平面定轮钢闸门设计

1目录1.水工刚结构平面定轮钢闸门设计计算书。。。。。。。。11）设计资料及有关规定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12）闸门结构的形式及布置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11闸门尺寸的确定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12主梁的布置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13）面板设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。一.设计任务..........................................................2二．设计资料..........................................................2三．闸门结构形式及布置................................................2四、面板设计..........................................................3五、水平次梁，顶梁和底梁地设计........................................3六、主梁设计..........................................................5七、横隔板设计........................................................8八、边梁设计..........................................................9九、行走支承设计.....................................................10十、胶木滑块轨道设计（见图10）.......................................11十一、闸门启闭力和吊座验算...........................................11。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24）水平次梁、顶梁和底梁地设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。35）主梁设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。66）横隔板设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。87）边梁设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。98）行走支承设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。109）胶木滑块轨道设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1110）闸门启闭力和吊座验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。112.水工刚结构平面定轮钢闸门设计图。。。。。。。。。。（附图）2水工刚结构平面定轮钢闸门设计计算书一.设计任务《钢结构》课程设计的任务为某节制闸工作闸门的设计。二．设计资料某供水工程，工程等级为1等1级，其某段渠道上设有节制闸。节制闸工作闸门操作要求为动水启闭，采用平面定轮钢闸门。本闸门结构设计按SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》进行。基本资料如下：孔口尺寸：6.0m×6.0m(宽×高)；底槛高程：23.0m；正常高水位：35.0m；设计水头：12.0m；门叶结构材料：Q235A。三．闸门结构形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门的高度：H=6+0.5=6.5m闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=6.1m闸门计算跨度：L=L0+2d=6+2×0.2=6.4m2.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=6.4，闸门高度H=6.5，Lh。所以闸门采用4根主梁。本闸门属于中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。3.主梁的布置本闸门为潜孔式闸门，按公式.51.51k1kkn3H2y222aHna经计算：64.01m4.66y1m3.58y2m6.010y3m9.311y4设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。4.梁格的布置及形式梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板所支承。水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等。5.连接系的布置和形式3横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置3道隔板，其间距为1.6m，横隔板兼作竖直次梁。布置图见附图1.四、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ—78（试行）》关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截面选择以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附图1所示。面板厚度按下式计算t=a][9.0akp当b/a≤3时，a=1.5,则t=a1605.19.0kp=0.068kpa当b/a3时，a=1.4,则t=a1604.19.0kp=0.07kpa计算表见附表1.根据上表计算，选用面板厚度t=12mm。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表达式按下式计算，已知面板厚度t=12mm,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm2,则p=0.07х12х160=134.4N/mm,面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：T＝02IVS=,/3091012403222721286010.942443mmN面板与主梁连接的焊缝厚度：mmTPhwtf.34113.70309.4134][7.0/2222，面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度mmhf6。五、水平次梁，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连续梁，作用在它们上面的水压力可按下式计算，即q=p2下上aa计算表格见附表2。根据计算，水平次梁计算荷载取71.08kN/m，水平次梁为4跨连续梁，跨度为1.6m，水平次梁弯曲4时的边跨弯距为:M次中＝0.077ql2=0.077х71.08х1.62=14.01kN∙m支座B处的负弯距：M次B＝0.107ql2=0.107х71.08х1.62=19.47kN∙m2.截面选择W=36mm121688160107.419][M考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［18b,由附录三表四查得：A=2929mm2;Wx=152200mm3;Ix=13699000mm4;b1=70mm;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。B≤b1+60t=70+60Х12=790mm;B=ζ1b(对跨间正弯距段)B=ζ2b（对支座负弯距段）。按3号梁计算，设梁间距b=mmbb94528901000221。对于第一跨中正弯距段l0=0.8l=0.8Х1600=1280mm;对于支座负弯距段l0=0.4l＝0.4Х1600＝640mm。根据l0/b查表：对于l0/b＝1280/945＝01.354得ζ1＝0.53，得B=ζ1b＝0.53Х945＝501mm,对于l0/b＝640/945＝0.677得ζ2＝0.21，得B=ζ2b＝0.21Х945＝198mm,对第一跨中选用B＝501mm,则水平次梁组合截面面积见附图2:面积为A=2929+501Х12=8941mm2;组合截面形心到槽钢中心线得距离：e=89419612501=65mm;跨中组合截面的惯性距及截面模量为：I次中＝13699000+2929Х652+501Х12Х312＝32814479mm4Wmin=221170612532814479mm对支座段选用B＝198mm，则组合截面面积：A=2929+198Х12=5305mm2;组合截面形心到槽钢中心线得距离：e=53059612198=43mm支座初组合截面的惯性距及截面模量为：I次B＝13699000+2929Х432+198Х12Х532＝25788905mm4Wmin=219390213325788905mm3.水平次梁的强度验算由于支座B处处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座B处截面的抗弯强度，即σ次＝,/160][/.4100193902107.419226mmNmmN说明水平次梁选用[18b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5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=19.41kN∙m,则边跨挠度可近似地按下式计算：次次次EIlMEIqllwB1638453＝328144791006.21610.61101.419328144791006.2384]10.61[8.0715536533＝0.000274≤004.02501][lw故水平次梁选用[18b满足强度和刚度要求。六、主梁设计(一)设计资料1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）L0＝6m；计算跨度l＝6.4m；荷载跨度l1＝6.1m。2）主梁荷载：m.31394kNPq＝总)横向隔板间距：1.6m。4）主梁容许挠度：[W]=L/750。（二）主梁设计主梁的设计内容包括：截面选择；梁高改变；翼缘焊缝；腹板局部稳定验算；面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。1.截面选择（1）弯距和剪力。弯距与剪力计算如下：弯距：mkNM6.711)41.62.46(2.16.3139max剪力：kNqlV9.4242.16.313921max需要的截面抵抗距已知A3钢的容许应力[σ]=160N/mm2,考虑钢闸门自重引起附加应力的影响，取容许应力[σ]=,/1441609.02mmN则需要的截面抵抗矩为；[W]=。36max.7494114410.6711][cmM（3）腹板高度选择。按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为：经济梁高：。cmWhec9.093).74941(1.31.35/25/2,1.74750/11006.2104.61014423.096.0]/[23.0960722mincmlwEflh。由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比hec为小，但不小于hmin。现选用腹板厚度h0＝90cm。(4)腹板厚度选择6,86.011/9011/cmhtw选用tw＝1.0cm。(5)翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为,.939690190.7494162001cmhthWAw下翼缘选用t1＝2.0cm（符合钢板规格），需要,202.939111cmtAb取B1＝20cm,上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的翼缘板同面板相连，选用t1＝2.0cm，b1＝14cm，面板兼作主梁上翼缘的有效高度为B＝b1+60t＝14+60Х1.2＝86cm。上翼缘截面面积A1=14Х2.0+86Х1.2=131.2cm2。(6)弯应力强度验算.主梁跨中梁面的几何特性见附表3.主梁跨中截面见附图3.截面形心距：,.535.22612.58229yy1cmAy截面惯性距：,3698413090911290