研究钢烟囱体系的结构特点对整个火电工业有着重要的理论价值和广泛的应用前景。本文针对以金陵电厂钢烟囱为代表的新型自立式钢烟囱和以宝钢电厂钢烟囱为代表的塔架式钢烟囱进行了模态分析和抗风、抗震力学性能研究;并进一步对比了两种体系在结构、经济上的优劣;最后分析、讨论了超高钢烟囱的平面、立面、腹杆方案最优选择。本文主要研究内容有:对宝钢塔架式钢烟囱和以金陵新型自立式钢烟囱分别进行了模态分析、抗风性能研究、抗震性能研究,归纳出了两类钢烟囱体系的结构特点。通过CFD数值风洞模拟方法,得到了典型双筒烟囱的体型系数。通过对比,得到了风荷载一般情况下是超高钢烟囱决定性荷载的结论。在水平风荷载和地震作用下,塔架式钢烟囱的筒体只承受很少的水平荷载,大部分水平荷载都由塔柱承担;新型自立式烟囱筒体则承受很大的水平荷载,为主要的水平抵抗构件,且由于平面刚度不均,新型自立式钢烟囱易发生平面内的地震扭转耦合。新型自立式烟囱筒体厚度大,筒厚是由结构受力特性决定的,筒体材料利用率高;塔架式烟囱筒体厚度是由于工艺(抗腐蚀最小厚度)决定的,筒体材料利用率较低。研究成果可为超高钢烟囱结构分析、设计提供技术支持和参考。对相同几何条件的单筒、双筒新型自立式烟囱和塔架式烟囱进行了在经济、结构性能等方面的对比。得到结论:新型自立式体系也可以应用于单筒钢烟囱;新型自立式钢烟囱占地面积少,在经济上较有优势;塔架式钢烟囱在结构力学特性方面表现更好。研究结果可为超高钢烟囱的体系选择提供参考。通过各种结构方案的分析比较,得到关于超高钢烟囱平面、立面、及其腹杆的结构优化方案形式。对超高烟囱平面而言,同样高度的烟囱,三边形平面用料最省。结构最优立面形式应按风荷载的弯矩反算得到。设计中宜用刚性腹杆体系而非柔性腹杆体系;在选择刚性腹杆的具体形式时,“米”字形腹杆形式的刚度和经济性最好,“十”字交叉形腹杆形式经济性和刚度最差。研究成果可为结构设计方案选择提供依据和参考。