Пространственные решетки для металлических дымовых труб
Обновлено: 19.05.2024
ТРУБЫ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ДЫМОВЫЕ
Industrial chimneys. Design rules
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - Ассоциация пече-трубостроителей и пече-трубопроизводителей России ("РосТеплостройМонтаж")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
Введение
Работа выполнена некоммерческой организацией - Ассоциация пече-трубостроителей и пече-трубопроизводителей России "РосТеплостройМонтаж" (Ассоциация "РосТеплостройМонтаж").
Авторский коллектив: АО "Союзтеплострой" (Г.М.Мартыненко - руководитель разработки), Ассоциация "РосТеплостройМонтаж" (Ю.П.Сторожков), СРО НП "МонтажТеплоСпецстрой" (А.Ф.Федин), ООО АС "Теплострой" (В.А.Сырых, Т.В.Цепилов), ООО "Спецвысотстройпроект" (канд. техн. наук С.Б.Шматков), АО НИЦ "Строительство - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (докт. техн. наук Т.А.Мухамедиев), ООО "ПСФ Энерго" (канд. техн. наук А.З.Корсунский), АО "ЦНИИПромзданий" (д-р техн. наук В.В.Гранев, канд. архитектуры Д.К.Лейкина, К.В.Авдеев), ЗАО ЦНИИПСК им.Мельникова (инженеры Е.А.Понурова, Г.Р.Шеляпина, Р.М.Шилькрот, канд. хим. наук Г.В.Оносов), ОАО "Теплопроект" (инж. А.А.Ходько), ФГБОУ ВПО "Южно-Уральский государственный университет" (докт. техн. наук, проф. В.И.Соломин, докт. техн. наук, проф. В.М.Асташкин, докт. техн. наук А.Н.Потапов), при участии объединения "Союзкомпозит" (С.Ю.Ветохин), АНО "Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов (инж. А.В.Гералтовский).
1 Область применения
1.1 Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию промышленных дымовых труб, включая фундаменты, с несущими стволами из кирпича, железобетона, стали, полимерных композитов, а также на промышленные дымовые трубы, поддерживаемые несущими металлическими башнями (каркасами).
1.2 Настоящий свод правил не распространяется на проектирование промышленных дымовых труб высотой от отметки установки 15 м и менее.
1.3 Настоящий свод правил не распространяется на проектирование фундаментов промышленных дымовых труб, предназначенных для строительства в особых условиях: на вечномерзлых, просадочных, насыпных и намывных грунтах, подрабатываемых и закарстованных территориях.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 530-2012 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия
ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия
ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости
СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)
СП 15.13330.2012 "СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции" (с изменениями N 1, N 2)
СП 16.13330.2017 "СНиП II-23-81* Стальные конструкции"
СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"
СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"
СП 27.13330.2011 "СНиП 2.03.04-84 Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур"
СП 28.13330.2012 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)
СП 43.13330.2012 "СНиП 2.09.03-85 Сооружение промышленных предприятий" (с измененением N 1)
СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"
СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, N 2, N 3)
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 агрессивная среда: Среда эксплуатации сооружения, вызывающая уменьшение сечений и деградацию свойств материалов отдельных конструкций сооружения во времени.
3.2 воздействие: Явление, вызывающее изменение напряженно-деформированного состояния строительной конструкции.
3.3 газоотводящий ствол: Вертикальная часть газоотводящего тракта, обеспечивающая отвод в атмосферу и рассеивание отводимых газов.
3.4 газоход: Часть газоотводящего тракта по которому отводимые газы перемещаются от обслуживаемого оборудования (теплового или промышленного агрегата) до дымовой трубы (газоотводящего ствола).
3.5 дивертор: Устройство на газоотводящем стволе, обеспечивающее, при необходимости, переключение направления потока отводимых газов.
3.6 диффузор: Расширяющийся по ходу движения газа участок газоотводящего тракта.
3.7 защитная система: Система защиты несущего ствола дымовой трубы от агрессивного или температурного воздействия отводимых газов, состоящая из защитной футеровки (газоотводящего ствола), тепловой изоляции, опорных конструкций.
3.8 интерцепторы: Спиралевидные ребра, устанавливаемые в верхней части трубы (обычно металлической), для предотвращения или уменьшения ее резонансных колебаний в ветровом потоке.
3.9 конфузор: Сужающийся по ходу движения газов участок газоотводящего тракта.
3.10 коэффициент сочетаний нагрузок: Коэффициент, учитывающий уменьшение вероятности одновременного достижения несколькими нагрузками их расчетных значений.
3.11 коэффициенты надежности: Коэффициенты, учитывающие возможные неблагоприятные отклонения значений нагрузок, характеристик материалов и расчетной схемы строительного объекта от реальных условий его эксплуатации, а также уровень ответственности строительных объектов.
3.12 лучковая арка: Арка, отношение стрелы подъема которой к пролету менее 1/2.
Примечание - Отношение стрелы подъема лучковой арки и лучкового свода к пролету, как правило, составляет 1/8, 1/12, 1/16 или 1/32, а центральный угол - от 120° до 180° соответственно.
3.13 маркировочная окраска: Окраска высотного сооружения горизонтальными полосами белого и красного (оранжевого) цветов для выделения его на фоне местности с целью обеспечения безопасности полетов воздушных судов.
3.14 молниезащита: Устройство для защиты дымовой трубы и ее отдельных элементов от прямого удара молнии.
3.15 надежность: Способность строительного объекта выполнять требуемые функции в течение расчетного срока эксплуатации.
3.16 несущая конструкция: Конструкция, воспринимающая основные нагрузки и обеспечивающая прочность, жесткость и устойчивость сооружения.
3.17 несущая способность: Максимальный эффект воздействия, при котором в конструкциях, а также грунтах основания, не происходит разрушение любого характера (пластического, хрупкого, усталостного) и потеря местной или общей устойчивости.
3.18 полуциркульная арка: Арка, отношение стрелы подъема которой к пролету равно 1/2 и центральный угол равен 180°.
3.19 предельное состояние: Состояние строительного объекта, при превышении характерных параметров которого эксплуатация строительного объекта недопустима, затруднена или нецелесообразна.
3.20 промышленная труба: Высотное сооружение, предназначенное для создания тяги, отвода и рассеивания в атмосфере продуктов сгорания топлива или воздуха, содержащего вредные примеси.
Примечание - Промышленные трубы, отводящие преимущественно продукты сгорания топлива, называются дымовыми, а промышленные трубы, отводящие преимущественно воздух, содержащий вредные примеси, называются вентиляционными.
3.21 разделительная стенка: Конструкция в нижней части ствола трубы или газоотводящего ствола, разделяющая встречные потоки подводимых газов при двух и более вводах газоходов.
3.22 расчетная модель трубы: Модель взаимосвязанной системы "ствол трубы - фундамент - основание", используемая при проведении расчетов и включающая в себя: расчетные схемы, идеализирующие геометрию рассчитываемого объекта; расчетные модели нагрузок и воздействий; расчетные модели напряженно-деформированного состояния; расчетные модели материалов.
3.23 расчетный срок службы: Установленный в нормах проектирования, задании на проектирование или в проектной документации временной период (срок) использования строительного объекта по назначению до его капитального ремонта либо реконструкции при нормальной эксплуатации с предусмотренным техническим обслуживанием.
Примечание - Расчетный срок службы отсчитывается от начала эксплуатации или возобновления эксплуатации после капитального ремонта, реконструкции, или расконсервации.
3.24 световое ограждение: Обозначение местоположения высотного сооружения в темное время суток и при плохой видимости с помощью заградительных огней, устанавливаемых на сооружении для обеспечения безопасности полетов воздушных судов.
3.25 светофорные площадки: Площадки, предназначенные для размещения на них и обслуживания заградительных огней светового ограждения трубы, используемые также при осмотрах, обследованиях, техническом обслуживании и ремонтах трубы.
3.26 секция газоотводящего ствола: Укрупненная составная часть газоотводящего ствола, ограниченная температурно-компенсационными стыками, свободным или опорным краями и собранная из нескольких царг с помощью жестких (чаще всего неразъемных) соединений.
3.27 царга: Отдельный конструктивный элемент дымовой трубы или газоотводящего ствола, как правило, цилиндрической формы, имеющий необходимые детали для соединения с аналогичными элементами или смежными частями дымовой трубы или газоотводящего тракта
4 Общие требования
4.1 Проектирование промышленных дымовых труб (далее - труб) следует выполнять с учетом требований СП 43.13330.2012 (пункты 9.3 и 9.4), при этом должна быть обеспечена эвакуация в атмосферу и эффективное рассеивание отводимых газов до допустимых гигиеническими нормами пределов концентрации вредных веществ и твердых частиц на уровне земли в зоне расположения трубы.
При проектировании труб следует учитывать их уровень ответственности.
4.2 Трубы по конструктивным особенностям делятся:
- на свободностоящие (самонесущие) - кирпичные, армокирпичные, монолитные железобетонные, сборные железобетонные, стальные, из полимерных композитов;
- трубы с оттяжками - стальные, из полимерных композитов;
- трубы в поддерживающем каркасе (башне) - стальные, из полимерных композитов.
Несколько труб допускается объединять соединительными конструкциями, не препятствующими независимым перемещениям каждой из труб относительно остальных, объединенных в одно сооружение.
Дымовая труба 45 м, 4 ствола Ду-1400, стальная
Каждая дымовая труба для котельной или промышленного предприятия разрабатывается в индивидуальном порядке с учетом специфики производства, состава отводимых газов и климатических особенностей района строительства.
1. Исходные данные
1.1. Настоящий проект рабочих чертежей дымовой трубы разработан на основании технического задания.
1.2. В проекте разработана четырехствольная дымовая труба в пространственной решетке:
- высота дымовой трубы - 45м
- высота башни - 41м
- внутренний диаметр газоотводящего ствола - 1400 мм
- температура отводимых газов на входе +130 С
- за отметку 0.000 принята отметка пола котельной
1.3. Расчет выполнен в соответствии с СП 16.13330.2011 "Стальные конструкции. Нормы проектирования" актуализированная редакция СНиП II-23-88*. СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия" актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85. СП 43.13330.2012 "Сооружения промышленных предприятий" актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85.
2. Конструктивное решение
2.1. Дымовая труба состоит из пространственной решетки и четырех тонкостенных оболочек - газоотводящих стволов.
2.2. По высоте пространственной решетки предусмотрены площадки - диафрагмы, выполняющие функции рабочих площадок для отдыха, а также жестких диафрагм, посредством которых горизонтальные ветровые нагрузки от стволов передаются на решетку через специальные упоры. Конструкции упоров обеспечивает возможность температурного расширения трубы относительно пространственной решетки.
2.3. Газоотводящий ствол представляет собой тонкостенную оболочку с Ø1400мм с кольцевыми ребрами жесткости. В нижней части ствола предусмотрен люк для осмотра трубы и отвода конденсата. На верхней площадке устанавливается светоограждение. На каждом газоотводящем стволе установлен молниеприемник.
2.4. Для подъема на пространственную решетку по всей ее высоте запроектированы лестницы - стремянки и переходные площадки. Площадки и лестницы снабжены ограждением. Каждый газоотводящий ствол и пространственная решетка опирается на единый фундамент и крепятся к нему фундаментными болтами.
3. Материал конструкций
3.1. Проектом предусмотрено применение следующих марок сталей:
для расчетных элементов пространственной решетки и газоотводящего ствола - сталь марки 09Г2С-12 по ГОСТ 19281-89*, С345-3 ГОСТ 27772-88*, С245, С235 ГОСТ 27772-88*
3.2. Все сварные швы варить электродами типа 35ОА по ГОСТ 9467-75
3.4. - фундаментные болты по ГОСТ 24379.1-80.
4. Изготовление и монтаж
4.2. Заводские и монтажные соединения элементов конструкций выполняются на сварке и болтах
4.3. Сварные соединения должны соответствовать требованиям стандартов на применяемый вид сварки: для ручной дуговой сварки - ГОСТ 5264-80*, для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом - ГОСТ 8713-79*, для дуговой сварки в среде защитных элементов, кроме оговоренных.
4.4. Электроды для сварки типа Э50А ГОСТ 9467-75*.
4.5. При изготовлении сварных соединений все угловые швы выполнять с плавным переходом к основному металлу: угловые швы, воспринимающие продольные усилия, допускается выполнять с плоской поверхностью. Соотношения катетов угловых швов принимать 1:1,5. Все стыковые швы оболочки газоотводящего ствола должны быть равнопрочны основному металлу, с полным проваром, с проверкой физическими методами контроля в местах пересечения кольцевых и продольных швов оболочки.
4.6. Монтаж металлоконструкций дымовой трубы должен производиться в соответствии с проектом производства работ, разработанными специализированной организацией.
5. Защита от коррозии
Защиту дымовой трубы от коррозии выполнять в соответствии с СП 28.13330.2012 актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85.
Подготовка поверхностей под окраску башни и газоотводящих стволов должна производиться при помощи пескоструйной очистки. Поверхности перед нанесением защитных покрытий должны быть очищены от окалины, ржавчины, шлаковых включений и должны соответствовать третьей степени по ГОСТ 9.402.80*. А от жировых загрязнений и маркировочных подписей - второй степени обезжиривания.
Внутреннюю поверхность стволов дымовой трубы покрыть жаростойкой эмалью КО-811 по ГОСТ 23122-78* в 3 слоя, наружную - в 2 слоя.
Пространственную решетку, площадку обслуживания лестницы, ограждения, молниеприемники покрыть материалом:
1 слой - "Цинотан" 40мкм
2 слой - "Цинотан" 40 мкм
3 слой - "Политон - УР" 60 мкм
4 слой - "Политон - УР (УФ)" 60 мкм
Наружную поверхность стволов трубы покрыть слоем теплоизоляционного материала толщиной 50мм.
Сверху теплоизоляцию обшить оцинкованным окрашенным листом толщиной 0,5мм. Листы соединить с помощью заклепок.
6. Обслуживание и эксплуатация
При строительстве, эксплуатации и ремонте дымовой трубы необходимо руководствоваться правилами безопасности ПБ 03-445-02.
Обслуживание сводится к периодическому наблюдению за состоянием упоров дымовой трубы, расположенных на рабочих площадках-диафрагмах. Упоры должны воспринимать горизонтальные ветровые нагрузки и обеспечить температурное перемещение газоотводящего ствола относительно пространственной решетки.
Дымовая труба 50 м для водогрейной котельной
Общая часть
Рабочая документация дымовой трубы 50 м для Водогрейной котельной.
Рабочая документация соответствует заданию на проектирование, выданным техническим условиям, требованиям, действующих технических регламентов, стандартов и сводов правил, действующих на территории РФ.
Рабочая документация разработана в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:
-Федеральный закон №116-ФЗ от 21.07.1997 г. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»;
-Федеральный закон №384-ФЗ от 30.12.2009 г. «технический регламент о безопасности зданий и сооружений»;
-СНиП I-23-82 «Стальные конструкции»;
-СП 16.133330.2011 (Актуализированная редакция СНиП II-23-81) «Стальные конструкции»;
-СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»;
-СП 20.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85) «Нагрузки и воздействия»;
-СП 131.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 23-01-99) «Строительная климатология»
-СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»;
-СП 28.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 23-01-99) «Защита строительных конструкций от коррозии»;
-СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий».
Рабочая документация разработана по техническому заданию.
Конструктивная часть.
Дымовая труба высотой 50 м представляет собой единую пространственную конструкцию, состоящую из металлической четырехгранной решетчатой несущей башни и трех цилиндрических металлических газоотводящих стволов, установленных внутри башни. Газоотводящие стволы раскреплены от горизонтальных смещений в двух уровнях по высоте трубы на площадках башни со свободой перемещения стволов в вертикальном направлении относительно конструкции несущей башни при нагреве и испытании стволов.
Газоотводящие стволы имеют цилиндрическую форму. На всех газоотводящих стволах, на их наружной поверхности, предусматривается тепловая изоляция с защитной облицовкой. Все газоотводящие стволы в нижней своей части имеют повороты-отводы, к которым присоединяются через компенсаторы горизонтальные газоходы, идущие от котлов.
Металлическая башня дымовой трубы.
Металлическая несущая башня дымовой трубы представляет собой пространственную четырехгранную решетчатую конструкцию.
Башня на всю свою высоту имеет форму четырехгранной призмы в плане. Каждая грань башни состоит из вертикальных несущих поясов-стоек, соединенных между собой горизонтальными поясами и наклонными раскосами.
Элементы несущей башни дымовой трубы изготавливаются в заводских условиях из прокатных металлических профилей, а в пространственные блоки башня собирается на строительной площадке.
Пояса, раскосы и распорки башни изготавливаются из прокатных горячекатаных бесшовных стальных труб.
Вертикальные пояса-стойки башни изготавливаются из стальных труб. Раскосы и распорки башни изготавливаются из стальных труб.
Крепление раскосов и распорок к поясам башни осуществляется через фасонки на болтах. Стыки поясов башни выполняются через фланцы на болтах повышенной прочности.
Для опирания газоотводящих стволов и установки упоров, а также для выполнения работ, связанных с эксплуатацией дымовой трубы, для удобства монтажа и для установки и обслуживания огней светоограждения на каркасе дымовой трубы предусматриваются площадки с ограждением и ходовая лестница, устанавливаемая по всей высоте дымовой трубы. Кроме того, площадки выполняют роль диафрагм жесткости несущего пространственного каркаса дымовой трубы.
Все площадки имеют ограждения и могут использоваться для проведения обследований и ремонтов дымовой трубы. Ограждение устанавливается по наружному периметру площадок и вокруг каждого газоотводящего ствола.
Ходовая лестница с ограждением для подъема на дымовую трубу расположена внутри несущей башни и запроектирована отдельными звеньями с переходами на площадках башни.
Окраска металлических конструкций несущей башни дымовой трубы и ее площадок выполняется лакокрасочными материалами соответствующего цвета по подготовленной до степени 4 по ГОСТ 9.402-2004 поверхности атмосферостойкими антикоррозионными лакокрасочными материалами не менее, чем в 2 слоя по огрунтованной поверхности. Несущая башня окрашивается лакокрасочными материалами ярко-белого цвета. Общая толщина лакокрасочного покрытия=120-140 мкм. Ожидаемый срок службы лакокрасочного покрытия-около 5 и более лет.
Газоотводящие стволы дымовой трубы.
Газоотводящие стволы дымовой трубы представляют собой стальные цилиндрические конструкции, состоящие из отдельных цилиндрических секций заводского изготовления. В нижней части газоотводящих стволов, в зоне расположения опорных конструкций стволов, стенки газоотводящих стволов выполняются из листовой стали. Между собой на монтаже секции газоотводящих стволов соединяются на сварке.
На двух отметках по высоте дымовой трубы газоотводящие стволы имеют распорки-упоры, которые передают через площадки на несущую башню усилия от ветровой нагрузки, действующей на газоотводящие стволы. Конструкция упоров представляет собой скользящую опору, которая оставляет возможность для независимых свободных перемещений каждому газоотводящему стволу в вертикальном направлении от температурных расширений материала стволов.
Газоотводящие стволы изготавливаются из листовой стали класса С255. На наружной поверхности стволов устанавливаются горизонтальные кольцевые ребра жесткости с шагом по высоте.
В месте присоединения каждого газохода к отводам газоотводящих стволов устанавливаются гибкие компенсаторы, обеспечивающие свободу перемещений элементов газоходов и исключающие передачу нагрузок от газоходов на отводы газоотводящих стволов. Компенсаторы предусмотрены в документации на строительство газоходов.
На горизонтальном участке каждого газоотводящего ствола устанавливается смотровой люк-лаз и приспособление для отвода конденсата, выпадающего из отводимых газов.
По наружной поверхности газоотводящих стволов устраивается тепловая изоляция толщиной 50 мм из теплоизоляционных матов с облицовкой наружной поверхности изоляции кожухом из тонколистовой стали, окрашенной с двух сторон. Для крепления тепловой изоляции и ее стальной облицовки на наружной поверхности газоотводящих стволов устанавливаются горизонтальные ребра с шагом 1000 мм по высоте и штыри из проволоки с шагом.
Молниезащита.
Молниезащита дымовой трубы выполняется по РД 34.21.12.2-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» и СО 153-32-21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» и относится к молниезащите III категории. Молниезащита дымовой трубы состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.
В качестве молниеприемников используются металлические бесшовные трубы с заглушенными концами. Молниеприемники в количестве двух штук устанавливаются на верхней площадке дымовой трубы и крепятся на сварке и на хомутах к ограждениям этой площадки. Молниеприемники устанавливаются таким образом, чтобы они возвышались над обрезом газоотводящих стволов не менее, чем 1,5 м. Молниеприемники объединяются через металлические конструкции площадки на сварке и затем присоединяются к металлическим конструкциям несущей башни дымовой трубы, которые выполняют функции токоотвода.
Непрерывность токоведущей цепи металлоконструкций башни обеспечивается за счет установки на сварке металлических перемычек во фланцевых стыках поясов каркаса трубы. К металлическим конструкциям башни на сварке присоединяются металлоконструкции всех площадок дымовой трубы. Газоотводящие стволы, представляющие собой цельносварные металлические конструкции с наружной тепловой изоляцией из токонепроводящих материалов, присоединяются к конструкциям несущей башни (каркаса) дымовой трубы с помощью специальных металлических перемычек на сварке. В нижней части дымовой трубы к поясам металлического каркаса на сварке присоединяются токоотводы, которые на сварке присоединяются к двум заземляющим контурам молниезащиты. Заземляющие контуры молниезащиты устанавливаются в земле рядом с железобетонным фундаментом дымовой трубы с двух противоположных сторон. Каждый заземляющий контур молниезащиты состоит из двух заземлителей длиной по 3 м, установленных на расстоянии 5 м друг от друга, и объединяющей эти заземлители стальной полосой 4х80 мм. Заземлители изготавливаются из круглой стали ∅20 мм. Верх заземляющего контура располагается на глубине 0,8 м от поверхности земли. Величина сопротивления заземляющего контура не должна превышать 50 Ом, при превышении этого значения следует установить дополнительные заземлители.
Основные расчетные положения.
Расчеты конструкций дымовой трубы выполнялись в соответствии с СП 20.133.30.2011 (СНиП 2.01.07-85*) «Нагрузки и воздействия», СП 16.13330.2011 (СНП II-23-81*) «Стальные конструкции.», СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83) «Основания зданий и сооружений». СП 24.13330.2011 (СНиП 2.02.03-85) «Свайные фундаменты», СП 43.13330.2012 (СНиП 2.09.03-85) Сооружения промышленных предприятий», СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», и СП 131.13330.2013 (СНиП 23-01-99) «Строительная климатология».
В качестве нагрузок на сооружение приняты ветровая нагрузка с пульсационной составляющей, нагрузки от собственной массы дымовой трубы.
Изготовление и монтаж.
Металлические конструкции пространственной несущей башни дымовой трубы, площадок и лестницы изготавливаются на заводе-изготовителе отдельными элементами и поставляются на строительную площадку, где собираются в габаритные монтажные блоки. Соединение элементов на монтаже осуществляется на болтах. Для удобства монтажа несущая башня дымовой трубы собирается в четыре отдельных монтажных бока. Монтаж конструкций несущей башни ведется методом «наращивания» монтажными гусеничными или самоходными автомобильными кранами большой грузоподъемности. Таким же образом ведется монтаж секций 9царг) газоотводящих стволов дымовой трубы. Конструкции газоотводящих стволов монтируются одновременно с монтажом конструкций несущей башни.
Завод-изготовитель выполняет общую сварку каждого изделия с установкой сборочных приспособлений и нанесением ориентирующей маркировки. Общая сварка конструкций должна производиться путем последовательного соединения всех элементов конструкций или отдельных ее частей. При этом, на заводе-изготовителе должна быть произведена подгонка всех соединений, включая рассверливание монтажных отверстий и установлены фиксирующие устройства. На всех отправочных элементах должна быть поставлена индивидуальная маркировка и нанесены риски.
При изготовлении и монтаже металлоконструкций дымовой трубы выполняется контроль сварных швов ультразвуковым или радиографическим методами. Контроль и объем контроля сварных швов выполняется в соответствии с СП 53-101-98 и СП 70.13330.2012 (СНиП 3.03.01-87).
Монтаж конструкций должен осуществляться по проекту производства работ (ППР), который разрабатывается организацией, выполняющей строительно-монтажные работы.
Стальная вытяжная башня с одним газоотводящим стволом 150м
Пояснительная записка.
1.Общая часть.
1.1. Настоящая серия "Стальные конструкции вытяжных башен с одним газоотводящим стволом" состоит из шести выпусков:
Выпуск 1 - Определение оптимальных параметров вытяжных башен.
Выпуск 2 - Башни высотой 75м. Чертежи КМ.
Выпуск 3 - Башни высотой 120 м. Чертежи КМ.
Выпуск 4 - Башни высотой 150 м. Чертежи КМ.
Выпуск 5 - Башни высотой 75 м; 120 м; 150 м. Рекомендации по монтажу.
Выпуск 6 - Вытяжные башни высотой 75 м; 120 м; 150 м. Теплоизоляция газоотводящих стволов, Грозозащита и демаскирующая окраска башни. Рекомендации по проектированию фундаментов и светоограждения.
Выпуски 1 и 6 разработаны институтом ВАМИ.
Выпуски 2,3 и 4 разработаны Ленинградским
Выпуск 5 разработан институтом Промстальконструкция.
1.2. Настоящий выпуск содержит рабочие чертежи КМ стальных конструкций вытяжных башен высотою 150м с газоотводящим стволом диаметром 6,0м, возводимых в несейсмических районах с расчетной температурой воздуха минус 40С и выше, в III-ем ветровом и снеговом районах.
1.3. Данные об агрессивности отводимых газов приведены в таблице 1.
Диаметр газоотводящих стволов
Состав отводимых газов
Температура газов в С
Точка росы газов в С
Материал газоотводящего ствола
2. Область применения.
2.1. Вытяжные башни являются составной частью сооружений газоочисток алюминиевых заводов.
2.2. Настоящий выпуск чертежей КМ может быть полностью или частично использован для газоочисток любых отраслей промышленности при соответствующих исходных данных.
2.3. В случае наличия агрессивных газов, отличающихся по своему составу от газов, указанных в таблице 1, материал газоотводящего ствола при необходимости может быть изменен.
3. Конструктивные решения
3.1. Вытяжная башня представляет собой пространственную решетчатую квадратную в плане конструкцию с расположенным в ней газоотводящим стволом.
3.2. Разработанная конструкция предусматривает возможность свободных взаимных перемещений газоотводящего ствола и башни в вертикальном направлении при их различных температурных деформациях.
3.3. Для передачи ветровых нагрузок с газоотводящего ствола на башню и обеспечения пространственной жесткости по высоте башни предусмотрены диафрагмы.
3.4 Газоотводящий ствол опирается на самостоятельный фундамент, не связанный с фундаментами башни.
3.5. Газоотводящий ствол имеет ряд опорных колец для передачи нагрузок от массы конструкций и ветра на диафрагмы башни.
3.6. Газоотводящий ствол представляет собой тонкостенную цилиндрическую оболочку, укрепленную кольцевыми ребрами жесткости.
3.7. Диафрагмы на отметках 98,9м и 60,5м предусматривают возможность подвески газоотводящего ствола на случай его ремонта.
3.8. Для подъема людей на башню запроектированы вертикальные лестницы с переходами на площадках.
3.9. Все элементы башни запроектированы из электросварных труб.
4. Основные расчетные положения и нагрузки.
4.1. Расчет элементов конструкций башен произведен в соответствии со СНиП II-А10-71 "Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования", СНиП II-6-74 "Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования", СНиП II-В.3-72 "Стальные конструкции. Нормы проектирования"
4.2. Расчетной схемой для башни является консольная пространственная ферма переменного сечения, нагруженная вертикальными и горизонтальными силами, сосредоточенными в узлах.
4.3. Величины горизонтальных сил определены с учетом динамического воздействия скоростного напора ветра на сооружение.
4.4. Расчет выполнен с учетом пространственной работы сооружения с использованием ЭВМ по программе "экспресс".
4.5. Полезная нормативная нагрузка на площадки - 100 кгс/м2.
4.6. Площадка на отметке 98,9м на случай ремонта газоотводящего ствола дополнительно рассчитана на массу участка газоотводящего ствола от уровня 60,5м до верха.
4.7. Площадка на отметке 60,5м рассчитана на массу участка газоотводящего ствола от фундамента до уровня данной площадки.
5. Материал конструкций
ГОСТ или ТУ на поставку
Толщина листового сортового и фасонного проката, в мм.
Элементы башни (пояса, решетка и фасонки)
Настил площадок, лестницы и ограждения
6. Указания по изготовлению и монтажу конструкций
6.3. В проекте предусмотрена унификация геометрических схем башен, которая дает возможность заводу при изготовлении башен разных высот использовать одно оборудование (таблица 2).
6.4. Все геометрические размеры башни Н=75м с газоотводящим стволом диаметром 2,0м приняты за единицу.
В башнях Н=120м и Н=150м все геометрические размеры увеличены соответственно в 1,6 и в 2 раза.
6.5. Габаритные размеры башни Н=75м с газоотводящим стволом диаметром 2,0м приняты оптимальными по условиям экономичности; обеспечения прочности и устойчивости сооружения, а также по эстетическим соображениям.
6.6. В башнях всех высот углы наклона поясов пирамидальной части к вертикали одинаковы.
6.7. Углы между раскосами, между раскосами и поясами также одинаковы для башен всех высот.
6.8. Монтажные соединения приняты: для поясов сварные встык на остающихся подкладках; для элементов решетки и площадок на болтах нормальной точности и сварке.
6.9. Все равнопрочные стыки должны подвергаться физическим методам контроля качества швов.
6.10. Материалы для сварки следует принимать в соответствии со СНиП II-8.3-72 (приложение 3) с изменениями и дополнениями, утвержденными Постановлением Госстроя СССР №250 от 27 декабря 1978г.
6.11. Для обеспечения повышенного качества и прочности заводских и монтажных сварных стыков труб, последние должны быть подобраны таким образом, чтобы разница диаметров торцов двух стыкуемых труб не превышала 2мм.
6.12. Все болты нормальной точности принимать в соответствии со СНиП II-8.3-72 (п.2.9) с изменениями, утвержденными Постановлением Госстроя СССР №211 от 31 октября 1978г.
6.13. Монтаж конструкций вытяжных башен производится по проекту производства работ, разработанному для конкретных условий.
Ствол промышленной дымовой трубы
Ствол трубы. Конструктивную схему, материал и конструктивное решение ствола выбирают исходя из технико-экономических обоснований и технологических параметров обслуживаемых агрегатов, с учетом экологических проблем и климатических особенностей места сооружения трубы. Важнейшими факторами, влияющими на выбор конструкции, материала и высоты сооружения являются следующие показатели: обеспечение максимально эффективной работы обслуживаемых агрегатов и оборудования, температура, агрессивность и влажность отводимых газов, наличие сейсмики в зоне строительства, наличие грузоподъемной техники и специального оборудования для возведения труб и т.п.
Ствол кирпичной дымовой трубы, как правило, представляет собой полый усеченный конус с уклоном наружной образующей в пределах 1,5÷3 %. Габаритные размеры кирпичной трубы и уклон образующей ствола зависят в основном от района строительства по ветровой нагрузке, и от отношения высоты трубы к нижнему наружному диаметру принимаемому не более 20. По высоте ствол кирпичной трубы имеет переменную толщину и состоит из участков трубы с различной толщиной стенок. Переход от одного участка трубы к другому выполняют путем уменьшения толщины кладки стенки ствола на полкирпича с образованием уступа с внутренней стороны. Обычная высота участка ствола трубы с постоянной толщиной стенки - 12÷15 м, но не более 24 м.
Толщина стенки верхнего участка ствола кирпичной трубы должна быть не менее полутора кирпичей, в старых трубах толщина стенки верхнего участка ствола часто бывает в один кирпич. Минимальный диаметр выходного отверстия для труб высотой до 45 м по технологическим условиям их строительства должен приниматься не менее 1,2 м, а для труб большей высоты — не менее 2,5 м. Для восприятия растягивающих напряжений от температурного воздействия отводимых газов, на наружной поверхности стволов кирпичных труб устанавливаются металлические стяжные кольца.
Стволы железобетонных монолитных дымовых труб также представляют собой усеченный полый конус, но с переменным уклоном образующей наружной поверхности от 8 до 1,5 % с убыванием по высоте. Верхнюю часть ствола на 1/3 высоты трубы рекомендуется выполнять цилиндрической формы.
По высоте ствол железобетонной монолитной трубы имеет переменную толщину, причем минимальная толщина в верхней его части по соображениям долговечности и для обеспечения возможности качественного уплотнения бетонной смеси вибратором принимается при верхнем внутреннем диаметре до 4,8 м не менее 160 мм; при диаметре от 4,8 до 7,2 м — не менее 180 мм; от 7,2 до 9 м — не менее 200 мм; свыше 9 м — не менее 250 мм.
Ствол трубы разбивается по высоте на участки с постоянной толщиной стенки. Толщина стенки ствола изменяется в местах перехода от одного участка к другому, как правило, в местах устройства консолей для опирания футеровки или несущих конструкций внутренних газоотводящих стволов. Стволы монолитных железобетонных труб армируются вертикальной и горизонтальной арматурой, устанавливаемой как у наружной, так и у внутренней поверхности стенки ствола. Сечение арматуры определяется расчетом. Для армирования используется арматура периодического профиля. В старых трубах арматура может быть гладкого профиля, причем однорядная, только у наружной поверхности стенки.
На уровне каждой светофорной площадки устраивают монтажные проемы, заделываемые кирпичом. Там же монтируют трубки для установки контрольно-измерительных приборов.
Ствол сборной железобетонной дымовой трубы представляет собой полый цилиндр, собираемый из кольцевых блоков - царг со стержневой арматурой без предварительного натяжения. Царги неизменной толщины изготавливают из жаростойкого бетона М300 на портландцементе с шамотными заполнителями и с заполнителями из песка и щебня доменных шлаков и тонкомолотой добавкой из андезита.
Конструкции из жаростойкого шамотного бетона применяют для тепловых агрегатов, работающих на газе или малосернистых угле и мазуте. Конструкции из жаростойкого шлакового бетона применяют при всех видах топлива.
Ствол металлической самонесущей дымовой трубы представляет собой полый цилиндр полистовой сборки или монтируемый из отдельных элементов (царг) раз-личной длины, диаметра и толщины листовой стали, зависящих от высоты, технологических особенностей службы и параметров эвакуируемых газов. Соединение царг между собой чаще всего фланцевое на болтах с последующей обваркой периметра каждой пары фланцев. Ствол трубы на оттяжках иногда выполняют из прокатных труб.
Металлические дымовые трубы в зависимости от температур и степени агрессивности отводимых газов могут быть футерованы самыми разнообразными материалами, начиная от однослойного защитного покрытия из кислотостойкого бетона и кончая комбинированными из волокнистых материалов и жаростойкого торкретбетона, могут иметь теплоизоляцию.
Для наружной и внутренней антикоррозионной защиты поверхности стволов металлических труб используют различные покрытия, в основном лакокрасочные.
Ствол башни-трубы в принципе отсутствует, его роль в этой конструкции трубы выполняет металлическая решетчатая башня с разным типом решетки, которая является несущей конструкцией одного или нескольких газоотводящих стволов. Металлическая решетчатая башня трубы представляет собой пространственную конструкцию в виде четырехгранной, трехгранной или многогранной призмы, усеченной пирамиды (с наклонными гранями), либо может быть комбинированного профиля.
Ствол трубы из металла или конструкционных пластмасс имеет цилиндрическую форму постоянного на всю высоту диаметра и может быть установлен на собственный фундамент, на несущие конструкции обслуживаемого агрегата или подвешен к несущим конструкциям башни.
Детально конструкции ствола рассматриваются в разделах, посвященным трубам конкретного типа.
Читайте также: