本實用新型涉及一種排煙筒支承裝置，屬于煙囪技術領域。

背景技術：

為了提高設計水準，實現直接承受風等外部荷載與直接承受煙氣作用的這兩種不同性質的荷載或作用分別由不同結構來承擔，并滿足不同使用期限的檢修與維護要求，國內外通常采用鋼筋混凝土外筒承受風荷載、地震以及內筒自重與水平位移等作用，并采用一個或多個內筒專門用于排放具有高溫與腐蝕作用的煙氣，實現了內、外筒的功能分離，從而產生了套筒式或多管式排煙排煙筒(當排煙內筒為1個時，稱為“套筒煙囪”；當排煙內筒為2個或以上時，稱為“多管煙囪”)。

排煙內筒屬于筒殼結構，其特點是主要承受各種作用產生的中面內力，或者說沿“殼體薄膜”方向均勻受壓或受拉時，才能夠充分發揮材料的力學性能。在自重作用下，只有內筒水平截面與基礎表面或支承平臺表面直接垂直接觸時，內筒水平截面內的豎向應力才能達到“均勻”、中面受力，才能最大限度發揮“薄殼結構”的沿薄膜方向受力特點，從而實現大幅度節約內筒材料用量。

排煙內筒通常采用自立式、懸掛式或下部自立與上部懸掛相組合等方式。自立式排煙筒是排煙筒較為常見的一種結構形式，即內簡直接安裝在煙囪基礎或某一底部平臺上，承受自身的重量，內筒在自重作用下處于受壓狀態，因此，在外力和自重作用下，自立式內筒處于彎壓狀態，其結構壁厚往往是穩定控制。懸掛式內筒則將內筒支承在煙囪上部平臺，內筒在自重作用下處于受拉狀態，其結構壁厚在不考慮煙氣負壓的情況下是由材料的受拉強度控制的，因此，自立式內筒的筒壁厚度要大于懸掛式內筒的筒壁厚度。

由于排煙筒的工作特點，只有排煙筒的豎向支承平臺標高低于煙道入口底標高時，內筒水平截面才能夠均勻的作用在用于支承內筒的基礎或平臺之上，從而達到在自重作用下“中面受力”，這就是通常的自立式排煙筒。按照目前國內外內筒支承的做法，除了通常自立式排煙筒外，其余豎向支承平臺標高高于煙道入口頂標高的內筒均不能在自重作用下“中面受力”，都要不同程度地承擔不均勻的局部彎矩作用，造成內筒局部范圍厚度增加較多，且需采取附加加強措施。

除了通常的自立式排煙筒外，目前國內外排煙筒均采用多支點懸挑方案，即在支承平臺上設置4～8個懸挑短梁來承擔整個排煙筒重量(如圖1所示)，這種支承方式會使得排煙筒產生較大的局部彎矩，造成內筒支承標高上下一定高度范圍的內筒水平截面形狀由圓形變為非圓形截面(如圖5所示)，內筒筒壁產生較大內應力，需要對支承區域的排煙筒進行大規模加固(如圖2所示)。理論上，這種方案的要求是排煙筒有極大的環向剛度，以便抵抗排煙筒局部變形，而排煙筒是一個薄壁殼體，特別是做成整體懸掛式排煙筒時，其出發點就是進一步降低排煙筒壁厚，上述方案顯然是違背了設計初衷。這種支承技術方案造成內筒設計不經濟，更為重要的是排煙筒在其使用壽命內一直處于不合理受力狀態，一旦遇到極限設計工況或局部損壞，將導致整個簡體因局部失穩而垮塌。

目前，實際工程中的懸掛鋼排煙筒就是通過多道環向加勁鋼梁來抵抗因局部彎矩所產生的較大內應力。但對于玻璃鋼排煙筒，采用這種加固方法基本上是無法實現的。因為玻璃鋼的環向抗彎彈性模量僅為鋼材的1/10左右，如果通過局部加厚和設置多道環梁是行不通的。針對這種情況，目前玻璃鋼內筒支承做法較上述鋼內筒支承方式有了一定改進(如圖3所示)，即利用懸挑短梁做支承，設置一個環形內筒支承鋼梁(如圖3所示)，由環梁實現對玻璃鋼內筒的“均勻支承”(如圖4所示)。然而，因圖4所示環形支承鋼梁豎向剛度較小，在內筒作用下，鋼梁表面沿圓周方向豎向變形在短梁支承位置與非短梁支承位置是不一致的，環梁在內筒作用下水平表面變形呈“波浪形”，“波浪”的多少及波高大小與支承短梁的數量和內筒自重有關，從而造成被支承內筒產生局部彎矩和較大內的應力，使得內筒水平截面形狀由圓形變為非圓形截面(如圖5所示)，但相較直接短梁支承內筒做法，這種做法使內筒受力性能有了一定改善，但仍然存在很大缺陷。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提供了一種節約筒壁材料、提高排煙筒可靠性的排煙筒支承裝置，解決了排煙內筒因豎向支承不均勻受力而產生較大內應力和局部失穩的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供了一種排煙筒支承裝置，其特征在于，按受力性質劃分為以受壓為主支承裝置和以受拉為主支承裝置，以受壓為主支承裝置包括正截錐殼、下環板和上環板，正截錐殼的兩端分別與下環板和上環板連接；以受拉為主支承裝置包括倒截錐殼和下部環形角鋼牛腿，下部環形角鋼牛腿設于倒截錐殼的下部，正截錐殼或倒截錐殼的小口徑端與排煙內筒連接，正截錐殼或倒截錐殼的大口徑端與支承平臺連接。

優選地，所述的正截錐殼或倒截錐殼與排煙內筒、支承平臺同心設置。

優選地，所述的支承平臺的內半徑小于正截錐殼或倒截錐殼的大口徑端半徑，且大于正截錐殼或倒截錐殼的小口徑端半徑。

優選地，所述的支承平臺為鋼平臺或鋼筋混凝土平臺或鋼與鋼筋混凝土組合平臺，也可為鋼環梁或鋼筋混凝土環梁。

優選地，所述的排煙內筒為鋼排煙筒或玻璃鋼排煙筒。

優選地，所述的下部環形角鋼牛腿上設有水平角鋼，水平角鋼可與倒錐殼連接，也可不連接。

優選地，所述的以受壓為主支承裝置通過鋼內筒支承環與排煙內筒連接，鋼內筒支承環為角鋼、槽鋼、倒牛腿或環形鋼梁；以受拉為主支承裝置通過玻璃鋼支承牛腿與排煙內筒連接。

本實用新型利用上、下口徑不同的“截錐殼體”，將較小直徑的排煙筒的內力均勻地傳遞給較大直徑的支承平臺，實現了內力傳遞的“連續”性，排煙筒與截錐殼支承裝置均“中面受力”，是將排煙筒之圓柱殼內力“無縫”轉換為截錐殼內力，截錐殼支承裝置均勻受壓或受拉。其中，當采用正截錐殼支承裝置時，截錐殼在自重作用下主要受力特征為受壓；當采用倒截錐殼支承裝置時，截錐殼在自重作用下主要受力特征為受拉。兩種支承方式均充分發揮了“薄殼結構”的沿薄膜方向受力特點，進而最大限度地為排煙筒提供了“中面受力”基礎。與傳統支承裝置相比，本實用新型在提高排煙筒的安全性、可靠性、耐久性與經濟性等方面，具有絕對優勢。

附圖說明

圖1為傳統鋼內筒支承方式示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖(排煙筒為鋼排煙筒)；

圖3為傳統內筒支承方式的改進形式示意圖，與圖1相比增加了鋼內筒支承壞；

圖4為圖3的B-B剖視圖(排煙筒為玻璃鋼排煙筒)；

圖5為采用傳統內筒支承方式或傳統內筒支承改進形支承時，圓形排煙內筒水平截面變形示意圖；

圖6為圖5的C-C剖視圖，是鋼排煙內筒垂直截面變形示意圖；

圖7為圖5的C-C剖視圖，是玻璃鋼排煙內筒垂直截面變形示意圖；

圖8為本實用新型“排煙筒支承裝置”示意圖(截錐殼為正錐殼)；

圖9為本實用新型“排煙筒支承裝置”示意圖(截錐殼為倒錐殼)；

圖10為圖8和圖9的D-D剖視圖。

圖中，1-支承短梁；2-支承鋼梁；3-鋼筋混凝土外筒；4-鋼內筒；5-支承環梁；6-玻璃鋼內筒；7-正截錐殼；8-下水平環板；9-上水平環板；10-鋼內筒支承環；11-支承平臺；12-倒截錐殼；13-下部環形角鋼牛腿；14-玻璃鋼支承牛腿；r0支承平臺內半徑；r1-截錐殼的小口徑端半徑；r2-截錐殼的大口徑端半徑。

具體實施方式

為使本實用新型更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本實用新型為一種排煙筒支承裝置，如圖8-圖10所示，該排煙筒支承裝置包括兩類連接方式：一類為正截錐殼連接方式，一類為倒截錐殼連接方式。當采用正截錐殼連接時(如圖8所示)，支承裝置包括正截錐殼7、下水平環板8和上水平環板9，正截錐殼7的兩端分別連接下水平環板8和上水平環板9，下水平環板8與支承平臺11連接，上水平環板9與排煙內筒連接，正截錐殼7內力以受壓為主；當采用倒截錐殼連接時(如圖9所示)，支承裝置包括倒截錐殼12、下部環形角鋼牛腿13，倒截錐殼12上部大口徑端與支承平臺11連接，下部環形角鋼牛腿13與排煙內筒連接，倒截錐殼12內力以受拉為主。

正截錐殼連接方式的排煙筒支承裝置通過鋼內筒支承環10與排煙內筒連接，鋼內筒支承環10可以為角鋼、槽鋼、倒牛腿或環形鋼梁等；倒截錐殼連接方式的排煙筒支承裝置通過玻璃鋼支承牛腿14與排煙內筒連接，玻璃鋼支承牛腿14主要以用于玻璃鋼內筒6為主。

無論采用正截錐殼7還是倒截錐殼12的支承裝置，兩種支承裝置均是將直徑較小的排煙內筒重量“直接且均勻”地傳遞給直徑較大的支承平臺11，其中截錐殼的小口徑端半徑r1、支承平臺11內半徑r0和截錐殼的大口徑端半徑r2之間關系為：r1＜r0＜r2。

當采用如圖8所示的正截錐殼7的支承裝置時，支承裝置以受壓為主；當采用如圖9所示的倒截錐殼12的支承裝置時，支承裝置以受拉為主。從受力方面講，倒截錐殼12的支承裝置受力性能更優，但從安裝、檢修方面講，正截錐殼7的支承裝置更方便。

圖8和圖9的兩種支承裝置，因截錐殼均勻傳力，使得排煙內筒在自重作用下沿周圈均勻受力，克服了傳統“多點分布”支承方式的不均勻受力問題，避免了內筒因局部受力較大所產生的局部失穩，改善了內筒受力性能，在內筒支承段基本無需加固的前提下，大幅度地提高了內筒的安全性與可靠性。與傳統支承方式相比，傳統支承方式下的內筒雖然進行了大量加固，但其安全性與可靠性仍無法與本實用新型相比。

本實用新型既適用于一般鋼內筒4支承，更適用于玻璃鋼內筒6支承。

本實用新型環形的支承平臺11可采用鋼筋混凝土平臺、鋼平臺、鋼與混凝土組合平臺，也可采用鋼筋混凝土環梁或鋼環梁。

本實用新型適用于新建煙囪，在既有煙囪改造時更具優勢。

本實用新型既適用于套筒煙囪，也適用于多管煙囪。

以上列舉的僅為本實用新型的具體實施例，顯然本實用新型不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領域的技術人員如果從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應屬于本實用新型的保護范圍。