设计计算书例子解析

昆明理工大学

《水工钢结构》课程设计

任务书

电力工程学院水利水电工程专业 2012 级班

学生姓名:学号:

课程设计题目: 水工平面钢闸门设计

课程设计内容:

１、结构选型

２、结构布置

３、结构计算

４、绘制施工图

５、编写设计说明计算书

基层教学组织主任：付俊峰

课程设计指导教师：闫毅志

2015年8月20日

水工钢结构课程设计

一、课程设计目的

水工钢结构是一门应用性很强的课程，理论学习的目的是为了应用。课程设计这个教学环节正是为了达到学与致用的目的。通过设计训练，逐渐掌握钢结构的基本原理和设计方法，熟悉规范规程，强化综合分析问题和解决问题和能力，提高设计计算、绘图、编制说明书的技能。

二、设计题目

水工平面钢闸门设计。

三、设计资料

1.闸门型式：露顶平面钢闸门

2.孔口尺寸：（宽×高）

(01)7.0×4.5m2(02)8.0×4.5m2(03)9.0×4.5m2(04)6.0×5.0m2(05)7.0×5.0m2(06)8.0×5.0m2(07)9.0×5.0m2

(8)7.0×6.0m2(9)8.0×6.0m2(10)9.0×6.0m2

3.电动固定式启闭机

4.材料：

钢结构：Q235.B钢

焊条：E43型

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。

5.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。

6.规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL74—95》

四、设计内容及要求

1. 结构选型与结构布置

要求按给定的设计资料，确定闸门的型式及尺寸，选择闸门各主要部件的型式并确定其布置。即：a. 确定主梁的数目、型式及其位置；b. 确定梁格的型式及布置；c. 选择梁格的连接型式；d. 选择联结系的型式并进行布置；e. 选择支承边梁及行走支承的型式等。要求阐明所选方案的理由，绘制闸门结构的布置简图，以三视图表示，比例1:100或1:50。

2. 结构计算

对闸门承重结构的主要部件进行结构计算a. 钢面板计算；b. 次梁设计；c. 主梁设计；d. 联结系的计算；e. 边梁的设计。要求计算正确，说理清楚，并附有必要的计算简图且要求计算说明书内容完整。

3. 技术设计图

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、垂直剖示图。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。

五、成果提交

1.详细设计说明计算书壹份

六、进度安排

本次设计时间为1周，具体时间安排建议如下：

熟悉任务书、查找资料 0.5天

结构选型 0.5天

结构布置 1天

结构计算 1天

绘制施工图 1.5天

整理设计说明计算书 0.5天

七、参考书目

(1) 《钢结构》教材（第二版）。曹平周、朱召泉编

(2) 《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

(3) 《水电站机电设计手册》金属结构（一），水利水电出版社1987年

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)

二、闸门结构的形式及布置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）：6m*5m；

3、启闭方式：液压式启闭机；

4、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；

5、制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足III级焊缝质量检验标准

6、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。 4.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8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。 单位（mm ）

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。 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

[]

σα92.0kp

当b/a ≤3时，α=1.65，则t=a

160

*65.1*9.0kp

=0.065a kp

当b/a ≥3时，α=1.55,则t=a 160*55.1*09kp

=0.067a kp