水工刚结构潜孔式焊接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。
孔口净宽：10m
孔口净高：13m
上游水位：73m
下游水位：0.1m
闸底高程：0m
启闭方式：电动固定式启闭机。
启闭机械：液压式启闭机。
材料： 钢材：
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。
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。
规范：《水利水电工程刚闸门设计规范 sl 1974-2005》
混凝土强度等级：c30
二、闸门结构的形式及布置。
一） 闸门尺寸的确定（图1示）
1 闸门孔口尺寸：
孔口净跨：10m
孔口净高：13m
闸门高度： 13.2m
闸门宽度： 10.4m
荷载跨度： 13.2m
计算跨度： 10.4m
2 计算水头：73m
二）主梁的布置。
1.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=10m,闸门高度h=13m,l2.主梁的布置。
本闸门为高水头的深孔闸门，孔口尺寸较小，门顶与门底的水压强度差值相对较小。所以，主梁的位置按等间距来布置。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。
3.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，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示。
三、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2所示。面板厚度按下式计算。
t=a当b/a≤3时，a=1.65,则t=a=0.065
当b/a >3时，a=1.55,则t=a=0.067
现列表1计算如下：
根据上表计算，选用面板厚度t=44mm 。
2.面板与梁格的连接计算。
已知面板厚度t=44mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ160n/mm2,则。
p=0.07х44х160=492.8n/mm ,面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力：
t＝=面板与主梁连接的焊缝厚度：
面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度。
四、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=p现列表2计算如下：表2kn
根据上表计算，水平次梁计算荷载取793.1kn/m，水平次梁为5跨连续梁，跨度为2.08m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为：
m次中＝0.077ql2=0.077х793.
1х2.082=246.2knm
支座b处的负弯距：
m次b＝0.107ql2=0.107х793.1х2.082=366.31knm
2.截面选择。
w=mm3
考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［56c由附录三表四查得：
a=157.78cm2 ; wx=2.551mm3 ; ix=71430cm4 ; b1=170mm ; d=16.5mm 。
面板参加次梁工作的有效宽度分别按式6—11及式6—12计算，然后取其中较小值。
式：6—11 b≤b1+60t=170+60х44=2810mm ;
式：6—12 b=ζ1b (对跨间正弯距段)
b=ζ2b （对支座负弯距段） 。
梁间距b= 。对于第一跨中正弯距段l0=0.8l=0.8х2080=1644mm ;对于支座负弯距段l0=0.4l＝0.4х2080＝832mm 。
根据l0/b查表6—1：
对于l0/b＝1664/1110＝1.499 得ζ1＝0.58 ，得b=ζ1b＝0.
58х1110＝634mm ,对于l0/b＝832/1110＝0.430 得ζ2＝0.750 ，得b=ζ2b＝0.
16х1110＝255.3mm ,对第一跨中选用b＝634mm取640mm,则水平次梁组合截面面积（例图4）:
a=157.78+64х4.4=439.38cm2 ;
组合截面形心到槽钢中心线得距离：
e==207mm
跨中组合截面的惯性距及截面模量为：
i次中＝71430+157.78х20.72+64х4.4х9.52＝164451.4cm4
wmin=对支座段选用b＝260mm，则组合截面面积：a=1578.8+26х4.4=271.58cm2 ;
组合截面形心到槽钢中心线得距离：
e==133.85mm
支座初组合截面的惯性距及截面模量为：
i次b＝71430+157.78х13.462+26х4.4х16.82＝131682.25cm4
wmin=3.水平次梁的强度验算。
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处截面的抗弯强度，即。
次＝说明水平次梁选用[56c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=22.0248knm,则边跨挠度可近似地按下式计算：
故水平次梁选用[56c满足强度和刚度要求。
5,顶梁和底梁。
顶梁和底梁受得水压力都比较大，所以都采用[56c
五、主梁设计。
一)设计资料。
1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）lo＝10m ；计算跨度l＝10.4m ；荷载跨度l1＝13.2m 。
2）主梁荷载： 3) 横向隔板间距： 2.07m 。
4）主梁容许挠度： [w]=l/750 。
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： 剪力：
需要的截面抵抗距已知a3钢的容许应力[σ]145n/mm2 ,考虑钢闸门自重引起附加应力的影响，取容许应力[σ]则需要的截面抵抗矩为；
w3）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。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＝300cm 。
4)腹板厚度选择。
选用tw＝1.5cm 。
5)翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为。
下翼缘选用t1＝8.0cm（符合钢板规格），需要取b1＝90cm,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＝8cm，b1＝80cm，面板兼作主梁上翼缘的有效高度为b＝b1+60t＝16+60х4.4＝344cm 。
上翼缘截面面积a1=80х8+344х4.4=2153.6cm2 。
6)弯应力强度验算。
截面形心距：
截面惯性距：
截面抵抗距：上翼缘顶边
下翼缘底边
弯应力：安全。
表37）因主梁上翼缘直接同面板相连，可不必验算整体稳定性，因梁高大于按高度要求。
的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
1. 截面改变。
因主梁跨度较大，为减小门槽宽度与支承边梁高度（节约钢材），有必要将主梁承端腹板高度减小为。考虑到主梁端部腹板及翼缘相焊接，故可按工字截面梁验算应力剪力强度。尺寸表4所示：表4
水工钢结构课程设计
露顶式平面钢闸门设计。1 设计资料。1.1闸门形式 露顶式平面钢闸门。1.2设计水头 6.00m。1.3孔口净宽 8.00m。1.4结构材料 碳素钢q235b f。1.5焊条 e43型手工焊。1.6止水橡皮 侧止水用p型橡皮，底止水用条形橡皮。1.7行走支承 采用胶木滑道，压合木为mcs 2。1.8...
水工钢结构课程设计
题目 露顶式平面钢闸门设计。专业 水利水水电工程。姓名 余官荣。班级 水电112 学号 1108070222 指导老师 魏艳辉 2014年7月28日。设计目录。一 设计资料3 二 课程设计的目的与要求3 三 设计正文3 1 闸门结构的形式及布置3 1.1 闸门尺寸的确定3 1.2主梁的形式4 1.3...
钢结构课程设计钢屋架
广播电视大学。人才培养模式改革和开放教育试点。理工类 课程设计。课程名称 钢结构课程设计。学校 双鸭山市广播电视大学 专业 土木工程 姓名 李畅学号 指导教师职称 黑龙江广播电视大学制。2016年 05 月。说明 成绩分为优 良 中 及格 不及格。目录。1 设计说明6 2 屋架支撑布置6 3 荷载计...