抗风设计全解

P K1K 2 K zW0
（6-3）
式中 K1——罐体体型系数，可取K1＝1.5；
Kz——高度变化系数（表6-1）， GB500092001是以离地10m为基准的，离地面越高，风
压越大；
K2——转换系数，可取K2＝2.25。
§6-1 风载荷的分布和计算
§6-1 风载荷的分布和计算
① 时距：测量最大平均风压的时间间隔。时距↓， 最大平均风压↑；
§6-1 风载荷的分布和计算
⑵对固定顶罐如拱顶罐（无风的吸力、但有罐内负 压），则：
P K2KzW0 K3 p
（6-4）
式中 K3——呼吸阀开启滞后系数，一般取1.2；
p——呼吸阀负压起跳压力，kgf/m2。
⑶对内浮顶罐（无风的吸力和罐内负压），则：
P K 2 K zW0
（6-5）
§6-2 抗风圈的设计和计算
扁钢或角
A-A
钢加强件
走台
bmin b
bmin
构件a应延伸到bmin
图6-2 抗风圈结构
盘梯洞口
§6-2 抗风圈的设计和计算
⑷ 当抗风圈有可能积存液体时，应开设适当数量的排 液孔，即“泪孔”。
罐
贮罐的风压
外
分布规律是
壁 风
60°
吸力
研究罐壁稳
压
定性的最原
分 布
驻点
压力（约20°范 始数据。
围内≈W0）
风向
§6-1 风载荷的分布和计算
罐 壁 中 部 环K 向 风 压 分 布
1 2
3
1—外壁：局部正压
2—内壁：全为负压
3—1-2：分布不均， 理论上无法计算罐壁 的临界压力，故假设 风压为均匀外压，但 风洞实验表明该假设 偏于安全。
§6-1 风载荷的分布和计算
② 基本风压（或标准风压）W0
W0
V 2
2a 760mmHg ，T 15℃ ，空气容重 1.2255kgf / m3 )
由此可见，T↓、ω↑、W0↑；在高原ω↓、W0↓;空气湿 度↑、 ω↑、W0↑。
§6-1 风载荷的分布和计算
● 风载荷对敞口罐的作用（假设风压沿罐壁四周是均布的）
§6-1 风载荷的分布和计算
驻
Lmin
点
线
1—外壁风压
上
1
2 2—内壁风压
内
外
敞口罐驻点处的实际风压：
壁
外压W0+内壁吸力0.5W0＝
风
1.5W0 ；系数1.5称为体型
压
系数，用K1表示。
分
布
K
§6-1 风载荷的分布和计算
● 设计风压的计算（应考虑风压和罐内负压） ⑴对敞口罐如浮顶罐（有风的吸力），则：
H——罐壁总高，cm；
P1——设计风压，kgf/cm2， P1 K1 K z W0 ，其中 K1＝1.5，Kz＝1.15（取离地15米高处的值），W0 ＝70kgf/m2。
将上述数据代入 Wz M得m：ax
Wz 0.058 D 2 H
（6-6）
§6-2 抗风圈的设计和计算
若建罐地区的基本风压W0>70kgf/m2（如少数沿海地
取[σ]＝0.9σs;
Mmax—圆拱的跨中弯矩，kgf-cm，
M max
P0 D2
2 2
1 4
;
θ—圆拱对应的圆心角，θ＝60°＝1.047弧度；
§6-2 抗风圈的设计和计算
P0—罐壁驻点线上单位弧长的风载荷，kgf/cm，由 风洞试验得出： P0 0.8P1 0.8H / 2 0.32 P1H ；
3、了解立式圆柱形油罐罐壁的稳定性及 防止失稳的措施，掌握加强圈的设计 及相关尺寸的计算。
引言
历史上曾发生过一些油罐罐壁被风吹瘪 的事故，这种破坏虽然并不意味着油罐全部 报废，但维修费用很高。因此，不仅要考虑 油罐的强度问题，而且要考虑在风压作用下 的稳定问题。如何保证大型贮罐在风压和负 压或者两者同时作用下的问题已引起了人们 的高度重视。
● 抗风圈的作用及位置 ⑴ 作用：浮顶罐无固定顶盖，为使其在风载作用下保
持上口圆度，以维持其整体形状；此外，还可兼作 平台走道。 ⑵ 位置：抗风圈一般设在距罐顶端1m左右的外壁上。
§6-2 抗风圈的设计和计算
● 抗风圈满足强度要求所必需的最小截面系数Wz
Wz
M max
式中 [σ]—材料的许用应力，kgf/cm2，考虑到载荷属 于非经常性的最不利情况，且应力是弯曲应力，故
② 世界各国时距：60、20、10、5、1min（我国为 10min，故不能直接套用别国的标准风压值）。
③ 设计罐时应以瞬时风速或风压为依据：油罐在运行 中，当某一瞬间的风压＝Pcr时，它可能被吹瘪。
④ 瞬时风速：时距为3秒钟的Vmax，目前我国主要城 市的基本风压都是10分钟内的Vmax ，故需乘以转 换系数K2，使其折合成3s的瞬时风压。
⑴ 抗风圈的外周边可以是圆形或多边形；抗风圈可 采用型钢或型钢与钢板的组合件制成，钢板的tmin ＝5mm，角钢的最小尺寸为63×6。
⑵ 抗风圈兼作走台时，其最小宽度b为600mm（图62），并应在外侧设置栏杆；抗风圈上表面不应有 影响行走的障碍。
罐壁
b b1
支承架
⑶腹板洞口结构： ① BB、CC、DD截面均须满足Wmin≥Wz； ② 任一加强件的截面积均≮32t2； ③ bmin≥b； ④ 扁钢（垂放）两端与罐壁间应采用双面 满角焊，并与罐壁加强件焊接成整体。
● 风压的计算
① 风速的确定
据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规 定，我国的标准风速是以一般平坦地区，离地面10 米高，30年一遇的10分钟平均最大风速为依据的。 因此，风速资料来源于气象部门的历史记载。如涪 江跨越管道工程在设计时考虑了江油此前近几十年 来的风速记录，在广州和贵阳等地设有风速与风压 观测站。
区），应将上述结果再乘以W0/70，即：
Wz
0.058D 2 H
W0 70
选择抗风圈截面时，应满足的条件：
Wmin≥Wz
式中 Wmin—实际采用抗风圈的最小截面系数，计算时 应计入抗风圈上、下两侧各16ts范围内的罐壁截面积 （当罐壁加有腐蚀裕量时，计算时应扣除）。
§6-2 抗风圈的设计和计算
● 抗风圈的结构要求
教学内容
第六章 立式钢油罐的抗风设计
§6-1 风载荷的分布和计算 §6-2 抗风圈的设计和计算 §6-3 加强圈的设计和计算
教学目标
1、掌握风压的计算，理解并熟悉风载荷 对罐的作用，掌握设计风压的计算；
2、了解抗风圈的结构要求，熟悉抗风圈 的作用及位置，会计算抗风圈所需的 最小截面系数及抗风圈下支托的最大 间距；