水工钢结构课程设计
露顶式平面钢闸门设计
一：设计资料
闸门形式：露顶式平面钢闸门。 孔口尺寸：20.0m × 14.0m; 上游水位：13.8m; 下游水位：0.1m 闸底高程：0 m
启闭方式：电动固定式启闭机
结构材料：平炉热轧碳素钢Q235 —A.F; 焊条：E43型;
止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮。 行走支承：滚轮支承或胶木滑道.
制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足III级焊缝质量检验标准.
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974—2005》
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二：闸门结构的形式及布置 1.闸门尺寸的确定。如下图
闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m,故闸门高度=13.8+0.2=14m；
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=20m;
闸门的计算跨 度：L=L1+2×0.3=20.6m;
2.主梁的形式
主梁的形式根据水头合跨度大小而定，本闸门属大中等跨度为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 3.主梁的布置
根据闸门的高跨比，决定采用4根主梁，为使两个主梁在设计水位时
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所承受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线 H/3=13.8/3=4.6。H=13.8，n=4
当k=1时，y1=4.6m 当k=2时，y2=8.4m 当k=3时，y3= 10.9 当k=4时 Y4=12.9
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承。水平次梁为连续梁，其间应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁布置的具体尺寸详见下图
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5连接系的布置和形式
（1）横向联接系 根据主梁的跨度决定布置9道隔板，其间距为2m,横隔板兼作竖直次梁。
（2）纵向联接系 设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。 6边梁与行走支承
边梁采用复合腹式，行走支承采用胶木滑道。 三：面板设计 1.估算面板厚度
kp假定梁格布置如图1所示。面板厚度按t=a0.92????
当b/a≤3时，?=1.5，当b/a≥3时，?=1.4, 现列表计算如下 面板的厚度估算 区格 1 2 3 4 5 6 7 8
a(mm) b(mm) b/a 1225 1175 1125 1075 1000 975 925 900 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 1.633 1.702 1.778 1.86 2 2.051 2.162 2.22 k h p t (mm) 0.6006 0.605 0.479 0.485 0.491 0.497 1.8125 2.9625 4.0625 5.1 0.0059 4.96 0.0178 7.37 0.029 9.08 0.0398 10.23 0.05 10.72 0.4973 6.0875 0.498 7.0375 0.0597 11.43 0.0690 11.66 0.0780 12.07 0.4983 7.95 4
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9 10 11 12 13 14 15 16 875 850 775 750 650 600 500 300 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2.286 2.353 2.581 2.667 3.077 3.33 4 6.7 0.4987 8.8375 0.499 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.75 9.7 0.0866 12.37 0.0951 12.60 11.97 10.5125 0.103 11.275 11.975 12.6 13.15 13.6 0.1105 11.99 0.1174 11.09 0.1235 10.5 0.1289 8.94 0.1334 6.68 根据上表计算，选用面板厚度t=14mm. 1.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长度方向的横拉力P，已知面板厚度t=14mm,并且近似地取板中最大弯应力?max=???=160N P=0.07t?max=0.07*14*160=156.8N/mm 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力
mm2 则
T=VS=2335270*1240*14*730.8/(2*44989771400)=329.26N/mm
2I0计算面板与主梁连接的焊缝厚度： hf= =
/(0.7[
2])
2?156.8?329.26?/?0.7?113?
=1.6mm
面板与梁格连接焊缝最小厚度hf=6mm
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