УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ДЫМОВЫХ ТРУБ

ВСН 286-90 Минмонтажспецстрой СССР

Издание официальное

Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР

Москва 1990

РАЗРАБОТАНЫ ВНИШТеплопроект Минмонтажспецстроя СССР(Лебедев В.Г., Крылова Г.В., к.т.н.Матвеев L.B., раздел 4 - к.т.н, Зиновьев А.В.).

ВНЕСЕНЫ И ПОДГОТОВЛЕНЫ К ПВЕРВДШЮ НПО "Тепломонтаж" Минмонтажспецстроя СССР.

С введением в действие ВСН 286-90 утрачивают силу ВСН 286-72.

При разработке Указаний использован опыт проектирования отдела специальных высотных сооружений ВНИШТеплопроект Минмонтажспецстроя СССР и экспериментально-теоретические исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных дымовых труб, выполненные научной частью ВНИШТеплопроект, НИИЖБ, ЦНИИСК им.Кучеренко,НИИОСП Госстроя СССР, Макеевским инженерностроительным институтом Минвуза УССР, Донецким Промстройниипро-ектом Госстроя УССР.

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения государственных стандартов, строительных нош и правил, публикуемые в журнале ’’Бюллетень строительной техники", "Сборнике изменений к строительным нормам и правилам" Госстроя СССР и информационном указателе "Государственные стандарты СССР" Госстандарта.

класса С38/23. ЕЬбор марки о тали и электродов для закладных деталей оледует производить как для стальных сварных конструкций в соответствии с требованиями СНиП П-23-81 в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха в районе строительства трубы.

2.6.    Дня соединения царг сборных труб оледует применять выоокопрочные шпильки И8 стали марки 40КНпо ГОСТ 4543-71, гайки по ГОСТ 5915-70 из отали 35 или 40 по ГОСТ 1050-74 я шайбы из стали марки Ст 5 по ГОСТ 380-88. Дрпуокается изготовлять выоокопрочные шпильки из других марок оталей в случае, если механические характеристики шпилек удовлетворяют изложенным требованиям.

Шпильки, гайки и шайбы должны быть термически обработаны.

Режим термической обработки должен обеспечивать временное сопротивление разрыву и твердость крепежных изделий в соответствии о требованиями ГОСТ 22356-77.

Для упорных накладок оледует применять полосовую оталь по ГОСТ 103-76 марки От 3.    „

2.7.    За нормативное сопротивление шпильки &^шп принимается наименьшее контролируемое значение временного сопротивления разрыву, равное 10000 кгс/ом2.

Расчетное сопротивление шпильки раотяжению &шп при рао-чете по первой группе предельных состояний определяется путем деления нормативного сопротивления на коэффициент надежности Keltic и умножения на коэффициент условий работы ^    =0,85.

2.8.    Расчетные сопротивления арматуры раотяжению и сжатию при расчете конструкций по предельным ооотояниям первой и второй груш, величины модуля упругости Е^ , коэффициенты fi$, U&_}ol₉t_m и другие необходимые для расчета величины, оледует принимать

по СНиП 2.03.01-84 И СНиП 2.03.04-84*

Материалы для футеровки я теплоизоляции труб

2.9.    Футеровка, как правило, выполняется:

из кирпича керамического обыкновенного по ГОСТ 530-80 или лекального кирпича по ГОСТ 8426-75 на цементно-глиняном растворе;

из кирпича керамического обыкновенного или лекального на кислото-упорном растворе или замазке на основе калиевого или натриевого жидкого отекла;

из кирпича кяолотоупорного по ГОСТ 474-80 на кислотоупорном растворе или замазке на основе натриевого или калиевого жидкого отекла;

BCH £86-90 С.9

из кирпича шамотного по ГОСТ 390-83 на жаростойком растворе;

из монолитного полимерцементного или полимер силикатного

бетона*,

из жаростойкого бетона.

2.10. Для футеровки оледует применять кирпич марки не ниже 100, бетон класса не ниже BI2₍5 (MI50).

2. II. Материалы для тепловой изоляции принимаются, исходя из условий эксплуатации. Теплотехнические свойства теплоизоляционных материалов следует принимать по действующим стандартам.

2.12.    Коэффициенты теплопроводности различных видов бетона, а также кирпича и теплоизоляционных изделий следует принимать по табл.7 и 8 СНиП 2.03.04-84.

Материалы для металлоконструкций

2.13.    Марку стали для металлоконструкций следует принимать по СНиП П-23-81. Цри этом следует относить конструкции:

подвесок и деталей крепления - к I груше; газоотводящих стволов, вставок, несущих площадок - ко 2

груше;

вспомогательных элементов - к 4 группе.

2.14.    Типы электродов для ручной сварки металлоконструкций следует принимать по СНиП П-23-81.

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СТВОЛА НА ПОСТОЯННЫЕ

И ВРЕМЕННЫЕ (ДЛИТЕЛЬНЫЕ, КРАТКОВРЕМЕННЫЕ,

ОСОБЫЕ) НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

Определение ветровой нагрузки

3.1* Ветровая нагрузка на дымовые трубы определяется как сумма оредкей и пульоационной составляющих в ооответотвии о указаниями СНиП 2.01.07-85.

3.2.    В качеотве расчетной схемы дымовой трубы при раочете

на ветровую нагрузку принимается защемленный в основании конооль-ный стержень постоянного иля переменного сечения с разбивкой по высоте на неоколько расчетных зон с приложенной в центре каждой зоны суммарной ветровой нагрузкой

ty* (Wm +    ,    (I)

где Д/У- оредаяй диаметр я выоота расчетной зоны, м;

ft - коэффициент надежности при определении расчетной ветро-

* вой нагрузки принимается равным для дымовых труб выоотой до 150 м - 1,4; свыше 150 до 300 ы - 1,5; свыше 300 м - 1,6.

3.3.    Нормативное значение оредней составляющей ветровой нагрузки Ж_т на высоте % над поверхностью земли определяется по формуле

ЪГт = Ыо *Х-С,    (2)

где цг₀ - нормативное значение ветрового давления определяется

по табл.5 СНиП 2.01.07-85 в зависимости от ветрового района или по формуле

Т*Г,= 0,61 V,¹ , Па,

где Vo- скорооть ветра на уровне 10 м над поверхностью

земли для меотности типа А, соответствующая 10-минутному интервалу осреднения и превышаемая в среднем в 5 лет (нормативная скорооть ветра), м/с;

}С - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по выооте Z , определяемый по табл.6 СНиП 2.01.07-85 для местности типа А (для дымовых труб);

С - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления определяется по охеме 14 приложения 4 СНиП 2*01.07-85.

Изменение величины ^^яР'4: V*? для стержней переменного сечения с упруго-податливой опорой (первая форма собственных колебаний):

р

---для стержней с соотношением    =80;

- для стержней с соотношением    =40.

При о^_о>0 _f 0001 величина ^/^принимается по кривой 06=0,0001. При 40 <^<80 значения принимать по интерполяции

Черт.2

/—    €^х |ДГ

Изменение величины уАз ⁼Р* % lE j.    для стержней

переменного сечения с упруто-податливой опорой (третья форма собственных колебаний):

--г — для стержней с соотношением

- для    стержней    с    соотношением

Черт.4

BCH 286-90 С.15 Таблица 3

^;кгс/см2	1.5	2,0	3,0	4.0	5,0
Cz, т/мЗ	3000	4000	5000	6000	7000

3.6. Нормативное значение пульоационной составляющей ветровой нагруаки ЪУр , приложенной к середине расчетной зоны на высоте 7j определяется для каждой из учитываемых в расчете „S" форм собственных колебаний по формуле

% -    ,    (4)

где /77    -    масоа сооружения на уровне Z , отнесенная к

площади поверхности кД'Ь ), к которой приложена ветровая нагрузка, т;

- коэффициент динамичности t -ой формы колебаний, определяемый в соответствии с указаниями п.3.7;

(jJ^ - коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п.3.8;

Ш - горизонтальное перемещение сооружения на уровне X v по L -ой форме собственных колебаний, м.

3.7. Коэффициент динамичности L , определяется по графику

с.Л^r2EKL*oz

на черт.5 в зависимости от параметра    ^и1    940 fi    ^J

и логарифмического декремента колебания (Г=0,3 душ железобетонных дымовых труб. Для значений £>0,2 коэффициент динамичности определяется по табл.4.

Таблица 4

€i 0,25 0,3 0.4 0,45 0,5 . .ь 2,13 2,-2 2,28 2,3 2,3

График определения коэффициентов динамичности для железобетонных сооружений ( а * 0,3)(в зависимости от параметра £* УУ .

* 9&-/I

где - коэффициент надежности по нагрузке;

-    нормативное значение ветрового давления, Па;

-    частота собственных колебаний трубы, 1/с)

Черт,5

1.    основные положения ................................... I

Общие указания ....................................... I

Основные расчетные требования ........................ 2

2.    Материалы ............................................ 7

Бетон для ствола и фундамента ............‘........... 7

Арматура ............................................. 7

Материалы для футеровки и теплоизоляции труб ......... 8

Материалы для металлоконструкций ..................... 9

3.    Методика расчета ствола на постоянные и временные

(длительные, кратковременные, особые) нагрузки и воздействия .......................................... 10

Определение ветровой нагрузки ........................ 10

Расчет на резонанс ................................... 23

(■пределение сейсмических нагрузок .................... 24-

Расчет ствола трубы I и П гругшам предельных

состояний ............................................ 26

Расчет горизонтальных сечений ствола ................. 29

Расчет вертикальных сечений ствола ................... 41

Особенности расчета сборных дымовых труб ............. 42

Расчет краевых зон ствола трубы при температурном воздействии .......................................... 48

Расчет верхней краевой зоны трубы .................... 51

Учет пространственной работы железобетонного ствола трубы на ветровую нагрузку ........................... 52

Определение дополнительных усилий за счет пространственной работы в гладком железобетонном стволе дымовой трубы ........................................ 52

Определение дополнительных усилий в местах сопряжения различных элементов трубы при действии собственного веса и ветровой нагрузки ............................. 54

Определение дополнительных усилий в местах сопряжения различных элементов трубы при температурном воздействии ................................................ 62

Особенности расчета железобетонных дымовых труб с монолитной футеровкой .............................. 64

4.    Расчет оснований И фундаментов под трубы ............. 65

Приложение. Обязательное.

Напряжения в арматуре и бетоне кольцевых внецентренно сжатых сечений ....................................... 67

:.пз вен 2e6-i)0

^у.^00001 ■1,'ф»<

*А

формы колебаний для стержней переменного сечения с упруго-податливой опорой (первая форма соб.колебаний):

£

___для стержней с соотношением -g » 80;

■ —- для стержней с соотношением    = 40.

При 40 < т < 80 ^^г/с₍ и ^/с, принимать по интерполяции

Черт.6

	И1.ДИМ( ГКП1ПМ1 ( ТРОИ [ 1. 1 Mll.ll’	н< н 2 Во-‘>2
миичинглжспкщ ггой		мчи сиг
		1ШИ1ЕН
тт	Указания пс расчету железобетонных дымовых	ВСН 286-72
	труб	тсс ссср

Настоящие Указания распространяются на расчет монолитных и сборных железобетонных дымовых и вентиляционных труб, предназначенных для отвода и эффективного рассеивания дымовых газов с температурой не выше 600°С.

Указания содержат основные расчетные положения и методику расчета железобетонного ствола и фундамента дымовой трубы на постоянные и временные (длительные, кратковременные особые) нагрузки и воздействия.

Определение высоты и диаметра выходного отверстия, а также методика тепловых и аэродинамических расчетов дымовых труб в состав данных Указаний не входят.

При расчете дымовых железобетонных труб, кроме данных указаний следует руководствоваться действующими главами СНиП и другими нормативными документами.

I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Общие указания

1.1.    Трубы разделяются по назначению:

дымовые - для отвода дымовых газов, образующихся при сжигании различных видов топлива;

вентиляционные - для отвода газовоздушных смесей от вентиляционных систем и установок.

1.2.    Трубы разделяются по конструктивному решению; монолитные железобетонные с футеровкой на консолях или без

футеровки;

монолитные железобетонные с футеровкой на консолях с принудительно или естественно вентилируемым зазором между футеровкой и стволом;

монолитные железобетонные двухслойные; монолитные железобетонные с внутренними гаэоотводящими стволами из металла, пластмасс и других материалов;

сборные железобетонные трубы из однослойных или многослой-

ньос царг.

ВНЕСЕНЫ УТВЕРЖДЕНЫ СРОК ВВЕДЕНИЯ НПО "Тепломонтаж" МИНМОНТАЖСПЕЦСТРОЕМ СССР Минмонтажспец-строя СССР .. 12 ” сентября ie 90- 3 октября 1990 г.

C-2 Xii

1.3.    Конструкции дымовой трубы определяется в зависимости от условий эксплуатации и методов возведения, изложенных в задании на проектирование, с учетом температуры и степени агрессивности отводимых газов, исходя из условий обеспечения требуемой надежности и долговечности сооружения, унификации проектных решений, максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства.

1.4.    При назначении высоты трубы и диаметра выходного отверстия следует, как правило, принимать унифицированные размеры, указанные в табл.1.

1.5.    Фундаменты под трубы следует проектировать, как правило, с круглой или кольцевой фундаментной плитой по данным гидрогеологических и инженерно-геологических изыоканий площадки строительства трубы с учетом расположения примыкающих сооружений.

Основные расчетные требования

1.6.    Расчет трубы следует проводить по деформированной схеме на воздействие нагрузок от собственного веса, ветра, температуры отводимых газов, солнечной радиации, сейсмических и других особых воздействий, указанных в задании на проектирование.

1.7.    Железобетонный ствол и фундамент трубы должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельное состояние первой группы) я по пригодности к нормальной эксплуатации (предельное состояние второй группы).

Расчет по предельным состояниям первой группы должен обеспечивать конструкцию от разрушения под совместным воздействием оиловых факторов (собственный вес, вес футеровки, тепловой изоляции, внутренних газоотводящих стволов, ветровая нагрузка, сейсмика) и неблагоприятных воздействий окружающей среды (температура, влажность, агрессия дымовых газов).

Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкцию; от чрезмерного раскрытия трещин при воздействии оиловых факторов о учетом напряжений, возникающих от температурно-влажностных воздействий; от чрезмерных прогибов ствола трубы.

Для сборных труб расчет по предельным ооотояниям конструкции ствола в целом и отдельных его элементов должен производиться также для всех стадий изготовления, транспортирования и монтажа.

1.8.    Црх расчете элементов сборных железобетонных конструкций на воздействие уоилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, маосу элементов следует вводить в раочет

с коэффициентом динамичности равным: 1,8 - при транспортировании;

1,5 - -ipi¹ подъем⁰ и монтаже. В этом случае коэффициент перегрузки от собственного веса элемента не вводится.

При наличии опытных данных допускается принимать другие значения коэффициентов динамичности, но не менее 1,25.

1.9.    Для определения перепадов температур по толщине стенки ствола трубы, а также конфигурации вентилируемого зазора по высоте трубы и температуры воздуха в зазоре с противодавлением, теплоаэродинамические расчеты выполняются в соответствии с требованиями инструкции по теплоаэродинамическому расчету дымовых железобетонных труб.

1.10.    Подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые), а также значения коэффициентов сочетания нагрузок при основных и особых сочетаниях должны приниматься по табл.2.

Таблица 2

	Коэффициенты при сочетаниях
Вид нагрузки	основных		особых
	I гр.пред. состояний	И гр.пред. состояний
Постоянные
Собственный вес железобетонного ствола, футеровки, тепловой изоляции, внутренних газоотводящих стволов, перекрытий, площадок, лестниц и др.	I	I	I
Вес отложений золы на перекрытии	I	I	I
Длительные
Температурный перепад по толщине стенки ж.б.ствола	I	I	I
Температурные климатические воздействия от нормативных значений зимних температур	I	I	I
Дополнительные усилия от крена фундамента	I	I	I
Кратковременные Ветровая нагрузка	I	0,9	_
Дополнительные усилия от прогиба ствола вследствие солнечной радиации	-	0,9	0,8
Особые Сейсмические воздействия	_		I

Примечание. При расчете на сейсмические воздействия ветровая нагрузка не учитывается.

BCH 286-90 с.5

1.11 Принимаемые для расчёта геометрические размеры железобетонного ствола должны удовлетворять следующим условиям:

а)    отношение высоты всого отвода 1:ли отдельного его участка к своему нижнему наружному диаметру должно бить не более 30-тп;

б)    толщину стенок железобетонного ствола при диаметре ствола до 4,8 м следует принимать не менее 160 мм, при диаметре ствола свыше 4,8 до 7,2 м - не менее 180 мм; свыше 7,7 до У,0 м - не менее 200 мм; свито 9,0 до [8,0 м - не менео 790 мм; свите 17,0 м -не менее 300 мм;

в)    процент армирования горизонтальных сечений догокен бить н° менее 0,4, вертикальных сечений - не менее 0,2.

1.12.    Предельно допустимая ширина раскрытия трещин в железобетонном стволе от температурного воздействия без учета пространственной работы ствола на ветровую нагрузку GL дл. составляет

0,1 мм для верхней трети трубы, для остальной части - 0,2 мм. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин от совместного воздействия температуры и пространственной работы ствола на ветровую нагрузку (X кр. с оставляет для верхней трети трубы 0,2 мм, для остальной части 0,3 мм.

1.13.    Расчет металлоконструкций площадок, балконов, лестниц, расположенных на наружной поверхности трубы, следует выполнять

в соответствии с требованиями СМ П-23-81 на стальные конструкции. При этом, попезную Нормативную нагрузку на площадки и балконы следует принимать 3,0 кН/м2 (300 кгс/м2), коэффициенты перегрузки: для собственного веса 1,1, для полезной нагрузки 1,4, для временной нагрузки Г,2.

1.14.    Расчет оснований фундаментов дымовых труб производится по второй группе предельных состояний (по деформациям). Для оснований, сложенных скальными грунтами, расчет должен производиться по первой группе предельных состояний (по несущей способности).

1.15.    Расчетная схема ствола трубы представлена на черт.1.

ВОН гьб-90 С.7

2. МАТЕРИАЛЫ

Бетон для ствола и фундамента

2.1.    Для несущих стволов монолитных железобетонных дымовых и вентиляционных труб следует предусматривать в условиях воздействия температур до 200 °С конструкционный тяжелый бетон, отвечающий требованиям ГОСТ 25192-82; при воздействии температур свыше 200 до 600 °С, а также для царг сборных железобетонных труб - конструкционный жаростойкий бетон, отвечающий требованиям ГОСТ 20910-82. Для фундаментов дымовых труб конструкционный тяжелый бетон по ГОСТ 25192-82 допускается применять в условиях воздействия температур до 250 °С.

2.2.    Для ствола и фундамента дымовой трубы класс бетона по прочности на сжатие оледует принимать, как правило, В22,5(М300) Цри соответствующем обосновании допускается применение бетона класоа BI5CM200) и В30(М400).

2.3.    Марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости назначается по табл.9 СНиП 2.03.01-84 с учетом климатического района строительства, режима работы трубы и степени ответственности сооружения. В соответствии со СНиП 2.01.07-85 дымовые трубы высотой более 200 м относятся к I классу ответственности, дымовые трубы высотой до 200 м - ко П классу.

Арматура

2.4.    Для армирования ствола и фундамента железобетонных дымовых труб применяется арматура, отвечающая требованиям

СНиП 2.03.01-84 и действующих Государственных отакдартов, отно-оящаяоя к следующим видам:

стержневая арматурная сталь: горячекатанная - гладкая класоа А-Г, периодического профиля клаосов А-П и А-Ш.

В качестве рабочей арматуры ствола и фундамента следует преимущественно применять горячекатанную арматуру класса А-Ш;

проволочная арматурная оталь: арматурная холоднотянутая проволока обыкновенная - периодического профиля класса В|р-1. Дону о кается применять в качестве конструктивной арматуры обыкновенную гладкую проволоку класса В-1.

2.5.    Для закладных деталей, соединительных и упорных накладок, как правило, оледует применять прокатную углеродистую сталь