周淑娟 （上海建安化工設(shè)計(jì)有限公司，上海 200437)

趙自強(qiáng)(東華工程科技股份有限公司上海分公司,上海 200233）

立式圓筒形鋼制大型儲(chǔ)罐在進(jìn)行風(fēng)壓下罐壁的臨界壓力計(jì)算和風(fēng)載荷下儲(chǔ)罐傾覆穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，要引入風(fēng)載荷數(shù)據(jù)，如基本風(fēng)速、基本風(fēng)壓等。國內(nèi)GB50341所用風(fēng)載荷數(shù)據(jù)是以GB50009《建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范》為基礎(chǔ)，而國際上API650、API620規(guī)范風(fēng)載荷公式參數(shù)是以ASCE7為基礎(chǔ)。這兩種規(guī)范體系下的基本風(fēng)速和風(fēng)壓定義實(shí)際上有所差異。這就造成了如果根據(jù)GB50009定義得到的風(fēng)載荷數(shù)據(jù)代入到API650、API620規(guī)范相關(guān)公式計(jì)算是不能得到符合實(shí)際的正確結(jié)果；反之亦然。本文結(jié)合工程實(shí)際講述GB50341在國外項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐計(jì)算中風(fēng)載荷數(shù)據(jù)的處理。

1 基本風(fēng)速的定義

GB50009下的基本風(fēng)速可簡(jiǎn)單定義為：在比較空曠平坦地面上離地10m高度處50年一遇10min時(shí)距最大平均風(fēng)速[1]。

ASCE 7規(guī)范下基本風(fēng)速可簡(jiǎn)單定義為：以C類地貌（相當(dāng)于我國規(guī)范下的B類地貌）地面離地10m高度處50年一遇3s時(shí)距的最大平均風(fēng)速。

由此可知，兩種規(guī)范下定義的基本風(fēng)速區(qū)別在于平均風(fēng)速時(shí)距的不同，而標(biāo)準(zhǔn)高度和平均風(fēng)速時(shí)距對(duì)基本風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)值是有影響的，由此造成完全相同的氣象條件下，同一地點(diǎn)測(cè)量計(jì)算得到的基本風(fēng)速數(shù)據(jù)是不同的。

2 時(shí)距對(duì)基本風(fēng)速的影響

采用不同的時(shí)距就會(huì)得到不同的平均風(fēng)速。時(shí)距越小，所記錄的風(fēng)速大幅波動(dòng)的可能性及波動(dòng)幅度相對(duì)越小，風(fēng)速瞬時(shí)最大值和時(shí)距內(nèi)平均值之間的差值也就越小，因此，時(shí)距越大，平均風(fēng)速的最大值越小。各個(gè)國家對(duì)時(shí)距的規(guī)定不盡相同，對(duì)不同時(shí)距可以通過表1進(jìn)行近似的換算[2]。

表1 各種不同時(shí)距風(fēng)速與1小時(shí)風(fēng)速的平均比值

由表1可知，時(shí)距10min的平均風(fēng)速與時(shí)距1h的平均風(fēng)速比值是1.06,3s時(shí)距平均風(fēng)速與1h時(shí)距平均風(fēng)速比值約為1.523（插值法得出）。所以以3s時(shí)距平均風(fēng)速和以10min時(shí)距平均風(fēng)速比值λ=1.06/1.523=0.696，即：

對(duì)風(fēng)速單位進(jìn)行統(tǒng)一（API為km/h，GB為m/s），可將上面公式調(diào)整為：

3 工程實(shí)例

以在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中遇到的案例為例：某公司錦州港罐區(qū)項(xiàng)目。此項(xiàng)目業(yè)主為外方。業(yè)主對(duì)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做出了規(guī)定。其中風(fēng)速按照190km/h考慮。而此風(fēng)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于錦州當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件32m/（s115.2km/h）。這樣根據(jù) 來計(jì)算其風(fēng)壓值1.7kpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于GB5009中所查到的錦州當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓值0.6kpa。

經(jīng)過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的詳細(xì)閱讀發(fā)現(xiàn)API650中所提到的風(fēng)速其時(shí)距為3（sAPI RP 2A WSD/ASCE 7），而我國GB50009中所規(guī)定的風(fēng)速時(shí)距為10mim。由此可以得出不同的時(shí)距所求得的平均風(fēng)速也不同。

空氣密度取1.21kg/m3（空氣密度因各地海拔高度及溫濕度而異，此處相當(dāng)于1個(gè)大氣壓下，l0℃時(shí)的干燥空氣密度)。

結(jié)果接近GB50009中的600pa。

4 基本風(fēng)速數(shù)據(jù)使用的討論

GB50341中儲(chǔ)罐的穩(wěn)定性計(jì)算和抗風(fēng)傾覆穩(wěn)定性計(jì)算中的相關(guān)公式都使用了一個(gè)基本的風(fēng)速基準(zhǔn)值，同時(shí)也設(shè)定了一個(gè)風(fēng)壓的基準(zhǔn)值。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件各異情況下，如罐壁高度較高、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地粗糙度類別不是C類、現(xiàn)場(chǎng)在單獨(dú)的山峰上、業(yè)主要求罐體能抗百年一遇的強(qiáng)風(fēng)等因素都將對(duì)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。這時(shí)計(jì)算所得的風(fēng)壓值與基準(zhǔn)風(fēng)壓值會(huì)有較大的差異，因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)計(jì)算的較為符合實(shí)際的結(jié)果是非常必要的。

[1]GB50009-2012,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.

[2]NB/T47041-2014,塔式容器.

[3]API650-2012,Welded Tanks for Oil Storage.