与传统的金属、钢筋混凝土材料相比，复合材料在很多方面都有比传统材料更突出的性能，如比强度高，比模量高，节省能源，材料的可设计性，良好的耐高温腐蚀性能等。特别是复合材料的可设计性，设计人员可以根据需要，选择基体和加强材料，通过改变纤维含量，铺设方式，铺设顺序等自行设计，从而给优化设计带来极大的优越性。1958 年第一块玻璃钢板的成功压制，标志着中国玻璃钢/复合材料工业正式诞生，改革开放后，特别是“十五”计划以来，我国玻璃钢/复合材料在生产技术、产品种类、生产规模等方面迈过了由小到大的台阶，形成了较为完善的工业体系[1]。复合材料的应用领域也不断的扩大，由最初的军用迅速扩展到民用，涉及交通运输、节能环保、能源、化工等多方面的领域。复合材料已成为新材料领域的先导材料[1]。

玻璃钢是以玻璃纤维或其制品为增强材料，以树脂为基体，采用一定工艺制作而成的复合材料，具有轻质高强、耐腐蚀等显著特性，在各行业中得到了广泛应用[2]。现今立式贮罐所采用的复合材料大多为玻璃钢，质轻而硬，不导电，性能稳定，机械强度高，耐腐蚀。玻璃钢贮罐结构由防腐防渗内衬层、增强结构层、外表抗老化层组成，对比于传统的钢筋混凝土，金属材料，玻璃钢贮罐既有良好的耐介质腐蚀性，又具有足够的物理机械性能满足盛装要求。目前，国内许多厂家陆续引进国外表面毡和短切毡生产技术及成套设备，使玻璃钢储罐质量显著提高；引进先进的玻璃钢储罐纤维缠绕生产设备，代替传统的手糊生产方法，从而大幅提高了生产效率，使玻璃钢储罐年产量日趋增长[3]。由于玻璃钢贮罐的多种优良特点，高强度、高韧性、轻质、抗老化、抗腐蚀等，玻璃钢贮罐将取代传统材料贮罐将会是必然的趋势。

对于复合材料贮罐的设计，国内外有多个设计标准如ASTM D3299Filament-Wound Glass-Fiber-Reinforced Thermoset Resin Corrosion-Resistant Tank，ASME RTP-1-2011 ReinforcedThermoset Plastic Corrosion-Resistant Equipment，HG T20696-1999玻璃钢化工设备设计规定，BS 4994-1987 design and construction of vessels and tanks in reinforced plastics，GBT51160-2016纤维增强塑料设备和管道工程技术规范等，各个标准体系有差异。GBT51160-2016，是2016年新颁布的国家标准，根据其对贮罐所做设计，目前还未见有评判。本文即是在该背景下对对立式复合材料贮罐进行新国标的设计及有限元的校核，分析该标准的安全性与经济性。

2. 研究的基本内容与方案

研究基本内容和目标：

（1）依据复合材料力学的经典层合板理论，进行复合材料立式贮罐的铺层设计；

（2）依据GB51160-2016，进行立式贮罐的结构计算，并修改铺层结构；

（3）建立立式玻璃钢贮罐的有限元分析模型；

（4）进行各种工况下的立式玻璃钢贮罐的强度、刚度与稳定性分析；

（5）依据有限元计算结果，评判新国标的安全性与经济性。