一般煙囪大致可分為三類:磚煙肉、鋼筋混凝土煙肉、雙筒或多筒式煙囪。以下主要介紹較常見的鋼筋混凝土煙囪。
鋼筋混凝土煙囪筒身高度通常為60-250m, 底部直徑7-16m,簡壁坡常采用2%,筒壁隨分段高度自下至上逐漸減薄,但同一分段內(nèi)的厚度應(yīng)相同,分段高度一般不大于15m。筒壁混凝土內(nèi)的縱向鋼筋最小直徑為10mm,間距為 300-500mm, 環(huán)向鋼筋最小直徑為8mm, 最大間距為 250mm, 且不得大于筒壁厚度。簡身頂部 4-5m為筒首, 為防止排出氣體對鋼筋混凝土的侵蝕,該段截面要加厚。鋼筋混凝土煙囪檢測主要包括三個方面:
1、地基基礎(chǔ)檢測
建成的煙囪地基基礎(chǔ)基本在地面以下,評定煙囪地基基礎(chǔ)質(zhì)量好壞主要對煙囪進(jìn)行不均勻沉降觀測和簡身傾斜測量。鋼筋混凝土煙囪與一般的框架結(jié)構(gòu)不同,它是一個獨(dú)立的懸臂構(gòu)件,屬于高聳的構(gòu)筑物。因此,對地基的不均勻沉降變形極為敏感,微小的沉降都會引起煙囪產(chǎn)生嚴(yán)重的傾斜。
2、上部簡身結(jié)構(gòu)檢測
上部簡身結(jié)構(gòu)檢測包括混凝土筒壁和內(nèi)襯兩部分,主要檢測內(nèi)容有:1)強(qiáng)度檢測(包括混凝土強(qiáng)度、磚和砂漿強(qiáng)度):2)外觀缺陷普查(主要包括混凝土簡壁及內(nèi)襯的開裂、破損、露筋等):3)腐蝕(主要包括鋼筋銹蝕和裂縫溶出物取樣分析)
3、附屬設(shè)施檢測
附屬設(shè)施檢測主要包括爬梯完整性及銹蝕、避雷裝置功能是否完好、航空標(biāo)志是否完好、規(guī)范等。在以往檢測中發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土煙囪筒壁普遍出現(xiàn)大量裂縫,煙囪結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多,甚至多種因素相互影響,每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種原因。煙囪除受自身重力外,在風(fēng)荷載、地震荷載以及溫度應(yīng)力作用等都可能導(dǎo)致筒壁開裂。綜合導(dǎo)致煙囪裂縫產(chǎn)生的原因,大致可分為以下幾類:
(1)煙囪作用的常規(guī)靜、動荷載過大或次應(yīng)力的產(chǎn)生
在設(shè)計計算階段,計算模型不合理、設(shè)計斷面不足、結(jié)構(gòu)計算時部分荷載漏算、構(gòu)造處理不當(dāng)?shù)葧篃焽柙诤奢d的作用下發(fā)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)微裂縫。這種由常規(guī)靜、動荷載或次生應(yīng)力所產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫。荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點(diǎn),其分布規(guī)律是沿主拉應(yīng)力方向開展,其走向與主拉應(yīng)力方向亞直。這次裂縫名出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)。
(2)煙囪溫度變化頻繁或溫差過大
煙囪具有熱脹冷縮的性能,當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化,煙囪將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過煙囪抗拉強(qiáng)度時即產(chǎn)生溫度裂縫,從而導(dǎo)致煙囪外壁裂縫鋼筋外露等。
(3)煙囪混凝土的干縮
在煙囪混凝土中,水以結(jié)合水、層間水、物理吸附水和毛細(xì)水等狀態(tài)存在。當(dāng)這些水在煙囪硬化過程中失去時,水泥漿體就會收縮,當(dāng)收縮受到限制產(chǎn)生收縮應(yīng)力時,就會產(chǎn)生裂縫。煙囪收縮裂縫的特點(diǎn)是大部分屬于表面裂縫,裂縫寬度較細(xì),且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)律。煙囪施工中,由于煙囪的干縮所引起的干縮裂縫是最常見的。
(4)煙囪施工質(zhì)量不良
在煙囪施工過程中,施工工藝不合理、煙囪施工質(zhì)量低劣以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度不足等,容易產(chǎn)生縱向、橫向、深淺不同的各種裂縫。
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