宝钢环形炉烟囱结构可靠性分析和加固技术研究专业：结构工程硕士生：范江民指导教师：姚继涛摘要宝山钢铁股份有限公司钢管厂环形炉烟囱建于海洋性工业环境之中，使用条件复杂，并且其筒身附设有大容量的水箱，结构形式很特殊，其目前的使用状况不仅难以满足正常使用和耐久性方面的要求，并且可能对结构安全造成威胁。论文对宝钢钢管厂环形炉烟囱的可靠性和加固技术进行了系统研究。首先，根据调查检测结果，对环形炉烟囱目前的使用状况进行了深入分析。其次，对环形炉烟囱结构进行了有限元力学分析和承载力、受热温度、裂缝、变形校核。其次，根据烟囱使用状况和计算分析的结果，分析烟囱损伤和缺陷的原因。第三，针对一般的钢筋混凝土烟囱，根据烟囱可靠性的影响因素，完善了烟囱可靠性的评定指标和评定标准，对烟囱可靠性的评定方法进行了改进，并对环形炉烟囱的可靠性进行了评价。最后，针对环形炉烟囱存在的问题，研究制定了可行的维修加固方案，对其可能产生的负面效应进行了论证。论文研究成果不仅揭示了环形炉烟囱损伤、缺陷的成因以及力学、物理性能，而且改进了钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定的方法，对环形炉烟囱的可靠性作出了合理的评价。论文提出的维修热固方案，不仅使环形炉濯囱长期存在的瓣遂最终雩寻到勰决，而且对软土地基上钢筋混凝土烟囱的处理也有很大的参考价值。关键谲：惩巍，可靠性，鉴定，翻闺S t u d i e so i lR e l i a b i l i t yA n a l y s i sa n dR e i n f o r c e m e n tT e c h n i q u ea b o u tB a o - s t e e lH o o pS t o v eC h i m n e yS p e c i a l t y ：C i v i lE n g i n e e r i n gN a m e ：F a nJ i a n g M i nI n s t r u c t o r ：Y a oJ i t a oA B S T R A C TH o o p - s t o v ec h i m n e yi nt h eB a o - s t e e li n c o r p o r a t e dc o m p a n ys t e e lp i p ef a c t o r ys e tu pi no c e a n i ci n d u s t r i a le n v i r o n m e n th a sc o m p l e xw o r k i n gc o n d i t i o n s 。a n ds t r u c t u r e lf o r m 壕a tah e a v y - d u t yt a n ki sa t t a c h e dt ot h ec a n i s t e ri sv e r ys p e c i a l H o w e v e rc u r r e n t l yi t sc o n d i t i o nn o to n l yh a r ds a t i s f i e st h en o r m a lu s a g ea n dr e q u e s t& t h ed u r a b i l i t yb u ta l s op o s s i b l yt h r e a t e n ss t r u c t u r a ls a f e t y T h es y s t e m i cs t u d yo nr e l i a b i l i t ya n dr e i n f o r c e m e mt e c h n i q u ea b o u th o o p - s t o v ec h i m n e yo ft h eB a o - s t e e li n c o r p o r a t e dc o m p a n ys t e e lp i p ef a c t o r yi sm a d e 。F i r s t l y ，a c c o r d i n gt oi n v e s t i g a t et h ee x a m i n a t i o nr e s u l t ，t h ec u r r e n tu s a g eo fh o o p s t o v ec h i m n e yi sp r o c e e d e dt h o m u g ha n a l y s i s 。S e c o n d l y ，t h ef i n i t ee l e m e n tm e c h a n i c a la n a l y s i sa n ds o m ec h e c ki n c l u d i n gb e a t i n gc a p a c i t y 、h e a t i n gt e m p e r a t u r e 、f r a c t u r ea n dd e f o r m a t i o na b o u th o o p - s t o v ec h i m n e ya r ep r o c e s s e d T h en e x ti no r d e r , i nl i g h to fu s a g ec o n d i t i o nm a dr e s u l to fc a l c u l a t i o na n da n a l y s i s ，t h er e a s o nf o rc h i m n e yi m p a i r m e n ta n dd e f e c ti sa n a l y z e d ；F o u r t h l y ，f o rt h eg e n e r a lr e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e y ，a c c o r d i n gt or e l i a b i l i t yi n f l u e n c i n gf a c t o ro fc h i m n e y ，a s s e s si n d e xa n dc r i t e r i o nf o re v a l u a t i o no fc h i m n e yr e l i a b i l i t yi sp e r f e c t e da n da p p r a i s a lm e t h o d so fc h i m n e yr e l i a b i l i t yi si m p r o v e da n dr e l i a b i l i t yo fh o o p s t o v ec h i m n e yt h ec h i m n e yi se v a l u a t e d L a s t l y ，a i m i n ga tt h ep r o b l e ml y i n gi nh o o p s t o v ec h i m n e y t h ep a p e re s t a b l i s h e st h ef e ：a s i b l em a i n t e n a n c ea n dr e i n f o r c e m e n ts c h e m ea n dd e m o n s t r a t e sp o t e n t i a ln e g a t i v ee f f e c t T h er e s e a r c hr e s u l tn o to n l yr e v e a l st h er e a s o nf o ri m p a i r m e n ta n dd e f e c to fh o o p s t o v ec h i m n e ya n dm e c h a n i c a lp h y s i c sf u n c t i o nb u ta l s oi m p r o v e st h em e t h o do fr e l i a b i l i t ya s s e s sf o rt h er e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e ya n dr e a s o n a b l ya p p r a i s a l st h er e l i a b i l i t yo fh o o p s t o v ec h i m n e y M a i n t e n a n c ea n dr e i n f o r c e m e n ts c h e m en o to n l yu l t i m a t e l ys o l v e sl o n g - s t a n d i n gp r o b l e mo fh o o p s t o v ec h i m n e yb u ta l s oh a sg r e a tv a l u eo np r o c e s s i n gr e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e yb u i l to ns o Rs o i lf o u n d a t i o n K e yw o r d s ：C h i m n e y ，r e l i a b i l i t y ，a p p r a i s a l ，r e i n f o r c e声明本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指+ 导下 进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特 别加以标注翻致谢的地方外，论文中不包含萁他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已 申请学位或为其它用途使用过豹成柒。与我一同工作的同志 对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关 责任。敝储签名有z 忌隙洳川V关于论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论 文的规定，郅：学校有权保罄送交论文的复印件，允许论文 被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以 采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定)论文储签名存啦翩签砌墙隗眩哳西安建筑科技大学硕士学位论文 一I I _一、前言1 1 研究背景宝山钢铁股份有限公司钢管厂环形炉烟囱位于钢管厂厂房东北角，1 9 8 4 年建成，为钢筋混凝士结构，采用翻模工艺施工，1 9 8 6 年投入使用，担负着钢管生产过程中废气排放的任务，至今已使用1 7 年，烟囱外观见圈1 I 。图1 1 钢管厂环形炉烟囱外观1 9 8 9 年9 月1 9 9 0 年厂方对烟囱进行了普查，发现筒身普遍存在钢筋锈胀、混凝士开裂、酥松等现象，并采用防腐砂浆对筒身外壁进行了修补。但是，在后期的日常检查和检测中，发现烟囱筒壁的破损现象仍然存在，并且日趋严重，主要表现为以下几点：西安建筑科技大学硕士学位论文( 1 ) 腐蚀。简身多处出现钢筋外露、锈蚀和混凝土保护层因钢筋锈蚀而开裂、剥落的现象，而且部分区域的混凝土保护层的厚度不足。( 2 ) 筒身开裂。筒身多处存在横、纵向裂缝，裂缝宽度大于0 5 m ，长度大于1 m 。( 3 ) 蜂窝麻面。筒身多处存在蜂窝、麻面现象，特别是模板上下衔接的部位。( 4 ) 温度异常分布。1 9 9 9 年采用红外线成像仪拍摄的照片表明，烟囱简身牛腿( 环形悬臂) 部位的表面温度明显高于其它部位，有明显的规律性。环形炉烟囱目前的技术状况已难以满足正常使用和耐久性