鋼筋混凝土煙囪筒壁的混凝土應按下列規定采用：

　　一、混凝土宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配制，混凝土標號不宜低于200號；

　　二、混凝土的水灰比不宜大于0.5每立方米混凝土水泥用量不應超過450公斤；

　　三、混凝土的骨料應堅硬致密，粗骨料宜采用玄武巖、閃長巖、花崗巖、石灰巖等破碎的碎石或河卵石，細骨料宜采用天然砂，也可采用上述巖石經破碎篩分后的產品，但不得含有金屬礦物、云母、硫酸化合物和硫化物；

　　四、粗骨料粒徑不應超過筒壁厚度的1/5和鋼筋間距的3/4，同時最大粒徑不應超過60毫米；

　　五、沿筒壁高度宜采用相同標號的混凝土。

　　注：①當煙囪較高時亦可采用不同標號的混凝土。

　　　　②筒壁頂部第一節和有煙氣直接作用的部位，不宜采用石灰石作骨料。

　　第2.2.2條 基礎的混凝土標號應按下列規定采用：

　　一、剛性基礎，不應低于100號；

　　二、板式基礎，不應低于150號；

　　三、殼體基礎，不宜低于300號。

　　第2.2.3條 筒壁混凝土在溫度作用下的設計強度應按下列公式計算：

　　Rat＝0.7aRa　　　　　　　　　　　(2.2.3－1)

　　Rlt＝lRl　　　　　　　　　　　　　(2.2.3－2)

　　Rft＝fRf(2.2.3-3)

　　式中Rat、Rlt、Rft——分別為混凝土在溫度作用下的軸心抗壓、抗拉和抗裂設計強度；

　　　　a、l、f——分別為混凝土在溫度作用下的軸心抗壓、抗拉和抗裂設計???度的折減系數；

　　　　Ra、Rl、Rf——分別為混凝土的軸心抗壓、抗拉和抗裂設計強度，應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)采用。

　　第2.2.4條 基礎混凝土在溫度作用下的設計強度應按下列規定采用：

　　一、當為地上煙道時，可不考慮溫度折減，仍應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)采用；

　　二、當為地下煙道時，應按下列公式計算：

　　Rat＝aRa　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.4-1)

　　Rwt＝wRw　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.4-2)

　　Rlt＝RI I　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.4－3)

　　式中Rwt——混凝土在溫度作用下的彎曲抗壓設計強度；

　　　　w——混凝土在溫度作用下的彎曲抗壓設計強度的折減系數；

　　　　　Rw——混凝土彎曲抗壓設計強度，應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)采用。

　　第2.2.5條 混凝土在溫度作用下的設計強度折減系數，可按表2.2.5采用。

　　第2.2.6條 混凝土在溫度作用下的抗壓或抗拉彈性模量應按下式計算：

　　Eht＝βhEh　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2.2.6)

　　式中βh——混凝土在溫度作用下的彈性模量折減系數；

　　　　Eh——混凝土彈性模量，應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)采用。

　　混凝土在溫度作用下的設計強度折減系數　　　　　　　表2.2.5 

　　第2.2.7條 混凝土在溫度作用下的彈性模量折減系數，可按表2.2.7采用。

　　混凝土在溫度作用下的彈性模量折減系數　　　　　　　　　　　表2.2.7 

　　第2.2.8條 混凝土在溫度作用下的變形系數αhz可采用1.0× 。

      第三節 鋼筋和鋼材

　　第2.3.1條 鋼筋混凝土筒壁的配筋宜采用Ⅱ級鋼筋；配筋磚筒壁宜采用Ⅰ級鋼筋，但縱向鋼筋由計算決定時，宜采用Ⅱ級鋼筋。

　　第2.3.2條 基礎的配筋宜采用Ⅱ級鋼筋。

　　注：也可采用5號鋼鋼筋。 
　　
　　第2.3.3條 平臺、爬梯、螺栓和磚煙囪的環箍等宜采用3號鋼。

　　第2.3.4條 鋼筋混凝土筒壁和配筋磚筒壁的鋼筋，在溫度作用下的抗拉和抗壓設計強度應按下列公式計算：

　　Rgt＝0.85gRg　　　　　　　　　　　　(2.3.4－1)

　　R′gt＝0.85gR′g　　　　　　　　　　(2.3.4－2)

　　式中Rg、R′gt——分別為鋼筋在溫度作用下的抗拉和抗壓設計強度；

　　　　g——鋼筋在溫度作用下的設計強度折減系數；

　　　　Rg、R′g——分別為鋼筋抗拉和抗壓設計強度，應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)采用。

　　第2.3.5條 基礎的鋼筋在溫度作用下的抗拉和抗壓設計強度應按下列規定采用：

　　一、當為地上煙道時，可不考慮溫度折減，仍應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)采用；

　　二、當為地下煙道時，應按下列公式計算：

　　Rgt＝gRg　　　　　　　　　　　(2.3.5－1)

　　R′gt＝gR′g　　　　　　　　　(2.3.5－2)

　　第2.3.6條 鋼筋在溫度作用下的設計強度折減系數，可按表2.3.6采用。

　　鋼筋在溫度作用下的設計強度折減系數　　　　　　　表2.3.6 

　　第2.3.7條 磚煙囪筒壁的環箍，當采用3號鋼時，其抗拉設計強度Rkt可采用1680公斤/c㎡。

　　第2.3.8條 鋼筋和鋼材在溫度作用下的彈性模量，可不考慮溫度折減，仍應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)和《鋼結構設計規范》(TJ17—74)采用。

　　第2.3.9條 鋼筋線膨脹系數αg可采用1.2× 。

第四節 材料熱工計算指標

　　第2.4.1條 隔熱材料應采用無機材料，其干燥狀態下的容重不宜大于800公斤/ 。

　　第2.4.2條 材料熱工計算指標，應按實際試驗資料確定，當無試驗資料時，對于幾種常用的材料可按表2.4.2采用。

　　材料熱工計算指標　　　　　　　　　　表2.4.2 

　　注：t為平均受熱溫度。

                                                       第三章　設計和計算基本規定

　　第一節 一般規定

　　第3.1.1條 設計煙囪時，應根據使用條件、煙囪高度、地質條件、地震烈度、材料供應和施工條件等因素，以確定采用磚筒壁或鋼筋混凝土筒壁。

　　對于重要的、較高的或設計地震烈度為9度的、以及設計地震烈度為8度但位于Ⅲ類場地土上的煙囪，宜采用鋼筋混凝土筒壁。

　　第3.1.2條 非地震區磚煙囪的筒壁可配置環向鋼箍或環向鋼筋，地震區磚煙囪的筒壁應配置環向鋼筋和縱向鋼筋。

　　第3.1.3條 煙囪內襯的設置應符合下列規定：

　　一、磚煙囪

　　當煙氣溫度大于400℃時，內襯應沿全高設置；

　　當煙氣溫度小于或等于400℃時，內襯可在煙囪下部局部設置，并應符合構造要求；

　　二、鋼筋混凝土煙囪內襯應沿全高設置。

　　第3.1.4條 鋼筋混凝土煙囪的隔熱層材料，應按下列規定采用：

　　當煙氣溫度大于150℃時，宜采用無機填充材料；

　　當煙氣溫度小于或等于150℃時，可采用空氣隔熱層。

　　第3.1.5條 煙囪基礎一般可采用板式基礎，當條件允許時可采用殼體基礎。對于高度不大，且為地上煙道的磚煙囪，亦可采用毛石或毛石凝土剛性基礎。

　　注：當地基條件允許時，板式基礎宜采用環形的。

　　第3.1.6條 計算風荷載時，對《工業與民用建筑結構荷載規范》(TJ9—74)中的調整系數，應按下列規定采用：

　　煙囪高度小于或等于100米時，取1.0；

　　煙囪高度大于100米，但不超過200米時，取1.1；

　　煙囪高度大于200米時，取1.2。

　　第3.1.7條 煙囪的基本自振周期可按《工業與民用建筑結構荷載規范》(TJ9—74)和《工業與民用建筑抗震設計規范》(TJ11—78)的規定計算。

　　第3.1.8條 筒壁的計算截面應按下列規定采用：

　　水平截面，應取筒壁各節的底截面；

　　垂直截面，可取筒壁各節底部單位高度的截面。

      第二節 受熱溫度允許值

　　第3.2.1條 煙囪筒壁和基礎的受熱溫度，應符合下列規定：

　　一、普通粘土磚砌體的筒壁，最高受熱溫度不應超過400℃；

　　二、普通鋼筋混凝土的筒壁和基礎，以及普通混凝土的基礎，最高受熱溫度不宜超過150℃。

      第三節 安全系數

　　第3.3.1條 筒壁的設計安全系數K，應按表3.3.1的規定采用。

　　第3.3.2條 鋼筋混凝土板式基礎的設計安全系數K，應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)中的規定采用；鋼筋混凝土殼體基礎的設計安全系數K，應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)的規定提高10%后采用。

      第四節 裂縫寬度允許值

　　第3.4.1條 鋼筋混凝土筒壁頂部20米范圍內，最大裂縫寬度不應超過0.15毫米，其余部位的最大裂縫寬度不應超過0.3毫米。

　　設計安全系數　　　　　　　　　　　　　　　　表3.3.1 

　　注：1.考慮地震力時，安全系數應乘以系數0.8。

　　　　2.鋼筋混凝土筒壁強度計算時，當煙囪高度大于200米且基本風壓小于或等于50公斤/㎡時，對表中安全系數應再乘以系數1.1。

      第五節　地基允許變形值

　　第3.5.1條 地基允許變形值，應按表3.5.1－1和表3.5.1－2的規定采用。

　　基礎沉降允許值　　　　　　　　　　　　表3.5.1－1 

　　基礎傾斜允許值　　　　　　　　　　　　　　　表3.5.1－2 

　　注：1.HH為地面至煙囪頂端的高度。

　　　　2.基礎傾斜值系指基礎傾斜方向兩端的沉降差與其距離的比值。

                                                   第四章　溫度計算

　　第一節 一般規定

　　第4.1.1條 煙囪內部的煙氣溫度，應按煙囪在使用時的最高溫度采用。

　　第4.1.2條 煙囪外部的空氣溫度，應按下列規定采用：

　　一、計算煙囪最高受熱溫度和確定材料在溫度作用下的折減系數時，應采用夏季極端最高溫度；

　　二、計算筒壁溫度差時，應采用冬季極端最低溫度。

      第二節 筒身受熱溫度計算

　　第4.2.1條 內襯、隔熱層和筒壁計算處的受熱溫度，可按下式計算（圖4.2.1）：

　　 

　　圖4.2.1 筒身傳熱簡圖

　　1—內襯；2—隔熱層；3—筒壁 

　　 

　　式中tn——計算處的受熱溫度；

　　　　Ty——煙氣溫度；

　　　　YK——空氣溫度；

　　　　Rz——內襯、隔熱層和筒壁等總熱阻；

　　　　Ri——第i層的熱阻。

　　第4.2.2條 內襯、隔熱層和筒壁的總熱阻Rz可按下式計算：

　　Rz＝Ro＋R1＋R2＋……＋Rb＋Rw　　　　　　　(4.2.2)

　　 

        

　　 

　　 
        
　　 式中Ro、Rw——分別為內襯內表面和筒壁外表面的熱阻；

　　　　α1——內襯內表面的吸熱系數；

　　　　αw——筒壁外表面的放熱系數；

　　　　δ1、δ2……δb——分別為內襯、隔熱層和筒壁等各層的厚度（米）；

　　　　λ1、λ2……λb——分別為內襯、隔熱層和筒壁等各層的導熱系數。

　　第4.2.3條 內襯內表面的吸熱系數和筒壁外表面的放熱系數，可分別按表4.2.3－1和表4.2.3－2的規定采用。

　　內襯內表面的吸熱系數　　　　　　　　　　　　　　表4.2.3－1 

　　筒壁外表面放熱系數　　　　　　　　　　　　　　　　表4.2.3－2 

　　第4.2.4條 計算有內襯磚煙囪筒壁的溫度差Δt時，應乘以修正系數C，C值應按表4.2.4采用。

　　修正系數C值　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4.2.4 

　　注：r1、r2分別為筒壁內、外半徑。

                                                        第五章　磚煙囪筒壁計算

　　第一節 一般規定

　　第5.1.1條 磚煙囪筒壁設計，應按下列規定進行計算和驗算：

　　一、受熱溫度計算

　　按第4.2.1條計算內襯、隔熱層、筒壁各層的受熱溫度，計算出的內襯和隔熱層的受熱溫度，不應超過表2.4.2的規定，筒壁受熱溫度不應超過第3.2.1條的規定；

　　二、強度計算和抗裂度驗算

　　在自重和風荷載作用下，按第5.2.1條和第5.2.3條進行水平截面的強度計算和抗裂度驗算；

　　對地震區的煙囪，尚應根據自重、風荷載和地震力的荷載組合，按第5.5.1條計算縱向鋼筋的截面面積；

　　三、環箍或環向鋼筋計算

　　1.在溫度作用下，當筒壁內外表面溫度差Δt符合以下條件時，應配置環箍或環向鋼筋； 

　　 

　　2.當配置環箍時，應按第5.3.1條計算環箍面積或按第5.3.3條驗算環箍應力，并應符合以下條件： 

　　 

　　3.當配置環向鋼筋時，應按第5.4.1條計算環向鋼筋截面面積或按第5.4.3條驗算環向鋼筋應力，并應符合以下條件：

　　 

　　式中r1、r2——分別為筒壁內外半徑；

　　　　Rkt——環箍在溫度作用下的計算強度；

　　　　Rgt——環向鋼筋在溫度作用下的計算強度；

　　　　K——環箍或環向鋼筋的設計安全系數；

　　　　Kσkt——環箍的應力；

　　　　σgt——環向鋼筋的應力。

      第二節 水平截面的強度計算和抗裂度驗算

　　第5.2.1條 筒壁在自重和風荷載作用下的水平截面強度，應按下式計算：

　　KN≤φαAR　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(5.2.1)

　　式中K——筒壁磚砌體的設計安全系數；

　　　　N——計算截面縱向力；

　　　　φ——受壓構件的縱向彎曲系數，可按《磚石結構設計規范》(GBJ3—73)近似采用，查φ值時，可取構件的長細比 

　　　　h——計算截面至筒壁頂端的高度；

　　　　r——計算截面回轉半徑；

　　　　A——計算截面面積；

　　　　α——縱向力的偏心影響系數；

　　　　R——磚砌體的抗壓強度，應按《磚石結構設計規范》(GBJ3—73)采用。

　　第5.2.2條 縱向力偏心影響系數α應按下式計算：

　　 

　　式中eo——縱向力作用點至截面重心的偏心距；

　　　　r——計算截面的回轉半徑。

　　第5.2.3條 筒壁的水平截面抗裂度，應符合以下條件：

　　ro≤rh　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(5.2.3)

　　式中rh——計算截面的核心距， 

　　　　W——計算截面的最小彈性抵抗距。

      第三節 環箍計算

　　第5.3.1條 筒壁每米高所需的環箍截面面積可按下列公式計算（圖5.3.1）：
     
　　 

　　 

　　在溫度差作用下，筒壁外表面環向相對自由伸長值it，應按下式計算：

　　 

　　式中Ak——每米高度內的環箍截面面積(c㎡)；

　　　　mβ——與受壓區圖形面積等有關的系數；

　　　　δ——計算截面的筒壁厚度（厘米）；

　　　　R′t——磚砌體在溫度作用下的彈塑性模量，當筒壁內

　　表面溫度t≤200℃時，應取R′t＝Et/3；當t≥350℃時，應取R′t＝Et/5；中間值以線性插入法求得；

　　Et——磚砌體在溫度作用下的彈性模量；

　　w——受壓區應力圖形不完整系數，可取w＝0.57；

　　αz——磚砌體線膨脹系數；

　　Ek——考慮接頭松弛后環箍的折算彈性模量。 

　　注：由公式(6.3.1－2)計算的mβ≤0時，應按第8.1.5條的規定設置構造環箍。

　　 

　　　　　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　　　(b)

　　圖5.3.1 環箍面積計算簡圖

　　a—平均應變圖；b—裂縫截面的應力圖

　　第5.3.2條 考慮接頭松弛后環箍的折算彈性模量Eh，可按下式計算： 

　　 

　　式中Eg——鋼材彈性模量；

　　　　n——一圈環箍的接頭數量。

???　第5.3.3條 當已知環箍截面面積時，可按下列公式驗算環箍應力（圖5.3.3）： 

　　 
        
　　 
        
　　 

　　式中ξ——筒壁相對受壓區高度系數；

　　　　α′——截面特征系數；

　　　　μ——每米高度內環箍截面面積與筒壁垂直截面面積的比值， 

　　　　n′t——環箍折算彈性模量與磚砌體在溫度作用下的彈塑性模量的比值，n′t＝Ek/E′t。

　　 

　　　　　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　　　　(b) 

　　圖5.3.3 環箍應力計算簡圖

　　a—平均應變圖；b—裂縫截面應力圖

　第四節 環向鋼筋計算

　　第5.4.1條 筒壁每米高所需的環向鋼筋截面面積應按下列公式計算（圖5.4.1）：

　　 

　　 

　　在溫度差作用下，鋼筋重心處的環向相對自由伸長值it1，應按下式計算： 

　　 

　　式中Ag——每米高度內的環向鋼筋截面面積(c㎡)；

　　　　mβ——與受壓區圖形面積等有關的系數；

　　　　m——與鋼筋根數有關的系數，可按下列規定采用：

　　　　單根環筋時，m＝0.95；

　　　　雙根環筋時，m＝1.0；

　　　　δ0——計算截面的筒壁有效厚度（厘米），δ0＝δ－α；

　　　　α——筒壁外邊緣至鋼筋重心處的距離，可按下列規靂采用：

　　　　單根筋時，α＝3.0厘米；

　　　　雙根筋時，α＝4.5厘米；

　　　　ω——受壓區應力圖形不完整系數，可取ω＝0.57；

　　　　ψgt——裂縫間環向鋼筋應變不均勻系數；

　　　　Eg——鋼筋的彈性模量。

　　　　注：由公式(5.4.1－2)計算的mβ≤0時，應按第8.1.7條的規定設置構造環向鋼筋。

　　 
　　　　　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　　　　(b) 

　　圖5.4.1 環向鋼筋面積計算簡圖

　　a—平均應變圖；b—裂縫截面應力圖

　　第5.4.2條 裂縫間環向鋼筋應變不均勻系數，應按下列規定采用：

　　當筒壁內表面溫度t≤200℃時，可取ψgt＝0.6；

　　當筒壁內表面溫度t≥350℃時，可取ψgt＝1.0；

　　中間值以線性插入法求得。

　　第5.4.3條 當已知環向鋼筋截面面積時，可按下列公式驗算鋼筋應力（圖5.4.3）：

　　 

　　 

　　 

　　式中ξ——筒壁相對受壓區高度系數；

　　　　α′——截面特征系數；
　　　　μo——每米高度內環筋截面面積與筒壁垂直截面有效面積的比值， 
　　　　n′t——鋼筋彈性模量與磚砌體在溫度作用下的彈塑性模量的比值， 

　　 

　　　　　　　　　 (a)　　　　　　　　　　　　　　(b)

　　圖5.4.3 環向鋼筋應力計算簡圖

　　α—平均應變圖；b—裂縫截面應力圖

      第五節 縱向鋼筋計算

　　第5.5.1條 地震區磚煙囪的縱向鋼筋，可按下列規定確定：

　　一、當考慮地震力時的偏心距eod≤1.2rh時，可按第8.1.9條的規定，配置構造鋼筋。eod應按下式計算：

　　 

　　二、當eod＞1.2rh時，筒壁縱向鋼筋截面的總面積Ａｇ，可按下列公式計算（圖5.5.1）： 

　　 
　　
　　M＝Md＋0.25Mw　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(5.5.1-3)

　　式中M——在地震力和25%風荷載作用下計算截面的彎矩；

　　　　Md——在地震力作用下計算截面的彎矩；

　　　　Mw——在風荷載作用下計算截面的彎矩；

　　　　N——計算截面的縱向力；

　　　　β1——彎矩影響系數；

　　　　rp——筒壁平均半徑。

　　 

　　圖5.5.1 縱向鋼筋計算簡圖

　　第5.5.2條 彎矩影響系數β1，應根據參數αc，由圖5.5.2查得。αc可按下式計算：

　　 

　　 式中rg——縱向鋼筋所在圓的半徑；

　　　　φ——受壓構件的縱向彎曲系數，可按第5.2.1條的規定采用；

　　　　R——磚砌體的抗壓設計強度，應按《磚石結構設計規范》(GBJ3—73)采用；

　　　　A——筒壁水平計算截面面積。

　　 

　　圖5.5.2 彎矩影響系數β1

      第五節 縱向鋼筋計算

　　第5.5.1條 地震區磚煙囪的縱向鋼筋，可按下列規定確定：

　　一、當考慮地震力時的偏心距eod≤1.2rh時，可按第8.1.9條的規定，配置構造鋼筋。eod應按下式計算：

　　 

　　二、當eod＞1.2rh時，筒壁縱向鋼筋截面的總面積Ａｇ，可按下列公式計算（圖5.5.1）： 

　　 
　　
　　M＝Md＋0.25Mw　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(5.5.1-3)

　　式中M——在地震力和25%風荷載作用下計算截面的彎矩；

　　　　Md——在地震力作用下計算截面的彎矩；

　　　　Mw——在風荷載作用下計算截面的彎矩；

　　　　N——計算截面的縱向力；

　　　　β1——彎矩影響系數；

　　　??rp——筒壁平均半徑。

　　 

　　圖5.5.1 縱向鋼筋計算簡圖

　　第5.5.2條 彎矩影響系數β1，應根據參數αc，由圖5.5.2查得。αc可按下式計算：

　　 

　　 式中rg——縱向鋼筋所在圓的半徑；

　　　　φ——受壓構件的縱向彎曲系數，可按第5.2.1條的規定采用；

　　　　R——磚砌體的抗壓設計強度，應按《磚石結構設計規范》(GBJ3—73)采用；

　　　　A——筒壁水平計算截面面積。

　　 

　　圖5.5.2 彎矩影響系數β1

                                              第六章　鋼筋混凝土煙囪筒壁計算

　　第一節 一般規定

　　第6.1.1條 鋼筋混凝土筒壁設計，應進行下列幾種計算和驗算：

　　一、受熱溫度計算

　　按第4.2.1條進行內襯、隔熱層、筒壁各層的受熱溫度計算，計算出的筒壁受熱溫度，不應超過第3.2.1條的規定，內襯、隔熱層的受熱溫度，不應超過表2.4.2的規定。

　　二、強度計算

　　在自重、風荷載和附加彎矩作用下，按第6.3.2條計算水平截面強度。

　　對地震區的煙囪，尚應按第6.3.2條驗算其在自重、25%風荷載、地震力和地震附加彎矩的荷載組合作用下的水平截面強度。

　　三、使用階段應力計算

　　1.水平截面的應力計算

　　在自重、風荷載、附加彎矩和溫度作用下，按第6.4.1條至第6.4.8條計算水平截面的應力；此時，筒壁背風側的混凝土壓應力σh和筒壁迎風側的鋼筋拉應力σg，應符合下列條件：
      
　　 

　　 

　　2.垂直截面的應力計算

　　在溫度作用下按第6.4.9條計算垂直截面的應力，此時，垂直截面裂縫處的環向鋼筋拉應力，應符合以下條件：

　　 

　　四、使用階段裂縫寬度驗算

　　1.水平裂縫寬度驗算

　　在自重、風荷載、附加彎矩和溫度作用下，按第6.5.1條驗算水平裂縫寬度，最大裂縫寬度σfmax應符合第3.4.1條的規定；

　　2.垂直裂縫寬度驗算

　　在溫度作用下，按第6.5.2條驗算垂直裂縫寬度，最大裂縫寬度σfmax應符合第3.4.1條的規定。

　　式中Kh——混凝土的設計安全系數；

　　　　Kg——鋼筋的設計安全系數；

　　　　Rat——混凝土在溫度作用下的軸心抗壓設計強度；

　　　　Rgt——鋼筋在溫度作用下的抗拉設計強度。

      第二節 附加彎矩計算

　　第6.2.1條 在強度計算和使用階段應力計算時，由于風荷載、日照和基礎傾斜的作用，筒身自重對任意截面（包括按第6.2.5條確定的代表截面）所產生的附加彎矩（圖6.2.1）可按下式計算：

　　 

　　式中P——由筒身頂端算起h/3處的一米高筒身的折算自重；

　　　　h——計算截面至筒身頂端高度；

　　　　H——筒身總高度；

　　　　1ρw——筒身代表截面處的變形曲率；

　　　　αhz——混凝土在溫度作用下的變形系數；

　　　　Δt——由日照產生的筒身陽面與陰面的溫度差，應按實測數據采用，當無實測數據時，可按20℃采用； 

　　　　r——由筒身頂端算起0.6H處的筒壁平均半徑， 

　　　　r1、r2——分別為筒壁內、外半徑；

　　　　mθ——基礎傾斜值，可按基礎傾斜的允許值采用。

　　注：考慮地震時的附加彎矩Mdf，可按附錄一計算。

　　 

　　圖6.2.1 附加彎矩計算簡圖

　　第6.2.2條 折算自重P值，可按下式計算： 

　　 

　　式中h1——筒身頂部第一節的高度；

　　　　N——筒身（筒壁、隔熱層和內襯等）全部自重；

　　　　N1——筒身頂部第一節的全部自重。

　　第6.2.3條 筒身代表截面處縱向力對筒壁截面中心的相對折算偏心距e/r，應按下列公式計算：

　　一、強度計算時

　　 

　　二、使用階段應力計算時

　　 

　　式中N——筒身代表截面處的縱向力；

　　　　Mw——筒身代表截面處的風彎矩；

　　　　Mf——筒身代表截面處的附加彎矩；

　　　　r——筒身代表截面處的筒壁平均半徑。

　　第6.2.4條 由風荷載和附加彎矩所產生的筒身代表截面處的變形曲率 ，可按下列公式計算：

　　一、強度計算

　　1.當 ≤0.5時

　　 

　　2.當 ＞0.5時 

　　 

　　二、使用階段應力計算

　　1.當 ≤0.5時 

　　 

　　2.當 ＞0.5時 

　　 

　　[式中J——筒身代表截面處的筒壁截面慣性矩；

　　　　Eh、Eg——分別為筒身代表截面處的筒壁混凝土在溫度作用下的彈性模量和鋼筋彈性模量；

　　　　σhw、σgw——分別為筒身代表截面處的筒壁混凝土和鋼筋的應力，應分別按公(6.4.2-1)和(6.4.2-2)計算。

　　注：1.計算 時，可先假定Mf值（強度計算時取0.35Mw，使用階段應力計算時取0.2Mw），然后進行循環迭代，使前后兩次的 值相差不超過5%。

　　　　2.在強度計算和 ≤0.5時使用階段的應力計算中，筒身代表截面處的附加彎矩亦可按附錄二的公式不經循環迭代求出。

　　第6.2.5條 筒身代表截面可按下列規定確定：

　　一、當筒身各段坡度均不大于3%時

　　1.不設煙道孔的筒身，取筒身最下節筒壁的底截面；

　　2.設有煙道孔的筒身，取洞口上一節筒壁的底截面。

　　二、當筒身下部有大于3%的坡度時

　　1.在坡度不大于3%的區段內不設煙道孔的筒身，取該區段筒壁的底截面；

　　2.在坡度不大于3%的區段內設有煙道孔的筒身，取洞口上一節筒壁的底截面。

      第三節 強度計算

　　第6.3.1條 鋼筋混凝土筒壁在荷載作用下的水平截面強度，應根據縱向力N對環形截面中心的折算偏心距e與界限偏心距ei之間的關系，以及壓強比 的大小，分為兩種破壞情況，按第6.3.2條的規定計算。

　　一、折算偏心距e應按下列公式計算：

　　1.在自重、風荷載和附加彎矩作用下

　　 

　　2.在自重、25%風荷載、地震力和考慮地震附加彎矩作用下 

　　 

　　二、截面的界限偏心距ei可按下列公式計算：

　　1.筒壁上無孔洞時

　　ei＝0.65r　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (6.3.1-3)

　　2.筒壁受壓區有一個孔洞時

　　 

　　式中N——相應荷載下計算截面的縱向力；

　　　　Md——計算截面的地震彎矩；

　　　　Mdf——計算截面的地震附加彎矩；

　　　　θ——計算截面受壓區孔洞半角；

　　　　r——計算截面筒壁平均半徑。

　　第6.3.2條 鋼筋混凝土筒壁的水平截面強度，可按下列公式計算： 

　　一、當e＞ei、且 ≤0.5時，屬于第一種破壞情況

　　1.筒壁上無孔洞（圖6.3.2－1α）

　　 

　　2.筒壁受壓區有一個孔洞（圖6.3.2－1b） 

　　 

　　二、當e＞ei、但 ＞0.5，或e≤ei時，屬于第二種破壞情況 

　　 
     
　　 

　　 

　　圖6.3.2－1 e＞ei、且 ≤0.5時水平截面的強度計算簡圖

　　a—筒壁無孔洞；b—筒壁受壓區有一個孔洞 

　　式中K——強度設計安全系數；

　　　　A——筒壁水平計算截面面積；

　　　　Ag——筒壁水平計算截面的縱向鋼筋總面積；

　　　　α——受壓區半角系數， 

　　　　ζh、ζg——偏心距及受壓區孔洞影響系數，應由圖6.3.2－2查得。

　　 

　　e/ej

　　 

　 　e/ej 

　　圖6.3.2－2偏心距及受壓區孔洞影響系數
　　注：當e＞ei、且 ≤0.5時，縱向鋼筋總面積Ag亦可按附錄四中的附圖求得，此時 

      第四節 使用階段應力計算

　　（Ⅰ）荷載作用時的水平截面應力

　　第6.4.1條 鋼筋混凝土筒壁的水平截面在自重、風荷載和附加彎矩作用下的應力計算，應根據縱向力N的折算偏心距e與截面核心距e的大小（e＞rh或e≤rh），分別采用相應的計算簡圖（圖6.4.1）。

　　 

　　圖6.4.1 在荷載作用下的應力計算簡圖

　　a—截面外形；b—e＞rh時；c—e≤eh時 

　　一、縱向力N對環形截面中心的折算偏心距e應按下式計算：

　　 

　　二、計算截面的核心距rh，可按下列公式計算：

　　1.當筒壁上無孔洞時　　　rh＝0.5r　　　　　(6.4.1－2)

　　2.當筒壁受壓區有一個孔洞時 

　　 

　　第6.4.2條 當e＞rh時，鋼筋混凝土筒壁水平截面的截面應力，應被下列公式計算：

　　一、背風側混凝土的壓應力

　　1.筒壁上無孔洞時

　　 

　　 

　　2.筒壁受壓區有一個孔洞時 

　　 

　　 

　　二、迎風側縱向鋼筋的拉應力

　　1.筒壁上無孔洞時 

　　 

　　 

　　公式(6.4.2－2)、(6.4.2－4)、(6.4.2－6)和(6.4.2－8)中的計算截面受壓區半角Φ值，應按下列公式（或根據 和ω查附錄五）確定。

　　筒壁上無孔洞時 

　　 

　　筒壁受壓區有一個孔洞時 

　　 

　　式中Ao——計算截面的換算截面積，按公式(6.4.4－1)計算；

　　　　ω——計算截面的特征系數，按公式(6.4.4－2)計算；

　　　　n——在溫度作用下計算截面的鋼筋與混凝土彈性模量的 比值，按公式(6.4.4－3)計算；

　　　　Cb1、Cb2——背風側筒壁混凝土應力系數，可根據er和ω查附錄五Cb值；

　　　　Cy1、Cy2——迎風側筒壁鋼筋應力系數，可根據er和ω查附錄五Cy值。

　　第6.4.3條 當e≤rh時，鋼筋混凝土筒壁水平截面的截面應力，應按下列公式計算：

　　一、背風側混凝土的壓應力

　　1.筒壁上無孔洞時

　　 

　　 

　　2.筒壁受壓區有一個孔洞時 

　　 

　　 

　　二、迎風側混凝土的壓應力

　　1.筒壁上無孔洞時

　　 

　　 

　　2.筒壁受壓區有一個孔洞時 

　　 

　　 

　　式中Cb3、Cb4——背風側筒壁混凝土應力系數，可按附錄五Cb值采用；

　　　　Cy3、Cy4——迎風側筒壁混凝土應力系數，可按附錄五Cy值采用。

　　第6.4.4條 鋼筋混凝土筒壁水平截面的換算截面面積和截面特征系數，可按下列公式計算：

　　Ao＝2rδ(π－θ)(1＋ω)　　　　　　　　　　(6.4.4-1)　　

　　ω＝2.5μnt　　　　　　　　　　　　　　　　(6.4.4-2)

　　nt＝Eg/Rgt　　　　　　　　　　　　　　　　　(6.4.4-3)

　　μ＝Ag/2δ(π－θ)r　　　　　　　　　　　　　(6.4.4-4)

　　式中μ——縱向鋼筋的配筋率；

　　　　Ag——計算截面縱向鋼筋的總面積（不包括洞口補強鋼筋）；

　　　　δ——筒壁厚度；

　　　　Eg——鋼筋的彈性模量；

　　　　Eht——混凝土在溫度作用下的彈性模量。

　　（Ⅱ）荷載和溫度共同作用時的水平截面應力

　　第6.4.5條 鋼筋混凝土筒壁的水平截面，在荷載和溫度共同作用下的截面應力，與應變參數Ρα和ΡI有關。Ρα、ΡI值應按下列規定計算：

　　一、壓應變參數Ρα值

　　1.當e＞rh時

　　 

　　2.當e≤rh時

　　 

　　二、拉應變參數Pl值（僅適用于e＞rh）

　　 

　　式中αhz、αg——分別為在溫度作用下混凝土的變形系數和鋼筋的線膨脹系數；

　　　　th、tg——分別為筒壁混凝土內表面和鋼筋的受熱溫度；

　　　　σhw——荷載作用下筒壁背風側或迎風側（當e≤rh時）的混凝土壓應力；

　　　　σgw——荷載作用下筒壁迎風側縱向鋼筋的拉應力。 

　　第6.4.6條 鋼筋混凝土筒壁的水平截面，在荷載和溫度共同作用下，背風側的混凝土壓應力可按下列公式計算：

　　一、Pa≥1時　　σh＝σhw　　　　　　　　　　　　　　(6.4.6－1)

　　二、Pa＜1時

　　σh＝σhw＋σhtηaηa1　　　　　　　　　　　　　(6.4.6－2)

　　 

　筒壁相對受壓區高度系數ξw，可按下列公式計算當Pa＞ 時（圖6.4.6.a）

　　 
　　當Pa≤ 時（圖6.4.6.b）

　　 

　　溫度應力衰減系數ηa1，可按下列公式計算：

　　當Pa≤0.2時　　　　ηa1＝1－2.6Pa　　　　　(6.4.6-6)

　　當Pa＞0.2時　　　　ηa1＝0.6(1－Pa)　　　　　(6.4.6-7)

　　式中ωα——截面特征系數，按公式(6.4.8－5)計算；

　　　　ξ——在溫度單獨作用下筒壁截面的相對受壓區高度系數，按公式(6.4.8－4)計算；

　　　　σht——在溫度單獨作用下的筒壁混凝土壓應力，按公式(6.4.8－2)計算。

　　 

　　圖6.4.6 背風側水平截面在荷載和溫度共同作用下的應力計算簡圖 

　　 

　　1—初始面；2—自由變形面；3—溫度單獨作用的平衡面；4—最終平衡面

　　第6.4.7條 鋼筋混凝土筒壁的水平截面，在荷載和溫度共同作用下，迎風側的縱向鋼筋拉應力可按下列公式計算： 

　　一、當e＞rh時

　　1. P≥1

　　σg＝σgw　　　　　　　　　　　　　(6.4.7－1)

　　2. Pl＜1（圖6.4.7）

　　σg＝σgw＋σgtηl　　　　　　　　　(6.4.7－2)

　　 

　　筒壁相對受壓區高度系數ξw，可按下式計算 

　　 

　　式中ωl——截面特征系數，按公式(6.4.8-10)計算；

　　　　ξ——在溫度單獨作用下的筒壁截面相對受壓區高度系數，按公式(6.4.8-8)計算；

　　　　σgt——在溫度單獨作用下的筒壁縱向鋼筋拉應力，按公式(6.4.8-7)計算。

　　二、當e≤rh時

　　1.Pa≥ 時，截面為全截面受壓，縱向鋼筋可按構造設置；2. Pa＜ 時，計算截面縱向鋼筋拉應力可按下列公式計算（圖6.4.6.b）

　　σg＝σgtηl　　　　　　　　　　　(6.4.7-5)

　　 

　　式中Pa——壓應變參數，按公式(6.4.5－2)計算；

　　　　ξw——筒壁相對受壓區高度系數，按公式(6.4.6－5)計算；

　　　　ωα——截面特征系數，按公式(6.4.8－5)計算；

　　　　ξ——在溫度單獨作用下的筒壁截面相對受壓區高度系數，按公式(6.4.8－4)計算；

　　　　σgt——在溫度單獨作用下的筒壁縱向鋼筋拉應力，按公式(6.4.8－3)計算。

　　注：當e≤rh時，如果同一部位的縱向鋼筋配筋率，不小于環向鋼筋配筋率，則迎風側的縱向鋼筋拉應力可不予計算。

　　 

　　圖6.4.7 迎風側水平截面在荷載和溫度共同作用下的應力計算簡圖

　　1—初始面；2—自由變形面；3—溫度單獨作用的平衡面；4—最終平衡面

　　第6.4.8條 鋼筋混凝土筒壁的水平截面，在溫度單獨作用下混凝土和鋼筋的應力可按下列公式計算（圖6.4.8）：

　　一、筒壁內表面混凝土與鋼筋的相對自由變形值εt可按下式計算
　　_
　　εt＝1.25(αhzth－αgtg)　　　　　　　(6.4.8－1)

　　二、當不考慮裂縫間受拉鋼筋和混凝土應變不均勻時的截面應力，可按下列公式計算

　　σht＝0.5Ehtεtξ　　　　　　　　　　　(6.4.8－2)

　　σgt＝Egεt(1－ξ) 　　　　　　　　　　(6.4.8－3)

　　 

　　 

　　三、當考慮裂縫間受拉鋼筋和混凝土應變不均勻時的截面應力，可按下列公式計算

　　σht＝0.55Ehtεtξ　　　　　　　　　　　　　　　(6.4.8－6)

　　 

　　 

　　 

　　 

　　μo＝μδ/δo　　　　　　　　　　　　　　(6.4.8－11)

　　式中δo——筒壁有效厚度；

　　　　μ、μo——分別為按筒壁厚度和筒壁有效厚度計算的鋼筋配筋率；

　　　　ωl——考慮裂縫間混凝土和鋼筋應變不均勻影響的截面特征系數；

　　　　ωa——不考慮裂縫間混凝土和鋼筋應變不均勻影響的截面特征系數；

　　　　ξ——筒壁截面相對受壓區高度系數；

　　　　ψgt——在溫度作用下裂縫間受拉鋼筋應變不均勻系數；

　　當ψgt＜0.4時，取ψgt＝0.4；

　　 

　　圖6.4.8 筒壁截面在溫度作用下的應力計算簡圖

　　1—初始面；2—自由變形面；3—溫度單獨作用的平衡面 

　　當ψgt＞1.0時，取ψgt＝1.0；

　　Rft——混凝土在溫度作用下的抗裂設計強度。

　　注：按公式(6.4.8－6)、(6.4.8－7)計算截面應力時，ψgt值須經多次循環迭代求得，使前后二次的差值不超過5%為止，ψgt初始值可取
　　　　0.6。

　　（Ⅲ）溫度作用時的垂直截面應力

　　第6.4.9條 鋼筋混凝土筒壁的垂直截面，在溫度作用下的混凝土壓應力及環向鋼筋拉應力，可按公式(6.4.8－1)和(6.4.8－6)～(6.4.8.－11)計算。

                                                 第七章　地基基礎計算

　　第一節 一般規定

　　第7.1.1條 煙囪地基基礎的計算，除本規范的規定外，尚應符合《工業與民用建筑地基基礎設計規范》(TJ7—74)的規定，在地震區還應符合《工業與民用建筑抗震設計規范》(TJ11—78)的規定。

　　第7.1.2條 當殼體基礎形式為M形（設有薄環）、正倒錐和截錐組合殼時，可按本規范設計。

　　第7.1.3條 對板式基礎和殼體基礎，本規范僅規定其內力計算公式。基礎的截面強度計算公式，應按《鋼筋混凝土結構設計規范》(TJ10—74)的有關規定采用；材料的設計強度和安全系數，應分別符合本規范第二章和第三章的有關規定。

　　第7.1.4條 地基基礎的荷載計算，應按筒身自重、基礎自重、基礎上的土重、風荷載和附加彎矩（當為鋼筋混凝土筒壁時）等的最不利組合采用，對地震區尚應符合《工業與民用建筑抗震設計規范》(YJ11—78)的有關荷載組合規定。

　　第7.1.5條 考慮溫度應力作用的影響，板式基礎的底板和殼體基礎，配筋宜增加10～15%。

      第二節 地基計算

　　第7.2.1條 基礎底面???力，可按下列公式計算：

　　一、軸心荷載作用時

　　 

　　二、偏心荷載作用時 

　　 

　　 

　　pmin值應符合下列條件：

　　1.當為殼體基礎時 

　　 

　　2.當為板式基礎時

　　pmin≥0　　　　　　　　　　　　　　　(7.2.1－5)

　　式中p——基礎底面的平均壓力；

　　　　N——作用于基礎頂面的垂直荷載；

　　　　G——基礎自重和基礎上的土重；

　　　　F——基礎底面面積；

　　　　R——修正后地基土容許承載力，應按《工業與民用建筑地基基礎設計規范》(TJ7—74)采用；

　　　　pmax、pmin——分別為基礎底面邊緣的最大和最小壓力；

　　　　Mz——作用于基礎底面的總彎矩；

　　　　w——基礎底面的抵抗矩。

　　第7.2.2條 基礎最終沉降量和基礎傾斜值，應按《工業與民用建筑地基基礎設計規范》(TJ7—74)的規定計算。平均附加壓力系數，可按本規范附錄六中附表6.1～6.3采用。

      第三節 剛性基礎計算

　　第7.3.1條 剛性基礎的外形尺寸，應按下列條件確定（圖7.3.1）：

　　一、環形基礎

　　b1≤0.8Htga　　　　　　　　　　　　(7.3.1－1)

　　b2≤Htga　　　　　　　　　　　　　　(7.3.1－2)

　　二、圓形基礎

　　b1≤0.8Htga　　　　　　　　　　　　　(7.3.1－3)

　　 

　　式中b1、b2——基礎臺階懸挑尺寸；

　　　　H——基礎高度；

　　　　tgα——基礎臺階高寬比，應按《工業與民用建筑地基基礎設計規范》(TJ7—74)采用；

　　　　D——基礎頂面的筒壁內直徑。 

　　 

　　 

　　圖7.3.1 剛性基礎外形尺寸簡圖

　　a—環形基礎；b—圓形基礎

      第四節 板式基礎計算

　　第7.4.1條 板式基礎外形尺寸的確定，宜符合下列規定（圖7.4.1）：

　　一、環形基礎 

　　 

　　 

　　 

　　 

　　 

　　二、圓形基礎 

　　 

　　 式中β——基礎底板平面外形系數，根據r1與rz的比值，由圖7.4.11－2查得；

　　　　rz——環壁底截面中心處半徑， 

　　　　r1、r2、r3、r4——分別為基礎不同位置的半徑；

　　　　h、h1、h2——分別為基礎底板不同位置的厚度。

　　第7.4.2條 計算基礎底板的內力時，基礎底面的壓力可按均布荷載采用，并取外懸挑部分中點處的最大壓力，其值應按下式計算（圖7.4.1)：
        
　　 

　　 

　 　　　　　　　　　　　　　　(a) 

　　 

　　　　　　　　　　　　　　　　(b)

　　圖7.4.1 基礎尺寸與底面壓力的計算簡圖

　　a—環形基礎；b—圓形基礎

　　式中N——作用于基礎頂面的垂直荷載（不包括基礎自重和基礎上的土重）；

　　　　Mz——作用于基礎底面的總彎矩，Mz＝M＋TH

　　　　M、T——分別為作用于基礎頂面的彎矩與切力；

　　　　H——基礎總高度；

　　　　F——基礎底面面積；

　　　　J——基礎底面慣性矩。

　　第7.4.3條 在環壁與底板交接處的沖切強度可按下式計算（圖7.4.4）： 

　　 

　　式中K——沖切強度設計安全系數；

　　　　Qc——沖切破壞錐體以外的荷載，按第7.4.4條的規定計算；

　　　　Rlt——混凝土在溫度作用下的抗拉設計強度；

　　　　Ss——沖切破壞錐體斜截面的上邊圓周長；

　　　　驗算環壁外邊緣時，Ss＝2πr2；

　　　　驗算環壁內邊緣時，Ss＝2π(r3－ho)；

　　　　Sx——沖切破壞錐體斜截面的下邊圓周長；驗算環壁外邊緣時， 驗算環壁內邊緣時，Ss＝2πr3；

      第7.4.4條 沖切破壞錐體以外的荷載Qc，可按下列公式計算（圖7.4.4）：

　　一、計算環壁外邊緣時

　　 

　　二、計算環壁內邊緣時 

　　1.環形基礎

　　 

　　2.圓形基礎

　　 

　　第7.4.5條 環形基礎底板下部和底板內懸挑上部均采用徑環向配筋時，確定底板鋼筋用的彎矩值可按下列公式計算：

　　一、底板下部半徑r2處單位弧長的徑向彎矩 

　　 

　　 

　　圖7.4.4 底板沖切強度計算簡圖

　　a—環形基礎；b—圓形基礎

　　1—驗算環壁內邊緣沖切強度時破壞錐體的斜截面；2—驗算環壁外邊緣沖切強度時破壞錐體的斜截面；3—沖切破壞錐體的底面線

　　二、底板下部單位寬度的環向彎矩 

　　 

　　三、底板內懸挑上部單位寬度的環向彎矩 

　　 

　　第7.4.6條 圓形基礎底板下部采用徑環向配筋、環壁以內底板上部為等面積方格網配筋時，確定底板鋼筋用的彎矩值可按下列規定計算：

　　一、當 ≤1.8時，底板下部的徑向彎矩和環向彎矩可分別按公式(7.4.5－1)和(7.4.5－2)計算。

　　二、當 ＞1.8時，底板下部的徑向和環向彎矩可分別按下列公式計算： 

　　 

　　 

　　三、環壁以內底板上部在兩個正交方向單位寬度的彎矩均為

　　 

　　注：當 ＞1.8時，基礎外形不合理，一般不宜采用。

　　第7.4.7條 圓形基礎底板下部和環壁以內底板上部均采用等面積方格網配筋時，確定底板鋼筋用的彎矩值可按下列公式計算：

　　一、底板下部在兩個正交方向單位寬度的彎矩均為 

　　 

　　二、環壁以內底板上部在兩個正交方向單位寬度的彎矩均為 

　　 

　　第7.4.8條 當按公式(7.4.5－3)、(7.4.6－3)或(7.4.7－2)計算所得的彎矩MT（或M）≤0時，環壁以內底板上部一般不配置鋼筋。但屬于下列情況之一時，應按第8.3.8條配置構造鋼筋：

　　一、扣除基礎自重及其上土重的基礎底面壓力出現負值 時；

　　二、當設有地下煙道、煙氣溫度較高時。

　　第7.4.9條 環形和圓形基礎底板外懸挑上部一般不配置鋼筋，但當扣除基礎自重及其上的土重后，基礎底面壓力出現負值時，底板外懸挑上部需配置鋼筋，其彎矩值可近似地按承受均布荷載q的懸臂構件進行計算。

　　 

　　第7.4.10條 底板下部的配筋，應取半徑為r2處的底板有效高度ho，按等厚板進行計算。

　　當采用徑環向配筋時，其徑向鋼筋可按r2處滿足計算要求呈輻射狀配置；環向鋼筋可按等直徑等間距配置。

　　第7.4.11條 圓形基礎底板下部不需配筋范圍的半徑rd，應按下列公式計算（圖7.4.11－1）：

　　一、徑環向配筋時

　　rd≤βorz－35d　　　　　　　　　　　　　　(7.4.11－1)

　　二、等面積方格網配筋時

　　rd≤r3＋r2－r1－35d　　　　　　　　　　　　(7.4.11－2)

　　式中βo——底板下部鋼筋理論切斷系數，按 由圖7.4.11-2中查得；

　　　　d——受力鋼筋直徑。

　　注：當按公式(7.4.11-1)、(7.4.11－2)計算所得的rd小于或等于零時，底板下部各處均應配筋。

　　 

　　圖7.4.11-1 不需配筋范圍的半徑rd簡圖 

　　 

　　圖7.4.11－2 β與βo系數

      第五節 殼體基礎計算

　　第7.5.1條 計算鋼筋混凝土M形、正倒錐和截錐組合殼體基礎（圖7.5.1）時，可在節點處將基礎分為殼體、環梁、薄環及環板等單體構件（附圖7.1），按附錄七的節點變形協調方程求出邊緣力后，分別進行各單體構件的計算。

　　第7.5.2條 單體殼體的內力可按下列公式計算（圖7.5.2）：
    
　　 　　　　(a)　　　　　　　　　　　(b)　　　　　　　　　　　　(c)
　　圖7.5.1 組合殼體基礎形式簡圖

　　a—M形組合殼；b—正倒錐組合殼；c—截錐組合殼

　　1—煙囪筒壁；2—環梁；3—殼體；4—薄環；5—環板 

　　式中 ——分別為第i（i為單體構件編號）殼體單位長度上的徑向力和環向力（均以受拉為正）；

　　　　 ——分別為第i殼體單位長度上的徑向彎矩（以內表面受拉為正）和切力（以小徑邊緣處切力方向向外，大徑邊緣處切力方向向內為正）；

　　　　 ——分別為第i殼體單位長度上的薄膜徑向力和薄膜環向力（均以受拉為正），按第7.5.8條計算；

　　　　 ——分別為第i殼體的小徑邊緣和大徑邊緣處單位長度上的徑向彎矩（以內表面受拉為正），按附錄七計算；

　　　　 ——分別為第i殼體的小徑邊緣和大徑邊緣處單位長度上的水平推力（以小徑邊緣處推力方向向外，大徑邊緣處推力方向向內為正），按附錄七計算；

　　　　mja、mjb(j＝1，2……6)——分別為殼體小徑邊緣和大徑邊緣處的有關計算參數，按附錄八采用；

　　　　Φ——殼體的中曲面法線與其旋轉軸的交角。

　　 

　　　　　　　　　　　 (a)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)

　　圖7.5.2 單體殼體的內力及幾何量簡圖

　　q—殼體內力；b—殼體幾何量及邊緣力 

　　第7.5.3條 環梁的內力可按下列公式計算（圖7.5.3）：

　　一、M形組合殼時

　　 

　　 

　　Mθ＝MΦre　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(7.5.3－3)

　　二、正倒錐和截錐組合殼時

　　 

　　 Mθ＝MΦre　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(7.5.3－6)

　　式中NθM——環梁的環向力（以受拉為正）；

　　　　MΦ——環梁單位長度上的扭矩（當截面在環心左側時以逆時針方向為正）；

　　　　Mθ——環梁的環向彎矩（以下表面受拉為正）；

　　　　 ——分別為第i（i＝1，2……4）殼體小徑邊緣和大徑邊緣處單位長度上的薄膜徑向力（以受拉為正）；

　　　　re——環梁截面重心處的半徑；

　　　　e1、e2、e3——分別為殼體①、殼體③、殼體④（①、③、④為殼體的編號）的薄膜徑向力至環梁截面重心的距離（以圖示為正）；

　　　　na、nb——分別為殼體的邊緣水平推力至環梁截面重心的距離。 

　　 

　　　　　　　　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)

　　圖7.5.3環梁計算簡圖

　　a—M形組合殼的環梁；b—正倒錐和截錐組合殼的環梁

　　第7.5.4條 薄環的內力，可按下列公式計算（圖7.5.4）： 

　　 

　　 

　　Mθ＝MΦre(7.5.4－3)

　　式中NθM——薄環的環向力（以受拉為正）；

　　　　MΦ——薄環單位弧長上的徑向彎矩（當薄環截面在環的中心左側時以逆時針方向為正）；

　　　　Mθ——薄環的環向彎矩（以下表面受拉為正）；

　　　　re——薄環截面重心處的半徑；

　　　　e5——殼體④的薄膜徑向力至薄環截面重心的距離（以圖示為正）；

　　　　e——薄環底面單位弧長上壓力的合力作用點至薄環截面重心的距離（以圖示為正）；

　　　　V——薄環底面單位弧長上的壓力合力（以方向向上為正）。 

　　 

　　圖7.5.4 薄環計算簡圖

　　第7.5.5條 薄環底面壓力的合力V及其至薄環底面中心的距離eo，可按下列公式計算（圖7.5.4）：