烟囱震害分析及对策

10.1　烟囱震害分析及对策

(1)砖烟囱震害分析

砖烟囱在地震中破坏比较普遍。在汶川地震中，砖烟囱的损坏相当严重，很多砖烟囱受损倒塌。未倒塌的砖烟囱的主要破坏形式为中上部产生水平裂缝和环形断裂，其次为斜裂缝。

砖烟囱砌体抗拉强度低，当水平地震作用产生的弯曲拉应力超过砖砌体的抗拉强度时，烟囱砌体便会出现水平开裂；当竖向地震作用产生的竖向拉应力超过砖砌体的抗拉强度时，会造成筒身环向断裂；当地震作用下斜向主拉应力超过砖砌体的实际抗拉强度时，将造成筒身斜向裂缝。以上几种形式的破坏发展到一定程度，就可能导致砖烟囱的局部或整体垮塌。图10-1所示为绵竹市汉旺镇某烟囱在地震中断裂成3段。图10-2所示为什邡水泥厂砖烟囱在地震时的破坏情况，其顶部已经掉落。图10-3所示为什邡某砖烟囱受震害影响顶部掉落，残损的上部与下面出现错位。

图10－1　绵竹市汉旺镇某烟囱断裂成3段

图10－2　什邡水泥厂砖烟囱破坏

图10－3　什邡某砖烟囱顶部掉落并错位

图10－4　陕西汉中洋县某砖烟囱震损断裂

另外，有的烟囱因为鞭梢效应，筒体已经错开并即将坠落，如图10-4所示。发生这类破坏的原因，是地震对烟囱顶部的作用有放大效果，其破坏应力超过了砖砌体的抗拉、抗剪强度，导致砌体开裂并断裂。为了避免类似破坏，应采用配筋砖砌体、钢筋混凝土构造柱和圈梁组成的组合砖砌体。在组合砌体施工中，应保证钢筋在混凝土中的锚固和搭接长度满足抗震构造要求。在抗震设防烈度为8度、9度的高烈度地区，不宜采用砖砌烟囱；抗震设防烈度在8度以下的地区，高度在60m以上的烟囱不宜采用砖砌烟囱。已建的烟囱可采用不同的加固措施，例如将扁钢围拢，形成一个笼子，捆绑住砖烟囱，以加强其整体牢固性。图10-5所示为西安建筑科技大学东校区(原陕西钢厂厂区)内的砖烟囱，经扁钢加固，在2008年汶川地震波的远场作用下未出现损坏，而其旁边的另外一幢厂房，其山墙与顶部压梁却被震裂、震开，部分砖块掉落。

(2)钢筋混凝土烟囱震害分析

汶川地震中，震区的钢筋混凝土烟囱受损较轻，大都基本完好。震害主要表现为内衬砌体裂缝、钢筋混凝土烟囱筒体裂缝、整体倾斜、与烟道连接处破坏等。

虽然地处震区的钢筋混凝土烟囱受损较轻，据中央电视台报道，远离震中的西安在汶川地震时却有钢筋混凝土烟囱出现严重破坏的情况。这是由于烟囱的震害不仅与地震烈度有关，还与场地、构筑物的自振周期等因素有关。

图10－5　原陕西钢厂厂区内砖烟囱(扁钢加固)

(3)烟囱抗震对策

1)在抗震设防烈度为8度、9度的高烈度地区，不宜采用砖砌烟囱；抗震设防烈度在8度以下的地区，高度超过60m的烟囱不宜采用砖砌烟囱。当采用砖砌烟囱时，应采用配筋砖砌体、钢筋混凝土构造柱和圈梁组成的组合砖砌体。在组合砌体的施工中，应保证钢筋在混凝土中的锚固和搭接长度满足抗震构造要求。

2)已建的砖烟囱可采用扁钢围拢进行抗震加固，使扁钢形成一个笼子，捆绑住砖烟囱，以加强其整体牢固性。

3)遵照国家规范标准，经抗震设计的钢筋混凝土烟囱具有较好的抗震能力。