溢洪道露顶式平面钢闸门钢结构课程设计.doc

钢结构课程设计 溢洪道露顶式平面钢闸门 1基本资料 闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：9.00m； 设计水头：5.50m； 结构材料：Q235钢； 焊条：E43； 止水橡皮：侧止水用p形橡皮； 行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2； 混凝土强度等级：C20。 2闸门结构的形式及布置 （1）闸门尺寸的确定（图1）。 1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为m,故闸门高度 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：; 图1 闸门主要尺寸图 3）闸门计算跨度： （2）主梁的形式。主梁的形式应根据水头的大小和跨度的大小而定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护，决定采用实复式组合梁。 （3）主梁的布置。根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。为使两个主梁设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力合理的作用线(图1)并要求下悬臂和,上悬臂,今取 主梁间距 则 （满足要求） （4）梁格的布置和形式。梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支撑。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置具体尺寸如图2所示。 图2 梁格布置尺寸图 （5）连接系的布置和形式。 1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置3道横隔板，其间距为2.6m,横隔板兼作竖直次梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。 （6）边梁与行走支撑。边梁采用单复式，行走支撑采用胶木滑道。 3面板设计 根据《钢闸门设计规范》（SL74-95） 当时，，则 当时，，则 现列表进行计算。 面板厚度的估算 区格 1550 2340 1.51 0.570 0.007 0.063 6.66 910 2340 2.57 0.500 0.020 0.099 6.13 760 2340 3.08 0.500 0.028 0.118 6.28 IV 720 2340 3.25 0.500 0.035 0.132 6.68 V 640 2340 3.66 0.500 0.042 0.144 6.47 VI 430 2340 5.44 0.750 0.047 0.188 5.65 注 1 面板边长a、b都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽为140mm(详见后面)。 2 区格I、VI中系数由三边固定一边简支板查的。 根据表计算，选用面板厚度=8mm。 （2）面板与梁格的连接计算。面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝强度方向的横向拉力P按式计算，已知面板厚度8mm，并且近似的取板中最大弯应力，则 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力为 计算面板与主梁连接的焊缝厚度为 面板与梁格连接焊缝取其最小厚度 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、底梁都是支撑在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水平压力可按式计算 列表计算后得 水平次梁、顶梁和底梁均布荷载的计算 梁号 梁轴线处水压强度 梁间距 备注 1（顶梁） 顶梁荷载按下图计算 1.62 2 14.4 1.325 19.09 1.03 3（上主梁） 24.5 0.940 23.03 0.85 4 32.8 0.820 26.92 0.79 5 40.6 0.775 31.44 0.76 6（下主梁） 48.0 0.630 30.25 0.50 7（底梁） 52.9 0.333 17.61 根据表计算，水平次梁计算荷载取32.0，水平次梁为四跨连续梁，跨度为2.6.水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为 支座B处的弯矩为 图3 水平次梁计算简图和弯矩图 （2）截面选择 考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选[18a由附录6附表查的：；；；；。 面板参加次梁工作有效宽度分别按式，或计算，其中；然后取其中较小值。 （对跨间正弯矩段） （对支座负弯矩段） 按5号梁计算，设梁间距。确定有效宽度系数时，需要知道梁弯矩零点之间的距离与梁间距的比值。对于第一跨中正弯矩段取。对于支座负弯矩取。根据查表，得 图4面板参加水平次梁工作后的组合截面 对于，得0.78，则 对于，得0.353，则 对第一跨中选用，则水平次梁组合截面面积为 组合截面形心到槽钢中心线的距离为 跨中组合截面的惯性矩及截面模量为 对支座选用，则组合截面面积为 组合截面形心到槽钢中心线的距离为 支座处组合截面的惯性矩及截面模量为 （3）水平次梁的强度验算。由支座B处弯矩最大，而截面模量最小，故只需验算支座B处截面的抗弯强度，即 说明水平次梁选用满足要求。