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：ᵄ=12ᵯ[(2ᵃᵆ−ℎ)ℎ]ℎᵃᵆᵆ=12×10[(2×10.1−5)5]6=2280KNP力作用点位置：ᵃᵅ=ᵃᵆ−ℎ33ᵃᵆ−2ℎ2ᵃᵆ−ℎ=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ᵅᵆ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√ᵃᵆᵅᵯ[ᵰ]式中，ᵯ---初选面板厚度，mm；ᵅᵆ---弹性薄板支承长边中点（A点）的弯应力系数（由SL74-2019查得）；p---面板计算区格中心的水压力强度ᵅ=ᵯᵅℎ=0.0098ℎᵄᵅᵅ2⁄（MPa）；h---区格中心的水深，（m）；ᵯ---弹塑性调整系数，ᵄ/ᵄ>3时，取1.4；ᵄ/ᵄ≤3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ᵅᵆ由三边固定一边简支板查得；3.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ᵯ=16mm。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：ᵅ=119.2ᵃᵄ/ᵅ；(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[ᵱ]=ᵃ/750（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：ᵄᵅᵄᵆ=ᵅᵅ2ᵅ2−ᵅᵅ2ᵅ4=606.5(ᵃᵄ∙ᵅ)ᵄᵅᵄᵆ=ᵅᵅ2=380.3(ᵃᵄ)②需要的截面模量。已知Q235钢的容许应力[ᵰ]=160ᵄ/ᵅᵅ2，考虑钢闸门自重及泵引起的附加应力作用，取容许应力为[ᵰ]=0.8×160=128ᵄ/ᵅᵅ2，则需要的截面模量为ᵄ=ᵄᵅᵄᵆ[ᵰ]=606.5×100128×0.1=4738.3(ᵅᵅ3)③腹板高度选择。按钢度要求的最小梁高为ℎᵅᵅᵅ=0.96×0.23[ᵰ]ᵃᵃ[ᵱᵃ⁄]=65.7(ᵅᵅ)经济梁高ℎᵅᵅ=3.1ᵄ25⁄=3.1×4738.325⁄=92(ᵅᵅ)由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，...
