水利水电工程钢结构课程设计-水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书

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1、水利水电工程钢结构课程设计水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料闸门形式：炉鼎是平面钢闸门；空口尺寸(宽×高):26m×12m上游水位：11.8m下游水位：0.1m闸底高程：0m启闭方式：电动固定式启闭机材料：钢结构Q235-A.F；焊条：E43型；行走支承：滚轮支承；止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮。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规范：水利水电工程钢闸门设计规范SL1974-2005二、闸门结构的形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门

2、高度H=11.8+0.2=12m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=26m；闸门计算跨度：L=L0+2d=22+2×0.2=26.40m。2.主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门应用实腹式组合梁。3.主梁的布置因为L=26.40＞1.5H=1.5×12=18所以采取双主梁。为使两根主梁在设计水位时所受的水压力相等，两根主梁的位置应对称与水压力合力的作用线y=H/3=4.0m,并要求下旋臂a≧0.12H和a≧0.4m、上悬臂c≦0.45H，现取a=1.5m≈0.12H=1.44（m）主梁间距：2b=2（y﹣a）=2×2.

3、5=5（m）则c=H-2b-a=12-5-1.5=5.5（m）=0.458H(满足要求)23水利水电工程钢结构课程设计(单位：m)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承。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见下页图。23水利水电工程钢结构课程设计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16道横隔板，其间距为1.65m，横隔板兼做竖直次梁。（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

4、支承。边梁采用单复试，行走支承采用胶木滑道。三、面板设计根据SL1974-1995《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2所示，面板厚度按下式计算：t=a当b/a≤3时，=1.5，则t=a=0.068a当b/a＞3时，=1.4则t=a=0.07a23水利水电工程钢结构课程设计现列表如下：梁格a（mm）b(mm)b/aKp(N/mm)t(mm)1130016501.270.4600.0060.0534.69

5、2130016501.270.4050.0190.0887.783100016501.650.4740.0300.1198.354100016501.650.4740.0400.1388.095100016501.650.4740.0500.15410.5670016502.360.4990.0580.1708.09770016502.360.4990.0650.1808.57870016502.360.4990.0720.1909.04960016502.750.5000.0780.1978.041060016502.750.5000.

6、0840.2058.361160016502.750.5000.0900.2127.211250016503.30.5000.0960.2197.451350016503.30.5000.1000.2247.621450016503.30.5000.1050.2297.261550016503.30.5000.1100.2357.791650016503.30.7500.1150.2949.99根据上表计算，选用面板厚度t=11mm。2面板与梁格的连接计算面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力P，已知面板厚度t=11mm,并且近似

7、地取板中最大弯应力==160则P=0.07t=0.07×11×160=123.2面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：T===204（N/mm）计算面板与主梁连接的焊缝厚度：====3.0(mm)面板与梁格连接焊缝最小厚度=11mm四、水平次梁、顶梁和底梁的设计1.荷载与内力的计算水平次梁和顶底梁都是支承在隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力按q=P现列表计算如下：23水利水电工程钢结构课程设计=1356.52kN/m梁号梁轴线处水压强度p(kN/)梁间距(m)(kN/m)q=p1(顶梁)1.981.300212.741.30016.

8、561.300325.481.15029.301.000435.281.00035.281.000545.081.00045.081.0006(主梁)54.880.85046.650.7007