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      磚煙囪加固措施施工方案

      點擊數(shù):1211發(fā)布:2022-04-05 來源: 煙囪新建_鋼煙囪新建_磚煙囪新建_水泥煙囪新建_混泥土煙囪新建==宏順建設工程有限公司

      磚煙囪加固措施施工方案
      一、磚煙囪概況
      貴州市某小區(qū)供熱鍋爐房40m高磚煙囪,建于1987年,筒壁采用100#(MU10)紅磚,50#(M5)
      混合砂漿砌筑。磚煙囪設計時未考慮抗震措施,磚煙囪筒壁和內(nèi)襯分別為4節(jié)和2節(jié),每節(jié)度
      為8m(內(nèi)襯總高13m),內(nèi)襯為耐火磚加耐火泥砌筑,在頂部沒有內(nèi)襯之處抹礬土水泥砂漿,筒身未配縱向鋼筋,環(huán)向配筋為Φ6@300。1998年底發(fā)現(xiàn)煙囪上部出現(xiàn)一條長約5m的豎向裂縫(略傾斜),1?5m左右裂縫較為嚴重,縫寬最大值約3cm,如圖1所示。
      二、裂縫原因分析
      經(jīng)現(xiàn)場檢測,發(fā)現(xiàn)斜裂縫基本上是沿著灰縫出現(xiàn)。根據(jù)調(diào)查,沈陽地區(qū)在20世紀未發(fā)生過地
      震,即使1975年海城大地震,也未發(fā)現(xiàn)該磚煙囪出現(xiàn)裂縫,故首先排除了地震作用的可能性。現(xiàn)場以經(jīng)緯儀測量,測得煙囪基本上沒有傾斜,而且也不符合由于地基傾斜出現(xiàn)裂縫的特征,因此也排除了基礎傾斜的因素。在拆除頂部筒身時發(fā)現(xiàn),內(nèi)壁礬土水泥砂漿部分脫落,露出紅磚。根據(jù)初步分析,認為是由于內(nèi)筒壁礬土水泥砂漿脫落,在煙氣溫度作用下引起的裂縫。
      三、處理措施
      由于該磚煙囪已使用22年,設計時又未考慮抗震措施,而且甲方又要求加固處理后,磚煙囪可
      以繼續(xù)使用15年左右。經(jīng)專家現(xiàn)場評估,該磚煙囪可靠性綜合評級[1]為3下級,建議在對縫進行加固處理的同時,也對其進行整體抗震加固,消除安全隱患并相應延長使用壽命。采取的具體措施如下:
      1?該磚煙囪基礎的持力層為粘土夾礫砂層,又經(jīng)過多年沉降固結,地基承載力顯著提高,因此
      2?將頂部1?5m區(qū)段裂縫較寬的筒壁予以拆除重新砌筑。
      3?對頂部1?5m以下區(qū)段裂縫部位采用在裂縫處噴射M10水泥砂漿,裂縫區(qū)段筒壁用60×8
      鋼板間距1000mm箍緊。
      4?對磚煙囪采用整體配筋噴射混凝土進行抗震加固。
      5?對煙囪頂部6m區(qū)段磚筒內(nèi)壁重新抹2cm厚耐熱水泥砂漿。
      四、加固驗算
      本次加固驗算,均按現(xiàn)行結構設計規(guī)范執(zhí)行。計算中考慮豎向荷載由舊磚煙囪和新加混凝土筒
      共同承擔,水平荷載(風荷載、地震作用、溫度作用)全部由新加混凝土筒承受。計算中不考慮舊磚煙囪繼續(xù)承受水平荷載,以偏于安全,計算附加彎矩時,也不考慮舊磚煙囪對新加混凝土筒的約束作用。
      1?已知條件
      ①舊磚煙囪砌筑材料為MU10磚,M5混合砂漿,基本尺寸見圖2。
      ②地震基本烈度為7度,Ⅱ類場地,基本風壓0?5kPa。
      ③新加混凝土筒壁厚80mm,采用C20細石混凝土噴射成型。
      2?受熱溫度計算
      煙氣溫度T=400°C,夏季室外最高溫度取為35°C,冬季室外最低溫度取為-30°C,根據(jù)《煙囪
      設計規(guī)范》[2](GBJ51-83),計算得混凝土筒內(nèi)壁最高受熱溫度tmax=130°C,外壁最高受熱溫度tmax=75°C,均小于規(guī)范規(guī)定限值tmax=200°C,為簡化計算,取混凝土筒壁平均溫度tc=100°C,鋼筋平均溫度ts=100°C。按規(guī)范計算混凝土和鋼筋在溫度作用下的材料特性見。
      3?內(nèi)力計算
      根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》[3](GBJ11-89),磚煙囪(H≤60m)基本自振周期可按下式計算:
      T1=0?26+0?0024*H2/d2(1)
      H—自基礎頂面算起的煙囪高度(m)d—煙囪筒身半高處截面外徑(m),對本工程
      應考慮混凝土筒壁厚T1—煙囪基本自振周期(S),本工程經(jīng)計算T1得
      T1=0?26+0?0024*332/2?832=0?586(s)
      根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》[4](GBJ7-89),《建筑抗震設計規(guī)范》(GBJ11-89),《煙囪設計規(guī)范》(GBJ51-83),進行恒載、風荷載、地震作用計算,計算附加彎矩時考慮基礎傾斜及日照影響(取tanθ=0?06,ΔT=20°C),計算的各截面控制內(nèi)力見表2~表3。
      截面號標高(m)恒載NK(kN)風荷載地震作用
      4?截面配筋驗算
      在承載能力極限狀態(tài)下,新加混凝土筒的結構重要性系數(shù)γ0取1?1,筒身抗震承載力調(diào)整系
      數(shù)γRE取0?85,考慮2種荷載組合進行截面強度驗算。
      1?4*風荷載
      根據(jù)《煙囪設計規(guī)范》,對各水平截面進行承載能力計算,得縱筋面積組合ⅠAs=3400mm2,組
      合ⅡAs= 4100mm2,實配縱筋40Φ12,As=4524mm2,環(huán)向配筋采用Φ8@250。
      5?使用階段驗算
      在使用階段考慮如下3種組合對各截面進行應力及裂縫寬度驗算。
      組合Ⅰ:恒載+風荷載
      組合Ⅱ:恒載+風荷載+溫度作用
      組合Ⅲ:恒載+溫度作用
      計算得:混凝土壓應力σcmax=2?4MPa,鋼筋應力σs=50MPa,水平裂縫寬度wmax=0?13mm,豎向裂縫寬度wmax=0?11mm,均滿足正常使用極限狀態(tài)要求。
      五、加固施工步驟與構造措施
      1?將煙囪頂部1?5m區(qū)段裂縫較寬的舊磚煙囪筒壁予以拆除。
      2?將煙囪頂部1?5m以下區(qū)段裂縫噴注M10水泥砂漿,使裂縫閉合。
      3?用60×8鋼板,間距1000mm箍緊裂縫區(qū)段,并超出裂縫區(qū)段1000mm,以防止裂縫繼續(xù)擴展。
      4?將頂部1?5m區(qū)段重新用MU10磚,M5混
      合砂漿砌筑至頂圈梁下,砌筑時配置環(huán)向鋼筋Φ8@250,縱向鋼筋Φ12@300并錨入頂圈梁250mm。
      5?將舊磚煙囪表面鑿毛,消除酥碎部分及污物,用清水沖洗,并刷素水泥漿一道,以使新加混
      凝土筒與舊磚煙囪牢固粘結。
      6?在舊磚煙囪基礎頂面加設基礎圈梁240×300,配筋6Φ12/8Φ@200。
      7?綁扎縱向鋼筋和環(huán)向鋼筋,縱向鋼筋應錨入新加基礎圈梁和重新砌筑的頂圈梁內(nèi),使新加混凝土筒與舊磚煙囪從基礎到均連成整體。
      8?沿煙囪周身噴射C20細石混凝土80mm厚,澆筑頂圈梁360×240,配筋6Φ12/Φ8@200。
      9?將頂部6m區(qū)段的磚筒內(nèi)壁松動的礬土水泥沙漿清除,重新抹2cm厚耐熱水泥砂漿。
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