钢结构水工钢闸门课设

潜孔式平面钢闸门设计 专业 年级 六年级体育公开课教案九年级家长会课件PPT下载六年级家长会PPT课件一年级上册汉语拼音练习题六年级上册道德与法治课件 学 号 姓 名 指导教师   二0一二年 一月 中国  南京 一、设计资料 1. 闸门型式：潜孔式平面钢闸门。 2. 孔口尺寸：10.0m×5.8m 3. 上游水位：▽27.5m 4. 下游水位：▽22.5m 5. 闸底高程：▽20.0m 6. 胸墙底高程：▽25.8m 7. 启闭方式：电动固定式启闭机 8. 材料：  钢材：Q235B钢 焊条：E43 止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮 行走支承：采用滚轮，材料为铸钢ZG45 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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 4. 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ：《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL 74-1995) 二、闸门结构的形式及布置 一）闸门尺寸的确定（图 1    ） 闸门高度：考虑到安装顶止水构造要求，取ΔH=0.3m故 图 1 闸门高度H=25.8-20.0+0.3=6.1m 闸门的荷载跨度为两侧止水的距离 Lq=10.0m 闸门计算跨度 L=L0+2d-La =10+2×0.2-0.4=10.0m 闸门总宽 B=B=L0+2d+La+b=10.0+2×0.2+0.4+0.2=11.0m L0---孔口尺寸 d---行走支承到闸墙边缘的距离  (本次设计取0.2m) La---边梁两腹板中到中距离  (本次设计取0.4m) b---边梁一块下翼缘的宽度 计算水头：7.5m 二）主梁的型式和布置 1.主梁的型式 主梁的型式根据水头和跨度大小确定，本闸门属中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 2.主梁布置 根据闸门的高跨比(L≥1.2B)，决定采用双主梁。为了使两根主梁所受的水压力相等，两根主梁的位置对称于水压力合力P的作用线yc=2.6m。并要求上悬臂c≤0.45H=2.745且不宜大于3.6m，底主梁到底止水的距离尽量符合底缘布置要求(即α≥30°)，取c=2.0m，则主梁间距 2b=2(H-yc-c)=2×(6.1-2.6-2.0)=3.0m a=H-2b-c=6.1-3.0-2.0=1.1m 3.梁格的布置及形式 梁格采用复式布置和齐平连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸如图2所示 4.联结系的布置和形式 (1)横向联结系。根据主梁的跨度，决定布置3道横隔板，其间距为2.65m，横隔板兼做竖直次梁。 (2)纵向联结系。采用斜杆式桁架，布置在2根主梁下翼缘的竖平面内。 5.边梁与行走支承 为了便于制造，边梁采用双腹式，行走支承采用滚轮。 图2 二、面板设计 根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-1995）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=1.5,则t=a =0.065 当b/a >3时，a=1.4,则t=a =0.067 现列表1计算如下： 表1 区格 a(mm) b(mm) b/a k p(Mpa) t(mm) Ⅰ 1175 2490 2.119 0.695 0.021 0.121 9.227 Ⅱ 1025 2490 2.429 0.500 0.033 0.128 8.558 Ⅲ 940 2490 2.649 0.500 0.044 0.148 9.063 Ⅳ 765 2490 3.255 0.500 0.053 0.163 9.340 Ⅴ 750 2490 3.320 0.500 0.062 0.176 8.847 Ⅵ 550 2490 4.527 0.750 0.062 0.226 8.322                 根据上表计算，选用面板厚度t=10mm 。 2.面板与梁格的连接焊缝计算 已知面板厚度t=10mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm2,则 Nt=0.07tσmax=0.07×10×160=112N/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2 梁号 梁轴线处水压力强度P（kN/mm2） 梁间距（m） （m） q=p (kN/m)　 1 顶梁 15.0 ———— 0.796 11.94 1.25 3 水平次梁 27.3 1.200 32.76 1.15 4 主梁 38.6 1.085 41.88 1.02 3 水平次梁 48.6 0.970 47.14 0.92 4 主梁 57.6 0.860 49.54 0.8 5 水平次梁 65.4 0.725 47.42 0.65 6 底梁 71.8 0.306 21.96 ————           根据上表计算，水平次梁计算荷载取47.42kN/m，水平次梁为4跨连续梁，跨度为2.50m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为:  M次中＝0.077ql2=0.077×47.42× 2.502=22.82kN?m 支座B处的负弯距： M次B＝0.107ql2=0.107×47.42×2.502=31.71kN?m 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［20b,由附录三表四查得： A=3280mm2 ;  Wx=191000mm3 ;  Ix=19140000mm4 ;  bl=75mm ;  d=9.0mm 。 面板参加次梁工作的有效宽度分别按式8—15及式8—16计算，然后取其中较小值。 式：8—15    B≤bl+60t=75+60×10=675mm ; 式：8—16    B=ζ1b  (对跨间正弯距段) B=ζ2b  （对支座负弯距段） 按5号梁计算，梁间距b= = =725。对于第一跨中正弯距段l0=0.8l=0.8×2500 =1600mm ;对于支座负弯距段l0=0.4l＝0.4×2500＝1000mm 。 根据l0/b查表8—1： 对于l0/b＝1600/725＝2.207  得ζ1＝0.80，得B=ζ1b＝0.80×725＝587mm , 对于l0/b＝1000/725＝1.379  得ζ2＝0.39 ，得B=ζ2b＝0.4×725＝290mm , 对第一跨中选用B＝580mm,则水平次梁组合截面面积（图4）: A=3280+580×10=9150mm2 ; 组合截面形心到槽钢中心线得距离： e= =67mm ; 图4    跨中组合截面的惯性距及截面模量为： I次中＝19140000+2570×672+580×10×382＝39153010mm4 Wmin=                             图 5 对支座段选用B＝290mm，(如图 5)则组合截面面积：A=3280+290×10=6180mm2 ;                            组合截面形心到槽钢中心线得距离 e= =49mm 支座初组合截面的惯性距及截面模量为： I次B＝19140000+3280×492+290×10×562＝36109680mm4 Wmin= 3.水平次梁的强度验算 由于支座B处（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 σ次＝ 说明水平次梁选用[20b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，最大挠度发生在边跨，由于水平次梁在B支座处截面的弯距已经求得M次B=22.82kN?m,则边跨挠度可近似地按下式计算： ＝ ＝0.0006≤ 故水平次梁选用[20b满足强度和刚度要求 5.顶梁和底梁 顶梁和底梁也采用和中间次梁相同的截面，故也选用[20b。 五、主梁设计 (一)设计资料 1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）l0＝10.0m ；计算跨度l＝10.0m ； 荷载跨度lq＝10.0m 。 2)主梁荷载： /m 3)横向隔板间距： 2.5m 4)主梁容许挠度： [ω]=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： (2)需要的截面抵抗距,已知钢材Q235B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0.9[σ]= 则需要的截面抵抗矩为； W=                                           (3)腹板高度选择      按刚度要求的最小梁高（变截面梁） 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＝110cm 。 (4)腹板厚度选择 选用tw＝1.0cm 。 (5)翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为 下翼缘选用t1＝2.0cm，需要 取b1＝38cm,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＝16cm。 面板兼作主梁上翼缘的有效高度为B＝b1+60t＝16+60 1.0＝76cm 。 下主梁与相邻两水平次梁的平均间距较小，其值为 b= = =86cm 由L/b=1000/86=11.63，查表8-1得ζ1=0.99，则