钢结构课程设计---露顶式平面钢闸门设计

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1、钢结构课程设计题目：露顶式平面钢闸门设计一.工程概况：闸门是用来关闭、开启或者局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构。其主要作用是控制水位、调节流量。闸门是水工建筑物的重要组成部分，它的安全与适用，在很大程度影响着整个水工建筑物的原行效果。二.设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净宽：9.00m；设计水头：5.50m；结构材料：Q235钢；焊条：E43；止水橡皮：侧止水用p形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2；混凝土强度等级：C20。三.闸门结构形式与布置（一）闸门尺寸的确定（

2、图一）1.闸门高度：考虑风浪产生水位超高为0.2m,故闸门高度=5.5+0.2=5.7（m）;2.闸门的荷载跨度为两侧止水的距离：=9m;3.闸门计算跨度：=+2d=9+20.2=9.40（m）;(二)主梁的形式主梁的形式根据水头的大小和跨度大小决定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。（三）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（图一）并要求下悬臂和、上悬臂，今取主梁间距则（四）梁格的布置

3、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，其间应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格布局具体的尺寸如图二。（五）连接系的布置和形式（1）横向联接系，根据主梁的跨度，决定布置3道隔板，其间距为2.346m,横隔板兼作竖直次梁。（2）纵向联接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。5.边梁与行走支承边梁采用单腹式，行走支承采用胶木滑道，压合胶木为MSC-2。四.面板设计根据SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关

4、于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截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如图二所示。面板厚度ｔ按公式t≥（mm）计算，其中0.9----面板参加贮量工作需要保留一定的强度储备系数；----弹塑性调整系数，当b/a≤3时，=1.５，当b/a≥3时，=1.４；----钢材的抗弯容许应力，以N/mm２计则初取t=a；当b/a≤3时，a=1.5，则t=a=0.068a当b/a>3时，a=1.4,则t=a=0.07a现列表一表示计算结果如下：　　　　　　　　　　　

5、面板厚度的估计（表一）区格a(mm)b(mm)b/akP()t(mm)Ⅰ150023401.560.5800.0060.0596.02Ⅱ92023402.540.5000.0190.0976.07Ⅲ78023403.000.5000.0280.1186.26Ⅳ70023403.340.5000.0370.1366.66Ⅴ62023403.770.5000.0440.1486.42Ⅵ49023404.780.7500.0510.1966.72根据上表计算，选用面板厚度t=7mm。2、面板与梁格的连接计算面

6、板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力P按照P=0.07t计算，其中表示厚度为ｔ（mm）的面板中最大弯应力，计算时候可以采取＝，因为已经求知面板厚度t=7mm,并且近似地取板中最大弯应力==160则P=0.07t=0.07x7x160=78.4（Ｎ/mm２）面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：T=＝又面板与主梁连接的焊缝厚度可以近视的按照≥／（0.7）和不应小于6mm确定，公式中的表示角焊缝容许剪应力，于是≥／（0.7）＝面板与梁格连接焊缝最小厚度=6mm。五.水平次梁，顶梁和底梁的设计1、荷

7、载与内力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计算。其中P表示次梁轴线处的水压强度；分别表示水平次梁轴线到上、下相邻梁之间的距离。现列表二表示计算结果如下：梁间距水平次梁、顶梁和底梁均布荷载的计算表（表二）梁号梁轴线处水压强度p(kN/m２)梁间距（m）q=p(kN/m)备注1（顶梁）1.58214.01.31018.341.043（上主梁）24.20.95523.110.87432.70.82026.810.77540.30.75530.430.746（下主梁）4

8、7.50.64530.640.557（底梁）52.90.40021.16根据表二计算，水平次梁计算荷载取q=30.43KN/m,水平次梁为四跨连续梁，跨度为L=2.35m.如图3所示。水平次梁弯曲时的边跨跨中弯矩为：=0.077qL2=0.077x30.43x=12.9(KN.m)支座B处的负弯矩为：=0.107qL2=0.107x30.43x=17.98(KN.m)2、截面选择W==考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选槽钢16b.由表查