一体化泵闸计算书1、设计说明本计算书为一体化泵闸研究项目编写，对闸门进行了总体布置、结构计算、刚度计算、零部件选型计算、启闭力计算等。1.1闸门基本资料(1)孔口尺寸(宽x高)：6000x4800mm(2)底槛高程：31.00m(3)启闭机平台高程：(4)设计水头：10.1m(5)材料：钢结构：Q235B焊条：止水橡皮：混凝土强度等级：(6)启闭方式：直升式启闭机(7)规范：«水利水电工程钢闸门设计规范SL74-2019»2、闸门整体结构形式及布置(1)总体尺寸闸门采用普通潜孔式直吊钢闸门，门体总尺寸(bxh)6.38mx5.00m。闸门的设计水头按10.1m。(2)静水总压力其中，总水压力：=ᵄ1[(2ᵯᵃᵆ−ℎ)ℎ]ℎᵃᵆᵆ2=1×10[(2×10.1−5)5]62=2280KNP力作用点位置：ᵃᵅ=ᵃᵆ=7.87ᵅᵯ----水的容重，一般对淡水取10KN/ᵅ3；ᵃᵆ----拍门侧水头，取10.10m；ᵃᵆ----水泵侧水头，取4.00m；ᵃᵆᵆ----两侧止水间距，取6.00m；ℎ---闸门高度，取5.00m(3)主梁形式主梁的形式应根据水头的大小和跨度的大小决定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护，采用实腹式梁。(4)主梁的布置根据闸门的跨高比，以及一体化泵闸要求，决定采用5根主梁。(5)梁格的布置和形式梁格采用复式布置，由于水头较高且闸门需要为泵开孔，所以全部采用等高主梁；纵梁同样采用5根3、面板设计根据«水利水电工程钢闸门设计规范»(SL74-2019)，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算应力。(1)面板厚度估算图4四边固定支承面板对于四边固定支撑的面板，在均布载荷作用下最大弯矩出现在面板支承长边的中点A处。但是当该点的应力达到所用钢材的屈服点ᵅ时，面板仍能能继续承受载荷，试验表明，当载荷增加到设计载荷(A点屈服时)的(3.5-4.5)倍时，面板跨中部分才进入弹塑性阶段。因此，在强度计算中，容许面板在高峰应力(点A)附近的局部小范围进入弹塑性阶段工作，故可将面板的容许应力[]ᵰ乘以大于1的弹塑性调整系数ᵳ予以提高。假定梁格布置尺寸如图3所示。面板的厚度计算公式为ᵯ=ᵄ√ᵃᵅᵆ[]ᵯᵰ式中，ᵯ---初选面板厚度，mm；ᵅ---弹性薄板支承长边中点(A点)的弯应力系数(由SL74-2019查得)；ᵆp---面板计算区格中心的水压力强度=ℎ=0.0098ℎᵅᵅᵯ⁄ᵄᵅᵅ2(MPa)；h---区格中心的水深，(m)；ᵯ---弹塑性调整系数，/>3ᵄᵄ时，取1.4；/≤3ᵄᵄ时，取1.5；a、b---面板计算区格的短边和长边长度，mm，从面板与主(次)梁的连接焊缝算起；[ᵰ]---钢材的抗弯容许应力，(由SL74-2019查得)。现列表计算，表1面板厚度计算表区格a(mm)b(mm)b/aᵅᵆp(N/ᵅᵅ2)ᵯᵯ(mm)I120017801.50.4540.057331.513.97Ⅱ120017801.50.4540.069061.515.33Ⅲ105017801.70.4790.080121.514.84Ⅳ105017801.70.4790.090411.515.77Ⅴ35017805.10.4790.097311.45.64注1.面板边长a、b都从面板与梁格的连接焊缝算起；2.区格Ⅰ、Ⅴ中系数ᵅ由三边固定一边简支板查得；ᵆᵆ3.面板中心水压强度p只与水深有关，与梁间距无关，计算时忽略面板厚度。根据表1的计算，拟选定面板厚度=16ᵯmm。4、主梁设计(1)设计资料1)主梁跨度：净跨6.0m，计算跨度6.93m，载荷跨度6.38m；2)主梁载荷：=119.2/ᵅᵃᵄᵅ；(由于闸门开孔，计算时将水压力均分在中间三根主梁)3)横向隔板间距：1.78m；4)主梁容许挠度[]=/750ᵱᵃ(2)主梁设计主梁设计包括：截面选择；翼缘焊缝；腹板加强肋和局部稳定验算；面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。1)截面选择①弯矩与剪力。弯矩与剪力计算如下：ᵅᵅᵄ=606.5(∙)ᵃᵄᵅᵅᵄᵆ要的截面模量为0.1=√11ᵆᵱ=1.6()ᵅᵅ。⑤翼缘截面选择。每个翼缘需要截面积为=24.6(ᵅᵅ2)02.5=38，取ᵄ1=30.0()ᵅᵅ，翼缘=1.6()ᵅᵅ，取ᵆ1=1.6()ᵅᵅ。1上翼缘与面板焊接，故部分截面积可利用面板，只需要设置较小的上翼缘板同面板相连，选ᵆ1=1.6ᵅᵅ，ᵄ1=14ᵅᵅ。面板兼作主梁上翼缘的有效宽度取为：ᵃ=ᵄ1+60=110()ᵯᵅᵅ又因面板需要为泵的位置开孔，面板兼作上翼缘的宽度有限，这里取面板有效宽度14cm，上翼缘截面积ᵃ=14×1.6+1.6×14=44.8(ᵅᵅ2)ℎᵅᵅᵅ=0.96×0.23=65.7()ᵅᵅ经济梁高ℎᵅᵅ=3.1ᵄ2⁄5=3.1×4738.32⁄5=92()ᵅ...
