《水工钢结构(平面钢闸门)课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水工钢结构(平面钢闸门)课程设计（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录目录一、设计资料及有关规一、设计资料及有关规定定2二、闸门结构的形式及布二、闸门结构的形式及布置置2三、面板设三、面板设计计3四、水平次梁、顶梁和底梁地设四、水平次梁、顶梁和底梁地设计计4五、主梁设五、主梁设计计7六、横隔板设六、横隔板设计计10七、纵向连接七、纵向连接系系11水利水电工程钢结构课程设计- 1 -八、边梁设八、边梁设计计11九、行走支承设九、行走支承设计计13十、十、 轨道设轨道设计计14十一、止水布置方十一、止水布置方式式14十二、埋固构十二、埋固构件件15十三、闸门启闭十三、闸门启闭力力15十四、闸门的启闭机十四、闸门的启闭机械械15水利水电工程钢结构课程设计- 2 -
2、一、设计资料及有关规定一、设计资料及有关规定1、闸门形式：潜孔式平面钢闸门 2、孔口尺寸（宽高）：7.0m12.0m 3、上游水位：67m 4、下游水位：0.1m 5、闸底高程：0m 6、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：采用滚轮支承 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，满足级焊缝质量检验标准。 9、规范：水利水电工程钢闸门设计规范 SL 1974-2005二、闸门结构的形式及布置二、闸门结构的形式及布置1、闸门尺寸的确定 闸门高度：12.2m 闸门的荷载跨度为两止水
3、的间距：7.0m 闸门计算跨度：10+20.22=7.44(m) 设计水头：67m 水利水电工程钢结构课程设计- 3 -2、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=7m,闸门高度 h=12m,L3 时，a=1.4,则 = (0.9 1.4 160) = 0.07 现列表 1 计算如下： 表 1区格a(mm)b(mm)b/akpN/mm2t(mm)191012301.350.5100.5440.52732.61291012301.350.4290.5540.48830.20391012301.350.4290.5640.49230.44491012
4、301.350.4290.5730.49630.69591012301.350.4290.5830.50030.94691012301.350.4290.5930.50431.19791012301.350.4290.6030.50931.50891012301.350.4290.6130.51331.74991012301.350.4290.6220.51731.991091012301.350.4290.6320.52132.241191012301.350.4290.6420.52532.491286012301.430.5390.6520.59334.68根据上表计算，选用面板厚度 t
5、=35mm2、面板与梁格的连接计算 已知面板厚度 t=35mm ,并且近似地取板中最大弯应力 max=160N/mm2,则面板 局部扰曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力 P 为： P=0.07tmax =0.0735160=392(N/mm ) 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力： = 2= 426 35 2240 2 = 1573(/)面板与主梁连接的焊缝厚度：=2+ 2(0.7)=3922+ 15732(0.7 113) = 20.5()角焊缝最小厚度： 1.5 = 1.5 35 = 8.9() 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度= 21四、水平次梁，顶梁和底梁地设计四、水平次梁，
6、顶梁和底梁地设计水利水电工程钢结构课程设计- 5 -1、荷载与内力验算 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压力可按 下式计算，即 = 上+ 下2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）上+ 下2（m） = 上+ 下2(kN/m)1(顶梁)5390.5075273.5 1.015 2（主梁）548.91.015557.1 1.0153（水平次梁）558.91.015567.3 1.015 4（主梁）568.81.015577.3 1.0155（水平次梁）578.81.015587.5 1.015 6（主梁）588.71
7、.015597.5 1.0157（水平次梁）598.71.015607.7 1.015 8（主梁）608.61.015617.7 1.0159（水平次梁）618.61.015627.9 1.015 10(主梁)628.51.015637.9 1.01511（水平次梁）638.51.015648.1 1.015 12（主梁）648.40.990641.9 0.965 13（底梁）657.90.4825317.4由列表计算后得 q=7258.8kN/m 根据上表计算，水平次梁计算荷载取 648.1kN/m，水平次梁为 6 跨连续梁，跨度为 1.24m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为: M次中0.072
8、ql2=0.072648.11.242=71.9(kNm)水利水电工程钢结构课程设计- 6 -支座 B 处的负弯距： M次 B0.106ql2=0.106648.11.24 2=105.4(kNm)2、截面选择 = =105.4 = (3)考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选36a,由附录三表 4 查得： A=6089mm2 ； Wx=mm3； Ix=mm4； b1=96mm； d=9mm 面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。Bb1+60t=96+6035=2196(mm)B=1b (对跨间正弯距段)B=2b （对支座负弯距段） 按 11 号梁计算，梁间距 =1+ 2
9、2=1015 + 1015 2= 1015()对于第一跨中正弯距段 ：l0=0.8l=0.81240=992(mm) 对于支座负弯距段：l0=0.4l0.41240496(mm) 根据 l0/b 查表 7-1：对于 l0/b992/10150.997 得 10.40，得 B=1b406(mm)对于 l0/b496/10150.489 得 20.16，得 B=2b162.4(mm) 对第一跨中选用 B406mm,则水平次梁组合截面面积（如图）: A=6089+40635=21199(mm2) 组合截面形心到槽钢中心线得距离: =406 35 197.= 132()跨中组合截面的惯性距及截面模量为
10、： I次中+60891322+4063565.52 (mm4)=2= (2)对支座段选用 B162.4mm，则组合截面面: A=6089+162.4 35=11773(mm2) 组合截面形心到槽钢中心线得距 =162.4 35 197.= 95()支座初组合截面的惯性距及截面模量为： 惯性距：次中=+ 6089 952+ 162.4 35 112.52= (4)水利水电工程钢结构课程设计- 7 -截面模量：=5= (2)3.水平次梁的强度验算由于支座 B 处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座 B 处截面的抗弯强度， 即:次=次=77.86 = 78.4( 2) = 160(/2) =次中
11、=105.4 = 113.7( 2) = 160( 2)说明水平次梁选用36a 满足要求。轧成梁的剪应力一般很小，可不必验算。 4.水平次梁的挠度验算 受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在 B 支座处截面的弯距 已经求得 M次 B=71.86kNm,则边跨挠度可近似地按下式计算： =5 3843 次次16次 =5 648.1 2.06 10571.86 1016 2.06 105= 0. =1 250= 0.004故水平次梁选用36a 度和刚度要求。 五、主梁设计五、主梁设计 （一）设计资料 （1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）L07.0m ；计算跨度 L7.44m；荷载跨度
12、 L1=7m； （2）主梁荷载： = (9.8 55 + 9.8 67) 12 (2 6) = 1195.6(/)（3）横向隔板间距：1.24m （4）主梁容许挠度：W=L/600 （二） 主梁设计 1、截面选择 （1）弯距和剪力。弯距与剪力计算如下： 弯距：=1195.6 7 2(7.4427 4)= 8243.7(/)剪力：=12=1 2 1195.6 7 = 4184.6()水利水电工程钢结构课程设计- 8 -（2）需要的截面抵抗距：已知 Q235 钢的容许应力=160N/mm2，考虑钢闸门自重引起附 加应力的影响，取容许应力=0.9160=144N/mm2 则需要的截面抵抗矩为： =8243.7 0.1= 57247.9(3)（3）腹板高度选择：按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为：= 0.96 0.23 = 0.96 0.23 144 102 7.44 1022.06 107 (1 600)= 70.3()
