水工钢结构平面钢闸门设计计算专项说明书

1、水工钢构造平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：闸门形式：潜孔式平面钢闸门。孔日勺性质：深孔形式。材料： 钢材：Q235焊条：E43 ；手工电焊；一般措施检查。止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS2。砼强度等级：C20。启闭机械：卷扬式启闭机。规范：水利水电工程刚闸门设计规范(SL74-95)，中国水利水电出版社1998.8二、闸门构造的形式及布置(一)闸门尺寸的拟定(图1示)肌：船主默抽(靴顼闸门孔口尺寸：孔口净跨(L)： 3.50m。孔口净高：3.50m。闸门高度(H)： 3.66m。闸门宽度：4.20m。荷载跨度(H1)： 3.66m。

2、计算跨度(L1): 3.90m。学号为1学号为2学号为3学号为4学号为5L=3.5m，L=3.55m ，L=3.6m，L=3.65m ，L=3.7m，L1=3.9mL1=3.95mL1=4.0mL1=4.05mL1=4.1mH=4.05m,H=4.05m,H=4.05m,H=4.05m,H=4.05m,H1=4.05mH1=4.05mH1=4.05mH1=4.05mH1=4.05m学号为6学号为7学号为8学号为9学号为0L=3.75m ，L=3.8m，L=3.85m ，L=3.9m，L=3.95m ，L1=4.15mL1=4.2mL1=4.25mL1=4.3mL1=4.35mH=4.05m,H

3、=4.05m,H=4.05m,H=4.05m,H=4.05m,H1=4.05mH1=4.05mH1=4.05mH1=4.05mH1=4.05m计算水头：50.00m。（二）主梁的布置主梁日勺数目及形式主梁是闸门日勺重要受力构件，其数目重要取决于闸门日勺尺寸。由于闸门跨度L=3.50m, 闸门高度h=3.66m,L3 时，a=1.55,则 t=a kp=0.067 kp0.9 x 1.55 x 160现列表1计算如下:表1区格a(mm)b(mm)b/akPN/mm2t(mm)I4059652.3830.7320.490.6013.795II3459652.800.500.490.5011.212

4、5III3459652.800.740.490.6013.455根据上表计算，选用面板厚度t=14mm。2.面板与梁格日勺连接计算已知面板厚度t=14mm ,并且近似地取板中最大弯应力。max=。 = 160N/mm2，则p=0.07x 14x 160=156.8.2N/mm , 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力：V 790 x 103 x 1000 x 14 x 272 2T2 x 3776770000=398=398N / mm,七=VP2 + T2 /0.7 x t w = 398/0.7 x 113 = 5mm , 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度hf= 6mm。四、水平次梁，

5、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持续梁，作用在它们上面勺水压力可 按下式计算，即a + aq=p现列表2计算如下：表2梁号梁轴线处水压力强 度P（kN/mm2）梁间距（m）a + a2(m)a + a q=pr(kN/m)1（顶梁）454.130.510.225115.802 （主梁）459.130.450.48220.383（水平次梁）463.540.45208.590.454 （主梁）467.950.45210.580.455（水平次梁）472.360.45212.560.456 （主梁）476.470.45214.410.457（水平次梁）481

6、.180.45216.530.458 （主梁）485.590.45218.510.459 （底梁）4900.225110.25工=1727.61kN/m根据上表计算，水平次梁计算荷载取216.53kN/m,水平次梁为4跨持续梁，跨度为0.90m, 水平次梁弯曲时日勺边跨弯距为：M次中= 0.077q=0 . 0 7 7 x 2 1 6. 53 x 0. 9 7 52=15 . 85kNmA BD 了、 Zx E|一.5_.一9.75.WB975nm_图3:水平次梁计算简图和弯距图支座B处勺负弯距：M . =0.107q=0.107 x 2 1 6. 53 x 0. 9 7 52=22 . 02

7、 48kNm截面选择次5=137655 mm3m M 22.0248 x 106=137655 mm3W=。160考虑运用面板作为次梁截面勺一部分，初选18b，由附录三表四查得：A=2929mm2 ;W=152200mm3 ; I =mm4 ; b1=70mm ; d=9mm。面板参与次梁工作勺有效宽度分别按式6-11及式6-12计算，然后取其中较小值。式：611BWb1+60t=70+60X14=910mm ;式：612B=Zb （对跨间正弯距段）B=Z：b （对支座负弯距段）。梁间距b= = 900 + 900 = 900mm。对于第一跨中正弯距段l =0.8l = 0.8X220975=

8、780mm ;对于支座负弯距段 l=0.4l =0.4X975 = 390mm。根据l /b查表61： 0L. 8m 耕就平媛对于 l0/b = 780/900 = 0.867 得 Z1 = 0.40，得 B=ZL. 8m 耕就平媛对于 10/b = 390/900 = 0.430 得 Z 2 = 0.16，得 B=Z b = 0.16X900=144mm , 对第一跨中选角B = 360mm，则水平次梁组合截 面面积（例图4）: A=2929+360X14=6961mm2 ;组合截面形心到槽钢中心线得距离：360 x 14 x 98 e=65mm ;8689跨中组合截面日勺惯性距及截面模量为

9、：=+2929 X 652+360 X14X352=mm4次中W =min3313002515=203165.6mm次中W =min3313002515=203165.6mm 2118.8x 14x98 ore=35mm4592.2支座初组合截面勺惯性距及截面模量为：I. = +29 29 X 432+144 X14 X 352 = .8mm4次23680365.8W = 189442.9mm 2min 125水平次梁勺强度验算由于支座B处（例图3）处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座B处截面 勺抗弯强度，即22.0248 x 1060 =次 189442.9=116.24N / mm2 g = 160N / mm2,22.0248 x 1060 =次 189442.9阐明水平次梁选用18b满足规定。轧成梁勺剪应力一般很小，可不必验算。水平次梁勺挠度验算受均布荷载勺等跨持续梁，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在B支座处截面勺弯距已经求得M次B=22.0248kN m,则边跨挠度可近似地按下式计算：w 5 ql 3 Ml=x 次Bl 384 EI 次 16 EI 次5