水工钢闸门课程设计布置

水工钢闸门课程设计一、基本资料1.闸门型式：提升式平面钢闸门2.孔口尺寸：（宽×高）(1)10.0×5.0m2(2)10.0×5.2m2(3)10.0×5.5m2(4)10.0×5.8m2(5)10.0×6.0m2(6)8.0×6.0m2(7)8.0×7.5m2(8)8.0×8.0m23.上游水位高程(1)(2)(3)(4)(5)(6)▽27.5m(7)▽6.5m(8)▽7.0m4.下游水位高程(3)(4)(5)▽22.5m，其它组下游无水5.闸底高程(1)(2)(3)(4)(5)(6)▽20.0m(7)(8)▽-1.0m6.胸墙底高程(1)▽25.0m(2)▽25.2m(3)▽25.5m(4)▽25.8m(5)、(6)▽26.0m7.启闭设备：电动固定式启闭机8.闸门所用材料：门叶承重钢结构：Q235.B钢焊条：E43型行走支承：采用滚轮，材料为铸钢ZG45止水橡皮：顶止水、侧止水—P形橡皮；底止水—条形橡皮。9.制造条件：金属结构制造厂制造，手工电焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。10.采用的设计规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL74—95》二、设计要求(一)结构选型与结构布置要求按给定的设计资料，确定闸门的型式及尺寸，选择闸门各主要部件的型式并确定其布置。即：a.确定主梁的数目、型式及其位置；b.确定梁格的型式及布置；c.选择梁格的连接型式；d.选择联结系的型式并进行布置；e.选择支承边梁及行走支承的型式等。设计计算书中要求阐明所选方案的理由，绘制闸门结构的布置简图，以三视图表示，比例1:100或1:50(二)结构计算对闸门承重结构的主要部件进行结构计算：a.钢面板计算b.次梁设计c.主梁设计d.联结系的计算e.边梁的设计要求计算正确，说理清楚，并附有必要的计算简图且要求计算说明书内容完整，书写端正。(三)技术设计图•根据结构布置和结构计算成果，绘制闸门结构详图。•要求作闸门门叶结构的三视图：立面图、水平剖示图、垂直剖示图。•应做到图面布局合理，投影关系正确，表达清晰，线条分明，字体工整，符合工程制图标准。•图纸规格：1#图纸（75×50cm2左右图框）(四)主要参考书目：•《钢结构》教材（第二版）。曹平周、朱召泉编•《水工钢闸门设计》安徽省水利局勘测设计院，水利出版社1980年•《水电站机电设计手册》金属结构（一），水利水电出版社1987年三、结构选型及结构布置1.闸门型式及尺寸•闸门型式：提升式平面钢闸门1~6组：潜孔式7~8组：露顶式2.闸门尺寸：⑴闸门高度•露顶式：H=上游水位高程－闸底高程＋ΔH（波浪超高，取ΔH=0.2~0.3m）CbaΔH上游水位高程闸底高程•潜孔式：H=胸墙底高程-闸底高程+ΔH（安装顶止水构造要求，取ΔH=0.25~0.3m）b闸底高程aCΔH胸墙高程0.1m⑵、闸门总宽B=L0+2d+La+bL0---孔口尺寸d---行走支承到闸墙边缘的距离（本次设计取0.2~0.3m）La---边梁两腹板中到中距离（本次设计取0.4~0.5m）b---边梁一块下翼缘的宽度2.主梁的数目、型式及位置•主梁数目L0／H＞1.2双主梁（1～6组）L0／H＜1.2多主梁（三主梁）（7、8组）•主梁型式采用单轴对称工字形截面焊接组合梁•主梁位置（根据等荷载原则）三主梁：按公式（8-1）计算双主梁：主梁应对称于水压力合力作用线，且应满足：a≥0.12H,且≥0.4ma≥D+60mm(本次设计统一取D=600mm)c≤0.45H,且≤3.6m，（式中H取闸门上水压力作用高度，可取孔口高度+100mm。）b闸底高程aCΔH胸墙高程0.1m3.梁格的连接型式、布置梁格布置型式：复式梁格梁格连接型式：齐平连接4.联结系横向联结系：实腹隔板式（数目为奇数，本设计可平均布置三道）纵向联结系：单斜杆式桁架5.边梁选用双腹板形式6.行走支承滚轮（本次设计采用简支定轮，如图8-24b）统一取D=600mm;滚轮位置沿门高布置：按等荷载原则七、止水橡皮（尺寸mm)四、结构计算1.面板计算(结合水平次梁布置进行计算)b／a≤3t=0.065ab／a＞3t=0.068a设计时，从闸门底部开始，用上述二式计算，逐渐向上推算（推算过程中即可定出水平次梁的位置）。推算时可先假定槽钢的翼缘宽度为(50~70)mm,其中轴线距腹板外缘的距离为20mm;主梁前翼缘宽度为120mm或140mm或160mm。面板厚度t的最终确定，对于任意两个区格的厚度之差（本次设计）应满足：Δt＜1mmkpkp2.次梁计算水平次梁按四跨连续梁设计，求出各次梁的荷载qi后，取最大的次梁荷载进行截面设计，然后各根水平次梁取相同截面，以方便制造。3.主梁计算主梁的荷载跨度Lq取两条侧止水的间距。计算跨度L取两行走支承中心距。4.横向联结系横向联结系采用实腹隔板式，前翼缘由面板兼做，腹板厚度可取8~10mm，后翼缘采用一扁钢，宽度可取200mm，厚度可取10~12mm（宜比腹板厚2mm）。5.纵向联结系纵向联结系采用桁架式，其中上下弦杆由上下主梁的后翼缘兼做，竖杆由横隔板的后翼缘兼做，需另外布置斜腹杆，从而在纵向竖平面（变梁高时实际为折面）形成一平面桁架。P1=G1/n6.边梁（按照构造要求选择截面尺寸）边梁的截面高度h0：取与主梁的端部截面高度相同。边梁的腹板厚度tw：取8~14mm，或与主梁腹板同厚。边梁的翼缘厚度t：应比腹板加厚2~6mm，或与主梁下翼缘同厚；双腹板式边梁常用两块下翼缘：每条下翼缘可分别采用宽度b为150~200mm的扁钢做成。两块腹板之间的距离La：不宜太小，以便于腹板施焊和安装滚轮，不应小于300~400mm。本次设计统一取400~500mm。