前言

中华人民共和国国家标准

烟囱设计规范

Code for design of chimneys

GB 50051-2013

主编部门：中国冶金建设协会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2013年5月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1596号

住房城乡建设部关于发布国家标准《烟囱设计规范》的公告

   现批准《烟囱设计规范》为国家标准，编号为GB 50051-2013，自2013年5月1日起实施。其中，第3.1.5、3.2.6、3.2.12、9.5.3(4)、14.1.1条（款）为强制性条文，必须严格执行。原国家标准《烟囱设计规范》GB 50051-2002同时废止。

   本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2012年12月25日

前言

   本规范是根据住房和城乡建设部《关于<印发2010年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》（建标〔2010〕43号)的要求，由中冶东方工程技术有限公司会同有关单位共同对原国家标准《烟囱设计规范》GB 50051-2002（以下简称“原规范”）进行全面修订而成。

   本规范在修订过程中，规范修订组开展了多项专题调研、试验与理论研究，进行了广泛的调查分析，总结了近年来我国烟囱设计的实践经验，与相关的标准规范进行了协调，与国际先进的标准规范进行了比较和借鉴，最后经审查定稿。

   本规范共分14章和3个附录，主要内容包括：总则，术语，基本规定，材料，荷载与作用，砖烟囱，单筒式钢筋混凝土烟囱，套筒式和多管式烟囱，玻璃钢烟囱，钢烟囱，烟囱的防腐蚀，烟囱基础，烟道，航空障碍灯和标志等。

   本次修订的主要内容如下：

   1.为满足湿烟气防腐蚀需要，增加了玻璃钢烟囱，本规范由原规范的13章增加到14章。

   2.对钢筋混凝土烟囱修改了有孔洞时的计算公式。原规范计算公式仅限于同一截面的两个孔洞中心线夹角为180°，本次修订对两个孔洞中心线夹角不作限制，方便了工程应用。

   3.为满足烟囱防腐蚀需要，对烟气类别进行了划分，重新定义了烟气腐蚀等级。在大量实践和调研的基础上，针对各种不同类别烟气，对烟囱的选型和防腐蚀处理作出了更加科学的规定。

   4.对钢烟囱的局部稳定计算进行了修订。原规范计算公式不全面，仅考虑了筒壁弹性屈曲影响，本规范综合考虑了弹性屈曲和弹塑性屈曲影响，参照欧洲标准进行了修订。

   5.对于风荷载局部风压和横风向共振相应进行了修订。增加了局部风压对环形截面产生的风弯矩计算公式；调整了横风向共振计算规定。

   6.将原规范中具有共性内容统一合并到基本规定一章里。

   7.增加了烟囱水平位移限值和烟气排放监测系统设置的规定。

   8.增加了桩基础设计规定。

   9.为适应工程应用需要，并结合工程实践经验，将原规范规定的钢筋混凝土烟囱适用高度由原来210m调整到240m。

   10.为满足实际设计需要，在原规范基础上，对钢内筒烟囱和砖内筒烟囱的计算和构造进行更加详细的规定。

   本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

   本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中冶东方工程技术有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中如有意见或建议，请寄送中冶东方工程技术有限公司国家标准《烟囱设计规范》管理组（地址：上海市浦东新区龙东大道3000号张江集电港5号楼301室，邮政编码：201203），以便今后修订时参考。

   本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人：

  主编单位：中冶东方工程技术有限公司

   参编单位：大连理工大学

             华东电力设计院

             西北电力设计院

             上海富晨化工有限公司

             冀州市中意复合材料有限公司

             中冶建筑研究总院有限公司

             中冶长天国际工程有限责任公司

             中冶焦耐工程技术有限公司

             西安建筑科技大学

             河北衡兴环保设备工程有限公司

             河北省电力勘测设计研究院

             苏州云白环境设备制造有限公司

             北京方圆计量工程技术公司

   参加单位：重庆大众防腐有限公司

             上海德昊化工有限公司

             杭州中昊科技有限公司

             亚什兰（中国）投资有限公司

             欧文斯科宁（中国）投资有限公司

   主要起草人：牛春良 宋玉普 蔡洪良 解宝安 陆士平 王立成 车轶 李国树 孙献民 王永焕 李吉娃 龚佳 李宁 郭亮 李晓文 郭全国 邢克勇 姚应军 付国勤

   主要审查人：陆卯生 马人乐 张文革 陈博 张长信 于淑琴 鞠洪国 陈飞 刘坐镇

▼ 展开条文说明
                                                              中华人民共和国国家标准
                                                                      烟囱设计规范
                                                                     GB 50051-2013
                                                                         条文说明
                                                                         修订说明
本规范是在《烟囱设计规范》GB 50051-2002的基础上修订而成。上一版规范的主编单位是包头钢铁设计研究总院（现为中冶东方工程技术有限公司），参编单位是西安建筑科技大学、大连理工大学、西北电力设计院、华东电力设计院、山东电力工程咨询院、中国成都化工工程公司、长沙冶金设计研究总院、鞍山焦化耐火材料设计研究院、北京市计量科学研究所。主要起草人是牛春良、杨春田、于淑琴、宋玉普、 卫云亭 、陆卯生、赵德厚、鞠洪国、 王赞泓 、黄惠嘉、黄承逵、赵国藩、岳鹤龄、狄原沆、傅国勤、魏业培、张长信、蔡洪良、解宝安、乔永胜、郭亮、朱向前、张小平。
本次规范修订过程中，修订组进行了广泛的调查研究，特别是对近年来烟气脱硫后烟囱的破坏情况进行了大量调研，总结了烟囱腐蚀与防护经验，对烟囱防腐蚀作出了更为详细的规定，并新增了玻璃钢烟囱设计内容，扩大了烟囱防腐蚀的选择范围。在修订过程中，同时也参考了国外先进技术标准，进一步完善了规范内容。
近年来，非圆形截面的异形烟囱应用较多，其截面应力分析以及风荷载计算等均需要深入研究；虽然本次规范修订对烟囱防腐蚀做了较多工作，但限于现有工业材料水平，还不能做到既安全可靠又经济适用这一水准，需要在今后修订中逐步予以完善。
为了准确理解本规范的技术规定，按照《工程建设标准编写规定》的要求，编制组编写了《烟囱设计规范》条文说明。本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。

1总则

1  总则

1.0.1  为了在烟囱设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全、适用、经济、保证质量，制定本规范。

1.0.2  本规范适用于圆形截面的砖烟囱、钢筋混凝土烟囱、钢烟囱、玻璃钢烟囱等单筒烟囱，以及由砖、钢、玻璃钢为内筒的套筒式烟囱和多管式烟囱的设计。

▼ 展开条文说明
1.0.2  本次规范修订增加了玻璃钢烟囱设计内容，同时明确规范适用于圆形截面烟囱设计。与非圆形截面的异形烟囱相比，圆形截面烟囱对减少风荷载阻力、降低温度应力集中等具有明显优势。但随着城市多样化建设发展需要，近几年异形烟囱发展较快，对于异形烟囱需要对风荷载体形系数、振动特性等进行专门研究，本规范给出的截面承载能力极限状态和正常使用极限状态等计算公式都不再适用。

1.0.3  烟囱的设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

▼ 展开条文说明
1.0.3  本规范修订过程与有关的现行规范进行了协调，对于有些规范并不完全适用于烟囱设计的内容，本规范根据烟囱的特点进行了一些特殊规定。

2术语

2 术语

2.1 术语

2.1.1 烟囱 chimney

用于排放烟气或废气的高耸构筑物。

2.1.2 筒身 shaft

烟囱基础以上部分，包括筒壁、隔热层和内衬等部分。

2.1.3 筒壁 shell

烟囱筒身的最外层结构，整个筒身承重部分。

2.1.4 隔热层 insulation

置于筒壁与内衬之间，使筒壁受热温度不超过规定的最高温度。

2.1.5 内衬 lining

分段支承在筒壁牛腿之上的自承重结构或依靠分布于筒壁上的锚筋直接附于筒壁上的浇筑体，对隔热层或筒壁起到保护作用。

2.1.6 钢烟囱 steel chimney

筒壁材质为钢材的烟囱。

2.1.7 钢筋混凝土烟囱 reinforced concrete chimney

筒壁材质为钢筋混凝土的烟囱。

2.1.8 砖烟囱 brick chimney

筒壁材质为砖砌体的烟囱。

2.1.9 自立式烟囱 self-supporting chimney

筒身在不加任何附加支撑的条件下，自身构成一个稳定结构的烟囱。

2.1.10 拉索式烟囱 guyed chimney

筒身与拉索共同组成稳定体系的烟囱。

2.1.11 塔架式钢烟囱 framed steel chimney

排烟筒主要承担自身竖向荷载，水平荷载主要由钢塔架承担的钢烟囱。

2.1.12 单筒式烟囱 single tube chimney

内衬和隔热层直接分段支承在筒壁牛腿上的普通烟囱。

2.1.13 套筒式烟囱 tube-in-tube chimney

筒壁内设置一个排烟筒的烟囱。

2.1.14 多管式烟囱 multi-flue chimney

两个或多个排烟筒共用一个筒壁或塔架组成的烟囱。

2.1.15 烟道 flue

排烟系统的一部分，用以将烟气导入烟囱。

2.1.16 横风向风振 across-wind sympathetic vibration

在烟囱背风侧产生的旋涡脱落频率较稳定且与结构自振频率相等时，产生的横风向的共振现象。

2.1.17 临界风速 critical wind speed

结构产生横风向共振时的风速。

2.1.18 锁住区 lock in range

风的旋涡脱落频率与结构自振频率相等的范围。

2.1.19 破风圈 strake

通过破坏风的有规律的旋涡脱落来减少横风向共振响应的减振装置。

2.1.20 温度作用 temperature action

结构或构件受到外部或内部条件约束，当外界温度变化时或在有温差的条件下，不能自由胀缩而产生的作用。

2.1.21 传热系数 heat transfer coefficient

结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过结构单位面积的传热量，单位为W/(m2·K)。

2.1.22 导热系数 thermal conductivity

材料导热特性的一个物理指标。数值上等于热流密度除以负温度梯度，单位为W/(m·K)。

2.1.23 附加弯矩 additional bending moment

因结构侧向变形，结构自重作用或竖向地震作用在结构水平截面产生的弯矩。

2.1.24 航空障碍灯 warning lamp

在机场一定范围内，用于标识高耸构筑物或高层建筑外形轮廓与高度、对航空飞行器起到警示作用的灯具。

2.1.25 玻璃钢烟囱 glass fiber reinforced plastic chimney

以玻璃纤维及其制品为增强材料、以合成树脂为基体材料，用机械缠绕成型工艺制造的一种烟囱，简称GFRP。

2.1.26 反应型阻燃树脂 reactive flame-retardant resin

树脂的分子主链中含有氯、溴、磷等阻燃元素，在不添加或少量添加辅助阻燃材料后，可使固化后的玻璃钢材料具有点燃困难、离火自熄的性能。

2.1.27 基体材料 matrix

玻璃钢材料中的树脂部分。

2.1.28 环氧乙烯基酯树脂 epoxy vinyl ester resin

由环氧树脂与不饱和一元羧酸加成聚合反应，在分子主链的端部形成不饱和活性基团，可与苯乙烯等稀释和交联剂进行固化反应而生成的热固性树脂。

2.1.29 极限氧指数 limited oxygen index(LOI)

在规定条件下，试样在氮、氧混合气体中，维持平衡燃烧所需的最低氧浓度（体积百分含量）。

2.1.30 火焰传播速率 flame-spread rating

采用标准方法对一厚度为3mm～4mm，且以玻璃纤维短切原丝毡增强、树脂含量为70%～75%的玻璃钢层合板所测定的一个指数值。

2.1.31 缠绕 winding

在控制张力和预定线型的条件下，以浸有树脂的连续纤维或织物缠到芯模或模具上成型制品的一种方法。

2.1.32 缠绕角 winding angle

缠绕在芯模上的纤维束或带的长度方向与芯模子午线或母线间的夹角。

2.1.33 螺旋缠绕 helical winding

浸渍过树脂的纤维或带以与芯模轴线成非0°或90°角的方向连续缠绕到芯模上的方法。

2.1.34 环向缠绕 hoop winding

浸渍过树脂的纤维或带以与芯模轴线成90°或接近90°角的方向连续缠绕到芯模上的方法。

2.1.35 缠绕循环 winding cycle

缠绕纤维均匀布满在芯模表面上的过程。

2.1.36 增强材料 reinforcement

加入树脂基体中能使复合材料制品的力学性能显著提高的纤维材料。

2.1.37 表面毡 surfacing mat

由定长或连续的纤维单丝粘结而成的紧密薄片，用于复合材料的表面层。

2.1.38 短切原丝毡 chopped-strand mat

由粘结剂将随机分布的短切原丝粘结而成的一种毡，简称短切毡。

2.1.39 热变形温度 heat-deflection temperature(HDT)

当树脂浇铸体试件在等速升温的规定液体传热介质中，按简支梁模型，在规定的静荷载作用下，产生规定变形量时的温度。

2.1.40 玻璃化温度 glass transition temperature(Tg)

当树脂浇铸体试件在一定升温速率下达到一定温度值时，从一种硬的玻璃状脆性状态转变为柔性的弹性状态，物理参数出现不连续的变化的现象时，所对应的温度。

2.1.41 玻璃钢的临界温度 GFRP critical temperature

高温下玻璃钢性能下降速度开始急剧增加时的温度，是判断玻璃钢结构层材料能否在长期高温下工作的重要依据。

3基本规定

3.1 设计原则

3  基本规定

3.1  设计原则

3.1.1  烟囱结构及其附属构件的极限状态设计，应包括下列内容：

   1  烟囱结构或附属构件达到最大承载力，如发生强度破坏、局部或整体失稳以及因过度变形而不适于继续承载的承载能力极限状态。

   2  烟囱结构或附属构件达到正常使用规定的限值，如达到变形、裂缝和最高受热温度等规定限值的正常使用极限状态。

▼ 展开条文说明
3.1.1  本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行结构计算。烟囱设计根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068和《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定划分为两类极限状态——承载能力极限状态和正常使用极限状态。

3.1.2  对于承载能力极限状态，应根据不同的设计状况分别进行基本组合和地震组合设计。对于正常使用极限状态，应分别按作用效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。

▼ 展开条文说明
3.1.2  根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153，工程结构设计分为四种设计状况，即持久设计状况、短暂设计状况、偶然设计状况和地震设计状况。偶然设计状况适用于结构出现异常情况，包括火灾、爆炸、撞击时的情况，烟囱设计未涉及此类设计状况。承载能力极限状态设计，应根据不同的设计状况分别进行基本组合和地震组合设计。对于正常使用极限状态，应分别按作用效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。

3.1.3  烟囱应根据其高度按表3.1.3划分安全等级。

表3.1.3  烟囱的安全等级

   注：对于高度小于200m的电厂烟囱，当单机容量大于或等于300MW时，其安全等级按一级确定。

▼ 展开条文说明
3.1.3  烟囱安全等级主要根据烟囱高度确定，对于电力系统烟囱考虑了单机容量。原规范规定当单机容量大于或等于200兆瓦(MW)时为一级，过于严格，本次规范修订规定大于或等于300兆瓦(MW)时为一级。

3.1.4  对于持久设计状况和短暂设计状况，烟囱承载能力极限状态设计应按下列公式的最不利值确定：

式中：γo——烟囱重要性系数，按本规范第3.1.5条的规定采用；

     γGi——第i个永久作用分项系数，按本规范第3.1.6条的规定采用；

     γQ1——第1个可变作用（主导可变作用）的分项系数，按本规范第3.1.6条的规定采用；

     γQj——第j个可变作用的分项系数，按本规范第3.1.6条的规定采用；

     SGik——第i个永久作用标准值的效应；

     SQ1k——第1个可变作用（主导可变作用）标准值的效应；

     SQjk——第j个可变作用标准值的效应；

     ψcj——第j个可变作用的组合值系数，按本规范第3.1.7条的规定采用；

     γL1、γLj——第1个和第j个考虑烟囱设计使用年限的可变作用调整系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009采用；

     Rd——烟囱或烟囱构件的抗力设计值。

▼ 展开条文说明
3.1.4  根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153，对极限承载能力表达式进行了修改，增加了活荷载调整系数。安全等级为一级的烟囱，其风荷载调整系数为1.1。

3.1.5  对安全等级为一级的烟囱，烟囱的重要性系数γo不应小于1.1。

▼ 展开条文说明
3.1.5  取消了原规范设计使用年限为100年烟囱安全等级为一级的规定。在极限承载能力表达式中包含了活荷载设计使用年限调整系数，为避免重复计算，取消了该项规定。现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153规定，安全等级为一级的房屋建筑的结构重要性系数不应小于1.1。烟囱为高耸结构，其结构重要性系数不应低于该项要求。

3.1.6  承载能力极限状态计算时，作用效应基本组合的分项系数应按表3.1.6的规定采用。

表3.1.6  基本组合分项系数

   注：用于套筒式或多管式烟囱支承平台水平构件承载力计算时，永久作用分项系数γG取1.35。

▼ 展开条文说明
3.1.6  本次规范修订增加了玻璃钢烟囱。由于玻璃钢烟囱在温度作用下，材料强度离散性较大，同时为与国际标准接轨，本次规范修订增加了玻璃钢烟囱温度作用分项系数为1.10。规定对结构受力有利时，平台活荷载和检修、安装荷载分项系数取值为0。

3.1.7  承载能力极限状态计算时，应按表3.1.7的规定确定相应的组合值系数。

表3.1.7  作用效应的组合情况及组合值系数

   注：1  G表示烟囱或结构构件自重，W为风荷载，Ma为附加弯矩，A为安装荷载（包括施工吊装设备重量，起吊重量和平台上的施工荷载），I为裹冰荷载，L为平台活荷载（包括检修维护和生产操作活荷载）；T表示烟气温度作用；AT表示非正常运行烟气温度作用；CP表示环向烟气负压。组合Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ用于自立式或悬挂式排烟内筒计算。

       2  砖烟囱和塔架式钢烟囱可不计算附加弯矩Ma。

▼ 展开条文说明
3.1.7  根据烟囱的工作特性，本条列出了烟囱可能发生的各种荷载效应和作用效应的基本组合情况。其中组合情况Ⅰ是普遍发生的；组合情况Ⅱ多发生于套筒式或多管式烟囱；组合情况Ⅲ用于塔架或拉索验算。组合Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ用于自立式或悬挂式钢内筒或玻璃钢内筒计算。由于平台约束对内筒将产生较大温度应力，需要进行该类组合计算。
为了与现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135的规定一致，在安装检修为第1可变荷载时，风荷载的组合系数由0.45调整到0.60，同时考虑其他平台活荷载。
附加弯矩属可变荷载，组合中应予折减。但由于缺乏统计数据且考虑到自重为其产生的主要因素，故取组合系数为1.00。
增加了温度组合工况，原规范将该种工况列于正常使用状态下，温度和荷载共同作用情况，主要用于钢筋混凝土烟囱筒壁验算。由于温度作用长期存在，在自立式或悬挂式钢内筒或玻璃钢内筒极限承载能力验算时，也应考虑其组合，并且其组合系数应取1.00。
由于砖烟囱和塔架式钢烟囱的结构特点，其变形较小，可不考虑其附加弯矩影响。

3.1.8  抗震设防的烟囱除应按本规范第3.1.4条～第3.1.7条极限承载能力计算外，尚应按下列公式进行截面抗震验算：

式中：γRE——承载力抗震调整系数，砖烟囱和玻璃钢烟囱取1.0；钢筋混凝土烟囱取0.9；钢烟囱取0.8；钢塔架按本规范第10章规定采用；当仅计算竖向地震作用时，各类烟囱和构件均应采用1.0；

     γEh——水平地震作用分项系数，按表3.1.8-1的规定采用；

     γEv——竖向地震作用分项系数，按表3.1.8-1的规定采用；

     SEhk——水平地震作用标准值的效应，按本规范第5.5节的规定进行计算；

     SEvk——竖向地震作用标准值的效应，按本规范第5.5节的规定进行计算；

     SWk——风荷载标准值作用效应；

     SMaE——由地震作用、风荷载、日照和基础倾斜引起的附加弯矩效应，按本规范第7.2节的规定计算；

     SGE——重力荷载代表值的效应，重力荷载代表值取烟囱及其构配件自重标准值和各层平台活荷载组合值之和。活荷载的组合值系数，应按表3.1.8-2的规定采用；

     ST——烟气温度作用效应；

     γw——风荷载分项系数，按本规范表3.1.6的规定采用；

     ψWE——风荷载的组合值系数，取0.20；

     ψMaE——由地震作用、风荷载、日照和基础倾斜引起的附加弯矩组合值系数，取1.0；

     ψcT——温度作用组合系数，取1.0；

     γGE——重力荷载分项系数，一般情况应取1.2，当重力荷载对烟囱承载能力有利时，不应大于1.0。

表3.1.8-1  地震作用分项系数

表3.1.8-2  计算重力荷载代表值时活荷载组合值系数

▼ 展开条文说明
3.1.8  根据需要，本次修订增加了玻璃钢烟囱、塔架抗震调整系数。同时规定仅计算竖向地震作用时，抗震调整系数取1.0，以与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011强制性条文一致。重力荷载代表值计算时，积灰荷载组合系数由0.5调整为0.9，与烟囱实际运行情况以及《建筑结构荷载规范》GB 50009一致。
公式(3.1.8-1)用于普通烟囱及套筒（或多管）烟囱外筒的抗震验算；公式(3.1.8-2)用于自立式或悬挂式排烟内筒抗震验算，主要是考虑平台约束对内筒产生的温度应力影响。

3.1.9  对于正常使用极限状态，应根据不同设计要求，采用作用效应的标准组合或准永久组合进行设计，并应符合下列规定：

   1  标准组合应用于验算钢筋混凝土烟囱筒壁的混凝土压应力、钢筋拉应力、裂缝宽度，以及地基承载力或结构变形验算等，并应按下式计算：

式中：C——烟囱或结构构件达到正常使用要求的规定限值。

   2  准永久组合用于地基变形的计算，应按下式确定：

式中：ψqj——第j个可变作用效应的准永久值系数，平台活荷载取0.6；积灰荷载取0.8；一般情况下不计及风荷载，但对于风玫瑰图呈严重偏心的地区，可采用风荷载频遇值系数0.4进行计算。

▼ 展开条文说明
3.1.9  钢筋混凝土烟囱在承载能力极限状态计算时未考虑温度应力，原因是考虑混凝土开裂后温度应力消失。但在正常使用极限状态应考虑温度应力，故需在该阶段进行应力验算。
烟囱地基变形计算，主要包括基础最终沉降量计算及基础倾斜计算。在长期荷载作用下，地基所产生的变形主要是由于土中孔隙水的消散、孔隙水的减少而发生的。风荷载是瞬时作用的活荷载，在其作用下土中孔隙水一般来不及消散，土体积的变化也迟缓于风荷载，故风荷载产生的地基变形可按瞬时变形考虑。影响烟囱基础沉降和倾斜的主要因素，是作用于筒身的长期荷载、邻近建筑的相互影响以及地基本身的不均匀性，而瞬时作用的影响是很小的，故一般情况下，计算烟囱基础的地基变形时，不考虑风荷载。但对于烟囱来讲，风荷载是主要活荷载，特殊情况下，即对于风玫瑰图严重偏心的地区，为确保结构的稳定性，应考虑风荷载。
增加了积灰荷载准永久系数取值。

3.1.10  荷载效应及温度作用效应的标准组合应符合表3.1.10的情况，并应采用相应的组合值系数。

表3.1.10  荷载效应和温度作用效应的标准组合值系数

3.2 设计规定

3.2  设计规定

3.2.1  设计烟囱时，应根据使用条件、烟囱高度、材料供应及施工条件等因素，确定采用砖烟囱、钢筋混凝土烟囱或钢烟囱。下列情况不应采用砖烟囱：

   1  高度大于60m的烟囱。

   2  抗震设防烈度为9度地区的烟囱。

   3  抗震设防烈度为8度时，Ⅲ、Ⅳ类场地的烟囱。

▼ 展开条文说明
3.2.1  烟囱筒壁的材料选择，在一般情况下主要依据烟囱的高度和地震烈度。从目前国内情况看，烟囱高度大于80m时，一般采用钢筋混凝土筒壁。烟囱高度小于或等于60m时，多数采用砖烟囱。烟囱高度介于60m至80m之间时，除要考虑烟囱高度和地震烈度外，还宜根据烟囱直径、烟气温度、材料供应及施工条件等情况进行综合比较后确定。
砖烟囱的抗震性能较差。即使是配置竖向钢筋的砖烟囱，遇到较高烈度的地震仍难免发生一定程度的破坏。而且高烈度区砖烟囱的竖向配筋量很大，导致施工质量难以保证，而造价与钢筋混凝土烟囱相差不大。

3.2.2  烟囱内衬的设置应符合下列规定：

   1  砖烟囱应符合下列规定：

     1)当烟气温度大于400℃时，内衬应沿筒壁全高设置；

     2)当烟气温度小于或等于400℃时，内衬可在筒壁下部局部设置，其最低设置高度应超过烟道孔顶，超过高度不宜小于孔高的1/2。

   2  钢筋混凝土单筒烟囱的内衬宜沿筒壁全高设置。

   3  当筒壁温度符合本规范第3.3.1条温度限值且满足防腐蚀要求时，钢烟囱可不设置内衬。但当筒壁温度较高时，应采取防烫伤措施。

   4  当烟气腐蚀等级为弱腐蚀及以上时，烟囱内衬设置尚应符合本规范第11章的有关规定。

   5  内衬厚度应由温度计算确定，但烟道进口处一节或地下烟道基础内部分的厚度不应小于200mm或一砖。其他各节不应小于100mm或半砖。内衬各节的搭接长度不应小于300mm或六皮砖（图3.2.2）。

图3.2.2  内衬搭接(mm)

▼ 展开条文说明
3.2.2  烟囱内衬设置的主要作用是降低筒壁温度，保证筒壁的受热温度在限值之内，减少材料力学性能的降低和降低筒壁温度应力以减少裂缝开展。设置内衬还可以减少烟气对筒壁的腐蚀和磨损。考虑上述因素，本条对内衬的设置区域、温度界限分别作了规定。钢筋混凝土单筒烟囱的内衬宜沿筒壁全高设置，当有积灰平台时，可仅在烟道口以上部分设置。
钢烟囱可以不设置内衬，主要是指烟气无腐蚀、或虽有腐蚀但采用防腐蚀涂料的钢烟囱。当烟气温度过高或仅通过防腐涂料不能够满足要求时，仍需设置内衬。

3.2.3  隔热层的构造应符合下列规定：

   1  采用砖砌内衬、空气隔热层时，厚度宜为50mm，同时应在内衬靠筒壁一侧按竖向间距1m、环向间距为500mm挑出顶砖，顶砖与筒壁间应留10mm缝隙。

   2  填料隔热层的厚度宜采用80mm～200mm，同时应在内衬上设置间距为1.5m～2.5m整圈防沉带，防沉带与筒壁之间应留出10mm的温度缝（图3.2.3）。

图3.2.3  防沉带构造(mm)

3.2.4  烟囱在同一平面内，有两个烟道口时，宜设置隔烟墙，其高度宜采用烟道孔高度的(0.5～1.5)倍。隔烟墙厚度应根据烟气压力进行计算确定，抗震设防地区应计算地震作用。

▼ 展开条文说明
3.2.4  隔烟墙高度问题一直存在争议，原规范规定应超过烟道孔顶，超出高度不小于1/2孔高。但实际应用中，许多烟道孔高度很大，难以实现。调研表明底部1/3烟气容易灌入对面烟道，上部2/3烟气会直接被抽入烟囱。为此，本次规范修订规定隔烟墙高度宜采用烟道孔高度的0.5倍～1.5倍，烟囱高度较低和烟道孔较矮的烟囱宜取较大值，反之取较小值。

3.2.5  烟囱外表面的爬梯应按下列规定设置：

   1  爬梯应离地面2.5m处开始设置，并应直至烟囱顶端。

   2  爬梯应设在常年主导风向的上风向。

   3  烟囱高度大于40m时，应在爬梯上设置活动休息板，其间隔不应超过30m。

3.2.6  烟囱爬梯应设置安全防护围栏。

▼ 展开条文说明
3.2.6  我国以往烟囱爬梯一般在一定高度(约10m)处开始设置安全防护围栏，与国际标准相比，安全等级偏低，本次修改要求全高设置，且为强制性条文。烟囱为高耸结构，爬梯是后续烟囱高空维护、检查的唯一通道，围栏是保护使用人员安全的重要设施，其重要性同平台栏杆一样，必须设置。

3.2.7  烟囱外部检修平台，应按下列规定设置：

   1  烟囱高度小于60m时，无特殊要求可不设置。

   2  烟囱高度为60m～100m时，可仅在顶部设置。

   3  烟囱高度大于100m时，可在中部适当增设平台。

   4  当设置航空障碍灯时，检修平台可与障碍灯维护平台共用，可不再单独设置检修平台。

   5  当设置烟气排放监测系统时，应根据本规范第3.5.1条规定设置采样平台后，采样平台可与检修平台共用。

   6  烟囱平台应设置高度不低于1.1m的安全护栏和不低于100mm的脚部挡板。

3.2.8  无特殊要求时，砖烟囱可不设置检修平台和信号灯平台。

3.2.9  爬梯和烟囱外部平台各杆件长度不宜超过2.5m，杆件之间可采用螺栓连接。

3.2.10  爬梯和平台等金属构件，宜采用热浸镀锌防腐，镀层厚度应满足表3.2.10的要求，并应符合现行国家标准《金属覆盖层  钢铁制件热浸镀锌层  技术要求及试验方法》GB/T 13912的有关规定。

表3.2.10  金属热浸镀锌最小厚度

▼ 展开条文说明
3.2.10  爬梯和平台等金属构件是宜腐蚀构件，特别是这些构件长期处于露天和烟气等化学腐蚀介质可能腐蚀的环境里，因此，宜采取热浸镀锌防腐措施。

3.2.11  爬梯、平台与筒壁的连接应满足强度和耐久性要求。

▼ 展开条文说明
3.2.11  爬梯、平台与筒壁连接的可靠性，直接关系到烟囱使用期间高空作业人员的生命安全，因此必须满足强度和耐久性要求。

3.2.12  烟囱筒身应设置防雷设施。

▼ 展开条文说明
3.2.12  防雷装置是烟囱附属系统中的重要组成部分，烟囱一般均高出周围建筑物，其防雷设施设置尤为重要，必须按有关防雷标准进行防雷设计。

3.2.13  烟囱筒身应设沉降观测点和倾斜观测点。清灰装置应根据实际烟气情况确定是否设置。

▼ 展开条文说明
3.2.13  烟囱沉降和倾斜对其结构安全影响敏感，需要设置专门的观测装置。烟囱底部是否设置清灰系统（包括积灰平台、漏斗和清灰孔等），应根据实际需要确定，在烟囱使用寿命期间无积灰产生的，可以不设。

3.2.14  烟囱基础宜采用环形或圆形板式基础。在条件允许时，可采用壳体基础。对于高度较小且为地上烟道入口的砖烟囱，亦可采用毛石砌体或毛石混凝土刚性基础，基础材质要求应符合本规范第4章的有关规定。

3.2.15  筒壁的计算截面位置应按下列规定采用：

   1  水平截面应取筒壁各节的底截面。

   2  垂直截面可取各节底部单位高度的截面。

▼ 展开条文说明
3.2.15  筒壁计算截面的选取，是以具有代表性、计算方便又偏于安全为原则而确定的。因烟囱的坡度、筒身各层厚度及截面配筋的变化都在分节处，同时筒身的自重、风荷载及温度也按分节进行计算。这样，在每节底部的水平截面总是该节的最不利截面。因而本规范规定在计算水平截面时，取筒壁各节的底截面。
垂直截面本可以选择任意单位高度为计算截面。因为各节底部截面的一些数据是现成的（如筒壁内外半径、内衬及隔热层厚度）。所以计算垂直截面时，也规定取筒壁各节底部单位高度为计算截面。

3.2.16  在荷载的标准组合效应作用下，钢筋混凝土烟囱、钢结构烟囱和玻璃钢烟囱任意高度的水平位移不应大于该点离地高度的1/100，砖烟囱不应大于1/300。

▼ 展开条文说明
3.2.16  原规范的水平位移限值未明确规定，有关要求应符合原国家标准《高耸结构设计规范》GBJ 135-90的规定，即控制变形为离地高度的1/100。新修订的《高耸结构设计规范》GB 50135-2006所规定的高耸结构变形控制不适合烟囱设计要求，故本次规范修订给出水平变位限值。
美国《Code Requirements for Reinforced Concrete Chimneys and Commentary》ACI 307-08规定烟囱顶部位移限值为烟囱高度的1/300。根据我国实际应用情况，规定钢筋混凝土烟囱和钢烟囱位移限值为离地高度的1/100，而砖烟囱，需要控制水平截面偏心距不得大于其核心距，其位移限值应严格控制，确定为1/300。

3.3 受热温度允许值

3.3  受热温度允许值

3.3.1  烟囱筒壁和基础的受热温度应符合下列规定：

   1  烧结普通黏土砖筒壁的最高受热温度不应超过400℃。

   2  钢筋混凝土筒壁和基础以及素混凝土基础的最高受热温度不应超过150℃。

   3  非耐热钢烟囱筒壁的最高受热温度应符合表3.3.1的规定。

表3.3.1  钢烟囱筒壁的最高受热温度

   4  玻璃钢烟囱最高受热温度应符合本规范第9章的有关规定。

▼ 展开条文说明
3.3.1  烟囱筒壁温度和基础的最高受热温度允许值仍与原规范的规定相同。
   1  对于普通黏土砖砌体的筒壁，限制最高使用温度，是依据在温度作用下材料性能的变化、温度应力的大小、筒壁使用效果等因素综合考虑的。砖砌体在400℃温度作用下，强度有所降低（主要是砂浆强度降低）。由于筒壁的高温区仅在筒壁内侧，筒壁内的温度是由内向外递减的，平均温度要小于400℃。
   2  钢筋混凝土及混凝土的受热温度允许值规定为150℃，这是因为从烟囱的大量调查中发现，由于温度的作用，筒壁裂缝比较普遍，有些还相当严重。这是由于一方面温度应力、混凝土的收缩及徐变、施工质量等因素综合造成的，另一方面，烟气的温度不仅长期作用，且由于在使用过程中受热温度还可能出现超温现象。超温现象除了因为烟气温度升高（事故或燃料改变）外，还与内衬及隔热层性能达不到设计要求有关。这些都将导致筒壁温度升高。综合以上因素，限制钢筋混凝土筒壁的设计最高受热温度为150℃。
   3  关于钢筋混凝土基础的设计最高受热温度，实际调查中发现，凡烟气穿过基础的高温烟囱，基础有的出现严重酥碎，有的已全部烧坏。这是因为热量在土中不易散发，蓄积的热量使基础受热温度愈来愈高，导致混凝土解体。在原规范编制过程中，进行了大试件模拟试验。在试验的基础上，给出了温度计算公式。在设计过程中发现，用上述公式计算，对烟气温度大于350℃的基础，很难仅用隔热的措施使基础受热温度降至150℃以下。如果采取通风散热或改用耐热混凝土为基础材料等措施，则尚缺乏工程实践经验。因此，高温烟囱应避免采用有烟气穿过的基础而可将烟道入口升至地面。
非耐热钢烟囱筒壁受热温度的适用范围摘自国家标准《钢制压力容器》GB 150-1998。