大型儲罐抗震設計計算在中美規范中的對比分析

黃 澤，汪蓉梅，金斌戈，鈕建良，俞新宇，劉延雷

(1.杭州市特種設備檢測研究院(杭州市特種設備應急處置中心)，浙江 杭州 310051；2.杭州市鍋爐壓力容器技術協會，浙江 杭州 310051)

大型立式圓筒形鋼制儲罐(以下簡稱大型儲罐)在石油化工領域中扮演著重要角色，其安全性主要受強度、穩定性、傾覆性等因素影響【1-2】。目前，GB 50341—2014大型儲罐設計標準《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》(以下簡稱GB 50341)，API 650—2013 & ADDENDUM3 2018 & ERRATA2 2014《鋼制焊接石油儲罐》(以下簡稱API 650)對抗震設計計算均有相應要求【3-4】。在地震載荷作用下，我國曾多次發生儲罐破壞事故，進而導致易燃介質燃燒、有毒介質泄漏等次生災害，既給人民群眾帶來生命財產的損失，也造成了嚴重的生態影響【5-8】。目前，大型儲罐本體破壞形態為罐壁下部出現象足(軸壓失穩),浮動頂與固定頂發生撞擊導致罐頂附件脫落,浮頂導向管、量油管卡住導致導向管拉彎,支架變形甚至儲罐整體翹離傾覆【9-13】。

本文著重比較中美設計規范中大型儲罐關于抗震計算的相關規定，并結合工程實際，分析兩者在罐壁縱向壓縮力、抗傾覆力、晃動波高及環向應力計算等方面的差異，為完善我國大型儲罐的抗震設計、促進儲罐的安全運行提供借鑒和參考。

1 儲罐抗震設計計算的主要參數

為保證大型儲罐在地震載荷作用下的安全性，GB 50341在進行抗震設計時需計算以下參數：錨固系數、底圈罐壁最大軸向壓應力、晃動波高以及導向裝置最小間隙；API 650在進行抗震設計時需計算以下參數：錨固系數、底圈罐壁最大軸向壓應力、晃動波高、環向應力、機械式錨固罐的傾覆穩定比以及自錨固罐的滑動阻力。……