烟囱是工业生产不可缺少的工程项目,钢筋混凝土烟囱是目前我国应用最为广泛的烟囱结构形式之一。随着中国在海外承担的工程建设项目越来越多,而大量涉外工程要求采用美国规范进行设计,因此了解中美烟囱设计规范的差异,借鉴美国规范并不断完善中国烟囱设计规范是非常必要的。近些年来,为了提高烟囱的排烟能力和燃料利用率,烟囱的高度不断增加。高耸烟囱对地震作用极其敏感。现行烟囱设计规范主要通过概念设计和构造措施实现抗震设防目标,因此,在某些情况下烟囱仍有可能发生破坏或者倒塌。基于结构性能的地震易损性分析,可以更好地确定并评估不同性能目标要求下结构的抗倒塌风险。为了完善我国钢筋混凝土烟囱设计方法,实现与国外(特别是美国)设计规范接轨,并系统分析烟囱在地震作用下的抗倒塌性能,本文开展的工作和研究结论如下:(1)基于中国《烟囱设计规范》(GB 50051-2013)和美国《钢筋混凝土烟囱设计规范》(Design and Construction of Reinforced Concrete Chimneys,ACI 307-08),从基本风速、顺风向风荷载、横风向共振判断、荷载组合、环向风弯矩、附加弯矩、正截面极限承载力计算方法和其他设计规定等方面对钢筋混凝土烟囱设计及计算方法进行了全面对比分析。结果表明,两国规范在烟囱设计和计算方法上均存在一定差异。(2)采用分层组合模型,对钢筋混凝土烟囱截面开展了弯矩-曲率(M-φ)非线性分析,分别计算了承载能力和正常使用极限状态下风荷载产生的附加弯矩,结合我国规范计算方法确定了刚度折减系数。另外,分析了承载能力极限状态下竖向钢筋配筋率对烟囱刚度折减系数的影响规律。研究表明,按照我国规范计算附加弯矩时,刚度折减系数取值偏于保守,考虑到美国规范没有附加弯矩的要求,建议对我国烟囱设计规范中刚度折减系数进行适当提高。在一定配筋范围内,附加弯矩随配筋率的增加而减少。(3)基于增量动力分析(IDA)方法,提出了适用于钢筋混凝土烟囱结构的地震易损性分析方法。利用OpenSees软件建模,分析了烟囱不同高度截面曲率延性系数最大值随地震强度增加的变化规律,确定了四个地震水准下不同性能的超越概率,并对比研究了筒壁开孔洞对烟囱结构易损性的影响规律。通过工程实例计算表明,在8度多遇、设防和罕遇地震作用下,按现行规范设计的烟囱结构能够满足抗震设计的要求,但在8度特大地震下,抗震能力不足。开设洞口会造成洞口截面处曲率延性系数的增加,洞口位于底部时由于提高了底部延性耗能能力,降低了烟囱中上部发生折断或错位的风险。