露顶式平面钢闸门设计
露顶式平面钢闸门设计
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；孔口净宽：每个学生的孔口具体尺寸见附表；设计水头：每个学生的具体水头见附表；结构材料：Q235FB-;焊条：焊条采用E43型手工焊；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2-MCS;启闭方式：电动固定式启闭机;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；执行规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（199574-SL）。
-每班学生选题表二、设计步骤（参考教材）三、设计要求1、露顶式平面钢闸门设计要求每个学生必须用计算机CAD出图，每人出一套，设计图包括（1）闸门主要尺寸图；（2）梁格布置尺寸图；（3）水平次梁计算简图和弯矩图；（4）面板参加水平次梁工作组合截面图；（5）平面钢闸门主梁位置和计算简图；（6）主梁跨中截面图；（7）主梁支承端截面图；（8）主梁变截面位置图；（9）纵向联结系计算图；（10）边梁截面及计算图。
上述图可放在计算说明书中，若放不下可单独附页。
2、完成成果：设计图一套及计算说明书一份，将设计图、计算说明书装订为一册（直接用钉书机钉即可）。
装订内容的顺序有：封面（用农大的统一封面，网上下载即可），目录，设计任务资料，露顶式平面钢闸门的计算过程（按章节编写，引用公式必须用公式编辑器编），设计的经验总结与不足，致谢，参考文献。
总字数在5000字以上，必须打印。
3、要求学生认真、独立、按时完成设计，不得拷贝他人的成果，两周后交设计。
若两人雷同均按不及格处理。
4、若有不认真排版者要扣分，有一个错别字扣5分（第4条不要打在任务书中）。
露顶式平面钢闸门课程设计-《钢结构》 (1)
露顶式平面钢闸门课程设计-《钢结构》 (1)一、课题背景及意义随着建筑都市化的深入发展，涉及到门类型的多样化，钢闸门也在这一过程中有了很大的发展。
配套安装了顶式平面钢闸门，可以清楚地观察到它的优点，从而更好地满足建筑和工程工程的要求，在维护人们的安全作用以及节约能源的作用上起到了重要的作用，而顶式平面钢闸门是坚固耐用的一类门。
因此，本课题将深入分析顶式平面钢闸门的结构特点，为专业人员和未来相关领域进行开展学习、研究和应用打下基础，将为安全提供更好的性能及更高的使用效率而努力。
二、目的和任务1.熟悉钢结构的知识，并详细了解钢结构及其技术特征。
2.了解顶式平面钢闸门，掌握其设计、制作材料、结构及施工要求；3.分析顶式平面钢闸门的优点和特点，提出相应的设计方案；4.优化顶式平面钢闸门的结构设计，考虑其使用效果和安全性。
三、基础理论及资料准备1.本课题需准备《钢结构》、《钢结构及铝合金结构》、《钢结构设计手册》以及相关的标准规范。
2.从专业角度准备涉及的基础理论及制作要求，对顶式平面钢闸门进行实际应用。
3.参考相关文档，进行原理理论分析，结合现实情况，找出可行的设计方案。
四、技术应用1.根据所采用的钢结构规范分析这种类型钢闸门的结构设计，并参考结构规范中关于钢结构设计的基本要求，对顶式平面钢闸门的制作采用合理的合金规范。
2.结合材料的性能，考虑现有的情况，分析门的框架结构，以满足材料、结构和维护性能的要求；4.在安装完成后，测试闸门的控制功能，检查设计的是否符合标准，以及闸门开闭是否正常，一定要严格把握，及时处理出现的问题。
五、总结通过本课程的学习，系统学习和了解了钢结构的基本知识及其特性，以及顶式平面钢闸门的设计、制作材料、结构及施工要求。
在掌握知识基础上，并结合实际，本课题利用一系列技术工具，通过分析顶式平面钢闸门的特点和优点，制定有效的实施方案，形成了运用钢结构实现顶式平面钢闸门设计和制作的思路。
露顶钢闸门课程设计
一、设计资料：①闸门型式：露顶式平面钢闸门②孔口尺寸（宽⨯高）： 14 m ⨯ 12 m③上游水位： m④下游水位： m⑤闸底高程： 0 m⑥启闭方式：⑦材料钢结构：Q235-A.F；焊条：E43型；行走支承：滚轮支承或胶木滑道止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮⑧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》二、闸门结构的形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高0.2m，故闸门高度=12+0.2=12.2（m）；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=14m；闸门计算跨度：L=L0+2d=14+2*0.2=14.40（m）整个闸门的荷载为作于和闸门距离闸底H/3的P=706.32 KN/m的均布荷载2.主梁的形式主梁的形式根据水头和跨度大小而定，本闸门属偏大跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置①根据闸门的高跨比：当L小于等于H时采用多主梁形式，当L大于等于1.5H 时候采用双主梁形式，根据设计资料为14*12孔口尺寸，本设计采用3根主梁②主梁位置的确定：主梁位置的设计原则是根据每个主梁承受相等水压力的原则确定。
对于露顶式闸门：假定水面至门底的距离为H，主梁的个数为n，第K根主梁至水面的距离为Yk，则Yk=2H/3√n[K1.5 -（K-1）1.5 ]根据公式：Y1=2*12/3√3[11.5 -（1-1）1.5 ]=4.6（m）Y2=2*12/3√3[21.5 -（2-1）1.5 ]=8.5 （m）Y3=2*12/3√3[31.5 -（3-1）1.5 ]=10.9（m）考虑到后面梁格的布置和面板的选取将第三根主梁的位置下调0.5m所以Y3=11.4（m）。
4.梁格的布置和形式对于露顶式大跨度闸门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，梁格布置的尺寸详见下图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7道横隔板，其间距为1.75m，横隔板兼做竖直次梁，②纵向连接系，设在两两主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。
露顶式施工钢闸门平面设计
《水工钢结构》暨露顶式平面钢闸门课程设计一、设计资料闸门的形式：暨露顶式平面钢闸门；孔口净宽：8.00m设计水头：5.00m刚才结构：Q235镇静钢焊条：E43止水橡皮:：侧止水选用P60A型橡皮，底止水选用I110—16型。
行走支撑：采用胶木滑道，压合胶木为MCS—2；混凝土强度等级：C20二、设计内容及步骤1、闸门尺寸的确定，如下图所示：闸门的高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，所以，闸门的高度H=5.0+0.2=5.2m闸门的和和在跨度为两侧止水间的跨度：L0=8.0m闸门的计算跨度：L=L0+2×0.3=8.6m2、主梁形式的确定：主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本设计采用焊接组合截面形式，闸门的长度（L1=8m多）。
3、主梁的布置因为L=8.6m，且L/H=1.65>1.5，所以采用双主梁根据公式计算每一根主梁距水面的距离，K及第K跟主梁，得：y1=2.26m y2=4.4m如右图所示4、梁格的布置和连接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，其间距应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，初步估测水平次梁为3根，竖直次梁为3根,且竖直次梁的间距b=8.6/4=2.15m。
梁格的布置具体尺寸如下页所示。
5、连接系的布置和形式（1）横向连接系，根据主梁的跨度设置横隔板3道，其间距为2.15m。
横隔板兼做竖直次梁使用。
（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腹式，行走支撑发采用滑动式。
每个边梁上不知梁格行走支撑，共有P4个行走支撑。
三、面板的设计假设梁格的布置如上图所示，面板的厚度按下式计算：式中0.9——面板参加主梁工作需要保留一定的强度储备系数；α——弹塑性调整系数，当b/α<=3时，α=1.5，当b/α>3时，α=1.4;[σ]——刚才的抗弯容许应力，以N/mm2计。
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m= 2）+7.55.5=2.0闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：m L 91=;图1 闸门主要尺寸图3）闸门计算跨度：m d L L 40.92.02920=⨯+=+=（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m H y 8.13/==(图1)并要求下悬臂a H 12.0≥和m a 4.0≥,上悬臂H c 45.0≤,今取m H a 66.012.06.0=≈=主梁间距 m a y b 4.22.12)(22=⨯=-=则 H m a b H c 45.05.26.04.25.52==--=--=（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）及2006修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后在验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
【精品】钢结构平面钢闸门设计
钢结构课程设计设计资料闸门形式：露顶式平面钢闸门设计；孔口净宽：9.00m；设计水头：5.5m；结构材料：Q235钢；焊条：E43；止水橡胶：侧止水用P型橡皮；行走支承：采用胶用滑道，压合胶木为MCS-2；混凝土强度等级：C20。
一、闸门结构的形式及布置图1-1闸门主要尺寸图（单位：m）1.闸门尺寸的确定闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度=5.5+0.2=5.7m；=9.0m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1闸门计算跨度：L=L+2d=9+2×0.2=9.40m。
2.主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门应用实腹式组合梁。
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与水压力合力的作用线3 1.83=≈(图1-1)并要求y H下悬臂a≧0.12H和a≧0.4m、上悬臂c≦0.45H，现取a=0.6≈0.12H=0.66（m）主梁间距2b=2（y-a）=2×1.23=2.46（m）则c=H-2b-a=5.5-2.46-0.6=2.44（m）=0.44H（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，其间距应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见下图。
横隔板水平次梁主梁图1-2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2.35m，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平面内，采用斜杆式桁架。
6.边梁与行走支承边梁采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。
三、面板设计根据SL1974-1995《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁界面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
露顶式平面钢闸门设计钢结构
课程设计报告( 2010-- 2011年度第一学期)名称：钢结构课程设计院系：可再生能源学院班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：2010年12月水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净:22.00m；设计水头：16.8m；结构材料：Q235-A.F；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：采用滚轮支承二、闸门结构的形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度=16.8+0.2=17m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=22m；闸门计算跨度：L=L0+2d=22+2×0.2=22.40m。
(单位：m)2.主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门应用实腹式组合梁。
3.主梁的布置因为L=22.40＜1.5H=1.5×16.8=205.2所以是选取7跟主梁。
根据公式计算每一根主梁距水面的距离，K及第K跟主梁，得：y1=4.23m; y2=7.74m; y3=10.02; y4=11.87m; y5=13.46m; y6=14.88m; y7=16.18m 具体布置见下图：(单位：m)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，其间距应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见下页图。
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10道横隔板，其间距为2m ，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平面内，采用斜杆式桁架。
6.边梁与行走支承。
边梁采用单复试，行走支承采用滚轮支承。
三、面板设计根据SL1974-1995《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁界面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
露顶式平面钢闸门设计
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；孔口净宽：3.0m；设计水头：2.8 m;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；砼强度等级：C20.参考资料:《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74 -95）、《水工钢结构》。
二、闸门结构形式及布置1、闸门尺寸的确定，如图—1所示:1）闸门的高度:考虑风浪所产生的水位超高为0。
2m，闸门的高度H=2.8+0。
2=3。
0m;2）闸门的荷载在跨度为两侧止水间的跨度：L0=3.0m ；3）闸门的计算跨度：L=L0+2 × 0。
15=3.30m.图1 闸门主要尺寸图2、主梁形式的确定。
主梁的形式根据水头的大小和跨度大小而定，一般分为实腹式和行架式,为方便制造和维护，采用实腹式组合梁。
3、主梁布置。
当闸门的跨度L不大于门高H或L/H〈1。
5时,采用多主梁式。
根据每根主梁承受相等水压力的原则进行布置，保证主梁尺寸一致，便于制作安装。
水面至门底距离为H,主梁个数n，对于露顶式闸门，第K根主梁至水面的距离为y k,则：本次设计根据实际情况采用两根主梁,采用两根主梁布置时，应该对称于水压力合力的作用线 ⎺y=H/3=2。
8/3=0.93m,闸门上悬臂C 不宜过长,通常要求C≤0。
45H=0。
45×2。
8=1。
26m,下悬臂a≥0.12H,则a=0.33≈0.12H=0.336（m)主梁间距2b=2（⎺y—a）=2×（0。
93-0.33）=1。
20m 则C=H—2b—a=2。
8—1.2—0。
33=1。
27≈0.45H（满足要求）4、梁格布置。
梁格布置一般分为：简式、普通式、复式三种。
设计跨度较小且宽高比L/H〈1.5时,可不设次梁，面板直接支承在多根主梁上.本设计采用普通式,不设水平次梁,只在竖向设两道横隔板。
横向隔板顶梁图2 梁格布置尺寸图5、梁格连接形式。
水利水电工程钢结构课程设计-水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书.
水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料闸门形式：炉鼎是平面钢闸门；空口尺寸(宽×高): 26m×12m上游水位：11.8m下游水位：0.1m闸底高程：0m启闭方式：电动固定式启闭机材料：钢结构Q235-A.F；焊条：E43型；行走支承：滚轮支承；止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮。
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 1974-2005二、闸门结构的形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度H=11.8+0.2=12m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=26m；闸门计算跨度：L=L0+2d=22+2×0.2=26.40m。
2.主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门应用实腹式组合梁。
3.主梁的布置因为L=26.40＞1.5H=1.5×12=18所以采取双主梁。
为使两根主梁在设计水位时所受的水压力相等，两根主梁的位置应对称与水压力合力的作用线y=H/3=4.0m,并要求下旋臂a≧0.12H和a≧0.4m、上悬臂c≦0.45H，现取a=1.5m ≈0.12H=1.44（m）主梁间距： 2b=2（y﹣a）=2×2.5=5（m）则 c=H-2b-a=12-5-1.5=5.5（m）=0.458H (满足要求)(单位：m)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，其间距应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见下页图。
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16道横隔板，其间距为1.65m ，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平面内，采用斜杆式桁架。
6.边梁与行走支承。
边梁采用单复试，行走支承采用胶木滑道。
露顶式平面钢闸门设计共19页
露顶式平面钢闸门设计一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门孔口净宽：16.00m孔口净高：15.00m结构材料：Q235-A.F焊条：E43型行走支承：胶木滑道或者是滚轮支承止水橡皮：侧止水用p形橡皮，底止水用条形橡皮制造条件：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 1974-2019》二、闸门结构的形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门高度：考虑到风浪产生的水位超高为0.2m，故设计水头高度= 15- 0.2 = 14.8（m）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1 =16m闸门的计算跨度：L = L0 + 2d =16+2×0.2=16.4(m)图一闸门主要尺寸（单位：m）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，本闸门属于大跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置因为L=16m＜1.5H=1.5×15=22.5m所以是选择7根主梁根据公式计算得到每一根主梁距水面的距离，然后可取值为y1=4.00m；y2=7.00m;y3=9.00m; y4=11.00m; y5=12.00m; y6=13.00m; y7=14.00m 其具体布置如下图：图二主梁的布置单位（m）4.梁的布置和形式。
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冰被横隔板所支承。
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下图所示。
（单位：dm ） 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7道横隔板，其间距为2 m ，横隔板兼作竖直次梁。
（2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。
采用斜杆式桁架。
6.边梁与行走支承。
边梁采用单复式，行走支承采用滚轮支承。
三、面板设计根据《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2019》，关于面板的计算，先估算面板的厚度，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。
(完整word版)露顶式平面钢闸门设计
露顶式平面钢闸门设计一、 设计资料闸门形式：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。
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》 （SL 74-95）。
二、 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：考虑到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：L 1 = 9m ； 3）闸门的计算跨度：L = L 0 + 2d =9+2×0.2=9.4(m)；（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，决定采用实腹式组合梁。
（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的合力作用线y = H/3≈1.83m(图1)并要求下臂梁H a 12.0≥和≥a 0.4 m 。
上臂梁 H c 45.0≤,今取a=0.63≈0.12H=0.66(m)主梁间距2b=2(y~-a)=2×1.2=2.4(m) 则c=H-2b-a=5.5-2.4-0.63=2.47≤0.45H （满足要求）（4）梁的布置和形式。
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冰被横隔板所支承。
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。
（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 道横隔板，其间距为 2.35 m ，横隔板兼作竖直次梁。
2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。
采用斜杆式桁架。
（6）边梁与行走支承。
边梁采用单复式，行走支承采用胶木滑道。
露顶式平面钢闸门设计(附答案)
B=ξ1b( 对跨间正弯矩段）； B=ξ2b(对支座负弯矩段）； 按 5 号梁进行计算，设该梁平均间距 b=(b12+b2) =6602+630 =645 mm，对于第一跨中正弯矩
段，零点之间的距离: l0 0.8l 0.8 2150 1720mm，对于支座负弯矩段取： l0 0.4l 0.4 2150 860mm，根据 L0/b 查表 2—1; 由 l0 1720 2.667 得ξ1=0.80，则 B=ξ1b=0.80×645=516 mm
（2） 主梁荷载：P= 1 H2= 1 ×9.8×5.02=122.5 KN/m， q = p =61.25 KN/m
22
2
（3） 横隔板间隔：2.15m。
（4）
主梁容许绕度：
w L
=
1 600
。
（二）主梁设计 1. 截面选择
（1）主梁内力分析如图： 主梁简支于边梁上，最大弯矩在跨中， 最大剪力在支承处
245×8×74 组合截面形心到槽钢中心线的距离：e= 3811 =38 mm
支座处截面的惯性矩及截面模量为：Ι次 B=5637000+1851×382+245×8×362=10850004 mm4
10850004 Wmin= 108
=100463
mm2
2. 水平次梁的强度验算
支座 B 处弯矩最大，截面模量也较大，跨中弯矩小，故两处截面的抗弯强度都需要验算。
⑾规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》 （SL 74-1995）
二、闸门结构的型式及布置 1. 闸门尺寸的确定: ⑴ 闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为 0.2 m，故闸门高度 5.2+0.2=5.4 m ⑵ 闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距 LD=8.0 m ⑶ 闸门计算跨度 L=L0+2d=8+2×0.3=8.6 m
露顶式平面钢闸门课程设计
目录1设计资料 ....................................................................................................................... - 4 - 2闸门结构的型式及布置 ................................................................................................. - 4 -2.1 闸门尺寸的确定: ................................................................................................ - 4 -2.2主梁的型式 ......................................................................................................... - 5 -2.3主梁的布置 ......................................................................................................... - 5 -2.4梁格的布置和形式 .............................................................................................. - 5 -2.5连接系的布置和形式........................................................................................... - 6 -2.5.1横向连接系............................................................................................... - 6 -2.5.2纵向连接系............................................................................................... - 6 -2.5.3边梁与行走支承........................................................................................ - 6 - 3面板设计 ....................................................................................................................... - 6 -3.1估算面板厚度...................................................................................................... - 6 - 4水平次梁、顶梁和底梁的设计....................................................................................... - 7 -4.1荷载与内力计算 .................................................................................................. - 7 -4.2截面选择............................................................................................................. - 8 -4.3. 水平次梁的强度验算......................................................................................... - 9 -4.4水平次梁的扰度验算........................................................................................... - 9 -4.5顶底梁的截面选择以及弯应力刚度验算............................................................ - 10 - 5主梁设计 ..................................................................................................................... - 10 -5.1设计资料........................................................................................................... - 10 -5.2截面选择：—焊接组合截面梁 .......................................................................... - 11 -5.2.1 弯矩与剪力计算..................................................................................... - 11 -5.2.2需要的截面模量...................................................................................... - 11 -5.2.3腹板梁高h选择...................................................................................... - 11 -5.2.4经济梁高................................................................................................. - 11 -5.2.5腹板厚度选择 ......................................................................................... - 11 -5.2.6翼缘板截面选择...................................................................................... - 12 -5.2.7主梁应力强度验算 .................................................................................. - 13 -5.2.8支撑端强度验算...................................................................................... - 13 -5.2.9整体稳定性与挠度验算........................................................................... - 14 -5.3截面改变........................................................................................................... - 14 -5.4主梁翼缘焊缝设计 ............................................................................................ - 14 -5.5主梁的腹板加劲肋和局部稳定性验算 ............................................................... - 15 -5.6面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力计算................................................. - 15 -5.7面板与主梁的连接焊缝 f计算.......................................................................... - 16 - 6纵向连接系.................................................................................................................. - 16 -6.1结点荷载与斜杆内力......................................................................................... - 16 -6.2斜杆截面计算.................................................................................................... - 17 -6.3斜杆与节点板连接焊缝计算.............................................................................. - 17 - 7边梁设计 ..................................................................................................................... - 18 -7.1边梁的截面形式采用双腹式.............................................................................. - 18 -7.2荷载与内力计算 ................................................................................................ - 18 -7.3.边梁强度验算.................................................................................................... - 19 - 8滚动支撑—滚轮与轨道的设计..................................................................................... - 20 - 9止水、侧止水、门槽护角、导向装置及轨道............................................................... - 20 - 10闸门启闭力计算 ........................................................................................................ - 20 - 11启闭机的选择............................................................................................................ - 21 -露顶式平面钢闸门设计说明书1设计资料闸门型式：溢洪道露顶式平面钢闸门孔口净宽：8.0m设计水头：5.0m结构材料：Q235镇定钢焊条：E43型行走支承：采用滚轮行走支撑止水橡皮：侧止水用P60A型橡皮，底止水用Ｉ110-16型条形橡皮混泥土强度等级：C20规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74-1995）2闸门结构的型式及布置2.1闸门尺寸的确定:闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度H=5.0+0.2=5.2m闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距L1=8.0m闸门计算跨度L=L1+2d=8+2×0.3=8.6m图1 闸门主要尺寸图（单位：m）2.2主梁的型式主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度(L=5-10)，为了便于制造和维护，采用实腹式组合梁，焊接组合截面。
露顶式平面闸门设计
钢结构课程设计报告
题目：露顶式平面钢闸门设计学生姓名：
学号：
指导老师：
设计地点：
露顶式平面钢闸门设计
一、设计资料
1)闸门型式。
露顶式平面钢闸门。
2)空口尺寸（宽×高）。
12m×6.0m。
3)上游水位。
▽9.0。
4)下游水位。
无。
5)闸底高程。
▼3.0。
6)启闭方式。
电动固定式启闭机。
7)材料。
钢结构：Q235AF；
8)焊条：E43型；
行走支承：胶木滑道，压合胶木为MCS-2；
止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮；
混泥土强度等级：C20（200号）。
9)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。
10)规范。
《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74-1995）。
二、闸门结构的型式及布置
1.闸门尺寸的确定
2.闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故
闸门高度
闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距
闸门计算跨度
2. 主梁的型式
主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度，为了便于制造和维护，采用实腹式组合梁。
水利水电工程钢结构课程设计露顶式平面钢闸门设计
水工钢结构课程设计课程名称: 水工钢结构课程设计年级/专业/班:2012级水利水电工程1班学生姓名:学号: 312012*********任课教师: 徐良芳老师开课学院: 能源与环境学院水利水电工程钢结构课程设计一、设计题目1.某小型露顶式闸门设计2.拦污栅设计二、主要内容1、某露顶式平面钢闸门设计①门型式：露顶式平面钢闸门②孔口尺寸（宽⨯高）： 4.5 m ⨯ 4 m③启闭方式：卷扬式启闭④材料钢结构：Q235-A.F；焊条：E43型；行走支承：胶木滑道止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮⑤制造条件金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝⑥质量检验标准规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2005》3、拦污栅设计①拦污栅型式：固定式平面拦污栅②尺寸（宽⨯高）： 4.5 m ⨯ 4 m③水头：2m三、闸门结构的形式及布置1.闸门尺寸的确定闸门高度：考虑风浪产生的水位超高为0.2m，故闸门高度=4+0.2=4.2m闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=4.5m闸门计算跨度：L=L0+2d=4.5+2*0.2=4.9m图1 闸门的主要尺寸（单位：m）2.主梁的形式主梁的形式根据水头和跨度的大小决定，本闸门属于小跨度，为了便于制造和维护是，采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置根据闸门的高垮比，采用2根主梁。
为使两主梁在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力作用线y’=H/3=1.33m,并要求下悬臂a≥0.12H, 和a≥0.4m,上悬臂c≤0.45H，今取a=0.5m≈0.12H=0.48m主梁间距2b=2(y’-a)=2*0.83=1.7m则c=H-2b-a=4-1.7-0.5=1.8m=0.45H(满足要求)4.梁格的形式和布置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冰被横隔板所支承。
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（单位：mm）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 道横隔板，其间距为1.63m ，横隔板兼作竖直次梁。
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露顶式平面钢闸门设计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：× ; 上游水位：; 下游水位：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 —; 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》1 水工钢结构课程设计二：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,故闸门高度=+=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×=; 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 2 水工钢结构课程设计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=/3=。
H=，n=4 当k=1时，y1= 当k=2时，y2= 当k=3时，y3= 当k=4时Y4=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 3 水工钢结构课程设计5连接系的布置和形式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。
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=???? 当b/a≤3时，?=，当b/a≥3时，?=, 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 20002k h p t (mm) 4 水工钢结构课程设计9 10 11 12 13 14 15 16 875 850 775 750 650 600 500 300 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 20004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=?max=*14*160=/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*/(2*449897714 00)=/mm 2I0计算面板与主梁连接的焊缝厚度：hf== /([2]) 2???/??113? = 面板与梁格连接焊缝最小厚度hf=6mm 5水工钢结构课程设计四．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，作用在它们上面的水压力按q=P a上?a 下2现列表计算如下：?q=/m 水平次梁，顶梁和底梁均布荷载的计算梁号梁轴线水压强梁间度(mm) 2mm0 3 4 5主梁 6 7 8 9主梁10 11 6 距a上?a下(m) 2q=pa上?a 下(m) 21顶梁21水工钢结构课程设计12主梁13 14 80 15主梁16 17底梁根据上表计算，水平次梁计算荷载取/m, 水平次梁为10跨连续梁，跨度为2m.如下图所示。
水平次梁弯曲时的边跨跨中弯矩为：M次中= =**4=﹒m支座B处的负弯矩为：M次B= =**4=·m 2.截面选择W= M=(*10 )/160= ????考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选槽7 20b.表查得：水工钢结构课程设计A=3283mm2；WX=1914000mm3; IX=19137000mm4；b1=75mm; d=9mm; h=200mm 面板参加次梁工作有效宽度按下式计算，然后取最小值。
B≤b1+60t=75+60*14=915mmB=ξ1b( 对跨间正弯矩段）；B=ξ2b(对支座负弯矩段）；按11号梁计算，设梁间距b=(b1+b2)/2=(850+775)/2=确定上式中面板的有效宽度系数ξ时，需要知道梁弯矩零点之间的距离L0与梁间距b之比值。
对于第一跨中正弯矩段取L0==*2000=1600mm;对于支座负弯矩段取L0==*2000=800mm.根据L0/b查表2-1得：对于L0/b=1600/=得ξ1= 则B=ξ1b=*= 对于L0/b=800/= 得ξ2= 则B=ξ2b=*= 对于第一跨中弯矩选用B=，则水平次梁组合截面面积：8 水工钢结构课程设计A=3283+14*= 组合截面形心到槽钢中心线的距离：e=(*14*107)/= 跨中组合截面的惯性矩及截面模量为：I次中=19137000+3283*+*14* = Wmin=/= 对支座段选用B= 则组合截面面积：A=3283+*14= 组合截面形心到槽钢中心线的距离：e=(*14*107)/= 支座处组合截面的惯性矩及截面模量：I次B=19137000+3283*+*14* = Wmin=/= 3.水平次梁的强度验算于支座处B弯矩最大，而截面模量较小，故只需验算支座B处截面的抗弯强度，即：M次B?次==*106/=mmWmin mm2说明水平次梁选用20b槽钢满足要求。
9 水工钢结构课程设计扎成梁的剪应力一般很小，可不必验算。
4.水平次梁的挠度验算受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在边跨，于水平次梁在B支座处，截面的弯矩已经求得M次B=·m,则边跨挠度可近似地按下式计算：w/l=5ql /(384EI 次)-M次Bl/(16EI次)= ≤?w1???L??=250= 故水平次梁选用20a槽钢满足强度和刚度要求。
5.顶梁和底梁顶梁所受荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁刚度，所以也采用20b槽钢。
五．主梁设计设计资料 1.主梁跨度如下图，净宽L0=;计算跨度L=；荷载跨度L1=20m. 2.主梁荷载q=/m.3.横向隔间距：2m。
4.主梁容许挠度：?w?=1/600 10水工钢结构课程设计`11 水工钢结构课程设计主梁设计 1.截面选择弯矩与剪力弯矩与剪力计算如下：Mmax=(*20/2)*(/2-20/4)=·mV=ql1/2=*20/2= (2)需要的截面抵抗矩已知Q235钢的容许应力???=160KN/mm2 考虑钢闸门自重引起的附加应力作用，取容许应力???=*160=144N/mm2,则需要的截面抵抗矩为W= Mmax???=*100/(144*)= (3)腹板高度选择按刚度要求的最小梁高：Hmin=**???L ?w/L?E =**144*100**100*600/(*10 ) = 对于变截面梁的经济梁高，hec=/5=*/5=现选用腹板高度h0=220cm. (4)腹板厚度选择按经验公式计算：tw=h/11=,选用tw= (5)翼缘截面选择每个翼缘需要截面为：A1=w/h0-twh0/6=/*220/6cm=332cmB1=h0/3～h0/5=220/3～220/5=～44cm12 水工钢结构课程设计B1Q235:b1>=l1/16=200/16= 选b1=60cm t1=A1/b1=/60= t1>=b1/30* 选t1= 上翼缘的部分截面可利用面板，故只需设置较小的上翼缘板同面板相连，选用t1=,b1=40cm.面板兼作主梁上翼缘的有效宽度取为：B=b1+60t=40+60*=124cm. (6)弯应力强度验算主梁跨中截面积离面板2A(CM) 距离y,(cm) 各形心离Ay2(cm4) 中合轴距离y=y,-y1(cm) 面板部分上翼缘板腹板下翼缘板合计124* 40* 224 220* 352 60* 336117 41184 - -13 水工钢结构课程设计截面形心矩：y1=∑(Ayˊ)/∑A=/= 截面惯性矩:I=twh0 /12+∑Ay =*220 /12+ = 截面抵抗矩：上翼缘顶边Wmax=I/y1=/= 下翼缘底边Wmax=I/y2=/= 弯应力σ=Mmax/Wmin=/ =整体稳定性与挠度验算因主梁上翼缘直接同钢板相连，按规范规定可不必验算整体稳定性。
又因梁高大于刚度要求的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
2.截面改变14 水工钢结构课程设计因主梁跨度较大，为减小门槽宽度和支承边梁高度，有必要将主梁支承段腹板高度宽度减小h0s==*220=143cm. 梁高开始改变的位置取在临近支承段的横向隔板下翼缘的外侧，离开支承段的距离为2000-100=1900mm=190cm.如下图。
主梁支承端截面图主梁变截面位置图15水工钢结构课程设计剪切强度验算：考虑到主梁段部的腹板及翼缘部分分别同支承边梁的腹板及翼缘相焊接，故可按工字钢截面来验算剪应力强度。
主梁支承端截面的几何特性如下表。
以及变截面后的尺寸部位截面尺寸2,,3A(cm) y(cm) Ay(cm) y=y,-y1(cm) Ay2(cm4) 面板部分上翼缘板腹板下翼缘板合计124* 40* 224- -*143 60* 336截面形心距：y1=/= 截面惯性矩：I0=(*143 )/12+= 。
截面下半部中和轴的面积矩：S=336*+﹝*﹞/2= 剪应力：τ=Vmax*S/I0tw=*/(*)=翼缘焊缝厚度hf按受力最大的支承端截面计算。
最大剪力Vmax=截面惯性矩I= 上翼缘对中和轴的面积矩S1=*+224*= 下翼缘对中和轴的面积矩S2=336*= 16 水工钢结构课程设计hf=VS1/(﹝τf﹞)=*/(**)= 角焊缝最小厚度hf>=t=*56= 全梁的上下翼缘焊缝都采用hf=12mm. 4腹板的加劲肋和局部稳定验算加劲肋的布置：因为220/=>80 故需设置横向加劲肋，以保证腹板的局部稳定性。
因闸门上已布置横向隔板兼作加劲肋，其间距a=200cm。
腹板区格划分主梁变截面位置图. 该区格的腹板平均高度h0’=(220+143)/2=因h0’/tw=/=>80 故在梁高减小的区格内要设置横加劲肋。
5面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力的验算从上述的面板设计可见，直接与主梁相邻的面板区格，只有10和11之间板厚度较大，这意味着该区格的长边中点应力也较大，所以选取此区格，并验算其长边中点的折算应力。