水工钢结构钢闸门课程设计
水工钢闸门课程设计布置
7. 启闭设备：电动固定式启闭机 启闭设备： 8. 闸门所用材料： 闸门所用材料： 门叶承重钢结构： 门叶承重钢结构：Q235.B钢 钢 焊 条：E43型 型 行走支承：采用滚轮，材料为铸钢 行走支承：采用滚轮，材料为铸钢ZG45 止水橡皮：顶止水、侧止水—P形橡皮；底止水 条形橡皮。 形橡皮； 条形橡皮。 止水橡皮：顶止水、侧止水 形橡皮 底止水—条形橡皮 9. 制造条件： 制造条件： 金属结构制造厂制造，手工电焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。 金属结构制造厂制造，手工电焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。 10. 采用的设计规范：《水利水电工程钢闸门设计规范 采用的设计规范： 水利水电工程钢闸门设计规范SL74—95》 》
ΔH
闸底高程
a
b
C
•
潜孔式： 潜孔式：
H=胸墙底高程 闸底高程 +∆H 胸墙底高程-闸底高程 胸墙底高程
（安装顶止水构造要求，取∆H=0.25~0.3m） 安装顶止水构造要求， ）
ΔH 0.1m
胸墙高程
闸底高程
a
b
C
⑵、闸门总宽
B=L0+2d+La+b
L0---孔口尺寸 孔口尺寸 d---行走支承到闸墙边缘的距离（本次设计取 行走支承到闸墙边缘的距离（本次设计取0.2~0.3m） ） La---边梁两腹板中到中距离 （本次设计取 本次设计取0.4~0.5m） ） b---边梁一块下翼缘的宽度
(三) 技术设计图 三 • 根据结构布置和结构计算成果，绘制闸门结构详图。 根据结构布置和结构计算成果，绘制闸门结构详图。 • 要求作闸门门叶结构的三视图：立面图、水平剖示图、 要求作闸门门叶结构的三视图：立面图、水平剖示图、垂 直剖示图。 直剖示图。 • 应做到图面布局合理，投影关系正确，表达清晰， 应做到图面布局合理，投影关系正确，表达清晰，线条分 明，字体工整，符合工程制图标准。 字体工整，符合工程制图标准。 • 图纸规格： 图纸 图纸（ × 左右图框） 图纸规格：1#图纸（75×50cm2左右图框） (四) 主要参考书目： 四 主要参考书目： • 钢结构》教材（第三版）。曹平周、 ）。曹平周 《钢结构》教材（第三版）。曹平周、朱召泉编 • 水工钢闸门设计》安徽省水利局勘测设计院， 《水工钢闸门设计》安徽省水利局勘测设计院，水利出版 社1980年 年 • 水电站机电设计手册》金属结构（ ），水利水电出版 《水电站机电设计手册》金属结构（一），水利水电出版 社1987年 年
水工程钢结构课程设计--潜孔式平面钢闸门设计
水工程钢结构课程设计--潜孔式平面钢闸门设计
潜孔式平面钢闸门的设计是水利工程钢结构的一项重要课程设计。
这是一种细节设计
非常复杂的落水阀，其用途是控制水流量，引导水体流向特定方向。
该类落水阀采用潜孔式平面钢结构，可以实现水体狭小的开启和关闭，以及沿着水渠
或河道浮动控制管道。
其结构特征经过良好设计后，可以有效限制阀门的漂浮和旋转。
在设计中，潜孔式钢闸门的尺寸大小和参数定量化应该根据水体的性质及其与结构的
可承受应力和受力状况相结合，考虑到该类钢闸门在潜孔沟壑中受到局部流体力和水面波
动的影响，易受抗湍行为影响，要求对应力计算和水力性能计算稳健有效。
按照设计要求，结构参数应该满足要求，这里明确指出受力水平在概率变异限度，使用的材料符合用途的
性能需求，并符合抗腐蚀性能要求和安装要求。
在搭建钢结构时，必须采用有限元方法，以便得出结构的整体稳定性及构件的稳定性。
通过有限元分析，可以确定构件的稳定性及受力状态，并进行结构完整性计算，以保证设
计结构和构件能满足设计要求。
此外，还必须按设计要求处理各种涂层，以便防止潜孔式钢闸门构件在使用时受腐蚀，对符合要求的涂层、密封因素进行严格的检查，以保证构件的正常使用。
总之，潜孔式平面钢闸门的设计必须结合水体流动的特性、材料的受力能力、构件的
受力特性以及抗腐蚀涂层的质量，按照规范要求结合合理的结构形式和准确的计算方法，
才能保证设计方案的有效性和可行性。
水工钢结构课程设计-平面钢闸门的设计
水工钢结构课程设计-平面钢闸门的设计### 一、概述平面钢闸门是水工钢结构及水利iooocxx中常用结构形式之一，它由类似重锤头的重门板、加强附件、主动节、水密密封铰链等零部件组成，可用于水坝、桥涵、泵站等水工工程的闸门及安装在水厂总池等建筑物边缘上的用途。
本次课程设计旨在研究平面钢闸门的结构原理，设计符合工程要求的应用实例，分析闸门的性能以及可能的故障现象，采取有效的解决方案以满足工程规范要求。
### 二、研究内容1. 结构原理：分析平面钢闸门结构原理，了解它从几个方面来保证性能和工作效果，要求运行及操作方便，安装牢固可靠，抗压、抗拉能力强，止水性能优越。
2. 工程实例：根据工程要求，考虑抗震、抗风、抗滑水等等要求，确定合理的规范尺寸，计算支撑力、稳定力及固定的力值，设计应用实例并做出相应的图纸。
3. 性能分析：分析闸门的型式（例如：滑动闸门、转轴闸门）、使用频率（例如：经常开关或者严格控制）、耐久性（使用寿命、耐腐蚀性）、导流性能（抗决口、水位差）、防泄漏能力（密封性能）等等要求性能，完成性能的综合分析，基于此完善闸门的结构构件。
4. 故障分析：分析可能出现的故障现象（例如：闸板断裂、节点受力大、闸板渗漏等等），从成因及原因来考虑闸门的设计，采取有效的解决方案。
### 三、实施方案1. 计算平面闸门的基本参数，如质量、支撑力及稳定力，根据水力学及结构力学原理，分析平面钢闸门的合理配置及设计标准；2. 对工程实例进行尺寸估算、考虑抗震、抗风、抗滑水等要求，修正钢闸门的结构图纸及构件；3. 分析关于平面闸门性能的各个要求，并进行性能综合分析，完善自身结构，确保抗压、抗拉能力强；4. 对可能出现的故障现象进行科学的分析，采取有效的措施，使闸门的操作及运行安全可靠。
本次课程设计旨在对平面钢闸门的设计进行研究，掌握平面钢闸门的结构原理、了解使用频率、耐久性及性能要求等，以及分析可能出现的故障现象并采取适当措施。
水利水电工程钢结构课程设计Y--某小型钢闸门设计及小型拦污栅的设计
课程设计说明书课程名称 :水利水电工程钢结构课程设计课程代码 :8203281题目 :某小型钢闸门设计及小型拦污栅的设计学生姓名 :学号 :年级/专业/班:学院(直属系):能源与环境学院指导教师 :徐良芳实验总成绩:水利水电钢闸门设计一、 设计资料：1、 露顶式平面钢闸门设计：①闸门形式：露顶式平面钢闸门 ②孔口尺寸（宽×高）：7.5m ×8.0m ③上游水位：7.8m ④下游水位：0.1m ⑤闸底高程：0m⑥启闭方式：电动固定式启闭机 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级焊缝强度质量检验标准⑨规范：《水利水电工程钢结构闸门设计规范 SL 1974-2005》 2、拦污栅设计： ①拦污栅型式：固定式平面拦污栅②尺寸（宽×高）：7.5m ×8.0m ③水头：4m二、 闸门结构的型式及布置1．闸门尺寸的确定：上游水面高度7.8，考虑风浪因素闸门应高出0.2m ，故闸门高度H=7.8+0.2=8m 闸门净高：8.0m 闸门高度：8.0m闸门的荷载跨度为两侧止水之间的间距：L=7.5m闸门的计算跨度：L= L 0+2d = 7.5+2×0.2 = 7.9m 2．主梁的形式:本闸门属于小跨度中水头闸门，所以主梁采用实腹式组合梁。
3．主梁的布置因为闸门跨度L 小于闸门高度H ，所以采用主梁式。
根据闸门的高跨比，决定采用3主梁。
水面至门底的距离为H ，主梁个数为3，设第K 根主梁至水面的距离为Y k 则根据以下公式求得：露顶式闸门：()[]5.15.1132--=K K nH y k计算结果及分布如下图所示：1.连接系的布置和形式（1）横线连接系，根据主梁的跨度，决定布置3道横隔板，其间距为中央三隔板间距2m，隔板与边梁间距1.95m，横隔板兼做竖直次梁。
(完整word版)水工钢结构课程设计
图12边梁计算图
1.
在闸门每侧边梁上各设3个胶木滑块,其布置见上右图
（1）水平荷载
主要是主梁传来的水平荷载,还有水平次梁和顶,底梁传来的水平荷载，为了简化起见，可假定这些荷载由主梁传给边梁，每个主梁作用于边梁荷载为
截面下半部对中和轴的面积矩:
因误差未超过10％，安全
（3）
翼缘焊缝厚度 按受力最大的支承端截面计算。
,
上翼缘对中和轴的面积距：
下翼缘对中和轴的面积距：
需要
角焊缝最小厚度 。
全梁的上下翼缘焊缝都采用 .
（4）
因 故需设置横向加劲肋，以保证腹板局部稳定性。因闸门上已布置横向隔板可兼作横加劲肋，其间距 。腹板区格划分见下图。
跨中组合截面的惯性距及截面模量为：
对支座段选用 ，则组合截面面积： ;
组合截面形心到槽钢中心线得距离：
支座初组合截面的惯性距及截面模量为:
3.
由于支座B处处弯距最大,而截面模量较小,故只需验算支座B处截面的抗弯强度，即
说明水平次梁选用 满足要求.
轧成梁的剪应力一般很小，可不必验算。
4.
受均布载的等跨连续梁，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在B支座处截面的弯距已经求得M次B=19.41kN∙m，则边跨挠度可近似地按下式计算:
但在10%范围内，故符合要求。
（2）竖向荷载
有闸门自重，滑道摩阻力,止水摩阻力,起吊力等。
上滑块所受压力
最大弯矩
最大剪力
最大阻力为作用于一个边梁上的起吊力，估计为 ，用 进行强度验算
2.
截面面积
面积矩
(完整word版)水工钢结构课程设计
水工钢结构课程设计某节制闸工作闸门的设计姓名：学院：专业班级：学号：组号：指导教师：设计日期： 2015年1月5日—2015年1月9日华北电力大学（北京）可再生能源学院目录水工钢结构课程设计 0一、课程设计任务与要求 (3)二、设计资料 (3)三、闸门结构形式及布置 (3)1.闸门尺寸的确定 (3)2.主梁的数目及形式 (4)3.主梁的布置 (4)4.梁格的布置及形式 (4)5.连接系的布置和形式 (4)6.边梁与行走支撑 (5)四、面板设计 (5)1.估算面板厚度 (5)2.面板与梁格的连接计算 (6)五、水平次梁，顶梁和底梁的设计 (6)1.荷载与内力验算 (7)2.截面选择 (8)3.水平次梁的强度验算 (9)4.水平次梁的挠度验算 (10)5.顶梁和底梁 (10)六、主梁设计 (10)1.设计资料 (10)2.主梁设计 (10)（1）截面选择 (10)（2）截面改变 (13)（3）翼缘焊缝 (14)（4）腹板的加筋肋和局部稳定性验算 (14)（5）面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力的验算 (16)七、横隔板设计 (16)1.荷载和内力计算 (16)2.横隔板和截面选择和强度验算 (17)八、纵向连接系设计 (18)1.荷载和内力计算 (18)2.斜杆截面计算 (18)九、边梁设计 (19)1.荷载和内力计算 (19)2.边梁强度验算 (20)十、行走支承设计 (21)十一、胶木滑块轨道设计 (21)1.确定轨道底板宽度 (21)2.确定轨道底版厚度 (22)十二、闸门启闭力和吊座验算 (22)1.启门力 (22)2.闭门力 (23)3.吊轴和吊耳板验算 (23)十三、参考文献 (24)一、 课程设计任务与要求1、 《钢结构》课程设计的任务为某节制闸工作闸门的设计。
2、 要求根据钢闸门设计规范与要求，设计出合理、可行的平面定轮钢闸门。
二、 设计资料某供水工程，工程等级为1等1级，其某段渠道上设有节制闸。
水工钢结构课程设计高利华
露顶式平面闸门设计1、设计资料闸门形式：露顶式平面闸门设计；空口净宽：8.00m；设计水头：5.2m；结构材料：Q 2 3 5 B — F；焊条：焊条采用E 4 3 型手工焊；止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮；行走支撑：采用胶木滑道，压合胶木为MCS — 2；启闭方式：电机固定启闭机；混凝土强度等级：C 2 0；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》（SL74—1995）。
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0.2m，故闸门高度=5.2+0.2=5.4(m); 2）闸门的和在跨度为两侧止水的间距：L1=8m;3) 闸门计算跨度：L=L0+2d=8+2 0.2=8.40(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合力的作用线ӯ=H/3=1.73m（图1）并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m、上悬臂c≤0.45H，今取:a=0.12H=0.67(m)主梁间距：2B=2(ӯ－a)＝2⨯1.13=2.26(m)则=2.2-=52--=-2.5HbaH.2c4561.0.067（4）梁格的布置和形式。
梁格采用复式布置和高等连接，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。
（5）连接系的布置和形式。
1）横向连接系，跟据主梁的跨度，决定布置3道横隔板，其间距为2.1m，横隔板兼竖直次梁。
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。
水工钢结构课程设计任务书(平面钢闸门)
水工钢结构课程设计任务书（平面钢闸门设计）班级：农业水利工程12-1、2一、设计任务为某水库溢洪道设计平面钢闸门一面，作为主要工作闸门。
二、设计资料1、 孔口净宽：12米。
2、 计算水头：6米。
3、 材料：门叶结构 Q235，侧止水用P －60A 型橡皮，底止水用I110—16条型橡皮，焊条 E43型，砼等级C20，采用普通螺栓。
4、参考资料：《水工钢结构》范崇仁主编，《水利水电工程钢闸门设计规范》。
三、设计要求1、 编写设计书，参照“设计计算参考提纲”的内容，对原则问题应有简略的论证并附必要的简图。
用A4打印，用铅笔绘制简图。
2、 手工绘制施工图，图幅为A2图2张（或A3图4张）。
图中包括：门叶结构总图、侧视图、俯视图、必要的大样图，闸槽尺寸及埋固构件。
比例根据布图需要自定。
3、 作出闸门的材料表附在设计图上。
四、设计参考提纲1、 根据闸门工作条件，初步拟出闸门的构造形式及其总体布置⑴ 选择闸门的基本尺寸门高：6＋0.3（门的超高，高出孔口净高）=6.3ｍ。
门宽：为了布置侧止水和行走支承闸门宽度等于孔口净宽＋2×0.3ｍ。
⑵ 选择梁格布置方案主梁根数和布置，为简化设计和制造方便，又能保持闸门的整体刚度。
对与跨度远大于门高平面闸门，宜采用双主梁的复式梁格。
主梁位置按等水压力的原则布置，上下主梁应放置在离水压合力作用线相等的位置，并要求门的下悬臂≥0.12门高，上悬臂≤0.45门高。
水平次梁的间距，根据水压力的变化，应布置上疏下密，使各区格的面板厚度大致相同。
次梁可采用槽钢（包括顶梁和底梁）。
底梁不到底，布置底止水。
设置横隔板三道，等间距。
边梁采用单腹式。
⑶ 梁格采用齐平连接水平次梁穿过横隔板成连续梁。
纵向联结系，两主梁的下翼缘设斜杆，形成纵向桁架。
将所选择的梁格布置方式、行走支承的位置绘出简图。
2、 面板设计根据梁格布置，进行面板设计。
列表估算面板厚度，结合构造要求选择面板厚度。
对底梁下的面板悬出段，应按悬臂板进行验算。
水工钢结构课设
《水工钢结构》暨露顶式平面钢闸门课程设计一、设计资料某水库溢洪道工作闸门，孔口净宽8.0m，设计水头H=5m，采用直升式露顶平面钢闸门，门顶超高取0.2m，试设计闸门门叶结构、门槽埋件、选择启闭机设备。
闸门门叶采用Q235钢，焊条E43 。
侧止水选用P60A型，底止水选用I110—16型。
行走支承（学号为单号者，采用胶木滑道，压合胶木为MCS—2。
学号为双号者，采用滚轮支承）。
闸墩混凝土强度等级C20。
依照《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74—95设计。
二、设计内容及步骤1、闸门结构的形式及布置整个设计过程的关键，应综合考虑各方面因素。
内容包括：闸门尺寸确定，门叶上需要的各种构件、数目及所在位置，梁格的形式及连接方式，联结系的布置和形式及边梁与行走支承。
首先确定主梁形式、数目、位置，然后确定水平次梁及竖直次梁的形式、数目和位置。
2、面板设计在满足强度要求的基础上，设计出一经济合理的面板厚度。
在主梁截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。
3、水平次梁、顶梁和底梁设计水平次梁采用不等肢角钢（单学号），槽钢（双学号）。
顶、底梁宜采用槽钢。
在计算出各构件的内力后，选择各梁的截面，考虑利用部分面板抗弯，将所选截面适当缩小。
之后，进行强度、刚度验算。
4、主梁设计采用焊接组合截面，面板兼作主梁上翼缘的有效宽度按教材（7—11）式确定。
内容包括：截面选择、（梁高改变）、翼缘焊缝、腹板局部稳定验算、面板局部弯曲与主、（次）梁整体弯曲的折算应W要求，可不改变梁高。
力验算。
若主梁高度满足门槽宽深比D5、竖直次梁及横向联结系设计横向联结系用横隔板，并兼作竖直次梁。
按构造要求确定其尺寸，即截面高度、腹板厚度与主梁相同，横隔板可不设上翼缘，其下翼缘用宽度100~200mm厚度10~12mm的扁钢做成。
因横隔截面尺寸大，应力很小，可不进行强度验算。
6、纵向联结系设计闸门自重G按教材附录十一附式（1）计算。
水工钢结构露顶式平面钢闸门设计计算书-水利水电工程钢结构课程设计
目录一、设计资料 (2)二、闸门结构的形式及布置 (2)三、面板设计 (4)四、水平次梁、顶梁和底梁的设计 (5)五、主梁设计 (10)六、横隔板设计 (16)七、纵向连接系设计 (17)八、边梁设计 (18)九、行走支承设计 (20)十、滚轮轨道设计 (21)十一、闸门启闭力和吊耳计算 (22)十二、液压式启闭机 (23)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1、闸门形式：露顶式平面钢闸门；2、孔口尺寸（宽*高）：18m*15m；3、上游水位：14.8m；4、下游水位：0.2m；5、闸底高程：0m；6、启闭方式：液压式启闭机；7、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；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9、规范：《水利水电工程闸门设计规范SL 1947-2005》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=14.8+0.2=15m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=15m；闸门的计算跨度：L=L0+2×0.2=18+0.4=18.4m。
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.主梁的布置因为L=18.00<1.5H=1.5X15=22.5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=3.78m; y2=6.91m; y3=8.95; y4=10.60m; y5=12.02m; y6=13.29m;y7=14.45m 具体布置见下图：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。
水工钢结构（平面钢闸门）课程设计
⽔⼯钢结构（平⾯钢闸门）课程设计⽬录⼀、设计资料及有关规定 (2)⼆、闸门结构的形式及布置 (2)三、⾯板设计 (3)四、⽔平次梁、顶梁和底梁地设计 (4)五、主梁设计 (7)六、横隔板设计 (10)七、纵向连接系 (11)⼋、边梁设计 (11)九、⾏⾛⽀承设计 (13)⼗、轨道设计 (14)⼗⼀、⽌⽔布置⽅式 (14)⼗⼆、埋固构件 (15)⼗三、闸门启闭⼒ (15)⼗四、闸门的启闭机械 (15)⼀、设计资料及有关规定1、闸门形式：潜孔式平⾯钢闸门2、孔⼝尺⼨（宽×⾼）：7.0m×12.0m3、上游⽔位：67m4、下游⽔位：0.1m5、闸底⾼程：0m6、启闭⽅式：电动固定式启闭机7、材料：钢结构：Q235-A.F焊条：E43型⾏⾛⽀承：采⽤滚轮⽀承⽌⽔橡⽪：侧⽌⽔和顶⽌⽔⽤P型橡⽪，底⽌⽔⽤条型橡⽪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。
9、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：12.2m闸门的荷载跨度为两⽌⽔的间距：7.0m闸门计算跨度：10+2×0.22=7.44(m)设计⽔头：67m2、主梁的数⽬及形式主梁是闸门的主要受⼒构件，其数⽬主要取决于闸门的尺⼨。
因为闸门跨度L=7m,闸门⾼度h=12m,L3、主梁的布置本闸门为⾼⽔头的深孔闸门，主梁的位置可按主梁均匀间隔来布置。
设计时按最下⾯的那根受⼒最⼤的主梁来设计，各主梁采⽤相同的截⾯尺⼨。
4、梁格的布置及形式梁格采⽤复式布置与等⾼连接，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，其间距应均匀，以减少计算量。
5、连接系的布置与形式（1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置5道横隔板，其间距为1.24m，横隔板兼作竖直次粱。
（2）纵向连接系，采⽤斜杆式桁架。
三、⾯板设计根据《钢闸门设计规范S74—95》关于⾯板的设计，先估算⾯板厚度，在主梁截⾯选择以后再验算⾯板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应⼒。
水工钢结构钢闸门课程设计
设计目录：（1）设计资料及有关规定。
1（2）闸门结构的形式及布置。
1<1>闸门尺寸的确定。
1<2>主梁的布置。
1 （3）面板设计。
2 （4）水平次梁、顶梁和底梁地设计。
3 （5）主梁设计。
6 （6）横隔板设计。
8 （7）边梁设计。
9 （8）行走支承设计。
10 （9）胶木滑块轨道设计。
11 （10）闸门启闭力和吊座验算。
11一、设计资料及有关规定：1.闸门形式：潜孔式焊接平面钢闸门。
2.孔的性质：深孔形式。
3.材料：钢材：Q235焊条：E43；手工电焊；普通方法检查。
止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS—2。
砼强度等级：C20。
启闭机械：卷扬式启闭机。
4.规范：水利水电工程刚闸门设计规范（SL74-95），中国水利水电出版社1998.8二、闸门结构的形式及布置（一）闸门尺寸的确定（图1示）1.闸门孔口尺寸：孔口净跨：3.50m。
孔口净高：3.50m。
闸门高度：3.66m。
闸门宽度：4.20m。
荷载跨度：3.66m。
计算跨度：3.90m。
2.计算水头：50.00m。
（二）主梁的布置1.主梁的数目及形式主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。
因为闸门跨度L=3.50m,闸门高度h=3.66m,L<h。
所以闸门采用4根主梁。
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。
2.主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，孔口尺寸较小，门顶与门底的水压强度差值相对较小。
所以，主梁的位置按等间距来布置。
设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。
3.梁格的布置及形式梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板所支承。
水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ —78（试行）》关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截面选择以后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
水工钢结构课程设计-高利华【范本模板】
露顶式平面闸门设计1、设计资料闸门形式：露顶式平面闸门设计； 空口净宽：8.00m ； 设计水头：5。
2m;结构材料:Q 2 3 5 B — F ；焊 条：焊条采用E 4 3 型手工焊；止水橡皮：侧止水用P 型橡皮，底止水用条形橡皮; 行走支撑：采用胶木滑道，压合胶木为MCS — 2； 启闭方式:电机固定启闭机； 混凝土强度等级：C 2 0；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》(SL74-1995）。
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0.2m ，故闸门高度=5.2+0.2=5.4(m ）; 2）闸门的和在跨度为两侧止水的间距：L 1=8m;3） 闸门计算跨度：L=L 0+2d=8+2 0.2=8。
40(m).1（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合力的作用线ӯ=H/3=1。
73m(图1）并要求下悬臂a ≥0。
12H 和a ≥0.4m 、上悬臂c ≤0.45H ，今取：a=0.12H=0。
67(m) 主梁间距：2B=2（ӯ－a)＝2⨯1.13=2.26(m)则H a b H c 45.067.061.252.22.52 =--=--=（4）梁格的布置和形式。
梁格采用复式布置和高等连接，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。
（5）连接系的布置和形式。
1）横向连接系，跟据主梁的跨度，决定布置3道横隔板,其间距为2。
1m,横隔板兼竖直次梁。
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。
水工钢结构课程设
一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门孔口净宽：10.00m设计水头：6.00m结构材料：Q235止水橡皮：侧止水采用P型橡皮，底止水采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：C20二、课程设计(综合实验)的目的与要求1.熟悉钢结构设计原理及钢闸门设计计算方法，设计成果包括：设计说明书1份、大图1张。
2.设计说明书应内容完整、条理清楚、表达规范，书写工整。
应包括封面、目录、设计任务和设计资料、设计计算过程（包含必要的图表）、参考文献等内容，如有必要，尚应包括有附录。
3.设计说明书主要记录全部的设计计算过程，引用数据应有依据．．．．．．．．．．，计算结果应与．．．．．．．．，计算中应有必要的说明图纸表达一致。
设计说明书中应绘出钢闸门布置图、相应的计算简图和截面图等。
4.按制图标准绘图，图面布置合理，线条清楚，文字规范，表达正确。
5.每组组长请于最后一天下午4:00前将本组成员的设计成果收齐上交。
三、设计（实验）正文1、闸门结构的形式及布置1.1 闸门尺寸的确定(例图7-1)。
闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m,故闸门高度=6+0.2=6.2m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=10m;闸门的计算跨度：L=L0+2×0.2=10+0.4=10.4m;1.2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。
1.3 主梁的布置根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。
为使两个主梁在设计水位时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y=H/3=2.0m（例图7-1）,并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m,上悬臂、c≤0.45H,今取，a=0.7m≈0.12H=0.72m则主梁间距：)⨯b==-y=23.1(6.2)(22ma则H m a b H c 45.0)(7.27.06.262==--=--=（满足要求） 1.4 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。
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潜孔式平面钢闸门设计工程概况：闸门是用来关闭、开启或者局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构。
其主要作用是控制水位、调节流量。
闸门是水工建筑物的重要组成部分，它的安全与适用，在很大程度影响着整个水工建筑物的原行效果。
设计目录：1.水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书。
1（1）设计资料及有关规定。
1（2）闸门结构的形式及布置。
1<1>闸门尺寸的确定。
1<2>主梁的布置。
1 （3）面板设计。
2 （4）水平次梁、顶梁和底梁地设计。
3 （5）主梁设计。
6 （6）横隔板设计。
8 （7）边梁设计。
9 （8）行走支承设计。
10 （9）胶木滑块轨道设计。
11 （10）闸门启闭力和吊座验算。
112.水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计图。
（附图）水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：1.闸门形式：潜孔式焊接平面钢闸门。
2.孔的性质：深孔形式。
3.材料：钢材：Q235焊条：E43；手工电焊；普通方法检查。
止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS—2。
砼强度等级：C20。
启闭机械：卷扬式启闭机。
4.规范：水利水电工程刚闸门设计规范（SL74-95），中国水利水电出版社1998.8 二、闸门结构的形式及布置（一）闸门尺寸的确定（图1示）1.闸门孔口尺寸：孔口净跨：3.50m。
孔口净高：3.50m。
闸门高度：3.66m。
闸门宽度：4.20m。
荷载跨度：3.66m。
计算跨度：3.90m。
2.计算水头：50.00m。
（二）主梁的布置1.主梁的数目及形式主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。
因为闸门跨度L=3.50m,闸门高度h=3.66m,L<h。
所以闸门采用4根主梁。
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。
2.主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，孔口尺寸较小，门顶与门底的水压强度差值相对较小。
所以，主梁的位置按等间距来布置。
设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。
3.梁格的布置及形式梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板所支承。
水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ —78（试行）》关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截面选择以后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
1.估算面板厚度假定梁格布置尺寸如图2所示。
面板厚度按下式计算t=a][9.0σa kp当b/a ≤3时，a=1.65,则t=a16065.19.0⨯⨯kp=0.065kp a当b/a >3时，a=1.55,则t=a 16055.19.0⨯⨯kp=0.067kp a现列表1计算如下：区格 a(mm) b(mm) b/a k P[N/mm 2] kp t(mm) Ⅰ4059652.3830.7320.490.6013.7952.面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=14mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm 2,则p=0.07х14х160=156.8.2N/mm ,面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力：T ＝02I VS =,/39837767700002272141000107903mm N =⨯⨯⨯⨯⨯ 面板与主梁连接的焊缝厚度：mm T P h w t f 51137.0/398][7.0/22=⨯=⨯+=τ， 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度mm h f 6=。
四、水平次梁，顶梁和底梁地设计 1.荷载与内力地验算水平次梁和顶，底梁都时支承在横隔板上地连续梁，作用在它们上面的水压力可 按下式计算，即q=p2下上a a + 现列表2计算如下：∑＝1727.61kN/m根据上表计算，水平次梁计算荷载取216.53kN/m ，水平次梁为4跨连续梁，跨度为0.90m ，水平次梁弯曲时的边跨弯距为: M 次中＝0.077ql 2=0.077х216.53х0.9752=15.85kN ∙m支座B 处的负弯距：M 次B ＝0.107ql 2=0.107х216.53х0.9752=22.0248kN ∙m2.截面选择W=137655160100248.22][6=⨯=σM mm 3 考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［18b,由附录三表四查得：A=2929mm 2 ; W x =152200mm 3 ; I x =13699000mm 4 ; b1=70mm ; d=9mm 。
面板参加次梁工作的有效宽度分别按式6—11及式6—12计算，然后取其中较小值。
式：6—11 B ≤b1+60t=70+60Х14=910mm ; 式：6—12 B=ζ1b (对跨间正弯距段) B=ζ2b （对支座负弯距段） 。
梁间距b=mm b b 9002900900221=+=+ 。
对于第一跨中正弯距段l 0=0.8l=0.8Х975=780mm ;对于支座负弯距段l 0=0.4l ＝0.4Х975＝390mm 。
根据l 0/b 查表6—1：对于l 0/b ＝780/900＝0.867 得ζ1＝0.40 ，得B=ζ1b ＝0.40Х900＝360mm , 对于l 0/b ＝390/900＝0.430 得ζ2＝0.16 ，得B=ζ2b ＝0.16Х900＝144mm , 对第一跨中选用B ＝360mm,则水平次梁组合截面面积（例图4）:A=2929+360Х14=6961mm 2 ;组合截面形心到槽钢中心线得距离：e=86899814360⨯⨯=65mm ;跨中组合截面的惯性距及截面模量为： I 次中＝13699000+2929Х652+360Х14Х352＝29662171mm 4 W min =26.20316515533130025mm =对支座段选用B ＝144mm ，则组合截面面积：A=2929+144Х14=4592mm 2 ;组合截面形心到槽钢中心线得距离：e=2.459298148.118⨯⨯=35mm支座初组合截面的惯性距及截面模量为：I 次B ＝13699000+2929Х432+144Х14Х352＝23680365.8mm 4 W min =29.1894421258.23680365mm =3.水平次梁的强度验算由于支座B 处（例图3）处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座B 处截面的抗弯强度，即σ次＝,/160][/24.1169.189442100248.22226mm N mm N =<=⨯σ 说明水平次梁选用[18b 满足要求。
轧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，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在B 支座处截面的弯距已经求得M 次B=22.0248kN ∙m,则边跨挠度可近似地按下式计算：次次次EI l M EI ql l w B 1638453-⨯= ＝296621711006.216975100248.22296621711006.2384]975[53.21655653⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯ ＝0.0002≤004.02501][==l w 故水平次梁选用[18b 满足强度和刚度要求。
五、主梁设计 (一)设计资料1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）l0＝3.5m ；计算跨度l ＝3.9m ；荷载跨度l1＝3.66m 。
2）主梁荷载：kN P q 9.4314/)234.4634.468.9250508.9(4=⨯⨯-⨯⨯=＝总3) 横向隔板间距：0.975m 。
4）主梁容许挠度： [W]=L/750 。
（二）主梁设计 1.截面选择（1） 弯距和剪力 弯距与剪力计算如下：弯距： m kN M ⋅=-⨯=818)466.329.3(266.39.431max剪力： kN ql V 790266.39.43121max =⨯==需要的截面抵抗距 已知A3钢的容许应力[σ]=160N/mm2 ,考虑钢闸门自重引起附加应力的影响，取容许应力[σ]=,/1441609.02mm N =⨯ 则需要的截面抵抗矩为；[ W]=。
36max 568114410818][cm M =⨯=σ （3）腹板高度选择 按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为： 经济梁高：。
cm W h ec 43.98)833.5681(1.31.35/25/2=⨯==,5.42750/11006.2109.321516.0]/[208.053mincm l w E fl h =⨯⨯⨯⨯⨯== 由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比h ec 为小，但不小于h min 。
现选用腹板厚度h 0＝90cm 。
(4)腹板厚度选择,86.011/9011/cm h t w ===选用t w ＝1.0cm 。
(5)翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为,58690190833.568162001cm h t h W A w =⨯-=-=下翼缘选用t 1＝2.0cm （符合钢板规格），需要,29258111cm t A b ===取B 1＝30cm,上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的翼缘板同面板相连，选用t 1＝2.0cm ，b 1＝16cm ，面板兼作主梁上翼缘的有效高度为B ＝b 1+60t ＝16+60Х1.4＝100cm 。
上翼缘截面面积A 1=18Х2.0+100Х1.4=172cm 2 。
(6)弯应力强度验算截面形心距：,82.313128.9926''cm AAy y ===∑∑ 截面惯性距：,37767733501012900.11243230cm Ay h t I w =+⨯=+=∑ 截面抵抗距：上翼缘顶边 ,17.1186982.3137767731max cm y I W ===下翼缘底边 ,65685.5737767732min cm y I W ===弯应力：,/4.14169.0/45.12656810081822min max cm kN cm kN W M =⨯<=⨯==σ安全的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
2. 截面改变因主梁跨度较大，为减小门槽宽度与支承边梁高度（节约钢材），有必要将主梁承端腹板高度减小为cm h h s 546.000==。
考虑到主梁端部腹板及翼缘相焊接，故可按工字截面梁验算应力剪力强度。
尺寸表4所示：4301312212541cm I =⨯= cm y 45.3028687101==,658422.606.12.6095.585.623cm S =⨯⨯+⨯=,/5.9][/100.1131226584790220max cm kN cm kN t I S V w =<=⨯⨯==ττ因误差未超过10％，安全 3.翼缘焊缝翼缘焊缝厚度h f 按受力最大的支承端截面计算。