水工钢结构潜孔式平面钢闸门设计与拦污栅设计

一．小型潜孔式平面钢闸门

1、设计资料及有关规定 (2)

2、闸门结构的形式及布置 (2)

3、面板设计 (3)

4、水平次梁、顶梁和底梁地设计 (4)

5、主梁设计 (6)

6、横隔板设计 (9)

7、纵向连接系 (10)

8、边梁设计 (11)

9、行走支承设计 (12)

10、轨道设计 (13)

11、止水布置方式 (14)

12、埋固构件 (14)

13、闸门启闭力 (14)

14、闸门的启闭机械 (16)

二．固定式平面拦污栅

1、基本资料 (19)

2、拦污栅的结构布置 (19)

3、栅面结构 (19)

4、梁格设计 (20)

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 ×4.0m

3、上游水位：64m

4、下游水位：0m

5、闸底高程：0m

6、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：4.2m

闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m 闸门计算跨度：7+2×0.22=7.44 m 设计水头：64m

2、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=4m,L ≥1.5H 。所以闸门采用2根主梁。本闸门决定采用实腹式组合梁。 3、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。

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

当b/a≤3时，a=1.5,则

当b/a >3时，a=1.4,则

现列表1计算如下：

根据上表计算，选用面板厚度t=33mm

2、面板与梁格的连接计算

已知面板厚度t=33mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax

=[σ]=160N/mm 2,则面板局

部扰曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P 为：

a x

6.369160330

7.007.0mm N t P =??==σ

面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力： mm N I VS T 374.851617000000

2306336204410020=????==

面板与主梁连接的焊缝厚度：

[]

)7.0/(22w t f T P h σ+=

mm 11)1157.08701682

2=?+=

面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度 mm h f 11=

四、水平次梁，顶梁和底梁地设计

1、荷载与内力验算

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下式计算，即

下

上a a p

q += 现列表2计算如下

m kN q /1.2747=∑

根据上表计算，水平次梁计算荷载取608.6kN/m ，水平次梁为6跨连续梁，跨度为1.24m ，水平次梁弯曲时的边跨弯距为: m kN ql M ?=??==5.2224.16.608042.0042.022次中支座B 处的负弯距： m kN ql M B ?=??

7.7724.16.608083.0083.033次

2、截面选择

[]36485625160

107.77mm M

W =?==σ 考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［32b,由附录查得：

A=5510mm 2 ； W x =509012mm 3； I x =81442000mm 4； b 1=90mm ； d=10mm

面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。 mm t b B 2070336090601=?+=+≤ B=ξ1b (对跨间正弯距段) B=ξ2b （对支座负弯距段）按11号梁计算，梁间距 mm b b b 10002

1000

1000221=+=+=

对于第一跨中正弯距段：l 0=0.8l=0.8×1240=992(mm) 对于支座负弯距段：l 0=0.4l ＝0.4×1240＝496(mm) 根据l 0/b 查表7-1：

对于l 0/b ＝992/1000＝0.992 得ξ1＝0.40，得B=ξ1b ＝400(mm)

对于l 0/b ＝496/1000＝0.496 得ξ2＝0.16，得B=ξ2b ＝160(mm)

对第一跨中选用B ＝400mm,则水平次梁组合截面面积（如图）:

A=5510+400×33=18710(mm 2

)

组合截面形心到槽钢中心线得距离:

mm e 5.124187105.17633400=??=

跨中组合截面的惯性距及截面模量为：

I 次中＝81442000+5510×124.52+400×33×522

＝202541177.5(mm 4)

3min 5.711465

.2845.202541177mm W ==

608.6kN/m

水工钢结构简答题

简答题 1、角焊缝有哪些主要的构造要求？为什么设置这些要求，请简述其原因？答案：角焊缝的主要尺寸是焊脚尺寸hf和焊缝计算长度l w,他们应该满足下列构造要求。 (1)考虑起弧和灭弧的弧坑影响，每条焊缝的计算长度l w,取其实际长度减去2hf; (2)最小焊脚尺寸h f≧1.5max t,其中tmax较厚焊件厚度；若焊缝hf过小，而焊件过厚时，则焊缝冷却过快，焊缝金属易产生淬硬组织，降低塑性；（3）最大焊脚尺寸hf≦1.2tmin，其中tmin薄焊件厚度；若焊缝hf过大，易使母材形成过烧现象，同时也会产生过大的焊接应力，使焊件翘曲变形；（4）最小焊缝计算长度l w,≧40mm及8hf是为了避免焊缝横向收缩时，引起板件拱曲太大；（5）最大侧焊缝计算长度l w,≦60hf，由外力在侧焊缝内引起的剪应力，在弹性阶段沿侧焊缝长度方向的分布是不均匀的，为避免端部先坏，应加以上限制；（6）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不小于5tmin及25mm；是为了减少收缩应力以及因传力偏心在板件中产生的次应力；（7）在次要构建或次要焊缝中，由于焊缝受力很小，采用连续焊缝其计算厚度小于最小容许厚度时，可改为采用间断焊缝，避免局部凸曲而对受力不利和潮气侵入引起锈蚀。 3、焊接组合梁的设计包括哪几项内容？答案：①首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，来选择经济合理的截面尺寸，有事可以在弯矩较小处减小梁的截面；②计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；③验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋④设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接⑤绘制施工详图。 4、图中所示为一平面钢闸门门叶结构示意图，请分别指明图中的序号所对应的构件名称？答案：面板、顶梁、水平次梁、横向隔板、吊耳、主梁、纵向连接系、主轮、边梁； 5、在选定结构所需的钢材种类时，应考虑结构结构的哪些特点？答案：结合么钱钢铁生产实际情况，努力做到即使结构安全可靠，又要尽力节约钢材，降低造价选用时注意以下几点：（1）结构所承载特性，（2）结构类型及重要性，（3）连接的方法（4）结构的工作温度和所处的环境。 6、加劲肋在钢梁设计中的作用是什么？有哪些类型？在钢梁设计中必要时，为什么增设加劲肋而不直接加大腹板厚度？答：作用是提高局部稳定性；有横向加劲肋和纵向加劲肋；因为钢结构设计中要求采用薄板，如果加大腹板厚度是不经济的。7、翼钢结构连接和轴心受压构件的设计为例，阐述等稳定原则在钢结构设计中的具体应用。答：在焊接连接中，要求焊缝截面强度不能高于母材截面强度；在螺栓连接设计中，螺栓连接强度和拼接板强度和母材强度匹配等，这些体现出等稳定设计的概念；在受压构件设计中，要求两个方向的稳定性接近相等，这也是等稳定原则的体现。 8、当采用平面桁架作为屋卖弄承重体系时，为什么要设置屋架支撑？支撑的作用是什么？答：平面桁架在平面外刚度很小，容易发生侧向倾斜。作用为：保证桁架体系的空间几何稳定性；提供弦杆的侧向支撑点；提高侧向刚度及稳定性；使结构具有空间整体作用；保证结构安装时的稳定与方便。 9、简述钢材的一次单项拉伸试验中，随着荷载的增加，钢的工作大致可以分为哪几个阶段？在试验测得的应力应变曲线图可以显示哪几项机械性能指标？答：钢的工作大致可以分为：弹性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段应力应变曲线图可以显示的机械性能指标：比例极限；屈服点；（屈服强度）；抗拉强度。10、普通螺栓与高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？答：两者受力主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。高强度螺栓是靠凝紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，使连接构件夹紧而是搂面的摩擦阻力来承受连接内力。11、整体稳定临界应力受哪几个因素的影响？如何提高和保证钢梁的整体稳定性？答：影响整体稳定临界应力的因素有：受压翼缘的自由长度，梁截面的侧向抗弯刚度以及抗扭刚度；提高和保证钢梁整体稳定性的措施；设置纵向联接或称纵向支撑以减小受压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘的宽度。 12、简述平面闸门结构布置主要有哪些内容？答：结构布置的主要内容：主梁的布置，包括主梁的数目和位置，梁格的布置，梁格联接形式，边梁的布置。 13、钢结构在水利工程的合理应用范围有哪些？答：1、活动式结构；2、可拆卸或移动的结构；3、高耸结构；4、板结构；5、大跨度结构；6、海工钢结构 14、为什么说梁高的选择是梁截面选择中的关键？最小梁高和经济梁高根据什么条件和要求确定的？答：梁高的选择是梁截面选择中的关键，因为截面各部分尺寸都将随梁高二改变。最小梁高是根据刚度条件而定的，使组合梁在充分利用钢材强度前提下或满足梁的刚度现行规格。再设计中一般选择梁高比经济高校10%--20%，单不得校友最小梁高。 15、简述轴心受压实腹式构件的截面选择步骤？答：轴心受压实腹式构件截面选择步骤：假定长细比；根据假定长细比和等稳定条件初步稳定A、b1和h；试选翼缘厚

水利水电工程水工钢结构课程设计

露顶式平面钢闸门设计 2007101316 王亮春一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净宽：14.00m；设计水头： 6.00m；结构材料：Q235；焊条：E43；止水橡胶：侧止水用P 形橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS —2; 混凝土强度等级：C20 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 2 d 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，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 0.12 H 和a 0.4 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，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸见详图 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 1

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 0.9 k p a kp 当b / a 3 时，a 1.5 ，则t a 0.068 a kp 0.9 1.5 160 kp 当b / a 3 时，a 1.4 ，则t a 0.07 a kp 0.9 1.4 160 现列表（如下）计算：表1 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

潜孔式平面钢闸门设计

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。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 2.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：

水工钢结构潜孔式平面钢闸门设计与拦污栅设计

目录一．小型潜孔式平面钢闸门 1、设计资料及有关规定 (2) 2、闸门结构的形式及布置 (2) 3、面板设计 (3) 4、水平次梁、顶梁和底梁地设计 (4) 5、主梁设计 (6) 6、横隔板设计 (9) 7、纵向连接系 (10) 8、边梁设计 (11) 9、行走支承设计 (12) 10、轨道设计 (13) 11、止水布置方式 (14) 12、埋固构件 (14) 13、闸门启闭力 (14) 14、闸门的启闭机械 (16) 二．固定式平面拦污栅 1、基本资料 (19) 2、拦污栅的结构布置 (19) 3、栅面结构 (19) 4、梁格设计 (20)

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 ×4.0m 3、上游水位：64m 4、下游水位：0m 5、闸底高程：0m 6、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：4.2m 闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m 闸门计算跨度：7+2×0.22=7.44 m 设计水头：64m 2、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=4m,L ≥1.5H 。所以闸门采用2根主梁。本闸门决定采用实腹式组合梁。 3、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。 64 4

水工钢结构课程设计

露顶式平面钢闸门设计 1、设计资料 1.1闸门形式：露顶式平面钢闸门。 1.2设计水头：6.00m 。 1.3孔口净宽：9.00m 。 1.4结构材料：碳素钢Q235B-F 。 1.5焊条：E43型手工焊。 1.6止水橡皮：侧止水用P 型橡皮，底止水用条形橡皮。 1.7行走支承：采用胶木滑道，压合木为MCS-2。 1.8启闭方式：电动固定式启闭机。 1.9制造条件：金属结构制造，手工电弧焊，焊缝满足III 级质量检验标准。 1.10执行规：《水利水电工程钢闸门设计规》(SL74-95) 2、闸门结构的形式及布置 2.1 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=6.0+0.2=6.2（m ）； (2)闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=9(m); (3)闸门的计算跨度：L=L0+2×0.2=9.0+0.4=9.4(m); 2.2主梁的形式主梁的形式根据水头合跨度大小而定，本闸门属中等跨度为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 2.3 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=2.0(m)（图1）,并要求下悬臂a ≥0.12H 和a ≥0.4m,上悬臂、c ≤0.45H,今取，a=0.7m ≈0.12H=0.67（m ）则主梁间距：)(6.2)(22m a y b =-= 则H m a b H c 45.0)(7.27.06.262==--=--=（满足要求） 2.4 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

平面钢闸门设计

钢结构课程设计题目：平面钢闸门设计专业：水利水水电工程姓名：班级：学号：指导老师：二〇一六年11月20日

平面钢闸门设计一、设计资料闸门形式：平面钢闸门；孔口净宽：10.00m 设计水头：5.40m 结构材料：Q235F A-; 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》（1995 SL）。 74- - 。二、闸门结构的形式及布置（1）闸门尺寸的确定（见下图）。 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= 5.54+ 0.2 = 5.6（m）； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1 = 10m； 3）闸门的计算跨度：L = L0 + 2d = 10+2?0.2 =10.4 (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 ≈1.867，并要求下臂梁H a 12.0≥和≥a 0.4。上臂梁 H c 45.0≤,今

取 a 0.12H=0.672(m) 主梁间距 2b=2(y-a)=2(1.867-0.672)=2.39(m) 则 c=H-2b-a=5.5-2.46-0.6=2.538(m) （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。（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 2.6 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。

水工钢结构钢闸门课程设计样本

水工钢结构钢闸门课程设计

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：闸门形式：潜孔式平面钢闸门孔口净宽：10m 孔口净高：13m 上游水位：73m 下游水位：0.1m 闸底高程：0m 启闭方式：电动固定式启闭机启闭机械：液压式启闭机材料：钢材：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。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：《水利水电工程刚闸门设计规范 SL 1974- 》混凝土强度等级：C30

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：10m 孔口净高：13m 闸门高度: 13.2m 闸门宽度: 10.4m 荷载跨度: 13.2m 计算跨度: 10.4m 2 计算水头:73m （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=10m,闸门高度h=13m,L

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。因此，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

露顶式平面钢闸门设计方案(总)

钢结构课程设计题目：露顶式平面钢闸门设计专业：水利水水电工程姓名：杨军飞班级：14瑶湖一班学号：2014100034 指导老师：姚行友二〇一二年6月25日

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：10.00m 设计水头：5.40m 结构材料：Q235F A-; 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》（1995 SL）。 74- - 。二、闸门结构的形式及布置（1）闸门尺寸的确定（见下图）。 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= 5.54+ 0.2 = 5.6（m）； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1 = 10m； 3）闸门的计算跨度：L = L0 + 2d = 10+2?0.2 =10.4 (m)；

水工钢结构课设说明书

《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

水工钢结构平面定轮钢闸门设计计算书

目录一.课程设计任务与要求 (1) 二．设计资料 (1) 三．闸门结构形式及布置 (1) 四、面板设计 (2) 五、水平次梁，顶梁和底梁地设计 (3) 六、主梁设计 (5) 七、横隔板设计 (10) 八、边梁设计 (11) 九、行走支承设计 (12) 十、胶木滑块轨道设计 (12) 十一、闸门启闭力和吊座验算 (13)

水工钢结构钢闸门课程设计计算书一.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。节制闸工作闸门操作要求为动水启闭，采用平面定轮钢闸门。本闸门结构设计按SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》进行。基本资料如下：孔口尺寸：6.0m×6.0m(宽×高)；底槛高程：23.0m；正常高水位：35.0m；设计水头：12.0m；门叶结构材料：Q235A。三．闸门结构形式及布置 1.闸门尺寸的确定闸门的高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.5m，故闸门高度H=6+0.5=6.5m 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=6.1m 闸门计算跨度：L=L0+2d=6+2×0.2=6.4m 闸门尺寸图见附图1 2.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=6.4，闸门高度H=6.5，L

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.

水工钢结构问答题

1、钢结构的特点？答：①钢结构自重较轻②钢结构的可靠性较高③钢材的抗震性、抗冲性较好④钢结构制造的工艺化程度较高⑤钢结构可以准备快速的装配⑥容易做成密封结构⑦钢结构极易腐蚀⑧钢结构耐火性差 2、钢结构在水工中的应用有哪些？答：①活动式结构②装拆式结构③板结构④高耸结构⑤大跨度结构⑥海工钢结构 3、截面选择的具体步骤是？答：①选择梁高h和腹板高度h0 ②选择腹板厚度hw ③选择翼缘尺寸b1和t1 ④梁的强度、整体稳定和挠度的验算。 4、闸门的类型有哪些？答：按功用分为：工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工闸门按闸门空口的位置分：露顶闸门、潜孔闸门按闸门结构形式分为：平面闸门、弧形闸门及船闸上常采用的人字形闸门 5、平面闸门结构布置的主要内容有哪些？答：确定闸门上需要的构件，每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位置。 ①主梁的布置②梁格的布置③梁格连接形式④边梁的布置 6、平面闸门门叶结构组成又哪些？答：面板、梁格、横向和纵向连接系（即横向和纵向支撑）、行走支承（滚轮或滑块）以及止水等部件组成。 ①边梁、②主轮、③面板顶梁、④水平次梁、⑤横向隔板、⑥纵向连接系、⑦主梁、⑧吊耳 1.焊接连接有哪些缺点？ 1. 缺点是由于焊接连接处局部受高温，在热影响区形成的材质较差，冷却又很快，再加上热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生焊接残余应力以及残余变形，甚至可能造成裂缝，导致脆性破坏对结构工作产生不利影响。 2.在桁架体系中，支撑有哪些主要作用？ 2. （1）保证桁架结构的空间几何稳定性，即几何形状不变。（2）保证桁架结构的空间刚度和空间整体性。（3）为桁架弦杆提供必要的侧向支撑点。（4）承受并传递水平荷载。（5）保证结构安装时的稳定且便于安装。 3.系杆的布置原则是什么？ 3. 在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆；屋脊节点及主要支撑点处需设置刚性系杆，天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性系杆，当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，则第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。 4.简述钢梁整体失稳的概念。 4. 钢梁截面一般都设计成高而窄且壁厚较薄的开口截面，以获得弯矩作用平面内较大的抗弯承载力和抗弯刚度，但抗扭和侧向抗弯能力较差。如工字形截面梁，弯矩作用在其最大刚度平面内，当弯矩逐渐增加使梁受压，翼缘的最大弯曲应力达到某一数值时，梁在很小的侧向干扰力作用下，会突然向刚度较小的侧向弯曲，并伴有扭矩而破坏，这种现象称为整体失稳。 5.减小或消除焊接变形有哪些措施？ 5. （1）反变形法即在施焊前预留适当的收缩量和根据制造经验预先造成相反方向和适当大小的变形来抵消焊后变形；（2）采用合理的焊接和装配顺序控制变形也十分有效；（3）焊接变形的矫正方法，以机械矫正和局部火焰加热矫正较为常用。 1.为什么选择屈服点作为建筑钢材静力强度承载力极限的依据？ 1. （1）钢材屈服后，塑性变形很大，从屈服到断裂的塑性变形约等于弹性变形的200倍，这样大的塑性变形已使结构失去正常使用功能而达到极限状态，因而无法利用强化阶段。（2）屈服后塑性变形很大，险情极易被察觉，可以及时采取适当补救措施，以免突然发生破坏。（3）抗拉强度和屈服点的比值较大，成为结构极大的后背强度，符合结构多级抗震设防的准则，使钢结构从来不会发生真正的塑性破坏。 2.实腹式轴心受压柱有哪些设计原则？ 2. （1）截面面积的分布应尽量远离主轴线，以增大截面的惯性矩和回转半径，从而提高柱的整体稳定性和刚度；（2）使两个轴方向的稳定性相等；（3）构造简单，便于制作；（4）便于与其他构件连接；（5）选用便于供应的钢材规格。 3.简述平面钢闸门主梁设计的特点。 3. 当主梁所承受的最大弯矩值不超过500kNm时，可考虑使用型钢作为主梁。若型钢强度不足，可在其上翼缘加焊扁钢予以加强。采用型钢可以简化制造，降低成本。当型钢不能满足要求时，可采用由钢板焊接而成的主梁组合梁。当跨度较大时，采用变截面组合梁较为经济合理。 4.说明格构式压弯构件的设计步骤。

水工钢结构习题

解：由表3-1查得175=w t f N/mm 2，计算长度500=w l mm 对接直焊缝的承载力为[] w t w w w f t l N = =500×20×175=1750 N/mm 2 若采用斜焊缝则，由表2-4查得205=t f N/mm 2 对接斜焊缝的承载力为 []t w w f lt N = =500×20×205=2050 N/mm 2 此时斜焊缝的 []7 .585175 202050 =?= = w t w w w f t N l mm 按规范规定采用1.5:1可达到等强度要求，不必进行验算。

解：（1）计算外力对接截面承受剪力V ﹦F ﹦180 KN 弯矩M ﹦180×200﹦36×106 N ?mm （2）计算截面几何特征值 ()1010 300?-=w A =2900 mm 2 ())()22 1502112902109910190-??? ?? ? ? -??+ ＋10790900 4104.4899?===a w w a y W mm 3 461026.2352111092.47?=-?==b w w b y I W mm 3 461005.575 10991092.47?=--?==yc I W w w c mm 3 （3）计算内力查表3-1得185=w t f N/mm 2，215=w c f N/mm 2，125=w v f N/mm 2， 38 .74104.4810364 6=??= = w a w a W M σN/mm 2≤ 185=w t f N/mm 2 77 .1541026.2310364 6 =??= = w b w b W M σN/mm 2≤ 215=w c f N/mm 2

水工钢结构潜孔式平面钢闸门设计

目录一、设计资料及有关规定 (1) 二、闸门结构的形式及布置 (1) 三、面板设计 (2) 四、水平次梁、顶梁和底梁地设计 (3) 五、主梁设计 (6) 六、横隔板设计 (9) 七、纵向连接系 (10) 八、边梁设计 (10) 九、行走支承设计 (12) 十、轨道设计 (13) 十一、止水布置方式 (13) 十二、埋固构件 (14) 十三、闸门启闭力 (14) 十四、闸门的启闭机械 (14)

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×12.0m 3、上游水位：67m 4、下游水位：0.1m 5、闸底高程：0m 6、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：67m 2、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,L

水工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题目：露顶式平面钢闸门设计专业：水利水电工程姓名：班级：学号：指导老师：二〇年月日

2.2 设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净宽：0.00m ；设计水头：4.40m ；结构材料：Q244钢；焊条：E44；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。 2.2 闸门结构的形式及布置（2）闸门尺寸的确定（图2） 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=4.4+0.2=4.7m ； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：m L 91=； 4）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。（4）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m H y 83.13/==（图2）并要求下悬臂a ≥0.22H 和a ≥0.4m 、上悬臂c ≤0.44H 且不大于4.6m ，今取

0.650.120.66 a H m =≈= 主梁间距 22() 2.35 b y a m =-= 则2 5.5 2.350.65 2.50.45 c H b a H =--=--=≈(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（4）连接系的布置和形式。 2）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置4道横隔板，其间距为2.44m，横隔板兼做竖直梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖直平面内，采用斜杠式桁架。

水工钢结构

结构：结构是一个汉语词汇，由组成整体的各部分的搭配和安排；建筑物承重部分的构造；构筑；建造等意思。水工钢结构：《水工钢结构》主要依据国家标准《钢结构设计规范》和（水利水电工程钢闸门设计规范》编写，全书共分六章。章节前有内容提要、中有例题、后有章节小结，并附有思考题和习题等。《水工钢结构》为全国高等院校水利水电类精品规划教材，可供水利水电工程建筑、农业水利工程、工程管理专业及相关专业选用，亦可作为水利水电工程专业技术人员的参考用书。目录：出版者的话前言绪论第一节钢结构的特点和应用第二节钢结构的发展概况和发展方向第三节水工钢结构课程的主要内容、性质、任务和基本要求小结思考题第一章钢结构的材料及设计方法第一节钢材的破坏形式第二节钢材的主要力学性能

第三节影响钢材力学性能的主要因素第四节复杂应力下钢材的工作性能第五节钢材的疲劳第六节钢材的种类、规格及选用第七节钢结构的设计方法小结思考题第二章钢结构的连接第一节钢结构的连接方法第二节焊接连接第三节对接焊缝连接第四节角焊缝的构造和计算第五节焊接残余应力和残余变形第六节普通螺栓连接第七节高强度螺栓连接小结思考题习题第三章钢梁第一节钢梁的形式及应用第二节钢梁的弯曲强度及其计算第三节钢梁的刚度计算

第四节梁的整体稳定第五节型钢梁设计第六节组合梁设计第七节梁的局部稳定和腹板加劲肋设计第八节组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算第九节梁的拼接与连接小结思考题习题第四章钢柱与钢压杆第一节柱的可能破坏形式第二节柱的截面强度与刚度第三节轴心受压实腹式构件的整体稳定第四节轴心受压格构式构件的整体稳定第五节轴心受压构件的局部稳定和单肢稳定第六节轴心受压柱设计第七节实腹式压弯构件的稳定第八节格构式压弯构件的稳定第九节偏心受压柱设计第十节梁柱连接第十一节柱脚的设计小结

平面钢闸门设计结构特点

闸门是用来关闭、开启或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。闸门按工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门；按闸孔口的位置分为露顶闸门和潜孔闸门；按闸门结构型式分为平面闸门、弧形闸门和人字形闸门。平面钢闸门是最常见的一种钢闸门型式，它由活动的门叶结构、埋件和启闭设备三部分组成。 1.功能原理：闸门由装有液压千斤顶的钢闸门及高压电动油泵站等组成，与闸门槽配合使用。通过电动液压泵站，将液压油经过高压软管输入千斤顶工作缸，将活塞顶起，压紧闸门导槽使钢闸门的“P”型橡胶紧贴在闸门槽的止水面上，达到止水的目的。 2．平面液压钢闸门的组成平面液压钢闸门一般是由可以上下移动的门叶结构、埋固构件和启闭闸门的机械设备及液压系统及附件等所组成。门叶结构的组成：门叶结构是用来封闭和开启孔口的活动挡水结构。门叶结构是由面板、梁格、横向和纵向联结系、行走支承(滚轮或滑块)以及止水等部件组成。 1)面板。面板是用来直接挡水，并将承受的水压力传给梁格。面板通常设在闸门上游面，这样可以避免梁格和行走支承浸没于水中而聚积污物，也可以减少因门底过水而产生的振动。对静水启闭的闸门或

当启闭闸门时门底流速较小的闸门，为了设置止水的方便，面板可设在闸门的下游面。 2)梁格。梁格用来支承面板，以减少面板跨度而不致使面板过厚。梁格一般包括主梁、次梁(包括水平次梁、竖直次梁、顶梁和底梁)和边梁，共同支承面板传来的水压力。 3)空间联结系。由于门叶结构是一个竖放的梁板结构，梁格自重是竖向的，而梁格所承受水压力却是水平的，因此，要使每根梁都能处在它所承担的外力作用的平面内，就必须用联结系来保证整个梁格在闸门空间的相对位置。同时，联结系还起到增强门叶结构在横向竖平面内和纵向竖平面内刚度的作用。横向联结系位于闸门横向竖平面内，其形式一般为实腹隔板式和桁架式。横向联结系用来支承顶梁、底梁和水平次梁，并将所承受的力传给主梁。同时，横向联结系保证着门叶结构在横向竖平面内的刚度，不使门顶和门底产生过大的变形。纵向联结系一般采用桁架式或刚架式。桁架式结构的杆件由横向联结系的下弦、主梁的下冀缘和另设的斜杆所组成。桁架支承在边梁上，其主要作用是承受门叶自重及其他可能产生的竖向荷载，并配合横向联结系保证了整个门叶结构在空间的刚度。 4)行走支承。为保证门叶结构上下移动的灵活性，需要在边梁上设置滚轮或滑块，这些行走支承还将闸门上所承受的水压力传递到埋设在门槽内的轨道上。 5)吊具。采用自动抓钩起吊。

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 -