【行业标准】 石油化工排气筒和火炬塔架设计规范

ICS 91. 080. 10
备案号：12002-2015
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3029—2014
代替H3029—1991
石油化工排气筒和火炬塔架设计规范Design specification for derrick of exhaust andflarc stack in petrochemical industry发布
2014-07-09
2014-11-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
规范性引用文件
术语和符号：
术语·
符号·
4设计原则·
一般规定
塔架形式选择
5荷载及作用
荷载分类及组合，
风荷载·
地震作用
覆冰荷载
塔渠计算
连接计算
节点板连接
球节点连接··
钢管直接焊接连接-
法兰盘连接
铰腕支座·
般规定
节点板连接的构造
空心球连接的构造
钢管接焊接连接的构造
法兰盘连接的构造
9抗震措施
一般规定
一级抗震等级塔架
地基与基础
防腐设
SH/T 3029—2014
SH/T 3029—2014
12施工要求
附录A（资料性附录）原始资料.附录B（资料性附录）焊缝及螺栓连接的强度设计俏.附录C（资料性附录）防腐蚀涂层配套举例本规范用词说明
附：条文说明·Www.bzxZ.net
Foreword-
Norrmative reference
Terms and definitions.
3. 1Terms
3.2 definitions-
Design principles
General-
4. 2 Derrick type-
Material..
Hoisting
5 Loads and action-
5. 1 loads and conbination
5.2 Wind loads*
Seismic action
5. 4 Ice loads..-
6 Dcrrick caculation
Connection caculation
7. 1 Guasset platc connection7. 2 Spherical node connection....7.3Pipe welding connectin..
7.4 Flange conncction-.
7.5Wristhingc connection
8Dctails
8. 1 General..
8.2Dctails of gussetplate connectionContents
8.3Dctails of spherical node conncction8.4Dctails of pipewelding connectin8.5Dctailsof flangeconnectiong Seismic measures
9. 1 General for seismic dcsign9.2 Specification for high scismic fortification intensity..10
Foundation-
Anticorosive design
rrKacaOraiKAca=
SH/T 3029—2014
SH/T3029—2014
12RequiremcntsforconstructionAnnex A (Infornative) Design informationAnnex B (Informative) Capacity design value for weld and bolt connection**AnnexC（Informativc）Anticurrasivedesign exampleExplanationofwordinginthisspecificationAdd:Explanation of artieles
SH/T 3029—2014
根据华人民共和国下业利信息化部《2011年第批行业标准制修订计划》（丁信厅科[2011]75号）的要求，规范编制组经泛谢查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在！泛征求有关设计、施工、生产等方面意见的基础上，修订了本规范。本规范共分12章和3个附录。
本规范的丰要技术内容是：石油化上排气简和火炬塔架的设计原则，荷载及作用，塔架计算，连接计算，构造，抗震措施，地基与基础，防腐蚀设计，施工要求，本规范是在SH3029一1991《石油化工企业排气简和火炬塔架设计规范》的基础上修订而成，修订的主要技术内容是：
根据近年颁布实施的国家有关规范对原规范进行了全面的修订补充；增加了抗震措施章.
本规范出中国石油化工集团公司负责管理，山中国石汕化工集团公司建筑设计技术中心站负责H常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见利建议，请寄送口常管理单位和上编单位。
本规范日常管理单位：中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站通讯地址：河南省洛阳市洲西路27号邮政编码：471003
电话：0379-64887187
传真：0379-64887187
本规范主编单位：中国石化工程建设有限公司通讯地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101
本规范主要起草人员：张克峰张俊陈春本规范主要审查人员：王松生邱正华嵇转平郑洪忠张永杰李立吕应付钊
黄钟喜
李开文　崔忠涛任意刘德文
本规范1991年首次发布，本次为第1次修订。rrKacaoraikAca=
健赵福运
1范围
石油化工排气筒和火炬塔架设计规范本规范规定了石油化工排气筒租火炬塔架的结构设计、构造及其他要求。本规范适用于高度150米及以下的石油化工排气筒和火炬塔架的设计。2规范性引用文件
SH/T 3029—2014
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注H期的版本适用于本规范：凡是不注日期的引川文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用丁本规范。GB/T 700
GB/T 1228
GB/T 1229
GB/T 1230
GB/T 1231
GB/T 1591
GB/T 3632
GB/T 3633
GB/T 5117
GB/T 5118
GB/T 5313
GB/T 8923
GB50007
GB50009
GB50010
GB50011
GB 50017
碳素结构钢
钢结构用大六角头栓
钢结构用高强度大六角型式与尺小钢结构用高强度势圈型式与尺寸钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、热圜技术条件低合金高强度结构钢
钢结构扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件碳钢焊条
低合金钢焊条
厚度方向性能钢板
涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级建筑地基基础设计规范
建筑结构荷载规范
混凝土结构设计规范
建筑抗震设计规范
钢结构设计规范
GB 50046
工业建筑防腐蚀设计规范
GB 50135
GB 50212
高耸结构设计规范
建筑防腐蚀工程施工及验收规范GB 50453
石油化下建（构）筑物抗震设防分类标准SH/T 3406
石油化工钢制管法兰
石油化工钢结构工程施工质量验收规范SH/T 3507
3术语和符号
3.1术语
下列术语和定义适用丁本规范。3.1.1
塔架 Derrick
刑于支承排气筒和火炬塔架的白立式高耸钢结构。SH/T 3029—2014
3.2符号
下列符号适用于本规范。
3.2.1作川及作用效应
Mu、Qu、Nu
Mah、Mrh
Mhe.r、MBe.b
横腹杠在地震作用介下的轴力产生的轴向应力最人值（绝对值)；塔柱在地震效应组合下的轴应力最大值（绝对值）；斜腹杆在地震作用纠含下的轴力产生的轴向应力最大值（绝对值)；集中于质点、i的重力荷载代表值；塔架等效总重力荷载；
一计算地震作用时塔架的总重力荷载代表值：计算截面上对X轴的弯矩；
计算截面上对Y轴的弯矩；
计算范围内的最人弯矩：
横腹杆在平面外的截面抗弯承载力设计值：-连接的极限受弯、受剪和受拉的承载力：连接的侧向受弯承载力；
横腹杆在平面内的塑性藏而折减受弯承载力：斜腹杆在平面内的截面折减受弯承载力：斜腹杆在平面外的截面受弯承载力；横腹杆消能段左侧和石侧的塑性截面的受弯承载力：分别为横腹杆消能梁段左侧和右侧的塑性截面的折减受弯承载力；轴心拉力或压力；
欧拉临界力：
N意构件的轴力;
杆件内力；
Ob、Ap
OhrNhr
3.2.2计算指标
设计荷载作用下基础底面积上的上壤反力；分别为横履打的截面受剪，受拉承载力设计值：分别为斜胺杆的截面受剪、受拉承载力：非圆形截面构件单位表面积上的覆冰荷载；圆形载面构件单位长度上的覆冰荷载；垂直于转轴的支座反力设计值：振型水平地震作用产生的作用效应：节点处两侧横胶杆的塑性截面的折减受弯承载力之和；风速、剪力；
横腹杆的消能梁段的受剪承载力设计值；沿塔架高度作用的风荷载；
基本风压；
1振型1质点的水平相对位移；
为单位水平力F-1N作川于塔顶时，在塔顶处的水平位移。塔架总竖向地震作用（标准值）；FEvk
质点的竖向地震作加（标准值）；rrKacaoaiKAca=
塔架/振型质点i的水乎地震作用（标准值)；SH/T 30292014
钢材的基本强度设计值、地基承载力设计值、柱脚与基础的摩擦系数；f\-一角焊缝的基本强度设计值：fe
熔合线上焊缝抗剪基木强度设计值：螺栓的抗拉基本强度设计值；
螺栓的抗剪基本强度设计值：
螺栓承压基本强度设计：
钢材的服强度；
-横腹杆杯钢材屈服强度；
NE.b、Ve.b
NEeVec,Mre-
横腹杆钢材抗剪强度；
斜腹杆钢材屁服强度：
斜腹杆钢材抗剪强度：
空心球受压承载能力：
空心球受拉承载能力；
-一个螺栓的受剪承载力设计值：：个螺栓的受拉承载力设计值：横股杆的地震组合下的轴力设计值和1剪力设计值；要求的斜腹杆受压承载力设计值：地震组合下斜腹杆的轴力设计值；地震合下塔柱的轴力，剪力、弯矩设计值；Ne、V、M一-要求的塔柱抗轴力和受剪、受弯承载力设计值：3.2.3几何参数及计算系数
构件毛截面面积、轴的截面积；Ag—.--腹杆有效毛面积；
A=—一冲切破坏锥体斜截而的上边长与下边长的乎均值A
构件净截面积：
An—横杆的有效抗轴力面积；
An—横腹杆的有效抗剪面积；
An.br—-斜腹杆的净截面而积；bmin
节点板的最小有效宽度；
覆冰厚度：
空心球外直径：
D。一 -螺栓中心所在圆的直径;d一圆形构件、钢管构件、螺栓及螺轻孔的直径、转轴直径；de
螺栓在螺纹处的有效直径：
H、H—-集中于质点i、/的计算高度：钻——角焊缝的有效厚度：
SH/T 3029—2014
构件边缘至螺栓中心的距离；
基础冲切破坏锥体的有效高度；塔架迎风面在底郝的宽度；
塔架迎风面在项部的宽度；
角炽缝的总计算长度；
振型数；
塔柱数、构件-端连接的螺桦数；所计算截面（最外列骤栓处）上的螺栓数；上轴支承板或下轴支承板形成的剪力面，取其中较小值；结构构件的调整系数：
7振型的参与系数；
冲切破坏锥体，上周边长S:与下周边长S的乎均值；塔架基本白振周期；
节点板的厚度、法兰盘的厚度：在同一受力方向承压构件的总厚度；对X轴的净截面抵抗矩；
作用于他矩半面内受压区最大毛截面抵抗矩：横腹杆在平面内的有效塑性截面模量：钢管横腹杆的截面模量；
横腹杆在平面外的截面模量；
斜腹杆在平面内的截面模量；
一斜腰杆在平而外的截面模量：War.y
塔柱的塑性截面模量，采塔柱的全裁面计算：横腹杆的抗剪承载力折减系数；-横腹杆的消能梁段长度；
相应丁/振型的计算周期T的地震影响系数；竖向地震影响系数，取0.65αmx，αm为水平地震影响系数：与构件直径有关的覆冰厚度修正系数；覆冰厚度的高度递增系数；
风振系数动力部分的基本值；
Z高度处的风振系数；
覆冰重度；
结构重要性系数：
-抗力的抗震调整系数；
脉动增大系数：
考虑风压脉动和风压高度变化等影响系数；考虑振型、结构外形的系数：
塔柱倾斜角：
轴心受压构件稳定系数；
rrKacanaiKAca=
-受弯构件的整体稳定系数：
弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；甲,——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数；s—-风载体型系数：
———风压高度变化系数；
—空心球的壁厚。
4设计原则
4.1一般规定
SH/T3029—2014
4.1.1塔架主体结构安伞等级应按一级设计，抗震设防类别应按GB50453的规定采用。地基基础设计等级为中级。
4.1.2排气筒和火炬头的高度应根据生产、安全和坏保等因素确定。塔架高度可低于钢制排气简或火炬头高度101m左右。
4.1.3建筑场地为IV类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区，除本规范另有规定外，宜分别按抗震设防烈度8度（0.20g）和9度（0.40g）时的抗震设防类别要求采取抗震构造措施：4.1.4：塔架应根据设防分类，烈度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。内类塔架抗震等级应按表4.1.4的要求确定。表4.1.4塔架抗震等级
抗震设防裂度
抗震等级
4.1.5塔架受力构件及其连接件的最小厚度不宜小于8mm。采用钢管结构时，其最小壁厚不亢小丁6mm：采用小断面组合构件时，构件厚度应留有足够的腐蚀裕度，火炬塔架不宜小于0.5mm，排气筒塔架不小丁1.0mm
4.1.6火炬塔架顶部平台尺寸应满足火炬头的维修需要。当采用正方形塔架时，平台边长小宜小于4m；采用一角形塔架时，平台边长不宦小丁7m，所有栏杆高度不得低丁1.2ma4.1.7沿塔架高度应设置水平横隔。可隔一个节间设置一道，正三角形塔架可2个～~3个节间设置一道，但在塔柱变坡度处应设置水平横隔：4.1.8沿塔架高度应设置你息平台，其间距不宜大于201m。平台设在塔架水平横隔处，月应考虑垂与水平交通
4.1.9塔架应根据所排放气体的腐蚀情况和所在场地环境等因素进行防腐蚀处理，火炉炬塔架上部10m～20m的构件表面的防腐蚀处理应考患90℃～100℃的高温影响4.1.10设让塔架时，应考虑制作、运输、安装、维扩检修等要求，并在经济合埋的条件下注意塔体的造型美观，
4.1.11设让塔架时，各项原始资料的内容可参照附录A。4.2塔架形式选择
4.2.1塔架平面形式宜采门止三角形或矩形。4.2.2塔架底部边长应根据计算确定，可取塔架高度的1/5~~1/8，但不宜小于1/10。4.2.3塔架外形沿高度变化时，其外形宜接近弯曲线，们折点不亢过多。4.2.4塔架腹杆体系可采用交叉斜杆、K形或V形斜杆等支撑体系。宜采用交义斜杆腹杆体系，也5
SH/T 3029—2014
可采用预应力柔性圆钢交叉斜杆腹杆体系，但抗震设防塔架，不得采用K形斜杆腹杠休系，深人字形或V形斜杆腹杆体系时，横腹杆在两塔柱之间应连续。4.2.5塔架杆件亢选择钢管、圆钢等风阻较小的断面。当选用型钢纽合断面时，宜采月封闭式断面。
4.3材料
4.3.1塔架结构及其锚固螺棒的材料采平炉或氧化转化炉碳紫结构钢Q235钢利1低介金结构钢Q345钢和Q390钢，其质量应分别符合GB/T700、GB/T1591的规定，并应保证抗拉强度、伸长率、尿服强度、冷弯试验、冲击韧性的合格和硫、磷含量符合限值。对焊接塔渠应保证碳含量符合限值。
4.3.2焊接塔架宜采用低氢型焊条（例如E4315、E4316和E5015、E5016等），其质量应符合GB/T5117利GB/T5118的规定。选用焊条型号应与主体金属相匹配。4.3.3塔架采刃螺栓连接时，应采用高驱螺栓连接，其质品应分别符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T 1230、GB/T 1231或GB/T 3632、GB/T 3633的规定。4.3.4采门焊接连接的节点，当板厚等于或大于40mm，并沿板厚度方向受拉时，应按现行标准GB/T5313的规定，附加板厚度方向的断而收缩率不小于Z15级的规定。4.3.5抗震设防的塔架结构，其钢材的强而比（u/fy）不应小于1.2，且应有明显的屈服台阶：伸长率应大了20%：
4.3.6球节点连接的单心球，选用Q345钢4.3.7在石化丁程中，塔架结构常用的钢号：常温地区可选用Q235钢和Q315钢：a
b）寒冷地区可选用Q235钢和具有-20℃冲击试验合格保证的Q345钢：c）严寒地区可选用Q390钢和具有-30C冲山试验合格保证的Q345钢。注：当塔架所采用的设计温度高于-20C时为带温：等丁、低于-20℃时为寒冷，等丁、低丁-30℃时为严寒。4.4吊装
4.4.1塔架可采用地面纠装后体吊装或在高空分段纽装。当采用整体吊装时，应在施工组织设计中，根据吊装状态的核算结果，对塔架点处的构件及塔底部等部位采取临时或永久措施进行加固，当采用分段组装时，应根据结构特点，结合运输、起重能力及施工场地等条件，将塔架划分为若丁组装单元。划分组装单元时，应尽可能扩人纠装单元。节点连接可采用法兰盘连接或球节点连接等。4.4.2塔架采用散装时，应尽可能扩大组装件，并置采月法兰盘连接4.4.3塔架的组装节点距杆件的连接节点的距离宜大」2倍~-3倍所在杆件的最大断面尺寸，塔柱的组装节点还宣高出平台1.3m。
4.4.4抗震设防塔架的组装连接，采川烁接连接时，全部连接炽接均应采全熔透焊缝：当采用有局部或全部未焊透的焊缝难接时，杠件轴拉地震不利纽合宜乘以增大系数，5荷载及作用
5.1荷载分类及组合
5.1.1塔架上的荷载可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载：a）水久荷载：结构重、固定的设备、排气简、梯子、平台及配管、保温等重量：b）可变荷载：风荷载、雪荷载、覆冰荷载、平台活荷载、安装检修荷载、温度变化等：偶然荷载：爆炸力等。
rrKicaaaiKAca-
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