Опорные металлоконструкции для промышленных дымовых труб

Это несущий каркас, к которому крепятся газоотводящие стволы дымовой трубы. Он воспринимает и передает на фундамент все действующие нагрузки: 

• собственный вес газоотводов с теплоизоляцией, 
• давление ветра, вес снега и наледи, 
• динамические воздействия от вибраций и сейсмики. 

Опорная конструкция также служит основанием для размещения площадок обслуживания, лестниц, системы молниезащиты и светового ограждения.

В зависимости от геометрической формы и пространственной схемы работы различают несколько типов каркасов, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности и область применения.

Трехгранные фермы

Состоят из трех вертикальных поясов, расположенных в вершинах равностороннего треугольника и соединенных между собой системой раскосов и распорок. Такая геометрия обеспечивает высокую пространственную жесткость при минимальном расходе металла. 

Трехгранные башни применяются для размещения одного или двух дымоходов. Размер грани в основании варьируется от 1,5 до 4 метров в зависимости от высоты сооружения и количества стволов. Данный тип сооружений получил широкое распространение благодаря экономичности и технологичности изготовления.

Четырехгранные башни

Имеют квадратное или прямоугольное сечение. Четыре вертикальных пояса соединяются горизонтальными распорками и диагональными раскосами, образуя жесткую пространственную решётку. По сравнению с трехмерными аналогами такие конструкции обладают повышенной несущей способностью и позволяют разместить от двух до шести газоходов.

Четырехгранные фермы применяются для высотных дымовых труб от 30 до 120 метров, а также в случаях, когда требуется обеспечить размещение стволов большого диаметра или их значительное количество. Размер грани может достигать 5–6 метров, что позволяет организовать удобный доступ к внутренним элементам для обслуживания.

Плоские рамы

Плоская рамная опора представляет собой сооружение лестничного типа, состоящую из двух вертикальных стоек, соединенных горизонтальными ригелями. Пространственная устойчивость обеспечивается за счёт крепления дымоходов к раме и, при необходимости, дополнительных связей в перпендикулярной плоскости.

Плоские рамы отличаются простотой исполнения и минимальной металлоемкостью. Они применяются для невысоких дымовых труб (от 7 до 15 метров) с количеством стволов от одного до четырёх. Оптимальны для небольших котельных, где экономические соображения имеют приоритетное значение.

• Вертикальные пояса и стойки — основа всего сооружения. Они воспринимают сжимающие усилия от веса газоходов и изгибающие моменты от ветровой нагрузки. Для изготовления поясов используют трубы круглого или квадратного сечения, а также прокатные и гнутые профили. Сечение элементов увеличивается к основанию конструкции, где действуют максимальные усилия.
• Раскосы и распорки. Раскосы — диагональные стержни, соединяющие вертикальные пояса и обеспечивающие геометрическую неизменяемость каркаса. Они работают преимущественно на растяжение или сжатие в зависимости от направления ветровой нагрузки. Распорки (горизонтальные связи) фиксируют взаимное положение поясов и воспринимают поперечные силы. Для раскосов и распорок применяют трубы, уголки и швеллеры меньшего сечения, чем для основных поясов.
• Опорные площадки для стволов. С их помощью газоотводящие стволы крепятся к несущему каркасу. Нижняя площадка передает весовую нагрузку от ствола на каркас и одновременно фиксирует его положение в горизонтальной плоскости. Устройство площадки включает опорную плиту, рёбра жёсткости и узел примыкания к поясам фермы. Промежуточные площадки (направляющие опоры) устанавливаются по всей высоте с шагом 6–12 метров. Они обеспечивают боковую фиксацию ствола, но допускают его вертикальное перемещение при температурном расширении. Для этого применяются скользящие узлы с фторопластовыми или графитовыми прокладками.
• Хомуты и кронштейны крепления. Фиксация газоотводящих стволов к направляющим опорам осуществляется при помощи хомутов — разъёмных обечаек, охватывающих наружную поверхность ствола. Хомуты изготавливаются из полосовой стали и крепятся к кронштейнам болтовыми соединениями. Конструкция хомута должна обеспечивать надежную фиксацию ствола в горизонтальной плоскости и свободное вертикальное перемещение при температурных деформациях.
• Анкерная корзина. Обеспечивает связь металлоконструкции с фундаментом. Состоит из арматурных стержней с приваренными анкерными болтами. Устанавливается в опалубку и заливается бетоном, после чего анкерные болты используются для крепления опорных плит стоек каркаса.

Помимо основных элементов, в состав опорных сооружений также входят:

• Площадки обслуживания. Располагаются на нескольких уровнях: нижняя — у ввода газоходов для доступа к ревизионным люкам, промежуточные — с шагом 10–15 м, верхняя (светофорная) — для обслуживания оголовков, светового ограждения и молниеприемников. Изготавливаются из просечно-вытяжного листа или решетчатого настила, по периметру — ограждения высотой не менее 1,1 м с бортовой доской.
• Лестницы. Обеспечивают подъем на площадки. При высоте более 6 м оборудуются защитными дугами или системами вертикального страхования. Каждые 6–8 м предусмотрены площадки отдыха. Ступени — из рифленого или просечного листа.
• Молниезащита. Включает молниеприемники на вершине конструкции и токоотводы, соединенные с контуром заземления. 
• Световое ограждение. Обязательно при высоте трубы более 45 м. При высоте свыше 100 м огни устанавливаются в несколько ярусов. Кабельная разводка прокладывается в защитных трубах или лотках.

Для изготовления данных сооружений применяются стандартные (Ст3пс, Ст3сп) и низколегированные стали повышенной прочности (09Г2С, 14Г2). Выбор марки стали определяется климатическим районом строительства и расчетной температурой эксплуатации. 

Для защиты опорных металлоконструкций от воздействия внешних факторов, применяются два основных метода: горячее цинкование и нанесение лакокрасочных покрытий.

Горячее цинкование обеспечивает долговечную защиту за счет образования на поверхности стали слоя цинка толщиной 60–100 микрометров. Лакокрасочные покрытия наносятся по предварительно подготовленной поверхности и включают грунтовочный слой на основе цинкнаполненных составов и финишные слои атмосферостойкой эмали. Общая толщина покрытия составляет не менее 120 микрометров.

Выполняется в соответствии с требованиями СП 16.13330 «Стальные конструкции» и СП 375.1325800 «Трубы промышленные дымовые». 

При расчёте учитываются следующие нагрузки и воздействия: 

• собственный вес металлоконструкций и газоходов с теплоизоляцией, 
• вес площадок, лестниц и оборудования, 
• снеговая нагрузка, 
• ветровая нагрузка (средняя и пульсационная составляющие), 
• гололедная нагрузка, 
• температурные воздействия,
• сейсмические нагрузки (для соответствующих районов).

Особое внимание уделяется проверке на резонансные колебания. При совпадении частоты срыва вихрей с собственной частотой колебаний сооружения возникают резонансные явления, способные привести к усталостному разрушению элементов. Чтобы это устранить, применяют конструктивные меры: увеличивают жесткость каркаса, устанавливают демпфирующие устройства или аэродинамические интерцепторов (специальные элементов, которые гасят резонансные колебания).

Опорные металлоконструкции определяют надежность и безопасность всего сооружения. Правильный выбор типа конструкции, грамотное проектирование с учетом всех действующих нагрузок, качественное изготовление и монтаж позволяют обеспечить длительный срок службы дымовой трубы без дорогостоящих ремонтов.

Компания «Штольф» специализируется на проектировании и производстве опорных металлоконструкций для промышленных дымовых труб любой высоты и конфигурации. Собственные производственные мощности площадью более 3000 м² оснащены современным оборудованием для резки, сварки и антикоррозионной обработки металла. Мы выполняем полный цикл работ от разработки проектной документации до монтажа и пусконаладки.

Для получения консультации и расчета стоимости обращайтесь по телефону 8 (800) 300-63-64 или направляйте заявку на электронную почту info@stolf.ru.