水利水电工程水工钢结构课程设计
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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上图所示。面板厚度按式（7--3）计算：
t=a
kp
0.9a[σ ]
当 b / a ≤ 3 时， a = 1.5 ，则 t = a
kp
= 0.068a kp
0.9 ×1.5 ×160
当 b / a > 3 时， a = 1.4 ，则 t = a
来自百度文库
( ) T = VS = 1417500×1100×14× 637 = 433 N / mm2
2I0
2 ×16053500000
由式（7--7）计算面板与主梁连接的焊缝厚度：
( ) hf =
P2 +T 2 /
0.7
⎡⎣τ
ω t
⎤⎦
=
156.82 + 4332 / (0.7 ×113) = 5.82(mm)
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距即为孔口净宽： L1 = 14 (m)
闸门的计算跨度： L = L0 + 2d = 14 + 2× 0.3 = 14.6(m)
2、主梁的形式 本闸门为中等跨度，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
闸门高跨比 L / H ≥ 1.5 采用双主梁，为使两个主梁在设计水位时所受的水压力相等，
面板与梁格连接焊缝取其最小厚度 hf = 10mm 。
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、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力可按式（7--8） 计算，即
列表（如下）计算后得
q = p a上 = a下 2
∑ q = 427KN / m
5
根据表 2 计算，水平次梁计算荷载去 79.92KN/m。水平次梁为五跨连续梁，为 2.92 米。水 平次梁弯曲时的边跨中弯矩为
A = 6809mm2 Wx = 702900mm3 Ix = 126518000mm4 b = 98mm d = 11mm
面板参加次梁工作有效宽度分别按式（7—11）及式（7—12）计算，然后取其中较小值。
式（7—11） B ≤ b1 + 60t = 98 + 60×14 = 938mm
式（7—12） B = ξ1b(对跨间正弯距段)
2
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）：14.0×5.2m2 (3)上游水位：▽26.0m (4)下游水位：无 (5)闸底高程：▽20.0m (6)胸墙底高程：▽25.2m (7)启闭设备：电动固定式启闭机 (8)闸门所用材料：
门叶承重钢结构：Q235.B 钢 焊 条：E43 型 混凝土强度等级：C20 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 (9)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。 (10) 采用的规范：《水利水电工程钢闸门设计规范 SL74—95》 二、 闸门的结构形式及布置 1、闸门尺寸的确定（图 1） 闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为 0.3m，故闸门高度为 9+0.3=9.3 米
3
见详图 2 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、边梁和行走支承 变量采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。
三、 面板设计 根据 SL74—95《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
由 l0 / b 查表 7—1：
对于 l0 / b = 2920 /1200 = 2.4 得ξ1 = 0.769 则 B = ξ1b = 0.769×1200 = 922.8(mm)
6
B = ξ2b(对支座负弯距段)
按 5 号梁计算。设梁间距 b = b1 + b2 = 1.2 +1.2 = 1.2(m) = 1200(mm) 。对于第一跨中正
2
2
弯矩段取 l0 = 0.8l = 0.8× 3650 = 2920(mm) 。
对于支座负弯矩段 l0 = 0.4l = 0.4× 3650 = 1460(mm) 。
M次中 = 0.077ql2 = 0.077 × 79.92× 3.652 = 87.7 ( KN / m)
M次B = 0.107ql2 = 0.107 × 79.92× 3.652 = 111.2( KN / m)
2、 截面选择
W
=
M
[σ ]
=
111200000 160
=
695000m3
考虑利用面板作为次梁截面的一部分初选[36b。由附录三表 4 查得
kp
= 0.07a kp
0.9 ×1.4 ×160
现列表（如下）计算：
表1
4
注 1、面板边长 a、b 都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽度为 260mm（详见于后）； 2.、区格Ⅰ、Ⅵ中系数 k 由三边固定一边简支板查得。
根据上表计算，选用面板厚度 t=14mm。 2、 面板和梁格的连接计算
两 个 主 梁 的 位 置 应 对 称 于 水 压 力 的 作 用 线 y = H / 3 = 3(m) （ 图 2 ）， 并 要 求 下 悬 臂
a ≥ 0.12H 和 a ≥ 0.4m 。
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，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸
水工钢结构课程设计说明书
题目： 专业： 姓名： 班级： 学号： 成绩：
二〇一五年 月 日
1
目录
一、设计资料 二、闸门结构的形式及布置 三、面板设计 四、水平次梁、顶梁和底梁的设计 五、主梁设计 六、横隔板设计 七、纵向连接系设计 八、边梁设计 九、行走支承设计 十、胶木滑块轨道设计 十一、闸门启闭力和吊座计算
面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力 p 按式（7--6）计算。已知面板厚
度 t=14mm，并且近似地取版中最大弯应力σ max = [σ ] = 160N / mm2 ，则
( ) P = 0.07tσ max = 0.07 ×14×160 = 156.8 N / mm2
面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：
假定梁格布置尺寸如上图所示。面板厚度按式（7--3）计算：
t=a
kp
0.9a[σ ]
当 b / a ≤ 3 时， a = 1.5 ，则 t = a
kp
= 0.068a kp
0.9 ×1.5 ×160
当 b / a > 3 时， a = 1.4 ，则 t = a
来自百度文库
( ) T = VS = 1417500×1100×14× 637 = 433 N / mm2
2I0
2 ×16053500000
由式（7--7）计算面板与主梁连接的焊缝厚度：
( ) hf =
P2 +T 2 /
0.7
⎡⎣τ
ω t
⎤⎦
=
156.82 + 4332 / (0.7 ×113) = 5.82(mm)
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距即为孔口净宽： L1 = 14 (m)
闸门的计算跨度： L = L0 + 2d = 14 + 2× 0.3 = 14.6(m)
2、主梁的形式 本闸门为中等跨度，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
闸门高跨比 L / H ≥ 1.5 采用双主梁，为使两个主梁在设计水位时所受的水压力相等，
面板与梁格连接焊缝取其最小厚度 hf = 10mm 。
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、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力可按式（7--8） 计算，即
列表（如下）计算后得
q = p a上 = a下 2
∑ q = 427KN / m
5
根据表 2 计算，水平次梁计算荷载去 79.92KN/m。水平次梁为五跨连续梁，为 2.92 米。水 平次梁弯曲时的边跨中弯矩为
A = 6809mm2 Wx = 702900mm3 Ix = 126518000mm4 b = 98mm d = 11mm
面板参加次梁工作有效宽度分别按式（7—11）及式（7—12）计算，然后取其中较小值。
式（7—11） B ≤ b1 + 60t = 98 + 60×14 = 938mm
式（7—12） B = ξ1b(对跨间正弯距段)
2
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）：14.0×5.2m2 (3)上游水位：▽26.0m (4)下游水位：无 (5)闸底高程：▽20.0m (6)胸墙底高程：▽25.2m (7)启闭设备：电动固定式启闭机 (8)闸门所用材料：
门叶承重钢结构：Q235.B 钢 焊 条：E43 型 混凝土强度等级：C20 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 (9)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。 (10) 采用的规范：《水利水电工程钢闸门设计规范 SL74—95》 二、 闸门的结构形式及布置 1、闸门尺寸的确定（图 1） 闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为 0.3m，故闸门高度为 9+0.3=9.3 米
3
见详图 2 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、边梁和行走支承 变量采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。
三、 面板设计 根据 SL74—95《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
由 l0 / b 查表 7—1：
对于 l0 / b = 2920 /1200 = 2.4 得ξ1 = 0.769 则 B = ξ1b = 0.769×1200 = 922.8(mm)
6
B = ξ2b(对支座负弯距段)
按 5 号梁计算。设梁间距 b = b1 + b2 = 1.2 +1.2 = 1.2(m) = 1200(mm) 。对于第一跨中正
2
2
弯矩段取 l0 = 0.8l = 0.8× 3650 = 2920(mm) 。
对于支座负弯矩段 l0 = 0.4l = 0.4× 3650 = 1460(mm) 。
M次中 = 0.077ql2 = 0.077 × 79.92× 3.652 = 87.7 ( KN / m)
M次B = 0.107ql2 = 0.107 × 79.92× 3.652 = 111.2( KN / m)
2、 截面选择
W
=
M
[σ ]
=
111200000 160
=
695000m3
考虑利用面板作为次梁截面的一部分初选[36b。由附录三表 4 查得
kp
= 0.07a kp
0.9 ×1.4 ×160
现列表（如下）计算：
表1
4
注 1、面板边长 a、b 都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽度为 260mm（详见于后）； 2.、区格Ⅰ、Ⅵ中系数 k 由三边固定一边简支板查得。
根据上表计算，选用面板厚度 t=14mm。 2、 面板和梁格的连接计算
两 个 主 梁 的 位 置 应 对 称 于 水 压 力 的 作 用 线 y = H / 3 = 3(m) （ 图 2 ）， 并 要 求 下 悬 臂
a ≥ 0.12H 和 a ≥ 0.4m 。
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，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸
水工钢结构课程设计说明书
题目： 专业： 姓名： 班级： 学号： 成绩：
二〇一五年 月 日
1
目录
一、设计资料 二、闸门结构的形式及布置 三、面板设计 四、水平次梁、顶梁和底梁的设计 五、主梁设计 六、横隔板设计 七、纵向连接系设计 八、边梁设计 九、行走支承设计 十、胶木滑块轨道设计 十一、闸门启闭力和吊座计算
面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力 p 按式（7--6）计算。已知面板厚
度 t=14mm，并且近似地取版中最大弯应力σ max = [σ ] = 160N / mm2 ，则
( ) P = 0.07tσ max = 0.07 ×14×160 = 156.8 N / mm2
面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：