20.2.2  阻尼比的取值依据，同本规范第19.2.2条的条文说明。

20.2.3  目前，国内外的有关标准中均把球罐的整体结构简化为单质点体系来考虑，视球壳为刚体，质量集中在球壳中心。其构架的刚度以侧移刚度为主，忽略基础的影响，以此为动力分析模型得到球罐的基本自振周期公式为：

    其中K是球罐支撑结构的侧移刚度，是由构架的弯曲刚度K1和剪切刚度K2合成的，即：

    侧移刚度的计算公式与目前国内的有关标准相比有所不同，这里是采用了日本《高压瓦斯设备抗震设计标准》中的计算方法。该方法是根据结构力学中的位移法推导出来的，结构分析计算模型见图20.2.3-1，在推导过程中的基本假设如下：

    1  球壳为刚体。

    2  支柱的上端为固接。

    3  支柱的底端为铰接。

    4  支撑的两端为铰接。

    5  考虑支柱、拉杆的伸缩和弯曲。

    6  基础为刚体。

    根据基本假设条件可知，式(9)的推导是合理且偏于安全的。此式在推导过程中不仅考虑了构架的剪切影响和弯曲影响，同时还考虑了拉杆位置的变化和直径变化的影响，拉杆直径的变化直接影响构架的侧移刚度，考虑这一点是至关重要的。结构变形示意见图8。

图8  结构变形示意

    另外，球罐通常用于储存石油气、煤气和氨气等液化气体，根据G.W.Housner理论，液体在地震中可分为两个部分，一部分是固定在罐壁上与罐体做一致运动(称为固定液体)，另一部分是独立做长周期自由晃动(称为自由液体)。地震时，主要是固定罐壁上的这部分液体参与结构的整体震动。因此，在本条中引入了有效质量这一概念。结构的模拟质点体系见图9(图中m1为金属球壳质量)。

图9  自由液体质量和固定液体质量示意

    在图9中，自由液体质量mf和固定液体质量m2分别按下列公式计算：

mf＝(1－φ)mL       (10)

m2＝φ·mL       (11)

    由式(11)可知，储液参与整体结构震动的有效质量等于球罐储液总质量mL与储液有效率系数φ的乘积。而储液有效率系数φ是根据球罐中液体充满程度，按本章中给出的图20.2.3-2查取。

20.2.5  对球罐基础结构构件进行截面抗震验算时，其地震作用标准值效应和其他荷载效应进行组合，需按本规范第5.4节的规定采用。