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时间:2018-08-08
《水利水电工程钢结构课程设计露顶式平面钢闸门设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、水工钢结构课程设计课程名称:水工钢结构课程设计年级/专业/班:2012级水利水电工程1班学生姓名:学号:312012080801100任课教师:徐良芳老师开课学院:能源与环境学院27水利水电工程钢结构课程设计一、设计题目1.某小型露顶式闸门设计2.拦污栅设计二、主要内容1、某露顶式平面钢闸门设计①门型式:露顶式平面钢闸门②孔口尺寸(宽高):4.5m4m③启闭方式:卷扬式启闭④材料钢结构:Q235-A.F;焊条:E43型;行走支承:胶木滑道止水橡皮:侧止水用P型橡皮,底止水用条形橡皮⑤制造条件金属结构制造厂制造,手工电弧焊,满足Ⅲ级焊缝⑥质量检
2、验标准规范:《水利水电工程钢闸门设计规范SL1974-2005》3、拦污栅设计①拦污栅型式:固定式平面拦污栅②尺寸(宽高):4.5m4m③水头:2m三、闸门结构的形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门高度:考虑风浪产生的水位超高为0.2m,故闸门高度=4+0.2=4.2m闸门的荷载跨度为两侧止水的间距:L1=4.5m闸门计算跨度:L=L0+2d=4.5+2*0.2=4.9m27图1闸门的主要尺寸(单位:m)2.主梁的形式主梁的形式根据水头和跨度的大小决定,本闸门属于小跨度,为了便于制造和维护是,采用实腹式组合梁。3.主梁的布置根据闸门的高垮比,采用
3、2根主梁。为使两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作用线y’=H/3=1.33m,并要求下悬臂a≥0.12H,和a≥0.4m,上悬臂c≤0.45H,今取a=0.5m≈0.12H=0.48m27主梁间距2b=2(y’-a)=2*0.83=1.7m则c=H-2b-a=4-1.7-0.5=1.8m=0.45H(满足要求)4.梁格的形式和布置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冰被横隔板所支承。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,梁格布置具体尺寸如图2所示27图2梁格
4、布置尺寸图(单位:mm)5.连接系的布置和形式(1)横向连接系,根据主梁的跨度,决定布置道横隔板,其间距为1.63m,横隔板兼作竖直次梁。(2)纵向连接系,设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。采用斜杆式桁架。(6)边梁与行走支承。边梁采用单复式,行走支承采用胶木滑道。四、面板设计根据《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95),关于面板的计算,先估算面板的厚度,在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算应力。(1)估算面板厚度。假定梁格布置尺寸图2所示。面板厚度按式计算当b/a3时,a=1.5,则27当b/a>3时,a=1.4,则
5、现列表1进行计算。表1面板厚度的估算区格a(mm)b(mm)b/akP(N/mm)t(mm)I90016231.800.6510.0040.0513.13II88016231.840.4900.0130.0804.79III78016232.080.4970.0210.1025.4IV74016232.190.4970.0300.1216.08V34016234.770.7500.0380.1683.89注1、面板边长a、b都从面板宇梁格的连接焊缝算起,主梁上翼缘宽为140mm(详见后面)2、区格I、VI中的系数k由三边固定一边简支板查得。根
6、据上表计算选用面板厚度t=8mm(2)面板与梁格的连接计算。面板局部绕曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P按式max计算,已知面板厚度t=8mm,并且近似地取板中最大弯应力σmax=【σ】=160N/mm2则max=0.07×8×160=89.6(N/mm)面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力T=VS/2I0=177000×620×8×118/(2×446700000)=77(N/mm)由式计算面板与主梁连接的焊缝厚度为hf=((p/1.22)2+T2)^(1/2)/(0.7[τth)=(89.6×89.6+77×77/(0.7×113
7、)=1.5(mm)面板与梁格连接焊缝取其最小厚度hf=6mm五、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平压力可按式计算。27列表2计算后得εq=78.27kN/m表2水平次梁、顶梁和底梁均布荷载的计算梁号梁轴线处水压强度梁间距(m)(m)(kN/m)备注1(顶梁)0.95顶梁荷载按下图计算0.9828.10.9758.000.973上主梁17.70.9216.230.87425.20.8521.420.835下主梁33.30.61520.480.406底梁37.30.3
8、0011.19根据表2计算,水平次梁计算荷载取21.42kN/m,水平次梁为三跨连续梁,跨度为2..35m(图3)。水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为M次中=0.080q
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