南华大学机械工程学院毕业设计
A=m1h11.5+m2hB=mihi3
1.521.5+m3h3=6.8×109
对于0-0截面：m1h13=2466×20003=1.9×103=2×10
13
对于1-1截面：m2h23=3250×6500=9×10 对于2-2截面：m3h33=3714×12000=6.4×10B=m1h13+m2h23+m3h33=6.41×1016 A/B=
6.8?106.4?10916314
315
=1.06×10-7
ABhi1.5基本振型系数?k1??1.06?107
?7hi1.5
-3
对于0-0截面：?k1=1.06×10×2000=9.5×10 对于1-1截面：?k2?1.06?10?7?6500对于2-2截面：?k3?1.06?10?7?12000取综合影响系数CZ?0.5 地震影响系数最大值
1.51.5
?5.5?10?0.13?2
1.5
?max
?0.45 查《化工设备机械基础课程设计指导书》附表5-5 得?max度8度时）
各类场地土的特征周期Tg
（设计烈
查《化工设备机械基础课程设计指导书》附表5-6得Tg?0.3（II类场地土，近震时） 取第二组Ⅰ类场地土的特性周期为Tg=0.3
地震影响系数?1
?Tg?1=??T?1????0.9??max?0.3?????0.54?0.9?0.45?0.26?0.2?max
?1不得小于0.2?max?0.2?0.45?0.09
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水平地震力Fk1,N
Fk1=Cz?1?k1mkg
对于0-0截面：Fk1=0.5?0.26?9.5?10?3?2466?9.8?4.7N 对于1-1截面：Fk1=0.5?0.26?5.5?10?2?3250?9.8?227N 对于2-2截面：Fk1=0.5?0.26?0.13?3714?9.8?615N 垂直地震影响系数：?vmax?0.65?0.45?0.2925； 操作质量m0?13230kg；
当量质量meq=0.75m0?0.75?13230?9922kg； 底截面处垂直地震力F0?0v??vmax?meq?g?0.2595?9922?9.8?25232N
3m=mh7
ihi1h1?m22?m3h3=2466×2000+3250×6500+3714×12000=7.0×10
i?1FI?Ii0?0v?mih3FV=mihi?25232m7.0?107=0.00036mihi
?k?hki?1对于0-0截面：F0?0V=0.00036×2466×2000=1775N 对于1-1截面：F1?1v=0.00036×3250×6500=7605N 对于2-2截面：F2?2v=0.00036×3714×12000=16044N
底
截
面
处弯矩
M0?016EI?1635Cz?1m0gH?35?0.5?0.26?13230?9.8?18000?1.3?108N?mm底截面处地震弯矩
M0?0?0E?1.25M0EI?1.25?1.3?108?1.625?108N?mm
截
面
1-1
处地
震
弯
M1?11?11m0gE?1.25?M?10H3.5E?1.25?8CZ?175H2.5?14H2.5?h?4h3.5?
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：
矩
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=1.25?8?0.5?0.26?13230?9.81175?180002.5?10?180003.5?14?180002.5?3000?4?30003.5?
=1.2×108N?mm 截
M2?2E面
?1.25?M2?2E2-2
?1.25?处
8CZ?1m0g175H2.5地
3.5震
2.5弯
3.5矩
?10H?14H?h?4h?
3.5=1.25?8?0.5?0.26?13230?9.81175H2.5?10?180003.5?14?180002.5?6500?4?6500?
=8.7?107N?mm
3.2.4塔体的风载荷及风力矩
风载荷??K1K2q0filiDei ；
式中Dei —塔设备中第i段的水平风力，N； fi — 风压高度变化系数 ； q0 — 各地区的基本风压 ，N/㎡ ； li — 塔设备各计算段高度，m ； K1 — 体型系数 ；
K2i — 塔设备中第i计算段的风振系数。 K1＝0.7； 塔高18m ，Di为1.2m时酌取K2＝1.75 , 查表得 q0=35×10Mpa, fi值如下
对于3m～10m段 l1'=10-3=7m, 查表得 f1=1.0 ； 10m～18m段 l2=18-10=8m, 查表得 f1=1.0 ； 塔体有效直径Dei=D0+2?si+K3+K4 , 式中 D0 — 塔体外径，㎜ ；
?si —塔体各段保温层厚度， ㎜； K3 — 笼式扶梯挡风当量宽度，㎜ ； L1 — 计算塔段（同一直径）的高度；
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-5
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对于斜梯取K3＝200㎜；K4＝2?A/li ，其最大值为一计算塔段8m中有两层平台，第层平台迎风面积为0.5㎡，则 K4＝
2?2?0.5?1080006＝250㎜ ；
为简化计算且偏安全计算，各段均取 Dei=1220+2×0+200+250=1670㎜ ； 塔体各段风力：
' 3～10m段 P1'=K1K21q0f1L1×106
=0.7×1.75×0.0035×1.0×7000×1670 =5011N 。
10～18m段 P2＝K1K22q0f2l2Dei×106
＝0.7×1.75×0.00035×1.0×8000×1670 ＝5728N 。 塔底部分（1—1）截面弯矩 M1?1W＝P1'l12'+P2（l1'+
l22）
式中 l1' — 塔体1—1截面到标高10m处的距离， l1'＝10-3＝7m
P1'—对应于l1'段的风力。
1?1 ?MW＝5011×
70002+5728×（7000+
80002）
＝18.95×106+66.19×106 ＝8.5×10 N·m 。 裙座底部（0—0）截面弯矩 M0?0W7
＝P\1l1\2+P2（l1\+
l22）
式中 l1\ — 裙座底部到标高10m处的距离 ； l1\＝10m ；
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P1\ — 对应于 l1\段的风力
P1\＝K1K2q0f1l1\De1＝0.7×1.75×0.00035×1.0×10000×1670 ＝3252N ；
?MW0?0＝3252×
100002+5728×（10000+
80002）＝9.87×107N·㎜ ；
偏心弯矩Me
该塔塔体上并未悬挂附属设备或其他附件，故偏心弯矩Me?0 最大弯矩
i?i最大弯矩取MW?Me和Mi?iE?0.25MW?Mi?ie两者中的较大值。
计算数据如表
最大弯矩选择 表3.2.4
计算公式及数据 计算内容 0～0截面 MW?Me Mi?iEi?i1～1截面 2～2截面 1.33×108 9.8×107 1．87×108 8.4×107 1．4×108 ?0.25MW?Me i?imaxi?i8.7×107 2.1×10 8最大弯矩M 1．87×108 1．4×108
3.3塔体的强度及轴向稳定性验算。
0-0，1-1， 2-2段以上的操作质量分别为13230，11025 ，5880kg
塔底危险截面（1-1）的各项轴向应力计算 ?1＝
pDi4?em01?1＝
?g0.11?12004?6＝5.5Mpa ；
?2＝
?Di??e＝
11025?9.83.14?1200?6＝4.7Mpa ；
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