6.4 抗风圈
6.4.1 抗风圈（顶部抗风圈、中间抗风圈）的设计应符合下列规定：
1 敞口油罐应在罐壁外侧靠近罐壁上端设置顶部抗风圈，设置位置宜在离罐壁上端1m的水平面上。
2 当设置一道顶部抗风圈不能满足要求时，可设置多道。
3 抗风圈的外周边缘可以是圆形的，也可以是多边形的。当抗风圈兼作走道时，其最小净宽度不应小于650mm，抗风圈上表面不得存在影响行走的障碍物。
4 抗风圈结构形式（图6.4.1-1）可采用钢板、型钢或两者组合焊接而成；钢板最小名义厚度应为5mm，角钢的最小规格应为63mm×6mm，槽钢的最小规格应为160mm×60mm×6.5mm。
图6.4.1-1 抗风圈截面结构形式
5 抗风圈水平铺板上应开设排液孔，孔径宜为16mm～20mm。
6 抗风圈自身部件的对接接头应采用全焊透对接结构，对接焊缝下部宜加垫板，且距罐壁纵焊缝的距离不应小于150mm；抗风圈与罐壁的连接，上侧应采用连续焊，下侧可采用间断焊，且距罐壁环焊缝的距离不应小于150mm。
7 当盘梯穿过抗风圈（图6.4.1-2）时，抗风圈应开设盘梯洞口；开口处任意截面的截面模量不应小于顶部抗风圈、中间抗风圈各自最小截面模量的规定。
图6.4.1-2 盘梯穿抗风圈示意图
8 盘梯洞口处的罐壁应采用角钢加强，角钢两端伸出洞外的距离不应小于抗风圈的最小宽度；加强用角钢的尺寸不应小于罐壁包边角钢的尺寸。
9 抗风圈腹板开洞边缘应进行加强，加强件有效截面积不应小于所在位置32倍罐壁厚度范围内的截面积。加强件之间及加强件与罐壁之间应进行双面满角焊。
10 顶部抗风圈应设置垂直支撑。支撑间距应满足顶部抗风圈上活动荷载及静荷载的要求，且支撑间距不应超过顶部抗风圈外侧边缘构件竖向尺寸的24倍。
11 顶部抗风圈外侧及盘梯洞口无防护侧应设置栏杆。
6.4.2 顶部抗风圈设计还应符合下列规定：
1 顶部抗风圈的最小截面模数应按下式计算：
式中：WZ——顶部抗风圈的最小截面模数（cm3）；
H1———罐壁总高度（m）；
D———油罐内径（m）；
ω0——基本风压（kPa），取值应符合本规范第6.4.4条的规定。
2 计算顶部抗风圈的截面模数时，应计入顶部抗风圈上、下两侧各16倍罐壁厚度范围内的罐壁截面积。当罐壁有厚度附加量时，计算时应扣除厚度附加量。
与API 650、JIS B 8501和BS EN 14015等油罐规范相比，原规范中的抗风圈截面模量计算公式为WZ=0.083D2H1ωk，抗风圈截面模量计算值过大。考虑到国内工程的实际情况，本次修订将WZ=0.083D2H1ωk中ωk替换为ω0，即WZ=0.083D2H1ω0。即使如此，抗风圈截面模量计算值与API 650、JIS B 8501和BS EN 14015等油罐规范的抗风圈截面模量相比，还是略显保守。
6.4.3 中间抗风圈设计还应符合下列规定：
1 固定顶油罐应将罐壁全高作为风力稳定核算区间，敞口油罐应将顶部抗风圈以下的罐壁作为风力稳定核算区间。
2 核算区间的罐壁筒体许用临界压力应按下列公式计算：
式中：［Pcr］——核算区间罐壁筒体的许用临界压力（kPa）；
HE——核算区间罐壁筒体的当量高度（m）；
tmin——核算区间最薄圈罐壁板的有效厚度（mm）；
ti——第i圈罐壁板的有效厚度（mm）；
hi——第i圈罐壁板的实际高度（m）；
Hei——第i圈罐壁板的当量高度（m）。
3 罐壁筒体的设计外压应按下列公式计算：
对于敞口的浮顶油罐：
对于与大气连通的内浮顶油罐：
对于存在内压的固定顶油罐：
式中：Po——罐壁筒体的设计外压（kPa）；
ω0——基本风压（kPa），取值应符合本规范第6.4.4条的规定；
μz——风压高度变化系数，取值应符合本规范第6.4.5条的规定；
q——设计真空负压（kPa），不得超过0.25 kPa。
4 中间抗风圈的数量及在当量筒体上的位置应按下列规定设置：
1）当［Pcr］≥Po时，可不设中间抗风圈；
2）当Po＞[Pcr]≥
时，应设一个中间抗风圈，中间抗风圈位置宜在
HE处；
3）当
＞[Pcr]≥
时，应设两个中间抗风圈，中间抗风圈位置宜分别在
HE与
HE处；
4）当
＞[Pcr]≥
时，应设三个中间抗风圈，中间抗风圈的位置宜分别在
、
、
处；
5）当
＞[Pcr]≥
时，应设四个中间抗风圈，中间抗风圈的位置宜分别在
、
、
、
处；
6）当
＞[Pcr]≥
时，应设五个中间抗风圈，中间抗风圈的位置宜分别在
处。
5 中间抗风圈在实际罐壁上的位置应符合下列规定：
1）当中间抗风圈位于最薄的罐壁板上时，其到上面一个加强截面的实际距离可不换算。
2）当中间抗风圈不在最薄罐壁板上时，其到上面一个加强截面的实际距离应按下式进行换算：
6 中间抗风圈的最小截面尺寸应符合表6.4.3的规定。
表6.4.3 中间抗风圈的最小截面尺寸
7 中间抗风圈与罐壁的连接应使角钢长肢保持水平，短肢朝下，长肢端与罐壁相焊。
8 当设计负压大于0.25kPa时，中间抗风圈设计应按本规范附录B的规定进行。
根据审查会专家意见，中间抗风圈维持原规范的方法，当中间抗风圈数量超过5道时，应按本条规定的方法设置。关于中间抗风圈的最小截面尺寸，说明如下：
（1）中间抗风圈的截面尺寸达到一定程度后，相应直径的筒体已经能够起到支撑作用，如再增大截面尺寸已无实质性作用。
潘家华在《圆柱形金属油罐设计》一书中指出，根据中国科学院力学研究所的理论推导表明，当加强圈的惯性矩接近100
·t3 时，加强圈已倾于刚性支撑的作用，若再加大其惯性矩，对提高罐壁的临界压力已不起作用了。因此，关于中间抗风圈的截面模量，国内外的观点是一致的。
（2）在API 650关于抗风圈截面模量的计算中指出：当油罐直径大于60m时，供需双方协商一致后，可按D=60m计算抗风圈截面模量。而本规范在确定中间抗风圈截面模量时，未提及这种处理方法。近些年来，油罐已明显向大型化发展，直径已远超过60m。所以本规范在中间抗风圈最小截面尺寸（本规范表6.4.3）中增加了一个档次，规定：D＞60m时，最小截面尺寸为
200×200×14。
6.4.4 基本风压取值应符合下列规定：
1 基本风压应采用现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012附录E中表E.5重现期为50年的风压值，但不得小于0.3kPa。除此之外，还应考虑建罐地区地理位置和当地气象条件的影响。
2 当建设地点没有风荷载资料时，应根据附近地区规定的基本风压或长期资料，通过气象和地形条件的对比分析确定。
3 当所设计的油罐由于前排油罐有可能形成狭管效应，导致风力增强时，应将基本风压再乘以1.2～1.5的调整系数。
6.4.5 风压高度变化系数μz应按下列规定选用：
1 对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据油罐高度及地面粗糙度类别按表6.4.5-1确定，中间值应采用插入法。
地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇，C类指有密集建筑群的城市市区，D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
表6.4.5-1 风压高度变化系数μz
2 对于建在山区的油罐，风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别按表6.4.5-1确定后，再乘以修正系数η。山峰和山坡，顶部B处的修正系数可按下式确定：
式中：ηB——山峰或山坡顶部的修正系数；
α——山峰或山坡在迎风面一侧的坡度，当tanα＞0.3时，取tanα=0.3；
k——系数，对山峰取2.2，对山坡取1.4；
H2——山顶或山坡全高（m）；
z——油罐计算位置离地面的高度（m）；当z＞2.5H2时，取z=2.5H2。
山峰和山坡的其他部位可按山峰和山坡（图6.4.5）结构，取A、C处的修正系数
为1，AB间和BC间的修正系数按η的线性插值确定。
图6.4.5 山峰和山坡示意图
山间盆地、谷地等闭塞地形，η=0.75～0.85；对于与风向一致的谷口、山口，η=1.20～1.50。
3 对于远海海面和海岛的油罐，风压高度变化系数除可按表6.4.5-1（A类粗糙度类别）确定外，还应乘以表6.4.5-2中给出的修正系数。
表6.4.5-2 远海海面和海岛的修正系数η
与原规范相比，表6.4.5-1 中风压高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012进行了修改。