現行規范中雙曲殼體冷卻塔靜風局部穩定公式來

冷卻塔作為火/核電廠冷卻系統的重要設施，因冷卻工藝性能的需要，自誕生以來就基本沿用雙曲線或類似雙曲線的多段曲線作為其子午線型，因此也統稱為雙曲冷卻塔。作為一種工業設施，冷卻塔多采用鋼筋混凝土建造，為滿足冷卻工藝需求，其高度不斷增加，在20 世紀80 年代就已達到160m，1999 年德國Niederaussem 電廠建成200m 高的冷卻塔，我國也已建成高177m 的冷卻塔且規劃高度達到250m。但是，冷卻塔的壁厚僅15 ～ 30cm，按比例縮小為雞蛋大小后其壁厚甚至小于蛋殼的厚度，因此冷卻塔也是最為高大的鋼筋混凝土薄壁殼體結構。作為高聳空間薄壁結構，風荷載是其重要的設計控制因素，其風激作用下的安全性歷來受到工程
界的高度重視，世界各國也均制定了相關設計規范保證冷卻塔在施工和運營過程中的安全性［1-4］。
我國從1959 年就開始制定冷卻塔的相關設計規程，但早期的規程、規范僅側重于結構強度設計。作為典型的殼體結構，冷卻塔設計在保證結構強度之外，更要保證結構的穩定性。隨冷卻塔高度的增加以及冷卻塔風毀事故的教訓( 表1) ，英、德兩國研究者Der［5］和Mungan［6-12］針對冷卻塔的靜風穩定問題分別做了系統的試驗研究，并給出了冷卻塔靜風整體穩定和局部穩定檢算方法，這也反映在許多國家的冷卻塔設計規范中［1-4］，我國也從87 規范開始引入上述方法。限于技術條件和試驗本身的難度，冷卻塔結構穩定試驗例證很少，上述試驗也是僅有的針對冷卻塔穩定問題的試驗，但兩者試驗本身均存在不同程度的不合理性。盡管被我國規范《工業循環水冷卻設計規范》( GB /T50102—2003 )［1］和《火力發電廠水工設計規范》( DL /T5339—2006)［2］采用，但國內鮮有其試驗概況的介紹，計算公式的來源和相關試驗背景以及參數取值原則并不為設計研究人員所了解。因此本文著重對Mungan 試驗進行介紹，指出現行規范中相關條款的缺陷，參照其他國家規范確定內壓取值，同時也便于設計研究人員正確理解和應用局部穩定檢算公式。