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现行规范中双曲壳体冷却塔静风局部稳定公式来

现行规范中双曲壳体冷却塔静风局部稳定公式来

冷却塔作为火/核电厂冷却系统的重要设施,因冷却工艺性能的需要,自诞生以来就基本沿用双曲线或类似双曲线的多段曲线作为其子午线型,因此也统称为双曲冷却塔。作为一种工业设施,冷却塔多采用钢筋混凝土建造,为满足冷却工艺需求,其高度不断增加,在20 世纪80 年代就已达到160m,1999 年德国Niederaussem 电厂建成200m 高的冷却塔,我国也已建成高177m 的冷却塔且规划高度达到250m。但是,冷却塔的壁厚仅15 ~ 30cm,按比例缩小为鸡蛋大小后其壁厚甚至小于蛋壳的厚度,因此冷却塔也是最为高大的钢筋混凝土薄壁壳体结构。作为高耸空间薄壁结构,风荷载是其重要的设计控制因素,其风激作用下的安全性历来受到工程
界的高度重视,世界各国也均制定了相关设计规范保证冷却塔在施工和运营过程中的安全性[1-4]。
我国从1959 年就开始制定冷却塔的相关设计规程,但早期的规程、规范仅侧重于结构强度设计。作为典型的壳体结构,冷却塔设计在保证结构强度之外,更要保证结构的稳定性。随冷却塔高度的增加以及冷却塔风毁事故的教训( 表1) ,英、德两国研究者Der[5]和Mungan[6-12]针对冷却塔的静风稳定问题分别做了系统的试验研究,并给出了冷却塔静风整体稳定和局部稳定检算方法,这也反映在许多国家的冷却塔设计规范中[1-4],我国也从87 规范开始引入上述方法。限于技术条件和试验本身的难度,冷却塔结构稳定试验例证很少,上述试验也是仅有的针对冷却塔稳定问题的试验,但两者试验本身均存在不同程度的不合理性。尽管被我国规范《工业循环水冷却设计规范》( GB /T50102—2003 )[1]和《火力发电厂水工设计规范》( DL /T5339—2006)[2]采用,但国内鲜有其试验概况的介绍,计算公式的来源和相关试验背景以及参数取值原则并不为设计研究人员所了解。因此本文着重对Mungan 试验进行介绍,指出现行规范中相关条款的缺陷,参照其他国家规范确定内压取值,同时也便于设计研究人员正确理解和应用局部稳定检算公式。
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