水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书

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1、水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：一、平面钢闸门设计1.闸门形式：潜孔式平面钢闸门2.孔口尺寸（宽×高）：4.5m×5.5m3.上游水位：40.5m4.下游水位：0.1m5.闸底高程：0m6.启闭方式：电动固定式启闭机7.材料：钢结构：Q235-A.F；焊条：E43型；行走支承：滚轮支撑或胶木滑道；止水橡皮：侧止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。8.制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准启闭机械：卷扬式启闭机9.规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL1974-2005》二、拦污栅设计1.拦污栅型式：固

2、定式平面拦污栅2.尺寸（宽×高）：4.5m×5.5m3.水头：4m二、闸门结构的形式及布置（一）闸门尺寸的确定（图1示）1.闸门孔口尺寸：闸门高度h：5.5m荷载跨度L1：4.5m计算跨度L：4.9m2.计算水头：40.5-0.1=40.4m（二）主梁的布置1.主梁的数目及形式主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度L=4.5m,闸门高度h=5.5m,L

3、梁的位置按等间距来布置。设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。3.梁格的布置及形式梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板所支承。水平梁为连续梁，此闸门为小型闸门，间距不必上疏下密，使面板个区格需要的厚度相等，布置图2示三、面板设计根据《水利水电工程钢闸门设计规范SL1974-2005》关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截面选择以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2所示。面板厚度按下式计算t=a当b/a≤3时，a=1.5,则t=a=0.068当b/a>3时，a=1.4,则t=

4、a=0.070现列表1计算如下：14表1区格a(mm)b(mm)b/akP[N/mm2]t(mm)Ⅰ547.512252.2370.6880.3430.48618.094Ⅱ582.512252.1030.4970.3500.41716.517Ⅲ582.512252.1030.4970.3570.42116.676Ⅳ582.512252.1030.4970.3640.42516.834Ⅴ582.512252.1030.4970.3710.42916.993Ⅵ582.512252.1030.4970.3780.43317.151Ⅶ582.512252.1030.497

5、0.3850.43717.310Ⅷ547.512252.2370.6880.3920.51919.322根据上表计算，选用面板厚度t=20mm。2.面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=20mm,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm2,则p=0.07х20х160=224N/mm,面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力：T＝=面板与主梁连接的焊缝厚度：，面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度。四、水平次梁，顶梁和底梁地设计1.荷载与内力地验算水平次梁和顶，底梁都时支承在横隔板上地连续梁，作用在它们上面的水压力可按下式计算，即q=p现列表2计算：根据

6、表2计算，水平次梁计算荷载取263.60kN/m，水平次梁为4跨连续梁，跨度为1.225m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为:M次中＝0.077ql2=0.077х263.60х1.2252=30.46kN∙m支座B处的负弯距：M次B＝0.107ql2=0.107х263.60х1.2252=42.32kN∙m14表2梁号梁轴线处水压力强度P（kN/m2）梁间距（m）（m）q=p(kN/m)1(顶梁)3430.3438117.920.68752（主梁）349.740.6875240.450.68753（水平次梁）356.480.6875245.080.68754（主梁）

7、363.210.6875249.780.68755（水平次梁）369.950.6875254.340.68756（主梁）376.690.6875258.970.68757（水平次梁）383.420.6875263.600.68758（主梁）390.160.6875268.230.68759（底梁）396.900.3438136.452.截面选择W=mm3考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［25a,由附录三表四查得：A=3491mm2;Wx=269597mm3;Ix=33696200mm4;b1=78mm;d=7mm。面板参加次梁工作的有效宽度分别按式7—11及

8、式7—12