水工钢闸门设计(课程设计)

-----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 露顶式平面钢闸门设计 一、设计资料 闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：12.00m； 设计水头：6.00m； 结构材料：Q235； 焊条：E43； 止水橡皮：侧止水用 P 形橡皮，底止水用条形橡皮； 行走支撑：采用胶木滑道，压合胶木为 MCS-2； 混凝土强度等级：C20； 二、闸门结构的形式及布置 1、闸门尺寸的确定（图 设-1） 闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为 0.2m，故闸门高度=6+0.2=6.2（m） ； 闸门的何在跨度为两侧止水的间距：L1=12m； 闸门的计算跨度：L=L0+2d=12+2×0.2=12.40 (m)。 2、主梁的形式 主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了便于 制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 3、主梁的布置 根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。为使两个主梁在设计水位时所受 的 水 压 力 相 等 ， 两 个 主 梁 的 位 置 应 对 称 于 水 压 力 合 力 的 作 用 线 __ y =H/3=2.0m(图 设-1)，并要求下悬臂Ha12. 0和ma4 . 0、上悬臂 Hc45. 0，今取 )(72. 012. 07 . 0mHma 主梁间距： )(6 . 2)7 . 02(2)(22 __ mayb -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 则 HmabHc45. 0)(7 . 27 . 06 . 262（满足要求） 4、梁格的布置和形式 梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横 隔板所支撑。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的 厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸详见 图 设-2 5、连接系的布置和形式 （1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置 3 道横隔板，其间距为 3.1m， 横隔板兼作竖直次梁。 （2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。 6.边梁与行走支承 边梁采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。 三、面板设计 根据 SL 74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的 计算，先估算面板厚度，在主梁界面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁整 体弯曲的折算应力。 1、估算面板厚度 假定梁格布置尺寸如图 设-2 所示。面板厚度可按下式计算： ][9 . 0 kp at  当 b/a≤3 时，5 . 1，则kpa kp at068. 0 1605 . 19 . 0    当 b/a＞3 时，4 . 1，则kpa kp at070. 0 1604 . 19 . 0    现列 表-1 计算如下： -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 表-1 面板厚度的估算 注 ： 1. 面 板变长 a、 b都从 面 板 与 梁格 的 连 接 焊缝算起， 主 梁上 翼 缘 宽度为 180mm（详见于后） 2.区格Ⅰ、Ⅵ中系数 k 有三边定一边简支板查得。 根据上表计算，选用面板厚度 t=8mm。 四、水平次梁、顶梁和底梁的设计 1、荷载与内力计算 水平次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水 压力可按下式计算： 2 下上 aa pq   列表-2 进行计算 · 梁轴线处 水压强度 （kN/m2） 梁间距 （m） 2 aa 下上  2 aa p下上  q 备注 1（顶梁） 3.68 顶梁荷载的计算 68. 3 72. 1 3 57. 1 2 4 .1575. 1 1    R 1.72 2 15.4 1.425 21.95 1.13 3（主梁） 26.5 1.040 27.56 0.95 4 35.8 0.895 32.04 0.84 5 44.0 0.825 36.30 0.81 6（下主梁） 51.9 0.705 36.59 0.60 7（底梁） 57.8 0.400 23.12 有表-2 计算后得  mKNq/24.181 水平次梁的计算荷载取 36.30KN/m，水平次梁为四跨连续梁，跨度为 3.1m （图 设-3） 。水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为 )(9 .261 . 33 .36077. 0077. 0 22mKNqlM 次中 区格 a (mm) b (mm) b/a k P (N/mm2) kp t (mm) Ⅰ 1650 3090 1.87 0.656 0.007 0.068 7.63 Ⅱ 990 3090 3.13 0.500 0.021 0.102 7.07 Ⅲ 840 3090 3.68 0.500 0.031 0.125 7.35 Ⅳ 770 3090 4.01 0.500 0.040 0.142 7.65 Ⅴ 670 3090 4.61 0.500 0.048 0.155 7.26 Ⅵ 510 3090 6.06 0.750 0.055 0.203 7.25 -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 支座 B 出的负弯矩为 )(32.371 . 33 .36107. 0107. 0 22mKNqlM B  次 图 设-3 水平次梁计算简图和弯矩图 2、截面选择 )(233250 160 1032.37 ][ 3 6 mm M W    考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［22a，由槽钢表查得 A=3184mm 2 W x=217600mm 3 I x=23939000mm 4 b 1=77mm d=7mm 面板参加次梁工作的有效宽度可由公式cbB2 1 及bB计算， 然后取其中的较 小值。 )(5578607760 1 mmtbB bB 1 （对跨间正弯矩段） bB 2 （对支座负弯矩段） 按 5 号量计算，设两间距)(825 2 810840 2 21mm bb b    。确定上式中面板 的有效宽度系数时，需要知道梁弯矩零点之间的距离 l 0 与梁间距 b 之比值。对 于第一跨中正弯矩取)(248031008 . 08 . 0 0 mmll，对于支座负弯矩段取 )(124031004 . 04 . 0 0 mmll。根据 l 0/b 查面板有效宽度系数表： 对于 l 0/b=2480/825=3.006 ，得 1=0.84，则 B=0.84×825=693（mm） 对于 l 0/b=1240/825=1.503，得2=0.42，则 B=0.42×825=347（mm） 对第一跨中选用 B=557mm，则水平次梁组合界面面积（图 设-4）为 -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- )(764085573184 2mmA 组合截面形心到槽钢中心线距离为 )(66 7640 1148557 mme  