水工钢结构课设说明书
水工钢结构第三版课程设计
水工钢结构第三版课程设计一、课程设计背景水工钢结构设计是针对水文工程建筑物建设而产生的一种专业设计，其设计越来越受到人们的关注。
在此背景下，开设基于水工钢结构设计的课程已经成为水利工程专业课程体系中的必备内容。
本课程设计是针对“水工钢结构”课程内容的一次实践，旨在通过学生自主设计和实施的方式，提高学生在水工钢结构领域的能力和实践经验。
二、课程设计目标1.了解水工钢结构的基本原理、设计方法和实际应用；2.掌握水工钢结构的计算方法，具备进行设计分析和实施的能力；3.能够在设计过程中采用合适的材料和构件，保证安全性和可靠性；4.提高学生在实际操作中的技能和沟通能力。
三、课程内容3.1 课程时间安排•第1-2周：课程介绍及基本概念讲解•第3-4周：主要构件的设计和计算•第5-6周：钢结构的施工及质量控制•第7-10周：设计示例分析及实践操作3.2 课程教学方法本课程采用集中授课和课程设计相结合的教学方法，由教师完成课程的基本概念、主要构件的设计和计算等理论知识讲解，并组织学生进行设计实践和操作演示。
3.3 课程设计要求1.在课程设计前，教师讲解水工钢结构设计的基本原理和设计方法，提供一些水工钢结构设计的案例，以便学生理解、掌握、模仿和创新；2.学生根据设计题目，进行课程设计方案和施工方案的制定；3.学生应使用专业软件对设计方案进行计算；4.学生需撰写课程设计报告，明确设计方案的主要内容、计算方法、材料和构件的选择、安全性分析和细节问题；5.课程设计结束后，学生应进行实践操作和模型展示，以达到培养其实际操作技能和沟通能力的目的。
四、课程评估本课程的评估主要依据以下三个方面：1.课程设计报告和答辩——包括设计思路、设计过程、设计结果等内容；2.实验成果——包括实验记录、分析、使用方案及其评估等方面；3.课程参与度——包括学生提交的所有作业和实践操作中的表现。
五、课程总结水工钢结构课程设计是水工建筑设计的基础。
水工钢结构设计课程设计
水工钢结构设计课程设计一、课程设计的目的和意义水工钢结构是一种新型的建筑结构体系，在近年来得到了广泛的应用。
水工钢结构具有轻质、高强、节能、环保等特点，成为了建筑业的重要发展方向。
本课程设计的目的是通过学习水工钢结构设计原理和应用技术，掌握水工钢结构设计的基本理论和实践技能，培养学生针对不同的工程项目制定相应的设计方案和施工方案的能力。
二、课程设计的内容和方法本课程设计主要包括以下内容：1. 水工钢结构设计基础水工钢结构设计基础涵盖钢结构力学、材料力学、结构分析和设计等方面的基本知识。
学生需要掌握钢结构的力学特性、应力变形规律、荷载影响等知识点，为后续设计打下坚实的基础。
2. 水工钢结构设计实例分析通过分析实际水工钢结构项目案例，学生需要掌握如何评估和制定针对不同项目的设计方案和施工方案。
学生需要深入理解水工钢结构的建议和应用特征，通过分析典型案例，学生可以加深对水工钢结构设计方法的理解和应用。
3. 水工钢结构设计综合实践综合实践是课程设计的重要环节，学生需要完成一份水工钢结构设计方案，包括初步设计、荷载计算、构造分析和细部设计等内容，并撰写一份详细的设计报告。
在设计过程中，学生需要综合应用所学知识和技术，提高设计能力和实践能力。
本课程设计采用教师授课和学生独立完成的方式进行。
教师首先将对水工钢结构设计基础知识进行详细讲解，为学生提供必要的理论知识。
学生通过自学和参考相关文献，分析和了解实际案例，掌握设计细节和施工技术。
在此基础上，学生独立完成一份综合设计方案，并进行课堂展示，相互交流和讨论。
三、课程设计的评价标准本课程设计采取定量评价和定性评价相结合的方法进行。
定量评价主要表现在设计成果、设计分析、设计的技术难度和设计的经济效益等方面；定性评价主要从设计思路、创新点、设计质量和报告书写质量等方面进行评价。
四、课程设计的参考资料1.《水工钢结构设计规范》2.《结构力学》3.《钢结构设计》4.《钢结构设计原理与计算》5.相关论文和研究报告等五、思考题1.你对水工钢结构有哪些了解和认识？2.你认为水工钢结构在未来建筑业的发展中将发挥怎样的作用？3.你在设计水工钢结构时，对哪些方面会进行重点考虑和研究？。
水工钢结构第四版课程设计
水工钢结构第四版课程设计一、课程设计背景和意义1.1 背景水工钢结构是水工工程领域中的重要课题，其在水坝、桥梁、码头、船舶等水工工程中具有重要的应用价值。
近年来，随着水工工程建设的不断推进和钢结构技术的不断发展，水工钢结构的应用范围也在不断扩大。
水工钢结构课程是工程结构专业和水利工程专业中的重要课程之一。
通过学习该课程，学生能够掌握水工钢结构的基本概念、设计原则、计算方法和设计规范等知识，并能够运用所学知识进行实际工程的设计和施工。
1.2 意义水工钢结构课程设计是培养工程结构专业和水利工程专业学生综合能力的重要环节。
通过课程设计，学生能够深入了解水工钢结构的实际应用情况和设计要求，掌握工程设计过程中的方法和技巧，提升工程实践能力和创新思维能力，为未来从事相关专业的工作打下坚实的基础。
二、课程设计内容2.1 课程设计目标本次课程设计旨在让学生通过实际工程案例学习水工钢结构的设计过程，掌握一定的设计方法和技巧，提高工程实践能力和创新思维能力。
2.2 课程设计内容本次课程设计主要涵盖以下内容：•案例分析：选取实际的水工钢结构案例，分析其设计要求和难点，掌握工程设计过程中的方法和技巧。
•设计计算：根据案例要求，进行设计计算，掌握计算方法和流程。
•图纸绘制：根据计算结果，绘制设计图纸，包括结构图、质量表、零件图等。
•课程报告：按照要求编写课程报告，包括设计步骤、计算结果、图纸说明等内容。
2.3 课程设计要求•设计要求：选取难度适中的实际案例，按照设计要求和规范进行设计计算。
•计算要求：计算过程严谨、计算结果准确、符合规范要求。
•图纸要求：图纸清晰、规范、标注准确。
•报告要求：报告内容详实、逻辑清晰、结论准确。
2.4 课程设计流程•第一周：确定课程设计内容和要求，选取案例，分组开展课程设计。
•第二周：进行案例分析和设计计算，明确设计方案和计算方法。
•第三周：绘制设计图纸，规范标注，确保图纸准确完整。
•第四周：完成报告撰写和汇报，评估课程设计效果。
钢结构课程设计说明书
课程设计说明书课程名称:水工钢结构课程设计课程代码: 106009699 题目:露顶式闸门（大）学生姓名:学号:年级/专业/班:学院(直属系) :能源与动力工程学院指导教师:徐良芳目录1设计资料........................................................................................................................................................ - 3 -2闸门结构的形式及布置 ................................................................................................................................ - 3 -2.1闸门尺寸的确定 .................................................................................................. - 3 -2.2主梁的形式 .......................................................................................................... - 4 -2.3主梁的布置 .......................................................................................................... - 4 -2.4梁格的布置和形式 .............................................................................................. - 4 -2.5连接系的布置和形式 .......................................................................................... - 4 -2.6边梁与行走支承 .................................................................................................. - 5 -3面板设计........................................................................................................................................................ - 5 -3.1估算面板厚度 ...................................................................................................... - 5 -3.2面板与梁格的连接计算 ...................................................................................... - 6 -4水平次梁，顶梁和底梁的设计 .................................................................................................................... - 6 -4.1荷载与内力计算 .................................................................................................. - 6 -4.2截面选择 .............................................................................................................. - 8 -4.3水平次梁的强度验算 .......................................................................................... - 9 -4.4水平次梁的挠度验算 .......................................................................................... - 9 -4.5顶梁和底梁 ........................................................................................................ - 10 -5主梁设计...................................................................................................................................................... - 10 -5.1设计资料 ............................................................................................................ - 10 -5.2主梁设计 ............................................................................................................ - 10 -6横隔板设计.................................................................................................................................................. - 14 -6.1荷载和内力计算 ................................................................................................ - 14 -6.2横隔板截面选择和强度计算 ............................................................................ - 14 -7纵向连接设计.............................................................................................................................................. - 15 -7.1荷载和内力的计算 ............................................................................................ - 15 -7.2斜杆截面计算 .................................................................................................... - 16 -8边梁设计...................................................................................................................................................... - 16 -8.1荷载和内力的计算 ............................................................................................ - 16 -8.2边梁的强度验算 ................................................................................................ - 17 -9行走支承设计.............................................................................................................................................. - 18 -10滚轮轨道的设计 ........................................................................................................................................ - 18 -10.1确定轨道底板厚度 .......................................................................................... - 18 -10.2确定轨道底板的厚度 ...................................................................................... - 19 -10.3轨道底板混凝体承压应力： .......................................................................... - 19 -10.4轨道局部承压应力： ...................................................................................... - 19 -11闸门启闭力和吊座计算 ............................................................................................................................ - 20 -11.1启门力计算 ...................................................................................................... - 20 -11.2闭门力计算 ...................................................................................................... - 20 -11.3吊轴和吊耳板 .................................................................................................. - 20 -1设计资料闸门形式：单孔露顶式平面钢闸门孔口净宽：12.00mm上游水位：9.80m 下游水位：0m启闭方式：液压式启闭机结构材料：平炉热轧碳素钢Q235 焊条：E43止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮。
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。
27-水工钢结构设计课程大纲2020
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述（中英文）：水工钢结构设计是港航专业的主要专业基础课之一，也是水利工程、海洋工程、海岸工程等水利类专业的学科基础课。
钢结构是当前和今后工程领域重点推广和发展的结构形式，采用钢材制作而成的结构重量轻、结构简洁、预制安装方便，是水利工程、建筑工程、海洋工程、船舶工程的主要结构形式之一。
课程的主要内容包括材料选择、连接设计、基本构件设计、水工钢结构应用设计等四大部分，其中应用设计包括实际港口与海岸工程经常遇到的钢桁架、钢引桥、钢闸门等设计内容。
通过本课程学习使学生熟悉钢结构材料特性和连接技术对结构性能、安全与施工的影响规律，掌握水工钢结构基本构件强度、刚度和稳定性计算原理，掌握常用水工钢结构的基本设计方法。
Design of Hydraulic Steel Structures is a basic professional course for undergraduates majoring in Port, Waterway and Coastal Engineering, as well as a basic course for other hydraulic engineering, ocean engineering, etc. Steel structures are widely used and one of the most promising structural forms in the current and future engineering fields. This course includes the material selection, connection design, components design, and application design. The application design includes steel trusses, steel access bridges, and steel gates, which are widely used in port and coastal engineering. Students are expected to be familiar with the influence of material properties and connection technology on steel structural performance, safety and construction, master the calculation principles of strength, stiffness and stability of basic hydraulic steel structures, and the basic design methods of common hydraulic steel structures.2.设计思路：结合港口与航道等水利工程专业的要求设计课程，使学生掌握水工钢结构的基本设计理论和方法，课程内容从易到难，包括钢结构材料、连接与构件的基本知识、钢结构构件设计原理和计算方法以及钢桁架、钢引桥、钢闸门以及钢制码头构件等水工结构物设计方法等，使学生能够根据设计资料和有关规范，在掌握设计原理和方法的基础上，学会设计基本的水工钢结构。
钢结构课程设计任务及指导书
钢结构课程设计题目：专业：姓名：班级：学号：指导老师：二〇一一年月日钢结构课程设计任务书一、题目露顶式平面钢闸门设计二、课程设计的目的《水工钢结构》是水利水电工程专业的重要专业课，而且钢结构在水利工程中占有相当大的比重大的比重，其中，钢闸门，拦污栅，升船机和压力管道均为钢结构。
为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构设计规范》、《水利水电工程钢闸门设计规范》规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排适当时间的课程设计，以提高学生的综合运用能力。
培养学生专业绘图及编写设计计算报告的基本技能。
三、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。
四、设计内容根据给定的原始资料，需完成以下设计内容：1.了解任务，熟悉资料，确定闸门结构的形式并对其进行布置；2.面板设计；3.水平次梁、顶梁和底梁的设计；4.主梁设计；5.横隔板设计；6.纵向连接系设计；7.边梁设计；8.行走支承设计；9.胶木滑块轨道设计；10.闸门启闭力和吊座计算。
五、课程设计的要求1.总体要求集中布置，明确要求，提倡讨论，独立完成，严禁抄袭现象。
2.成果要求（1）计算说明书一份，内容包括：工程概况及基本资料、闸门结构布置、面板设计、水平次梁、顶梁、底梁设计等。
说明书应文字通顺，论据充足。
（2）施工图绘制：图幅为A2图1~2张。
图中包括：门叶结构立视图、侧视图、相应剖面图、必要的大样图。
比例根据布图需要自定。
（3）将钢闸门的材料表，附于设计图上。
六、设计参考书[1]赵占彪、刘丽霞. 水工钢结构. 中国水利水电出版社. 北京. 2009.[2]江苏省水利勘测设计院. 小型水利水电工程设计图集—水闸分册. 水利电力出版社. 北京. 1983.[3]水利水电工程钢闸门设计规范（SL74-1995）[4]刘细龙、陈福荣. 闸门与启闭设备. 中国水利水电出版社. 北京. 2003.钢结构课程设计指导书一、了解设计任务1．明确设计任务2. 分析设计基本资料二、闸门结构的形式与布置（1）闸门尺寸的确定；（2）主梁的形式；（3）主梁的布置；（4）隔梁的布置与形式；（5）联结系的布置与形式。
水利水电工程水工钢结构课程设计
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 hec 小，不小于
hmin 。现选用腹板高度 h0 = 200cm 。
4、 腹板厚度选择。按经验公式计算， tw
=
h 11
= 1.28cm ，选用 tw
= 1.4cm 。
5、 翼缘截面选择。每个翼缘需要截面为
A1
=W h0
−
twh0 6
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)
M max
=
qL0 2
⎛ ⎜⎝
L 2
−
L0 4
⎞ ⎟⎠
=
202.5 ×14 2
×
⎛ ⎜⎝
Hale Waihona Puke 14.6 2−14 4
⎞ ⎟⎠
=
5386.5( KN im)
Vmax
=
qL0 2
= 1417.5KN
2、需要的截面模量。已知 Q235A-F 钢的容许应力[σ ] = 0.9 ×160 = 144N / mm2 ,则需要的
= 52552cm3
下翼缘底边Wmin
=
I y2
=
4745484 200 + 3 + 3 +1.4 + 90.3
=
40525cm3
弯应力σ = M max = 5386.5×100 = 13.3 < 0.9×1.6 = 14.4KN / cm2 （安全）
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《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镇静钢，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、面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。
W=1.4--2.5的要求，可不改变梁高。
若主梁高度满足门槽宽深比
D
5、竖直次梁及横向联结系设计
横向联结系采用横隔板，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。
因横隔板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。
纵向斜杆采用等肢单角钢其截面尺寸主要按刚度条件要求进行选择。
7、边梁设计
截面型式采用单腹式（适用滑动支承），双腹式（适用滚动支承），尺寸按构造要求确定，即截面高度与主梁端部高度相同，腹板厚度与主梁腹板厚度相。
对单腹式边梁，为了便于安装胶木滑快，下翼缘宽度不宜小于300mm。
对双腹式边梁，为便于腹板焊接其两腹板间距为300~400mm。
边梁需验算的危险截面为与主梁连接处，即求出该截面的弯矩、剪力、轴力，按拉弯构件验算截面的强度以及抗剪强度
和腹板与翼缘连接处的折算应力强度。
8、行走支承及轨道设计
①、滑动行走支承设计
滑块每侧布置两个，由三条胶木压入铸钢夹槽内，用螺栓固定在边梁下翼缘上。
根据滑块传递的荷载，确定其几何尺寸及单位长度的承压力，并由此确定夹槽尺寸及由表（7—2）确定出支承轨道轨顶弧面半径R及轨头宽度b。
之后，验算滑块与轨顶弧面的接触应力及夹槽的强度。
胶木滑块轨道设计
轨道通长布置，埋设在门槽内。
先根据混凝土承压强度确定出轨道底板宽度，然后按其弯曲强度确定底板厚度，最后定出轨道总高度，应大于三分之一的轨道底板宽度。
②、滚动行走支承设计
采用圆柱形滚轮，简支滑动轴承滚动支撑。
滚轮尺寸：轮径D=300~1000mm，轮缘宽度b=80~150mm，D/d=4~6。
在上述范围内初选D与b，后经（7—15式）验算滚轮轮缘与轨道之间接触应力强度，若不满足可增大D、b值。
轮轴直径d与轮径之比为d/D=0.15~0.3，初定d，并经验算。
轮轴验算包括：弯曲应力，剪应力强度，若不满足可加大d值。
还应按（7—17式）验算轮轴与轴承板之间的紧密接触局部承压应力。
滚轮支承轨道设计
视轮压采用三块钢板焊接的工字形截面，应验算轨道底与门槽砼
之间的承压应力。
为提高其刚度，可将轨道与门槽护角角钢连接起来，并将轨道上端做成斜坡形，以便将门叶引入门槽。
9、止水、止水座、门槽金属护角、导向装置及轨道设计
按设计资料设计门叶两侧及底止水，上游止水座可由门槽护角兼。
导向装置可采用铸钢弧面滑块和钢板轨道，均按构造要求设置不必做结构计算。
10、闸门启闭力计算和吊耳设计，启闭机容量确定
闸门启闭力依照式（7—24、25）计算。
根据闸门的宽高比宜采用双吊点，吊耳可设在边梁顶部（适用滚动行走支承，但需加设轴承板）或横隔板与顶梁相交处（需另设吊耳板，适用滑动行走支承）。
由启吊力设计吊轴直径及初估吊耳板尺寸，之后由（7—26、27）式验算吊耳板孔壁局部紧接承压应力和孔壁拉应力。
由启门力选择双吊点电动卷扬式启闭机及容量
三、设计成果及要求
1、露顶式平面钢闸门设计计算说明书1份。
2、设计图纸1张。
内容包括：门叶上、下游立视图，侧视图，俯视图（包括门槽宽深比及行走支承和导向装置预埋轨道、护角、止水），材料表（将构件依次编号逐项填入表中，包括名称、形状、规格、数量），说明（提出对钢材、焊条、螺栓、止水、胶木、混凝土的材质要求和型号及标号）。
3、图纸采用50×75cm米格计算纸，制图比例1：25。
四、时间安排（共一周时间）
第一天闸门结构的形式及布置，面板设计，水平次梁，顶、底梁设计。
第二天主梁设计，横、纵向联结系设计。
第三天边梁设计，行走支承及轨道设计。
第四天止水、止水座，门槽埋件，导向装置，启闭力，吊耳板设计，启闭机容量选择。
第五天整理计算说明书，画图。
第六天画图
第七天交设计成果。