闸门主梁的荷载和计算简图
闸门设计计算
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第三章闸门设计计算3-1 闸门3-1-1 设计基准型式：垂直启闭滚轮式有效寬：(门孔宽) 0.8 M 閘門寬： 0.922 M 水壓寬： B = 0.88 M 支點距離： L = 0.85 M 有效高：(门孔高) 0.8 M 閘門高：(水压高) H = 0.88 M 設計水位：(外水位) H1 = 3.0 M(内水位) h = 0 M 水封方式：四面水封3-1-2 压力负荷一、全水压Pw()212122221=--⨯=BhHHPw× 1 ×( 32– 2.122)× 0.88 = 1.98 Ton3-1-3 横梁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊（1）、横梁的位置2.122.7123.02.416P1P2P3P4（2）、各横梁的分担荷重P1=6296.0( 2.12× 2 + 2.416 )× 0.88= 0.28 TonP2= [6296.0( 2.416 × 2 + 2.12 )+6296.0( 2.416 ×2 + 2.712 )] ×0.88= 0.62 TonP3= [6296.0( 2.712 × 2 + 2.416 )+6288.0( 2.712 × 2 + 3.0 )] ×0.88= 0.696 TonP4=6288.0( 3.0 × 2 + 2.712 )× 0.88= 0.36 TonΣPw = P1+ P2 + P3 +P4= 1.97 ≒Pw（3）、主横梁强度A、钢材使用PL6*75┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊3=L max δ8597.0=80013.8761≈…Ok!3-1-4 侧部纵梁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊(1) 钢材使用PL 6 × 90 mmZ =()602at-=()696.02-= 8.1 Cm33-1-4 主滚轮一、主滚轮强度ta┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊合计:87.6 kg1.6AISI3041底压板 6t*48*74521 1.6横梁 6t*75*910 6.4AISI3042203.22.7191AISI304 2.7底梁 6t*62*9102.8AISI3042890滚轮结构 65*60*85181.41.8AISI3042纵梁3 6t*(62+75)*282170.91.016纵梁2 6t*75*2902AISI304 2.0侧梁 6t*90*8807.6AISI304215 3.81.514890滚轮结构 65*60*902AISI304 3.01.8AISI3042纵梁1 6t*(62+75)*290130.93.912顶梁 6t*90*9221AISI304 3.91.6AISI3041吊耳座 120*55*90111.60.310补强板 8t*62*702AISI3040.61.2AISI3041吊耳插销 ?40*1159 1.27螺母 M161AISI304AISI3041垫片 M1681.66顶压板 6t*48*7451AISI304 1.65密封圈 M832NBR1.6AISI30432螺栓 M8*35 B.N.W.SW.40.055.73CHA2-103水封 P30*35901氯丁橡胶 5.73.6AISI3042侧压板 6t*45*820CHA2-1022 1.838.138.1代 号名 称1CHA2-101面板 6t*910*8801AISI304备注总计单件重 量材 料数量序号CHA2-106CHA2-116CHA2-115CHA2-114CHA2-113CHA2-112CHA2-111CHA2-110CHA2-109CHA2-108CHA2-107CHA2-110CHA2-104CHA2-105闸门门体重量Gt = 90 Kg3-2吊门机┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3-2-1 设计基准型式：螺杆式吊门机動力：详计算书揚程：约L0 = 0.9 M吊昇速度：(动力) 约 V = 0.3 M/Min閘門重量：(不含吊杆) Gt = 0.09 Ton操作方式：现场-电动及手动3-2-2 吊升负荷一、水压抵抗：Q1(设计水位差：外水位较内水位高 3 公尺)()88.0)3(1212122221⨯⨯⨯=⨯-='BHHWwP= 3.96 Ton PW’：水压Q1 = f×PW’ = 0.03 × 3.96 f：转动摩擦系数0.03 = 0.119 Tonu：水封及钢之摩擦系数 0.7二、水封抵抗：Q2q：磨擦阻力= 0.14 t/Mp：作用于水封之平均水压Q u q p b2=⨯+⨯∑'() = 1/2×H+ h=1/2×0.88+2.12 = 2.56 t/M2= 0.7 ×(0.14+2.56×0.030)×3.59 b：水封受压宽度 0.030 M：水封总长= 3.59 M = 0.545 Ton吊升时Ton降下时Ton閘門重量G t10.090 ↓0.090 ↓水壓抵抗Q10.119 ↓0.119 ↑水封抵抗Q20.545 ↓0.545 ↑合计0.754 ↓0.574 ↑0.754 × 1.25 = 0.9425 Ton吊门机容量以 1.0 Ton计算┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3-2-3 吊门机设计一、设计条件：（1）吊门机型式：电动单螺杆式吊门机（2）螺杆规格，30°梯形螺纹 , JIS B 0216，Tr30（3）螺杆材质：SUS304 不锈钢（4）外径：φ30 mm …d，有效径：φ27 mm …d1（5）螺距： 6 mm … p, 螺纹条数： 2 …n（6）导程： 12 mm … l（7）提吊力： 1000 Kg … Ft（8）提吊高度： 0.9 MA73.51000= 174.5 Kg/Cm2 < 1060 Kg/Cm2四、细长比δ（1）回转半径 e┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊e =41d=47.2= 0.675 Cm（2）细长比δ I：支撑间最长距离 110 Cm60.4 25.3 rpm。
闸门计算书
本横拉闸门为检修闸门，闸门按照平面框架进行计算。
具体参数如下： 一、基本资料和结构布置 1.闸门基本参数孔口尺寸：12.6m ×5.2m （宽×高）； 设计水头：4.0m 门叶结构材料：Q235B许用应力：[]160MPa σ=,[]95MPa τ=。
2.总水压力闸门在关闭位置的总水压力如图所示，其计算公式为22=0.5 0.510 4.712.82 1416s zsP H B KNγ=⨯⨯⨯=总3.结构布置检修闸门为平板门。
闸门采用面板+水平次梁+主纵梁+主横梁体系。
梁格布置尺寸见图。
水平次梁承受上下两个梁格板传来的梯形荷载。
主纵梁一方面承受其两侧梁格传来的三角形荷载，同时又承受由水平次梁传来的集中荷载。
二． 门叶结构计算 （一）面板面板厚度计算，按照公式如下[]y k qaδασ=区格()a mm ()b mm b a y k 2()p N mmα2()N mm σ ()mm δ 面板2 784 1946 2.48 0.49as s9 0.002 1.5 160 1.60 面板3879 1946 1.70 0.479 0.00888 1.5 160 3.70 面板4 879 1946 1.70 0.479 0.01883 1.5 160 5.38 面板5 784 1946 2.48 0.499 0.0283 1.5 160 6.01 面板661219463.180.50.036441.41605.52面板1中，不承受水压力，所以不考虑。
综合考虑面板厚度，暂取6mm δ= （二）水平次梁 横拉闸门水头不高，并且次梁截面型式和布置型式一样，故取第五根水平次梁进行计算（每根梁上荷载可按其相邻间距和之半法）。
梁号梁轴线处的水压强度2()p KN m梁间距（m ）()2a a m +下上 ）（下上m 2kN a a pq += 2 3.9 0.39 0.6925 2.7 0.9953 13.850.99513.78 0.9954 23.80.947522.55 0.90532.80.835 27.3880.77由于水平次梁采用相同截面，因此以线荷载最大的5号次梁来进行计算。
主梁计算简图
计 算 书1. 设计资料（一）荷载（1）、楼面活荷载，单位为7.0KN /m 2 （2）、楼面面层：水磨石地面 0.65KN /m 2 （3）、楼盖自重：钢筋混凝土容重 γ = 25KN /m 3 （4）、平顶粉刷： 20mm 水泥砂浆（20KN/m 3）(二)材料（1）、混凝土：C20或C25（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB335，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB235。
2. 楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。
主梁的跨度为7.5m ，次梁的跨度为6.0m ，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.5m ，0201/ 6.0/2.5 2.4l l ==，因此按单向板设计。
按跨高比条件，要求板厚2500/4062.5mm h ≥=,对工业建筑的楼盖板，要求mm 80≥h ,取板厚h=80mm 。
次梁的截面高度应满足00/18~/126000/18~6000/12333~500h l l mm ===，考虑到楼面活荷载比较大，取h=450mm 。
截面宽度取为b=200mm 。
主梁的截面高度应满足00/15~/107500/15~7500/10500~750h l l mm ===，取h=650mm 。
截面宽度取为b=300mm 。
楼盖结构平面布置图见图（打印25号）3. 板的设计已如前述，轴线①～②、⑥～⑦的板属于端区格单向板；轴线②～⑥的板属于中间区格单向板。
1）荷载板的永久荷载标准值水磨石面层 0.652/m kN 80mm 钢筋混凝土板 0.08×25=22/m kN 20mm 水泥砂浆 0.02×20=0.42/m kN小计恒载： =k g 3.052/m kN 板的活荷载标准直： =k p 7.02/m kN恒荷载分项系数取1.2；因楼面活荷载标准值大于4.02/m kN ,所以活荷载分项系数因取1.3。
于是板的恒荷载设计值 2/3.661.205.3g m kN =×= 活荷载设计值 27.0 1.39.10/q kN m =⨯=荷载总设计值 23.669.1012.76kN/m g q +=+= 近似取为212.8/kN m2）计算简图次梁截面为200450mm mm ⨯，现浇板在墙上的支承长度为120mm 。
闸门设计
一．设计资料闸门形式：引水道露顶式平面钢闸门;孔口净宽：10.00m；设计水头：7.00m;结构材料：平炉热轧碳素钢A3；焊条：E43；止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS -- 2;混凝土标号：采用C25号混凝土;二.闸门详细设计过程主要包括：荷载计算、门叶结构设计、梁的连接设计、闸门的外部结构设计。
Ⅰ：荷载计算主要包括：静水压力、闸门自重、地震动水压力、计算荷载的确定。
1.静水压力：对于闸门高度，考虑风浪所引起的波动，门顶超高0.2 m，H=7+0.2=7.2 m ;下图（1）是静水压力计算图，由公式q=12γ H S 2Bg其中，H s-----水高，B-----孔口净宽，γ---水的容重，淡水取γ =1.0 g/cm3。
∴q=12γ H S 2Bg=12×1×72×10×9.8=2401 KN ; p=240.1 kN/m ;合力作用线至顶部的距离H C=23×H S=4.7 m图（1）静水压力计算图图（2）闸门主要尺寸图2.估算闸门自重根据经验公式：对于5m≤H≤8m时，G=K z×K C×K g×H1.43×B0.88其中，G-----闸门自重（kN）H------闸门高度（m）B------孔口宽度（m）K z----闸门行走支承系数，对于滚动支承，K z=1.0K c ----材料系数，普通碳素结构钢，K c =1.0 K g ----闸门高度系数，5m ≤H ≤8m ，K g =0.13 将以上数据带入得：G=K z ×K C ×K g ×H 1.43×B 0.88 =1.0×1.0×0.13×7.21.43×100.88=162.61 kN 即闸门的自重为162.61 kN. 3.地震动水压力水深为y 处的地震动水压力P 0̅=K h ×C Z ×f y ×γ0×H 0 设计地震烈度为7级，查表知：K h =0.2, 综合影响系数 C z =0.25 将数据带入公式得：P 0̅=K h ×C Z ×f y ×γ0×H 0=0.65×0.1×0.25×1×72×9.8=15.6 kN/m整个闸门所承受的地震动水压力为 P ̅=P 0̅×B =15.6×10=156 kN其作用点距离水面的距离为0.54H 0=0.54×7.0=3.78 m,其作用线到门底的距离为h z ，则h z =7-3.78=3.22 m.4.计算荷载的确定根据设计规范对于设计荷载的规定，对作用在闸门上的荷载作如下组合： 设计荷载： 静水压力+闸门自重校核荷载： 静水压力+闸门自重+地震动水压力钢闸门在做结构设计时不计自重，则设计荷载为：2401 kN ,其作用线到门底的距离为 h 设计=2.33 m 。
4荷载计算及计算简图
4 荷载计算及计算简图4.1 竖向荷载表4.1.1 梁自重计算项目梁宽（m）梁高（m）板厚（m）材料重（3/mKN）均布梁重（mKN/）纵轴线主梁0.3 0.6 0.12 25 3.6 横轴线主梁0.3 0.6 0.12 25 3.6 次梁0.25 0.45 0.12 25 2.063 表4.1.1 柱自重计算层数柱截面宽（m）柱截面高（m）柱高（m）材料重（3/mKN）柱重（KN）1 0.60 0.60 3.9 25 38.8442~8 0.60 0.60 3.3 25 32.826 表4.1.3 竖向荷载计算汇总位置项目荷载大小屋面屋面均布恒载 6.442/mKN屋面均布活载0.52/mKN楼面楼面均布恒载 3.772/mKN办公室、厕所活载 2.02/mKN走廊、楼梯活载 2.52/mKN墙体标准层外纵墙自重 3.363mKN/标准层内横墙或纵墙自重 5.616mKN/标准层AB.CD跨山墙自重 6.048mKN/标准层BC跨山墙自重 3.363mKN/底层外纵墙自重 4.295mKN/底层内横墙或纵墙自重 6.864mKN/底层AB.CD跨山墙自重7.392mKN/底层BC跨山墙自重 4.707mKN/男女卫生间隔墙 5.928mKN/女儿墙 4.86mKN/梁纵轴线主梁 3.6mKN/横轴线主梁 3.6mKN/次梁2.063m KN /楼、屋面荷载按照图4.1.1所示导荷方式传递到相应框架梁上。
图4.1.1 荷载传导方式4.2 楼、屋面恒载计算4.2.1 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值1）梁自重m KN g g g BC CD AB /6.3161616=== 2）均布恒载（楼板传至的梁段最大值）m KN g g CD AB /184.236.344.62626=⨯== m KN g BC /32.19344.626=⨯=4.2.2 作用在标准层框架梁上的线荷载标准值 1）梁自重+墙自重m KN g g CD AB /216.911== m KN g BC /85.21=2）均布恒载（楼板传至的梁段最大值）m KN g g CD AB /572.136.377.322=⨯== m KN g BC /31.11377.32=⨯=4.2.3 框架节点集中荷载标准值1）顶层框架边节点集中荷载计算如表4.2.1。
闸门井龙门吊架计算书
闸门井龙门吊架计算书1、计算概况龙门吊架起吊高度12m，跨度8.8m，吊点距离4.80m;起吊重量115t，辅助设备选用4个60t滑车组，Φ28－6×37起吊牵引绳，2台8t卷扬机，龙门架及卷扬机均设Φ32地脚锚筋固定。
龙门架结构主梁初选为4工45b热轧普通工字钢（初选），主梁两端焊接牢固，主梁设有工45b剪刀撑焊接连接，减小集中荷载弯距；龙门架立柱为Φ325×12mm无缝钢管与预埋钢板焊接连接，龙门架主梁与立柱组成主框架结构。
2、荷载计算（1）起吊物重量：1150KN（2）滑轮重量：10KN；（3）钢丝绳重量：276.8/100×1050＝29 KN（4）荷载设计值为可变荷载效应控制的组合：恒载荷载分项系数为1.2；活载荷载分项系数为1.4。
故起吊设计荷载：1150×1.2+(10+29)×1.4＝1434.6 KN3、龙门吊架受力分析与计算龙门架计算主要是立柱的计算，一般简化为一个承受集中荷载的框架结构来进行。
其截面验算可参照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）采取—近似柱梁计算法来验算截面,本法系假定立柱与龙门架主梁的交接处为刚接，立柱与基础的交接处为绞接，其计算数值与精确法计算和试验结果的误差不大，可以满足工程要求。
3.1对于龙门架的主梁计算，可按承受集中荷载的框架结构形式对主梁最危险截面的强度和刚度（不考虑自重影响）进行简化计算和校核，具体尺寸见计算简图：梁端与立柱连接点弯距为：M B＝M C＝-3Pa(a+b)/L(2k+3)＝-3×（1434.6/2）×2×（2+4.8）/8.8×(2×6.36+3)＝-211.56 KN*m 其中K＝（H/L）〃（4I/2I1）＝ (12/8.8)×（4×33759）/（2×14471.45）＝6.36；主梁最危险截面弯矩为：Mmax=Ma＋M B==（1434.6/2）×2-211.56=1223.04KN*m；最大剪力设计值为：Vmax＝P=1434.6/2＝717.3KN梁所需的截面抵抗矩为：W＝Mmax/［σw］＝1223.04×106/205＝5966.05cm3；由型钢表查得工45b的截面特性：Ix＝33759cm4，Ix /Sx＝38.1cm，δ＝13.55mm，翼缘板厚度t f＝18mm。
钢闸门
目录1设计资料2闸门结构的形式及布置3面板设计4水平次梁、顶梁和底梁的设计5主梁设计6 横隔板设计7 纵向连接系8 边梁设计9 行走支撑设计10滚轮滑道设计11 闸门启闭力和吊耳计算露顶式平面钢闸门设计一、设计资料结构材料：Q235钢；焊条：E43；止水橡皮：侧止水用P形橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2;混凝土强度等级为C20.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：5.5m；二,闸门结构的形式及布置1.闸门主要尺寸图（单位：m）1）闸门的高度：考虑风浪产生的水位超高为0.2m，故闸门高度=5.5+0.2=5.7（m）；2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=9m；3）闸门的计算跨度：L=L1+2d=9+2×0.2=9.4m。
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.主梁的布置据闸门的高跨比，决定采用双主梁。
为使两个主梁在设计水位时所承受的水压相等，两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线y=H/3=1.83m,并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m,上悬臂c≤0.45H,今取，a=0.63m≈0.12H=0.66m主梁间距：2b=2(y-a)=2*(1.83-0.63)=2.4m.则c=H-2b-a=5.5-2.46-0.63=2.47m=0.45H并小于2.475m.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承。
水平次梁为连续梁，其间距上疏下密，使面板各区隔需要的厚度大致相等，梁格布置的具体情况见详图。
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2.35m ，横隔板兼做竖直次梁。
（2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖直平面内，采用斜杆式桁架。
6.边梁与行走支承边梁采用单复式，行走支承采用胶木滑道。
闸门计算书(修改)
一、基本资料（1）孔口尺寸（宽×高）： 4.0×4.0m（2）底槛高程（八五高程，下同）：-0.300m（3）启闭机平台高程：10.200m（4）设计外江水位（20年一遇）： 6.845m（5）设计最不利运行水头差： 2.800m（6）启闭方式：单吊点螺杆启闭机（7）行走支撑：滑动支撑（8）主要构件采用材料及容许值①钢材Q235AA：门体梁系及其容许应力如下：抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=160N/mm2抗剪[τ]=95N/mm2局部紧接承压[σcj]=120N/mm2B：零部件容许应力如下：抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=100N/mm2抗剪[τ]=65N/mm2局部紧接承压[σcj]=80N/mm2孔壁抗拉[σk]=120N/mm2②铸件:选用ZG45,其容许应力如下:抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=140N/mm2抗剪 [τ]=105N/mm 2 ③锻件:选用45#钢,其容许应力如下:抗拉、抗压、抗弯容许应力 [σ]=145N/mm 2 抗剪 [τ]=95N/mm 2④电焊条:门槽轨道表面采用不锈钢焊条堆焊,焊条型号采用E 0-19-10Nb-16，其余构件均采用E43型焊条。
⑤砼：二期砼采用C30细石砼。
⑥梁系容许挠度：主梁 7501=⎥⎦⎤⎢⎣⎡l ω 次梁 2501=⎥⎦⎤⎢⎣⎡l ω ⑦止水：顶、侧止水采用P45×120型橡皮，底止水采用20×110条形橡皮。
⑧制造条件：专业金属结构制造厂家制造，手工电弧焊。
⑨执行规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-94）。
二、布置本闸门为潜孔式平面闸门，闸门面板设于迎水侧，梁格布置采用多主梁齐平连接，因闸门高宽比为1：1，且闸门跨度不大，故采用单吊点；为控制闸门反向、侧向移动，分别于闸门闸门反、侧向设置反滑块及限位块。
三、结构计算按闸门门体结构布置：（一） 闸门支撑跨度m d l l 3.415.020.420=⨯+=+=式中：0l —闸门孔口宽度；d —闸门主行走支撑至闸墩侧面距离。
钢闸门结构计算书
次梁腹板用442×8mm钢板，上翼缘利用面板，下翼缘用200×8mm钢板。 bl＝8mm，2c＝2×25×8＝400mm，B＝8+400＝408mm 次梁截面形心至腹板中心线的距离为： e=(408×10×226-200×8×225)/(408×10+200×8+442×8)=562080/9216=61mm 次梁组合截面惯性矩为： 3 I=(1/12)×8×442 +442×8×612+200×8×2862+10×408×1652 I=57567259+13157456+130873600+11078000=212676315mm4 组合截面抵抗矩为：W＝212676315/(61+221+8)=142430909/242=733367mm3
顶梁 6400 3572.1 0 15.876 0 3572.1 7.938 11430720 40642560 52073280 5358.15 25401.6 30759.75 1315549 39.582927 152 275081232 206000 5.667E+13 0.8176317 3.0601421 3.8777738 8.5333333
3
1号主梁 6400 5582.325 5891.4844 31.899 31.42125 11473.809 31.660125 36716190 162099840 198816030 17210.714 101312.4 118523.11 1645587 120.8177 152 483802640 206000 9.966E+13 1.4932567 6.9396225 8.4328792 8.5333333
4荷载计算及计算简图15页word
4 荷载计算及计算简图4.1 竖向荷载第 1 页楼、屋面荷载按照图4.1.1所示导荷方式传递到相应框架梁上。
图4.1.1 荷载传导方式4.2 楼、屋面恒载计算4.2.1 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值1）梁自重m KN g g g BC CD AB /6.3161616=== 2）均布恒载（楼板传至的梁段最大值） 4.2.2 作用在标准层框架梁上的线荷载标准值 1）梁自重+墙自重2）均布恒载（楼板传至的梁段最大值） 4.2.3 框架节点集中荷载标准值1）顶层框架边节点集中荷载计算如表4.2.1。
表4.2.1 顶层框架边节点集中荷载计算顶层框架边节点集中荷载 153.73KN 2）顶层框架中节点集中荷载计算如表4.2.2。
顶层框架中节点集中荷载 151.39KN 3）标准层框架边节点集中荷载计算如表4.2.3。
标准层框架边节点集中荷载 114.063KN 4）标准层层框架中节点集中荷载计算如表4.2.4。
标准层框架中节点集中荷载 148.121KN4.3 楼、屋面活载计算4.3.1 顶层框架梁上线荷载（楼板传至的梁段最大值）4.3.2 顶层框架梁上集中荷载4.3.1 顶层框架梁上线荷载（楼板传至的梁段最大值）梁上线荷载（楼板传至的梁段最大值）4.3.4 标准层框架梁上集中荷载4.4 竖向荷载作用下结构计算简图竖向荷载作用下结构计算简图如图4.4.1及4.4.2所示。
4.5 水平荷载计算第 3 页4.5.1计算质点重力荷载代表值1）顶层重力荷载代表值计算如表4.5.1。
2）标准层重力荷载代表值计算如表4.5.2。
第 5 页3）底层重力荷载代表值计算如表4.5.3。
根据表4.5.1~4.5.3，等效总重力荷载为：4.5.2 D 值的计算1）各构件截面尺寸：纵向框架梁：300mmX600mm横向框架梁：250mmX500mm 柱：650mmX650mm2）梁截面惯性矩：现浇楼面中框架,0.20I I =边框架梁05.1I I =，12/30bh I =3）各构件线刚度：l EI i /=。
水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
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×高）：6m×3m （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I110-16 （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：L 0=6.0m3.闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=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：229.8344.1/22gh P kN mρ⨯===图6.1 闸门静水总压力计算简图P6.3.2.3 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所示图6.2 主梁及梁格布置图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。
水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
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×高）：6m×3m （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I110-16 （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：L 0=6.0m3.闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=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：229.8344.1/22gh P kN mρ⨯===图6.1 闸门静水总压力计算简图P6.3.2.3 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所示图6.2 主梁及梁格布置图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。
[教材] 平面钢闸门 结构设计&零部件设计
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根据此截面模量和满足刚度要求的最小梁高hmin，选合适型钢。
⑶截面验算
M max [] Wmin V S [] I tw ql 4 [w] 100EI
w max
计算截面取值：当次梁直接焊接于面板时，焊缝两侧的面板 在一定的宽度（有效宽度）内可以兼作次梁的翼缘参加次梁的抗 弯工作。面板参加次梁工作的有效宽度B可按下面两式计算的较 小值取用：
三、主梁设计
（一）主梁的形式
主梁是平面钢闸门中的主要受力构件，可采用实腹式或桁架式。
跨度小水头低的闸门，可采用制造方便的型钢梁； 对于中等跨度的闸门（5-10m）常采用实腹式组合梁； 对于大跨度的闸门，则宜采用桁架式主梁。
（二）主梁的荷载和计算简图
主梁为支承在闸门边梁上的单跨简支梁。主梁承受面板传来的 分布水压力和竖直次梁传来的集中荷载。
2、梁格为齐平连接时次梁的荷载和计算简图
水平次梁和竖立次梁同时支承着面板。面板传给梁格的水压力， 按梁格夹角的平分线来划分各梁所负担的水压力作用范围。
水平次梁的计算简图：
⑴当水平次梁在竖立次梁处断开后再连接于竖立次梁时，水平 次梁为简支梁；
⑵当采用实腹隔板兼作竖立次梁时，水平次梁为连续穿过实腹 隔板预留的切孔并被支承在隔板上的连续梁。
第四节
平面钢闸门的零部件设计
一、行走支承
（一）胶木滑道
（二）滚轮支承
（三）平面钢闸门的导向装置------侧轮和反轮
二、 止水装置
式中 bl -为主梁的上翼缘宽度，b--为每根主梁承受荷载面的宽度。
B b l 2 30 t 235 f y
⑶主梁的刚度、整体稳定和局部稳定的验算见第五章内容。
四、横向联结系和纵向联结系的设计
平板闸门支撑结构计算书
平板闸门支撑结构计算书一、荷载计算平板闸门重22.29t，按23t计算；采用2根支腿做为闸门支撑结构，考虑支腿受力不均匀+动载等取1.5倍系数，计算得到平均每根支腿受力：N=1.5×23/2=17.25t≈170kN。
二、14#工字钢材料性能A=21.5cm2=2150mm2，fy=210N/mm2，h=140mm，ix=5.79cm=57.9mm。
三、马橙支撑结构受力计算(1) 设置三角支撑情况H(取)=2000mm=l0；有λ=l0/i=2000mm/57.9mm=34.54，查表得ψ=0.903≈0.9。
工字钢最大承载力为：N max=ψAf=0.9×2150mm2×210N/mm2=406350N=406.35kN≈41.46t＞N=170kN即支腿承载力远远大于荷载，满足要求。
(2) 不设置三角支撑情况H(取)=310mm=l0；有λ=l0/i=3100mm/57.9mm=53.6，查表得ψ=0.839。
工字钢最大承载力为：N max=ψAf=0.839×2150mm2×210N/mm2=378808N=378.80kN≈38.65t＞N=170kN 即支腿承载力远远大于荷载，满足要求。
四、底部基础承载力计算14#工字钢宽b=80mm，暂取底部工字钢长600mm，有A=80×600=48×103mm2。
有：σ=N/A=170kN/(48×103mm2)=3.54N/mm2=3.54MPa。
基础位于底坎上，基础承载力满足要求。
五、结论闸门支撑马橙采用14#工字钢满足要求，按图纸设置三角形支撑，马橙底部工字钢基础长度800mm(不小于600mm)，座落在底坎上，能满足要求。
闸门主梁的荷载和计算简图
横向联结系的型式：应根据主梁的截面高度、间距和 数目而定。主要有实腹隔板式和桁架式两种。 实腹式隔板的计算简图如图8-18（a）所示，通常可按 图8-18（b）所示简化计算。
横隔板的截面设计：横隔板的应力一般都很小，其尺寸可 按构造要求及稳定条件确定，隔板的截面高度与主梁的截面 高度相同，其腹板厚度一般采用8-12mm，前翼缘可利用面板 兼作而不必另行设置；后翼缘可采用扁钢，宽度（100-200） mm，厚度取（10-12） mm。为减轻门重，可在隔板中间弯应 力较小区域开孔，但孔边需用扁钢镶固（图8-19（b））。
对实腹式梁，可近似换算为均布荷载。 当主梁按等荷载原则布置时，每根主梁所受的均布荷载集度为： q=P/n （kN/m）
P-----闸门单位跨度上作用的总水压力（kN/m）
n-----主梁的数目。 主梁的计算跨度L为闸门行走支承中心线之间的距离 L=L0+2d L0----闸门的孔口宽度， d=（0.15~0.4）m
闸门主梁的荷载和计算简图
平面钢闸门的组成和结构布置 平面钢闸门的结构设计
平面钢闸门的零部件设计
平面钢闸门的埋设部件
设计例题—露顶式平面钢闸门设计
Y1Y2SL铸铁镶铜闸门
（二）主梁的荷载和计算简图
主梁为支承在闸门边梁上的单跨简支梁。主梁承受面板传来的 分布水压力和竖直次梁传来的集中荷载。
当主梁采用桁架式时，可将水压力化为节点荷载P=qb（b为桁架 的节间长度），然后求解主桁架在节点荷载作用下的杆件内力 并选择截面。但对于直接与面板相连的上弦杆，应考虑面板传 来的水压力对上弦杆引起的局部弯曲而按压弯构件选择截面。
Y1Y2SL铸铁镶铜闸门
（三）主梁设计的特点 ⑴对于钢闸门的主梁，考虑到其除承受闸门水平水压力而 产生水平弯曲外，其下翼缘兼作纵向联结系的弦杆，还需 承受一部分闸门自重产生的应力。故按主梁的水平水压力 荷载产生的内力选择截面时，可按0.9[σ]计算。
水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
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×高）：6m×3m （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I110—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：L 0=6.0m 3。
闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=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：229.8344.1/22gh P kN mρ⨯===图6.1 闸门静水总压力计算简图P6。
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所示图6.2 主梁及梁格布置图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。
闸门设计
式中 σmy= ky · a2/ t2 ；σmx=μ·σmy； μ=0.3 p
⑵当面板的边长比b/a≤1.5或面板长边方向与主（次）梁垂直时 （图8-11），面板在B点下游面的应力值（σmx+σ0xB）较大，这时 虽然B点下游面的双向应力为同号（均受压），但还是可能比A点 上游面更早地进入塑性状态，故应按下式验算B点下游面在同号平 面（压）应力状态下的折算应力强度：
max
M max k p a 2 / t 2 [] 2 1 t / 6
t a kp []
式中，k— 弹性薄板支承长边 中点（A点）的弯应力系数。
p –—面板计算区格中心的水压力强度p=γhg=0.0098h (MPa);
h — 区格中心的水头,(m) a, b —面板计算区格的短边和长边的长度(mm),
直升式
横拉式
人字门
⑵弧形闸门：系指挡水面板形状为圆弧形的一类钢闸门。又 可分为绕横轴转动的弧形闸门、绕竖轴转动的立轴式弧形闸门 等。
横轴式
竖轴式
本章主要介绍直升式平面钢闸门。
二、闸门型式的选择和孔口尺寸的确定
闸门型式的选择
(1)闸门应满足建筑物的各项运行要求； (2)闸门的材料应符合当时当地的供应条件； (3)闸门的水力条件要好，泄流能力要满足要求，无振无蚀 (4)闸门的结构要简单，便于制造安装； (5)闸门的启闭力要小，操作要简便灵活， (6)闭门要便于检修维护； (7)闸门的止水性能要好，漏水量要小； (8)闸门的重量要轻，造价要低等。
双主梁式闸门的主梁位臵应对称于静水压力合力P的 作用线，在满足上述底缘布臵要求的前提下，两主梁的 间距b宜尽量大些，并注意上主梁到门顶的距离C不宜太 大，一般不超过0.45H，且不宜大于3.6米。
水工建筑钢结构钢闸门图文讲义PPT
第六章 平面钢闸门
闸门类型：
第一节 概述
2、闸门孔口位置
露顶闸门：门顶露出水面 潜孔闸门：门顶潜没于水面以下
3、结构形式：门叶的形状
平面闸门：
弧形闸门：弧形的挡水门叶
人字形闸门
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
一、平面钢闸门的组成
三大部分组成： 门叶结构（上下移动，承重结构） 埋固构件 启闭机械
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
（三）梁格连接形式 齐平（等高连接）：
水平次梁、竖直次梁、主梁上翼缘与面板齐平。梁格与面板形成刚强整体 水平次梁遇到竖直次梁，水平次梁需切断， 横隔板兼作竖直次梁时，可在横隔板上预留开孔，使水平次梁成为连续梁。
降低连接：
主梁、水平次梁与面板直接相连， 竖直次梁降低到水平次梁的下翼缘底，使水平次梁成为连续梁
板上游面处于异号应力作用，易破坏。
第六章 平面钢闸门
第三节 面板和次梁的设计
ａ、面板A点上游面局部弯应力：
垂直于梁轴线方向
（拉）
沿梁轴线方向
ｂ、面板兼作梁翼缘整体弯应力
折算应力：
（压）
（6-4）
第六章 平面钢闸门
2、
或长边方向垂直主梁轴线方向，
还需验算B点下游面的折算应力
B点下游面虽是同号应力状态，但 较大，可能比A点上游面更早进入塑性状态
p：六边形面积中心处的水压强度 水平次梁穿过横隔板的预留孔：
按连续梁计算
第六章 平面钢闸门
第三节 面板和次梁的设计
水平次梁在竖直次梁处断开： 按简支梁计算
竖直次梁:
承受水平次梁传来的集中荷载， 承受面板直接传来的水压力， 水压力作用面积为一条对角线与梁轴垂直的正方形， 换算到竖直次梁上的荷载分布图为三角形
水闸工作桥计算
水闸工作桥的内力计算
一、概述
水闸属于既能关闭闸门拦挡水流，又能开启闸门泄（引）水的建筑物。
闸室是水闸用以挡水和控制过闸水流的主体部分。
闸室主要由底版、闸墩、闸门及工作桥等组成。
工作桥是为了安置闸门启闭设备和工作人员操作而设置的。
工作桥结构形式一般可采用预制构件，利用两根预制T型或Ⅱ型梁进行现场吊装拼接而成。
二、水闸工作桥预制T形梁的内力计算
如图所示为一三孔拦洪闸的示意图。
中孔兼做通航孔，选用2 157KN双吊点卷扬式起闭机，机座重9.81KN。
起闭机放在两根装配式T形梁上，试设计一钢筋混凝土T形梁。
已知条件：悬臂板自重：q1 =3.43KN/m
梁自重： q2 =3.68 KN/m
栏杆重： q3 =1.47 KN/m
人群荷载： q4= 4.86 KN/m
梁上均布荷载：q = q1 + q2 +q3+q4 =13.14 KN/m
启门力、启闭力及机座重（每一根梁各负担一半）P =
(157+9.81)/2=83.41KN
T形梁为搁置在工作桥墩上的简支梁。
梁净跨，
计算跨度取
l=6.72m。
荷载至支座中心距离。
计算步骤：
（1）支座反力计算
支座反力
（2）内力计算：
弯矩计算：
剪力计算：支座边缘
（3）绘制梁的简力图和弯矩图，如图（b）、(c)所示。
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P-----闸门单位跨度上作用的总水压力（kN/m）
n-----主梁的数目。 主梁的计算跨度L为闸门行走支承中心线之间的距离 L=L0+2d L0----闸门的孔口宽度， d=（0.15~0.4）m
式中 bl -为主梁的上翼缘宽度，b--为每根主梁承受荷载面的宽度。
B b l 2 30 t 235 f y
⑶主梁的刚度、整体稳定和局部稳定的验算见第五章内容。
四、横向联结系和纵向联结系的设计
（一）横向联结系（竖向联结系） 作用：承受水平次梁（包括顶、底梁）传来的水压力，并将其 传给主梁。当水位变更等原因而引起各主梁的受力不均时，横向 联结系可均衡各主梁的受力并且保证闸门在横截面的刚度。 布置：应对称与闸门的中心线，一般布置1~3道，数目宜取奇 数，间距不宜超过4~5米，并通常按等间距布置。
闸门主梁的荷载和计算简图
平面钢闸门的组成和结构布置平面钢闸门的结构设计
平面钢闸门的零部件设计
平面钢闸门的埋设部件
设计例题—露顶式平面钢闸门设计
Y1Y2SL铸铁镶铜闸门
（二）主梁的荷载和计算简图
主梁为支承在闸门边梁上的单跨简支梁。主梁承受面板传来的 分布水压力和竖直次梁传来的集中荷载。
当主梁采用桁架式时，可将水压力化为节点荷载P=qb（b为桁架 的节间长度），然后求解主桁架在节点荷载作用下的杆件内力 并选择截面。但对于直接与面板相连的上弦杆，应考虑面板传 来的水压力对上弦杆引起的局部弯曲而按压弯构件选择截面。
Y1Y2SL铸铁镶铜闸门
（三）主梁设计的特点 ⑴对于钢闸门的主梁，考虑到其除承受闸门水平水压力而 产生水平弯曲外，其下翼缘兼作纵向联结系的弦杆，还需 承受一部分闸门自重产生的应力。故按主梁的水平水压力 荷载产生的内力选择截面时，可按0.9[σ]计算。
横向联结系的型式：应根据主梁的截面高度、间距和 数目而定。主要有实腹隔板式和桁架式两种。 实腹式隔板的计算简图如图8-18（a）所示，通常可按 图8-18（b）所示简化计算。
横隔板的截面设计：横隔板的应力一般都很小，其尺寸可 按构造要求及稳定条件确定，隔板的截面高度与主梁的截面 高度相同，其腹板厚度一般采用8-12mm，前翼缘可利用面板 兼作而不必另行设置；后翼缘可采用扁钢，宽度（100-200） mm，厚度取（10-12） mm。为减轻门重，可在隔板中间弯应 力较小区域开孔，但孔边需用扁钢镶固（图8-19（b））。
W M max / 0.9
h min 0.96 0.23 h ec 3.1W
2
[]L w E[ ] L
5
t w h / 3.5(mm ) A1 W 1 twh0 h0 6
⑵当主梁直接与面板相连时，部分面板可兼作主梁上（前）翼 缘的一部分参加其抗弯工作。面板的有效宽度取下列两式的较 小值 B=ξ1b