目前一些所谓的专家拿API650美国油罐标准来忽悠大家,其实他连规范的基本概念和适用范围都没有搞清楚。API650附录G是全铝三角形网格铝网壳的设计标准,其中的稳定安全系数为1.65。这个系数是考虑了几何非线性和材料非线性而定的。我国现行《网壳结构技术规程》 JGJ61-2003的稳定系数5,只考虑了几何非线性而没有考虑材料非线性。因而把1.65套用到钢网壳上是有问题的。因为这两个标准计算方法和适用范围都不一样,根本就没有可比性。实际上,我国规范的结构稳定安全系数只有1.64而已(见《空间网格结构技术规程》条文说明),最后表现的不同就是因为编制方法不同而引起的。
《空间网格结构技术规程》是我国即将发行的网壳新规范。对网壳稳定系数规定分了两种情况。如果考虑了几何非线性和材料非线性,其稳定系数可为2。如果只考虑了几何非线性而没有考虑材料非线性,其稳定系数可为4.2,即从现行规范的5降到了4.2,没有本质的变化。因为目前还很难做到所有工程都考虑几何非线性和材料非线性的全过程弹塑性分析,一般工程只能考虑几何非线性,所以新规范分了两种情况。如果没有分清楚这两种情况,而全部采用2,将导致安全度比规范低了一半多,这要引起足够的重视。
为什么不可以把不同规范的安全系数拿来简单地直接比较呢?这是因为每个规范的计算原理和编制方法都不一样,导致安全系数在规范的表现也有所不同,实际上我国规范在实际安全度上是一致的,下面我用实例来说明这一点。如在储罐中最常用Q235-B这个钢材,同样的材料在不同规范中设计的许用应力却不同。不同规范在常温下Q235-B钢材许用应力和结构安全度如下:
《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》钢材许用应力 150 安全系数 3.0
《空间网格结构技术规程》 钢材许用应力 215 安全系数 4.2
两个规范同一钢材许用应力相差215/150 = 1.43倍,如果油罐规范也按215许用应力来设计,其安全系数应当为3.0x1.43 = 4.3。可以看出:两个规范虽然名义上的安全系数不一样,但实际上是完全相同的。所以说:按现行规范设计是设计人员应尽的责任,任何自以为是不执行规范都将给工程留下极大的安全隐患。
在看看国内某专家按安全系数2.0设计的子午线工程,其得意地宣传如下:“上海泰山工程一台20,000 m3油罐的双向子午线网壳顶在组装蒙皮时,违反对称组对的规定,吊车停在一处连续吊板,当20多张钢板集中在同一象限时,钢板发生滑动,导致网壳上下振动,最大震幅达300多毫米,但事后检查没有一处损伤。”
我们对此做个分析:按其所提供的数据,恰恰说明其做的子午线网壳是个不满足规范的豆腐渣工程。因为正常5毫米厚的20多张钢板,面积约180~200平方米左右,其自重约40kg/m2,仅仅20多张钢板这点荷载就使网壳变形达300多毫米,大大超出规范D/400的要求(如果是38米直径,允许最大变形是95mm)。这个工程实例说明子午线网壳刚度极差,变形值与我们的计算机分析相符。假如把油罐规范的120kg/m2活载在四分之一区域或半跨分布在上海泰山工程的网壳上,变形将达到1200多毫米,我想一定会出现垮塌现象。
[ 本帖最后由 bsls 于 2010-1-25 16:21 编辑 ]