水工钢结构课程设计平面钢闸门的设计.doc

课程设计(综合实验)报告 ( 2013 -- 2014 年度第 1 学期) 名 称： 水工钢结构钢闸门的设计能源学院 学 号： 学生姓名： 指导教师： 许桂生 设计周数： 1周 成 绩： 日期：2013 年 12 月 27 日 目录 一、 设计任务 1 二、 设计资料 1 三、 闸门结构的形式及布置 1 四、 面板的设计 2 五、 水平次梁、顶梁和底梁的设计 3 六、 主梁的设计 6 七、 横隔板的设计 11 八、 边梁的设计 12 九、 行走支承的设计 13 十、 胶木滑块轨道的设计 14 十一、 闸门启闭力和吊座计算 14 十二、 参考文献 15  设计任务 本次设计的任务是设计一平面钢闸门。资料的及布置 尺寸的确定 的高度：设计的数据，该闸门以平面闸门，，闸门的高度 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距： 闸门的计算跨度： 主梁的形式 的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式。的布置 闸门的高跨比四根主梁潜孔闸门，按照如下公式计算主梁的位置： ； 为水面至门的距离 为主梁的个数； 为主梁至水面的距离； 水面至门顶止水的距离； ： ； ； ； 。 梁格的布置和形式 梁格采用复式布置和登高，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被隔板所支承。水平为连接梁，其间距应上疏下密，面板格的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸详见图的布置和形式 连接系根据主梁的跨度，决定布置横隔板，其间距为兼竖直次梁。与行走支承 边梁采用单式行走支承采用胶木滑。设计 钢闸门设计规范关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁选择之后面板的局部与主梁整体弯曲的折算。 面板厚度 布置尺寸。面板按下式： 当时， 当时，则 如下 计算，选用面板厚度 与梁格连接计算挠曲时垂直于焊缝长度的横拉力计算，面板厚度并且近似地取面板中最大，则 主梁连接焊缝方向单位长度内的： 与连接的焊缝厚度： 梁格连接焊缝。 水平次梁、和底梁的设计 与内计算 次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上连续梁，在上的水压力按计算 列表2计算 计算，水平次梁计算荷载取，水平次梁为四跨连续梁，跨度为m。水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为 的负弯矩为 选择 利用面板作为次梁截面的一部分，初选查表可知： 面板参加次梁工作有效按下二式计算，然后其中较小值。 梁计算，设梁间距确定中面板的有效宽度系数，需要知道梁零点之间的距离梁间距比值 对于中正弯矩段取对于支座负弯矩段取 根据查表得： ，得，则 对于，得则 对第一，则水平次梁组合截面面积）为 槽钢中心线的距离 跨中组合截面的惯性及模量为 支座段选用则组合面积： 形心到槽钢距离 支座处组合截面的惯性矩及截面模量： 的强度验算 支座3），截面模量较小，只需验支座截面的抗弯强度，即 水平次梁选用要求。 的剪应力一般很小，可不必验算 的挠度验算 的等跨连续梁，最大挠度发生在边梁，由于水平次梁在处截面的弯矩已经求得 则边跨挠度可近似地按下式计算： 水平次梁选用强度和刚度要求。 的设计 资料 跨度（）净跨计算跨度,跨度 主梁荷载： 横向隔板间距： 主梁容许挠度： 主梁设计 设计内容包括：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应力验算。 选择 与剪力。弯矩与剪力计算如下： ： ： 的截面模量。容许应力考虑钢闸门自重引起的附加应力作用，取容许应力的截面模量为 高度选择。按刚度要求的最小梁高为 梁高： 钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，主梁高度宜选得比，但不小于先选用。 腹板厚度的。按经验公式计算：选用 翼缘截面选择。每个翼缘截面需要截面为 选用 钢板规格） （在） 上翼缘的部分截面可利用面板，故只需设置较小的上翼缘板面板，选用。 面板兼主梁上翼缘的有效 上翼缘截面积 应力强度验算。主梁跨中截面（）特性见表 截面形心矩： 惯性矩： ： 翼缘： 翼缘： 应力：） 三计算整体稳定性与挠度验算。因上翼缘直接面板，按规范规定可不必验算整体稳定性。又因大于按刚度要求的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。 改变 主梁跨度较大，为门槽和支承边梁高度，有必要将（图6） 梁高开始改变的位置取在临近支承端的横向隔板下翼缘的外侧，离开支承端的距离为。 剪切强度验算：考虑到主梁端部的腹板及翼缘都分别同支承边梁的腹板及翼缘相焊接。可按工字型截面来验算剪应力强度，主梁支承端面的几何特性见表四。 形心矩： 惯性矩： 下半部对中和轴的