储罐风压计算及探讨
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从圆筒风压的分布图和 API 650 中风压公式的推 导中得出，标准 API 650 抗风圈计算和附录 V 中用 于筒体外压校核的风压应为最大风压，其值为 ：
的拱顶（为了统一，锥顶也按拱顶风压考虑）风压分
布情况。最大风压和平均风压的大小由此而来，密闭
结构顶部的风压公式为 ：
pr = qh ^GCp - GCpih = W^GCp - GCpih/G （5）
（4）
式中 pavg——平均风压，kPa ； Cf——风压系数，见表 1。
表 1 ASCE 7-05 中图 6-21 的风压系数 Cf 值 Table 1 Wind pressure coefficient Cf in Figure 6-21 of
ASCE 7-05
截面
表面类型
h/d（高度与直径的比值）
随 着 石 油 化 工 的 快 速 发 展， 大 型 立 式 圆 筒 形 钢制储罐的应用越来越多，大型储罐计算受场地自 然条件和气象条件的影响比较大，风载荷作为储罐 所受载荷中的一种，对储罐的倾覆和稳定性有比较 大的影响。目前国内外通常应用的立式圆筒形钢制 储 罐 的 设 计 标 准 分 别 为 GB 50341—2014[1] 和 API 650[2]， 本 文 基 于 ASCE 7-05[3] 及 相 关 文 献 中 关 于 圆筒形立式储罐风压作用的原理，对储罐标准 API 650 和 GB 50341—2014 中的风压计算公式进行了 推导，将 GB 50341—2014 标准中风压计算公式与 API 650 进行了比较，并提出了储罐倾覆及稳定性 校 核 计 算 所 用 风 压 公 式 的 建 议， 供 储 罐 工 程 设 计 参 考。
v——风速，m/s，3 秒阵风风速。 在基本计算公式的基础上，考虑了 API 650 中的
风压高度系数、场地暴露系数等，可以得出在高度
40 ft（12.2 m）处，3 秒阵风风速为 120 mph（193.12
km/h）的风压计算公式为 ：
pw
=
1 2
tv2 Kz Kzt Kd IG
收稿日期 ：2019-01-21 作者简介：王任（1981—），男，高级工程师，硕士。主要从事
压力容器、储罐等非标设备的设计。
2019 年 8 月
王任，等. 储罐风压计算及探讨
·9·
=
1 2
#
1.225
#
`
193.12 # 1 3 600
000
2
j
#
1.04
#
1.0
#
0.95
#ห้องสมุดไป่ตู้
1.0
#
0.85
=
1
480
Pa = 1.48
kPa
（2）
式中 pw——API 650 中计算的风压，Pa ； v——风速，m/s（3 秒阵风风速，此处为了计 算准确取 120 mph 换算后的不圆整数值 193.12 km/h）； Kz——场地暴露类别为 C 类，高度 40 ft 处的 风压高度系数为 1.04 ； Kzt——对所有结构（除了孤立的山丘和悬崖） 取值为 1.0 ； Kd——方向系数，对圆筒形储罐取值为 0.95 ； I——重要度系数，取值为 1.0 ； G——阵风系数，按 ASCE 7-05 为方便计算可 取值为 0.85。
从 ASCE 7-05 可知，风压的基本计算公式为 ：
图 1 储罐筒体外壁风压分布
Fig.1 Distribution of wind pressure on external shell of circular tank
~0
=
1 2
tv2
（1）
式中 ω0——基本风压，Pa ； ρ——空气密度，ρ =1.225 kg/m3 ；
v——风速，km/h，3 秒阵风风速。
1.2 筒体平均风压计算
从 ASCE 7-05 中 的 图 6-21 可 知 平 均 风 压 的 系
数大约为 0.5 ~ 0.6 之间，按照平均风压的公式可知
API
650
中
平
均风
压
值
pavg
为
：1.48
#
`
v 190
2
j
#
Cf
.
0.86`
v 190
2
j
。
pavg = W # Cf
1
7
25
圆形 ( D qz 2 5.3 ) 中等光滑
0.5
0.6
0.7
D / m，
粗糙
0.7
0.8
0.9
风压 qz / Pa
非常粗糙 0.8
1.0
0.2
2 API 650中储罐顶部最大风压及平均风压计 算推导及建议
从 ASCE 7-05 中的图 6-7 可知圆筒形拱顶储罐
图 2 储罐拱顶外壁风压系数图（ASCE 7-05 中的图 6-7）[3] Fig.2 Wind pressure coefficient on external surface of dome roof（Figure 6-7 of ASCE7-05）
1 API 650中储罐筒体上最大风压及平均风压 计算推导
国内外文献[4-5] 对圆筒外壁的风压分布做了很多 研究，基本的风压分布图如图 1 所示。
在迎风侧大约 60° 范围内筒体所受向内的风压 最大，为 1 倍风压，而其余部分筒体所受风压向外， 在背风侧一段范围内，筒体所受向外的风压大约为 0.5 倍风压。根据风载荷对筒体产生倾覆和屈曲等的原 理，同时按 API 620[6] 风载部分的叙述可知，用于筒 体本身（包括强度，失稳等）设计的风压应为最大风 压，而平均风压则用于储罐抗倾覆设计。 1.1 筒体最大风压计算
50341—2014中的风压计算公式进行了推导，将GB 50341—2014标准中风压计算公式与API 650进行了
比较，并提出了风压计算及风压高度系数计算的建议，供储罐工程设计参考。
关键词：GB 50341；风压 ；高度系数
中图分类号：TQ 050.2；TH 123
文献标识码：A
文章编号：1009-3281（2019）04-0008-006
式中
pr——拱顶顶部风压，kPa ； qh——风压，qh = W/G ； Cp——风压系数，按 ASCE 7-05 中的图 6-7 ； GCpi——风压系数，按 ASCE 7-05 中的图 6-5
取值为 +/-0.18。
W
=
pw
#
v ` 190
2
j
=
1.48
#
v ` 190
2
j
（3）
式中 W——风压，kPa ；
第 56 卷第 4 期 2019 年 8 月
化 工 设 备 与 管 道 PROCESS EQUIPMENT & PIPING
Vol. 56 No. 4 Aug. 2019
储罐风压计算及探讨
王任， 王彬
（中国成达工程有限公司，成都 610041）
摘 要：基于ASCE 7-05及相关文献中关于圆筒形立式储罐风压作用的原理，对储罐标准API 650、GB
的拱顶（为了统一，锥顶也按拱顶风压考虑）风压分
布情况。最大风压和平均风压的大小由此而来，密闭
结构顶部的风压公式为 ：
pr = qh ^GCp - GCpih = W^GCp - GCpih/G （5）
（4）
式中 pavg——平均风压，kPa ； Cf——风压系数，见表 1。
表 1 ASCE 7-05 中图 6-21 的风压系数 Cf 值 Table 1 Wind pressure coefficient Cf in Figure 6-21 of
ASCE 7-05
截面
表面类型
h/d（高度与直径的比值）
随 着 石 油 化 工 的 快 速 发 展， 大 型 立 式 圆 筒 形 钢制储罐的应用越来越多，大型储罐计算受场地自 然条件和气象条件的影响比较大，风载荷作为储罐 所受载荷中的一种，对储罐的倾覆和稳定性有比较 大的影响。目前国内外通常应用的立式圆筒形钢制 储 罐 的 设 计 标 准 分 别 为 GB 50341—2014[1] 和 API 650[2]， 本 文 基 于 ASCE 7-05[3] 及 相 关 文 献 中 关 于 圆筒形立式储罐风压作用的原理，对储罐标准 API 650 和 GB 50341—2014 中的风压计算公式进行了 推导，将 GB 50341—2014 标准中风压计算公式与 API 650 进行了比较，并提出了储罐倾覆及稳定性 校 核 计 算 所 用 风 压 公 式 的 建 议， 供 储 罐 工 程 设 计 参 考。
v——风速，m/s，3 秒阵风风速。 在基本计算公式的基础上，考虑了 API 650 中的
风压高度系数、场地暴露系数等，可以得出在高度
40 ft（12.2 m）处，3 秒阵风风速为 120 mph（193.12
km/h）的风压计算公式为 ：
pw
=
1 2
tv2 Kz Kzt Kd IG
收稿日期 ：2019-01-21 作者简介：王任（1981—），男，高级工程师，硕士。主要从事
压力容器、储罐等非标设备的设计。
2019 年 8 月
王任，等. 储罐风压计算及探讨
·9·
=
1 2
#
1.225
#
`
193.12 # 1 3 600
000
2
j
#
1.04
#
1.0
#
0.95
#ห้องสมุดไป่ตู้
1.0
#
0.85
=
1
480
Pa = 1.48
kPa
（2）
式中 pw——API 650 中计算的风压，Pa ； v——风速，m/s（3 秒阵风风速，此处为了计 算准确取 120 mph 换算后的不圆整数值 193.12 km/h）； Kz——场地暴露类别为 C 类，高度 40 ft 处的 风压高度系数为 1.04 ； Kzt——对所有结构（除了孤立的山丘和悬崖） 取值为 1.0 ； Kd——方向系数，对圆筒形储罐取值为 0.95 ； I——重要度系数，取值为 1.0 ； G——阵风系数，按 ASCE 7-05 为方便计算可 取值为 0.85。
从 ASCE 7-05 可知，风压的基本计算公式为 ：
图 1 储罐筒体外壁风压分布
Fig.1 Distribution of wind pressure on external shell of circular tank
~0
=
1 2
tv2
（1）
式中 ω0——基本风压，Pa ； ρ——空气密度，ρ =1.225 kg/m3 ；
v——风速，km/h，3 秒阵风风速。
1.2 筒体平均风压计算
从 ASCE 7-05 中 的 图 6-21 可 知 平 均 风 压 的 系
数大约为 0.5 ~ 0.6 之间，按照平均风压的公式可知
API
650
中
平
均风
压
值
pavg
为
：1.48
#
`
v 190
2
j
#
Cf
.
0.86`
v 190
2
j
。
pavg = W # Cf
1
7
25
圆形 ( D qz 2 5.3 ) 中等光滑
0.5
0.6
0.7
D / m，
粗糙
0.7
0.8
0.9
风压 qz / Pa
非常粗糙 0.8
1.0
0.2
2 API 650中储罐顶部最大风压及平均风压计 算推导及建议
从 ASCE 7-05 中的图 6-7 可知圆筒形拱顶储罐
图 2 储罐拱顶外壁风压系数图（ASCE 7-05 中的图 6-7）[3] Fig.2 Wind pressure coefficient on external surface of dome roof（Figure 6-7 of ASCE7-05）
1 API 650中储罐筒体上最大风压及平均风压 计算推导
国内外文献[4-5] 对圆筒外壁的风压分布做了很多 研究，基本的风压分布图如图 1 所示。
在迎风侧大约 60° 范围内筒体所受向内的风压 最大，为 1 倍风压，而其余部分筒体所受风压向外， 在背风侧一段范围内，筒体所受向外的风压大约为 0.5 倍风压。根据风载荷对筒体产生倾覆和屈曲等的原 理，同时按 API 620[6] 风载部分的叙述可知，用于筒 体本身（包括强度，失稳等）设计的风压应为最大风 压，而平均风压则用于储罐抗倾覆设计。 1.1 筒体最大风压计算
50341—2014中的风压计算公式进行了推导，将GB 50341—2014标准中风压计算公式与API 650进行了
比较，并提出了风压计算及风压高度系数计算的建议，供储罐工程设计参考。
关键词：GB 50341；风压 ；高度系数
中图分类号：TQ 050.2；TH 123
文献标识码：A
文章编号：1009-3281（2019）04-0008-006
式中
pr——拱顶顶部风压，kPa ； qh——风压，qh = W/G ； Cp——风压系数，按 ASCE 7-05 中的图 6-7 ； GCpi——风压系数，按 ASCE 7-05 中的图 6-5
取值为 +/-0.18。
W
=
pw
#
v ` 190
2
j
=
1.48
#
v ` 190
2
j
（3）
式中 W——风压，kPa ；
第 56 卷第 4 期 2019 年 8 月
化 工 设 备 与 管 道 PROCESS EQUIPMENT & PIPING
Vol. 56 No. 4 Aug. 2019
储罐风压计算及探讨
王任， 王彬
（中国成达工程有限公司，成都 610041）
摘 要：基于ASCE 7-05及相关文献中关于圆筒形立式储罐风压作用的原理，对储罐标准API 650、GB