水工钢闸门结构设计(详细计算过程)VIP免费

6金属结构设计6。3金属结构设计计算6。3.1设计资料(1)闸门型式：露顶式平面钢闸门(2)孔口尺寸(宽x高):6mx3m(3)设计水头：3.16m(4)结构材料：Q235钢(5)焊条：E43(6)止水橡皮：侧止水型号采用P45—A，底止水型号采用1110-16(7)行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2(8)混凝土强度等级：C25(9)规范：《利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95)6.3。2闸门结构的形式及布置6。3.2。1闸门尺寸的确定1。闸门高度：考虑风浪产生的水位超高,将闸门的高度确定为3m。2。闸门的荷载跨度为两侧止水的间距:L0=6.0m3。闸门计算跨度:L=L0+2d=6。0+2x0.15=6.3m6.3。2。2静水总压力闸门在关闭位置的静水总压力如图6.1所示,其计算公式为9.8X32二44.1kN/m2图6.1闸门静水总压力计算简图6。3.2.3主梁的形式主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定,本设计中主梁采用实腹式组合梁.6。3。2。4主梁的布置根据主梁的高跨比,决定采用双主梁。两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上，并要求两主梁的距离值要尽量大些，且上主梁到闸门顶缘的距离c小于0.45H,且不宜大于3。6m,底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求。故主梁的布置如图6.2所示6.3.2.5梁格的布置和形式梁格采用复式布置并等高连接,并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁,使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁,其间距上疏下密,面板各区格需要的厚度大致相等,具体布置尺寸如图6.2所示。6。3.3面板设计根据《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74—95）,关于面板的计算,先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。初选面板厚度。面板厚度计算公式为：当b/a>3时,a=l。4；当b/a<3时，a=l。5.列表进行计算，见表6。1：图6。2主梁及梁格布置图表6。1面板厚度计算表区格a(mm)b(mm)b/akq(N/mm2)6(mm)I65021003.231y0.00322.13II65021003.2310.5000.00963.01III46621004.5060.5000.01502.70w46621004.5060.5000.02003.11V46621004.5060.5000.02423.4230021007.0000.7500.02792.90由上表的计算结果,再加上2mm的腐蚀余度，选用面板厚度为6mm.6.3.4水平次梁、顶梁和底梁的设计（1）荷载与内力计算水平次梁和顶、底梁都是支承在隔板上的连续梁，作用其上的水平压力可按下式计算：a+aq-上下2列表计算，具体计算过程见表6.2：表6。2水平梁水平压力计算表梁*梁雜线处辭水压强q（kN/m*）梁间韭（川）2p(kN/m)1（顶梁）<1.370.9756.2112(匕£梁)12.740.650.5607.134317.310.470.470S.13642L890.470.47010.沁5(EI探)26.460.470.3B5KLIS7n（底梁）29+40.3(].1504.410经计算，水平次梁计算荷载取10。3kN/m，水平次梁为三跨连续梁，跨度为2.1m。计算简图如图6.3所示：图6。3水平次梁计算简图q=10・3kN/m故水平次梁弯曲时跨中弯矩为：M=0.08ql2=0.08x10.3x2.12=3.63kN・m1支座B处的弯矩为：M同=4.54x106160=28375mm3M=0.1ql2=0.1x10.3x2.12=4.54kN・mB2）截面选择考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［14a,查表得：A=1851mm2；Wx=80500mm3；Ix=5640000mm4；b=58mm；d=6mm。面板参加次梁工作的有效宽度:B=60S+b=60x6+58=418mmlB=gb（正弯矩段）1B=gb（负弯矩段）2按4号梁进行计算，梁间距为b=470mm，对于连续梁的正弯矩段/=0.8/=0.8x2100=1680mm，l/b=1680/470=3.57，查表得乙=0.87,故001B=gb=409mm.1对于其负弯矩段l=0.41=0.4x2100=840mm,l/b=840/470=1.79，查表得00g2=0。64，故B=gb=301mm。22面板参加水平次梁工作后的组合截面如图6。4所示:对于第一跨中，选用B=409mm，则水平次梁的组合截面积为图6。4组合截面图Wmi10511310=99163mm3f=0.677ql4100EIl1=0.677x10.3x2.13x109100x2.06x105x10511310=0.0003<=0.004A=1851+409x6=4305mm2组合截面形心到槽钢中心线的距离为:409x6x73“e==42mm4305跨中组合截面的惯性矩及截面模量为：I=5640000+1851x422+409x6x312=11263458mm41W=11263458=100567mm3min112对支座段选用B=301mm，则组合截面面积为：A=1851+301x6=3657mm2组合截面形心到槽钢中心线的距离为：301x6x73”e==36mm3657支座组合截面的惯性矩及截面模量为：I=5640000+1851x362+301x6x372=10511310mm413）水平...