引言
盈建科储罐地基基础设计软件（Y-STF)是一款石油化工行业储罐地基基础设计的专用软件，它采用参数化建模方式，可高效简捷的进行钢制储罐设计。从2023年发布以来，储罐基础软件受到了工业设计工程师的关注并被广泛使用。近日有工程师对盈建科钢制立式储罐基础参数化建模中的几个荷载（重量），以及平衡校核中的荷载计算，产生了疑问。为此，本文做了详细的手工核算，解除了工程师的疑虑，让工程师们更加放心的使用软件！
本文以V7.0版本5000立方米的钢制立式储罐为例，对储罐的荷载进行核算。各参数均按软件初始默认数值。
立式储罐基础模型
V7.0版本5000立方米立式
圆筒储罐
构件参数
荷载参数
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问题一
问
罐体内径是20m，环墙半径10.5m是如何得到的，与工程经验不符？
回复：环墙半径读取的是【构件参数】中的【圆弧半径】，软件默认为10.5m，如果认为软件默认的环墙半径不合理，可以修改。
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问题二
问
【构件参数】中“充水后总重”是如何计算的？充水后总重为水的重量与储罐净重之和：
，为何与参数建模中软件自动计算的5344238kg存在差异？
回复：充水后总重是储罐净重、充水总重，当罐底有坡度时包括坡度上圆锥范围内的水重。
立式储罐底板有一定的坡度（如下图），这是为了确保油品能够顺利排出，防止积聚和滞留。通常，储罐罐底的坡度为1%~2%的斜率，以确保油品能够顺利排出。软件能够考虑罐底坡度，用户可以根据实际情况输入罐体坡度，软件在荷载计算的时候也能真实的考虑这个坡度。
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1.罐底坡度为0
储罐净重：127.1t=1271kN；
试水液位：16.540m；
罐体内径：20m，罐体内半径：10m；
水容重：10kN/m3；
试水总重：
10x16.54x3.1415926x10x10
=51961.9416kN；
充水后总重（储罐净重+试水总重）：
1271+51961.9416
=53232.9416kN
=5323294.16kg，与软件计算5323294一致。
2.罐底坡度为1:50
储罐净重：127.1t=1271kN；
试水液位：16.540m；
罐体内径：20m，罐体内半径：10m；
水容重：10kN/m3；
圆柱体试水重：
10x16.54x3.1415926x10x10
=51961.9416kN；
罐底坡度1:50，罐底圆锥高度10/50=0.2m；
罐底圆锥内水重：
10x3.1415926x10x10x0.2/3
=209.4395kN；
充水后总重：
=1271+51961.9416+209.4395
=53442.3811kN=5344238.11kg，与软件计算5344238kg一致。
问题三
问
【构件参数】中“操作时总重”是如何计算的？储罐净重与储液重量之和为：
，与软件计算的4379099kg有差异？
回复：与“充水后总重”的计算方法一致，操作时总重为储罐净重与储液总重之和，当储罐底板有坡度时，需要考虑圆锥内储液的重量。
核算过程如下：
储罐净重：127.1t=1271kN；
设计液位：16.240m；
罐体内径20m，罐体内半径10m；
储液容重：8.3kN/m3；
圆柱体储液重：
8.3x16.24x3.1415926x10x10
=42346.1550kN；
罐底坡度1:50，罐底圆锥高度10/50=0.2m；
罐底圆锥内储液重：
8.3x3.1415926x10x10x0.2/3
=173.8348kN；
储液总重：
1271+42346.1550+173.8348
=43790.9898kN
=4379098.98kg，与软件计算4379099kg一致。
问题四
问
平衡校核中恒载的上部荷载、板面荷载、自重是如何计算的？恒载的上部荷载为何与储罐净重不一致？
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回复：首先我们要知道上部荷载指什么？储罐的总的恒载（自重）就是恒载的上部荷载吗？在主程序基础模块中，上部荷载指通过竖向构件传递到基础的荷载。储罐基础也一样，立式储罐基础通过环墙传递荷载，所以环墙传递到筏板的荷载即为上部荷载。储罐自重可以分为两部分，一部分是除底板外的其余重量，这部分重量直接作用在环墙上，通过环墙传递到基础，这部分荷载为上部荷载；另一部分是储罐的底板，其直接作用在填料上，和填料一起作用在筏板上，是筏板的板面荷载。环墙的自重，也是通过环墙传递到基础，故环墙的自重也是上部荷载。
通过上面对上部荷载的解释，我们知道了，恒载中的上部荷载包括作用在环墙上的除底板外的储罐自重、环墙自重。储罐底板和填料一起作用到筏板上，为筏板的板面荷载。恒载下的自重就是基础自重，即筏板重。需要注意，目前软件中填料荷载没有扣除有坡度的圆锥范围内的填料重量，后续版本我们会完善这个问题。
1.板面荷载
板面荷载由储罐底板自重和筏板上的填料构成。核算过程如下：
填料重度：18kN/m3；
填料高度：1.9m；
填料面荷载：18x1.9=34.2kpa；
储罐底板重量：228.5kN；
储罐底板在筏板上的面荷载：
228.5/（3.14x10.5x10.5）
=0.66kN/m2；
筏板板面面荷载：
34.2+0.66=34.86kN/m2，与荷载输入中筏板板面荷载一致；
板面荷载：
（34.2+0.66）x3.14x10.5x10.5
=12068.0091kN；
平衡校核中筏板板面荷载为：12058.7kN；
误差：
（12068.0091-12058.7）
/12068.0091
=9.3091/12068.0091
=0.00771%。
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2.上部荷载
上部荷载指由环墙传递到筏板的荷载，包括除储罐底板外的储罐自重和环墙自重。核算过程如下：
储罐净重1271kN，储罐底板重量228.5kN；
储罐除底板外其余重量：
1271-228.5=1042.5kN；
备注：
环墙上线荷载：
1042.5/（3.14x10.5x2）
=15.8kN/m，与荷载输入中的恒载线荷载一致；
环墙上线荷载的总和：
15.8x3.14x10.5x2=1042.5kN；
环墙厚度350mm，环墙重度25kN/m3，环墙地面以上高度1.3m，筏板底标高-1.2m，筏板厚0.6m，筏板外挑0.8m，故环墙高度1.3+1.2-0.6=1.9m；
环墙重：
25x3.1415926x2x10.5x0.35x1.9
=1096.808516kN；
上部荷载（环墙传递的储罐重（不包括底板）+环墙重）:
1042.5+1096.808516
=2139.3085kN，与平衡校核中的2139.3kN一致。
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3.自重
此处自重指基础自重，即筏板重。
筏板厚0.6m，筏板外挑0.8m。
筏板重：
25x3.1415926x（10.5+0.8）x
（10.5+0.8）x0.6
=6017.2494kN；
平衡校核中：5956kN；
误差：
（6017.2494-5956）/6017.2494
=61.2494/6017.2494
=1.017%。
误差是如何产生的呢？软件是按多边形来模拟圆形的，故多边形的面积即为圆的面积，手算是按圆形面积来计算的，故存在一定的误差。我们从下面两个方法分别计算筏板的面积，再来核算筏板自重。
1）按多边形计算筏板面积
因为轴网中输入圆弧转角是30度，按正二十四多变形，即24个三角形，三角形的顶角角度是15度，两个底角是82.5度。
三角形的高：11.3xsin82.5；
三角形的底：2x11.3xcos82.5；
二十四边形面积：
24x（11.3xsin82.5）x
（2x11.3xcos82.5）/2
=396.5832m2；
筏板重：25x396.5832x0.6
=5948.748kN；
平衡校核中：5956kN；
误差：（5956-5948.748）/5956
=7.252/5956=0.12%。
2）cad中查看筏板实际面积
将筏板导入到cad中查看软件中筏板实际面积，cad中查看筏板的面积为397.067939m2，则筏板重：25x397.067939x0.6=5956.019m2与平衡校核中5956kN一致。
由此可见，对于筏板重，手算是按圆形面积计算，而软件是按多边形计算有误差，故手算与软件计算的结果有误差。
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问题五
问
是否能手工输入充水后总重、操作时总重？
回复：【参数输入-构件参数】中有参数联动【罐体/储液参数联动修改】。勾选此参数时，操作时总重、充水后总重、动液系数、风荷载体型系数等4个参数会与相关罐体参数进行联动。当把鼠标悬停到【罐体/储液参数联动修改】，软件会给出此参数的解释。
所以，如果工程师不想按软件自动计算的充水后总重、操作时总重，想自己输入，可以取消勾选【罐体/储液参数联动修改】，这时就可以按自己需要输入操作时总重和充水后总重。
以上就是钢制立式储罐基础中的荷载核算，相信通过这篇文章，设计师们对软件的荷载计算有了更进一步的了解，对立式储罐基础荷载的构成更加清晰明确，对软件荷载计算的准确性更加的放心！工程师们可以放心使用盈建科储罐基础软件，提高设计效率！