儲罐設(shè)計標準GB50341中有不少的經(jīng)驗值公式，也沒有標準釋義，能找到的參考資料也有限，很多時候讓人摸不著頭腦。再加上標準章節(jié)條文的編排略為紊亂，因此有必要進行一下梳理，并對一些公式進行推導，利于掌握。若有誤，還請指正。

一、罐壁與罐頂連接處有效抗壓或抗拉面積A（如下圖所示）的校核。（本部分僅討論自支撐式拱頂。）

GB50341-2014圖7.1.5

A值大小主要由包邊角鋼的截面積決定，此部分的主要目的也是包邊角鋼的校核。

當罐頂受內(nèi)壓作用時，包邊角鋼受壓，水平力的方向指向圓心；當罐頂受外壓作用時，包邊角鋼受拉，水平力的方向背向圓心。[1]

（1）A按標準中的圖7.1.5確定，罐頂受外壓時，A按式7.3.3校核。式7.3.3中的T按下圖中的第e行確定，對于固定頂，D_L為罐頂及其附件產(chǎn)生的載荷，應該注意D_L（單位kPa）與D_LR（單位N）的區(qū)別，P_e為真空外壓，L_r為固定活載荷，S₀為基本雪壓。L_r考慮人在罐頂活動時的載荷。

（2）罐頂受內(nèi)壓時，抗拉面積A應依照附錄A.1.2條的要求按式A.4.1校核。

除了載荷項，式7.3.3和式A.4.1是一樣的。文獻[1]、[2]都給出了推導過程，但有點簡略，并且不太直觀。下面是詳細的推導。

在內(nèi)壓作用下，拱頂球殼與罐壁厚度相等時，拱頂?shù)膹姸葹楣薇诘膬杀?。為使它們強度相當，可使拱頂半徑大致等于罐體的直徑。所以，標準規(guī)定罐頂半徑R取0.8~1.2倍儲罐內(nèi)徑D。在R=1.2D時，θ取得最小值，此時cosθ取得最大值0.909。當R=D時，cosθ=0.868。

（3）對于設(shè)計外壓大于0.25kPa的儲罐，A值還應該滿足附錄B式B.2.4-2：

其中，P_r=max{D_L+L_r+0.4P_e,D_L+P_e+0.4L_r }，不考慮雪壓。式B.2.4-2在式7.3.3的基礎(chǔ)上θ取最小值，并取一定余量得到。

（4）對于帶肋球殼罐頂，A值還應滿足附錄H式H.2.4：

其中，P_L可以理解為同式7.3.3的T取值相同。式H.2.4也是在式7.3.3的基礎(chǔ)上，令R=D，[σ]=103.45MPa，并取以P=2.2kPa為最小值。（這算是個人猜測，沒有查到文獻資料。另外，這個許用應力取103.45MPa也沒看到確切的出處，GB50341只知道抄API 650，啥都抄，抄抄抄。）

二、風載作用下儲罐的失效形式包括罐壁屈曲和傾覆。罐壁屈曲由抗風圈設(shè)計考慮，抗風傾覆首次出現(xiàn)于GB50341的2014版，以前沒有，內(nèi)容沿襲自API650。

若不滿足GB50341的11.1.2的兩個式子，儲罐應加設(shè)地腳螺栓。

抗傾覆力矩包括罐壁、罐頂及一部分傾液，但不包括罐底，這是因為罐底的重心幾乎貼著基礎(chǔ)，罐底受基礎(chǔ)的支撐，不產(chǎn)生力矩。

文獻資料里一直找不到這兩個式子的推導過程。只有一些蛛絲馬跡供參考。

（1）對于式11.1.2-1，在早前版本的API 650，即Rev.10th-2003的3.11規(guī)定，對于不加錨固的儲罐，由風壓引起的傾覆力矩M不得小于靜載荷抵抗力矩的2/3，經(jīng)演化有：

式中，WD/2為抗傾覆力矩，D/2為力矩，即直徑的一半。

式11.1.2-1沒有考慮儲液，屬于非常態(tài)的空罐工況，出于概率上的考慮，取0.6倍的風壓。內(nèi)壓作用下的傾倒力矩M_p可由M_DLR罐頂產(chǎn)生的抗傾覆力矩抵消。（我猜的）

（2）式11.1.2-2的推導可以參考一下文獻[1]的第十二章抗震設(shè)計。（文獻[1]于2016年出了第二版，但關(guān)于儲罐內(nèi)容大幅刪減，還挺可惜的。）

參考文獻：

[1] 徐英等編. 化工設(shè)備設(shè)計全書：球罐和大型儲罐. 北京: 化學工業(yè)出版社. 2004.

[2] 帥健. 管道及儲罐強度設(shè)計. 北京: 石油工業(yè)出版社.2006