水工金属结构设计概论
[讲义]水工金属结构焊接工程概论PPT讲义
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－、焊接方法基本分类
焊接 －熔焊(熔化焊） －压焊（固相焊） －钎焊 －其他热加工方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熔焊(熔化焊）
在焊接过程中，利用局部的热源，将所需焊接的 工件结合处加热，至熔化状态，加入或不加入填 充金属，不施加压力完成的焊接的方法。
电弧焊、气焊、热剂焊、电渣焊、电子束 焊、 激光束焊、螺柱焊
利用比被焊材料低的金属材料作为钎料，经过加 热使钎料熔化，靠毛细管作用将钎料吸入到接头 接触面的间隙内，润湿被焊金属材料的表面，使 液相与固相之间相扩散而形成钎焊接头。
烙铁钎焊、电弧钎焊、电阻钎焊、高频感 应钎焊、气体火焰钎焊、炉中钎焊、盐浴 钎焊、扩散钎焊、电子束钎焊、激光钎焊
第二节 焊接接头的组织与性能
XX
XX水工金属结构质量检验测试中心
焊接工程概论
绪论 焊接方法及设备
绪论
焊接就是通过加热、加压、或两者并用， 并且用或不用填充材料，使焊件达到原子 结合的一种加工方法。
被连接的两个物体可以是同类或不同类的 金属（钢、铁及非铁金属），也可以是非 金属（石墨、陶瓷、塑料、玻璃等），还 可以是金属与非金属。
1930年出现了气焊和手工电弧焊，40年代 后出现了埋弧焊和电阻焊，50年代的电渣焊、 各种气体保护焊、超声波焊，60年代的等离 弧子焊、电子束焊、激光焊等先进焊接方法 的不断涌现，使焊接技术达到了一个新的水 平。近年来主要是工业机器人及焊接自动化 的研究。
焊接不仅是一种技艺，而且是一门科学。这种从技艺向科 学的发展建筑在其他学科发展的基础上，如化学冶金、物 理冶金、材料力学、电工学、电子学、光电子学以及计算 机技术等等。吸收、消化、发展这些科学，便使焊接从一 门单纯的技艺发展成为一门科学的制造技术。推动这一发 展的动力，则是焊接技术在重大工程中应用，以及因此而 产生的后果。例如，20世纪30年代欧洲数座焊接桥梁发生 脆性断裂，造成重大人员伤亡；40年代美国“自由轮’” 事件，5000艘焊接船中 I000余艘发生裂纹或脆性破坏； 50年代美国采用 HY 80钢制造潜艇产生大量氢致裂纹； 60年代美国APOMD计划，一土星V飞船采用高强铝合金 焊接产生气孔、变形及强度问题。这些重大的焊接事故引 起了政府和技术界的极大关注，大量资金和技术研究的投 入，极大地促进了焊接科学的发展。焊接冶金学、焊接金 属学、焊接工艺和设备理论以及焊接断裂力学便应运而生， 其中焊接断裂力学的形成不仅推动了焊接工程的应用，而 且也推动了力学学科的发展。
水工金属结构设计
为使两主梁在设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置对称于水压力合力的作用线，如图9-1所示。
主梁位置还需要满足下列要求：①主梁的间距应尽量大些，以保证闸门的竖向刚度。
②闸门的上悬臂c不易过长，通常要求CO.45H ,以保证门顶悬臂部分有足够的刚度。
悬臂c 值也不宜超过3.5m。
③主梁间距应满足滚轮行走支承布置的要求。
④工作闸门的下主梁距平面闸槛的高度应不至于产生真空现象，并要求下悬臂a >0.12H 和a >0.4m，取：a=0.12 X6 M D.7m，c=0.45 X6=2.7m ;主梁间距：2b=H-c-a=6-2.7-0.7=2.6m ;一6000 一10出0 一一1430 GL 丄陋0 GL 阴0二匸690」也£CL :一100-T r_ /50 _ _ 巧20 1130 _；_ 95Q _ _ 840 亠8102700 —— 2 呦D ——700图9-1梁格布置尺寸4、 梁格的布置及型式梁格采用复式布置和等高连接，使水平次梁、竖直次梁和主梁的前翼缘都直接与 面板相连，以便于梁系与面板形成强固的整体，面板可与梁系共同受力，形成梁截面 的一部分，从而减少梁系的用钢量。
水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板支承 成为连续梁，面板直接支承在梁格的上翼缘上。
水平次梁间距布置上疏下密，使面板需要的厚度大致相等。
具体数据见“面板设 计” 一节。
5、 联接系的型式及布置① 横向联接系为了简化闸门的制造、横向联接系采用横隔板式，其布置应和梁的设计跨度有关,本闸门根据主梁的跨度决定布置三道横隔板，间距为 2.18m 、2.18m 、2.175m ，隔板兼做竖直次梁。
2■:-»2180水平次梁底梁11 a1 11 ip r 鬥4!k h1 1< 13 1O5M上游面F 游而I I水半欢d 2180O I ■£]¥'・〕制I '21肓十60匚-------------------------- -I乂下主梁；■»，三］S'，占匸*s = 毒 左 左 #li因此作用在主梁上的最大剪力和弯矩分别为:②截面模量计算考虑钢闸门自重引起的应力影响，取容许弯应力为[o]=0.9x1600kg/cm 2，则需要的截面抵抗矩为:W仏26・92 1051869cm 3 o[]0.9 1600③ 腹板高度选择k=1.5，双向水压力作用在下主梁的均布荷载为：q1.94t / m ;Q maxqL i 11.942 2 10 9.70t ；M maxqLL 1 426.92 t m 。
水工金属结构设计
水工金属结构设计水工金属结构设计是指在水工建筑中，针对所需的结构，使用金属材料进行设计和构造的过程。
金属结构设计在水工建筑中具有很大的应用价值，因为金属材料具有强度高、重量轻、抗风压能力强等优点。
下面将详细介绍水工金属结构设计的相关内容。
水工金属结构设计的基本原则是以满足设计要求为基础，考虑结构的安全性、经济性、美观性等方面的因素。
在设计过程中需要进行结构分析，包括受力分析、变形计算和稳定性分析等。
同时需要考虑到金属材料的性能和特点，如强度、刚度、可焊性等，以确保设计的可行性和可靠性。
在水工金属结构设计中，需要根据具体的工程要求和使用环境选择合适的金属材料。
常见的金属材料有钢材、铝材、铜材等。
钢材通常用于承受大荷载的结构，具有高强度和耐腐蚀性；铝材重量轻、可抗强风荷载，适用于轻型结构；铜材具有良好的抗腐蚀性和导热性能，适用于一些特殊环境下的结构。
水工金属结构设计的工作内容包括梁柱的选型和尺寸计算、节点设计与连接方式的确定、板材的选择与厚度计算等。
针对不同类型的水工建筑，还需要考虑水力特性和水动力荷载对金属结构的影响。
同时也需要对设计方案进行全面评估，包括结构的可施工性、维护保养的难易程度等方面的考虑。
在水工金属结构设计中，需要应用一些工程软件或计算方法进行分析和计算。
常用的软件有有限元分析软件、结构建模软件等。
这些软件可以辅助进行受力分析、变形计算和稳定性分析等工作，提高设计的准确性和效率。
在设计过程中，需要遵循相应的设计规范和标准，如国家建筑标准、水利水电工程金属结构设计规范等。
这些规范和标准对结构的安全性和可靠性有着具体的要求，设计人员需要遵守并参考这些规范和标准。
总而言之，水工金属结构设计是一项复杂的工作，需要综合考虑多个因素和要求。
设计人员需要具备扎实的结构和力学知识，熟悉金属材料的性能和特点，应用适当的工程软件进行分析和计算。
通过科学严谨的设计，可以确保金属结构在水工建筑中的安全性、经济性和美观性。
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
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。
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思考题习题第五章钢桁架第一节概述第二节桁架的外形、尺寸和腹杆设计第三节桁架支撑设计第四节桁架的荷载和杆件内力计算第五节桁架杆件的截面选择第六节桁架节点设计第七节桁架的施工图绘制小结思考题习题第六章平面钢闸门第一节概述第二节平面钢闸门的组成和结构布置第三节平面钢闸门的结构设计第四节平面钢闸门的零部件设计第五节止水、启闭力和吊耳思考题附录附录一梁的整体稳定系数附录二型钢规格和截面特性附录三轴心受压构件的稳定系数附录四矩形弹性薄板弯矩系数附录五钢闸门的自重估算公式附录六材料的摩擦系数参考文献。
水工钢结构课程设计
水工钢结构课程设计1. 简介这是一份关于水工钢结构课程设计的文档。
本课程设计要求我们设计一座钢结构水工建筑，要能够承受水流的冲击和重力荷载，并能在洪水等自然灾害中保持稳定。
在本文档中，我们将详细介绍设计过程以及设计所考虑的因素和标准。
2. 设计过程2.1. 数据收集在设计之前，我们首先收集了有关水工建筑的相关资料。
我们查阅了大量的文献和实验数据，了解了水流的特性和水工建筑的设计原则，还进行了现场考察，获取更详细的建筑参数。
2.2. 结构设计在这一阶段，我们首先定义了所需的结构类型，确定了钢结构的材料和规格，并进行了结构计算。
这些计算包括：水流对结构产生的冲击力、钢结构的强度和刚度、结构的稳定性等。
我们通过软件模拟和手动计算，得出了结构的尺寸和标准。
2.3. 连接设计为了保证结构的稳定和安全，我们需要对结构进行连接设计。
连接设计包括螺栓连接、焊接等方式。
我们在这个阶段要保证连接的牢固性、耐用性和紧密性。
2.4. 结构细节设计在完成了结构整体设计之后，我们需要进行结构细节设计。
这一阶段的任务是：确定每个部件的尺寸、计算连接构件的厚度和孔的直径、设计支撑结构和夹具等。
3. 设计考虑因素在设计过程中，我们需要考虑以下因素：3.1. 建筑安全设计的水工建筑必须满足安全的要求。
我们要确保建筑不会发生结构失稳、结构破坏、材料老化等安全问题。
3.2. 经济性建造一座水工建筑需要很大的投资。
我们需要在满足安全要求的前提下，尽可能减少成本，提高经济效益。
3.3. 强度和刚度要求由于水流对建筑的冲击，所以我们需要保证建筑的强度和刚度。
这样才能保证建筑在水流的冲击下保持稳定。
3.4. 材料的选择钢结构材料在水工建筑中使用较为广泛。
我们需要选择适合的材料以满足强度、刚度和稳定性的要求。
3.5. 水流对结构的影响水流对建筑的冲击是设计中的最主要因素。
我们要对冲击力进行准确的计算，并在设计中进行充分考虑。
4. 结论本文档介绍了水工钢结构课程设计的过程和考虑因素，详细阐述了设计中需要进行的各个步骤。
《水工钢结构》PPT课件
§2 影响钢材性能的主要因素
1、化学成份的影响
基本成份为Fe，炭钢中含量占99％，C、Si、Mn为杂质元素，S、P、 N、O为冶炼过程中不易除尽的有害元素。
• C：含C↑使强度↑塑性、韧性、可焊性↓，应控制在≤0.20%。 • Si：含Si适量使强度↑ 其它影响不大，有益，应控制≤0.1~0.3% • Mn：含Si适量使强度↑ 降低S、O的热脆影响，改善热加工性能，对其它
§5 钢结构的发展
3. 结构形式的革新
（1） 计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为钢结构形式 的革新提供了条件。 网架一类的杆件多而超静定结构次数又多的空间结构 大跨度悬索结构和斜拉结构 预应力钢结构 钢和混凝土组合结构 （2） 结构形式革新的另一种形式是把梁、拱、悬索等不同受力类型的结 构融于同一结构。 九江长江大桥 北京北郊综合体育馆 亚运村游泳馆
《水工钢结构》PPT课件
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绪论(Introduction)
主要内容：
❖§1 课程的性质和任务 ❖§2 钢结构的特点 ❖§3 钢结构的应用 ❖§4 钢结构设计的要求 ❖§5 水工钢结构的发展
§1 课程的性质和任务
课程概况
§4 钢结构设计的要求
（1）安全性 结构在正常施工和正常使用条件下，承受可能 出现的各种作用的能力，以及在偶然事件（如地震、）发 生时及发生后，仍保持必要的整体稳定性的能力。
（2）适用性 结构在正常使用条件下，满足预定使用要求的 能力。
（3）耐久性 结构在正常维护条件下，随时间变化而仍能满 足预定功能要求的能力。
❖ 水工钢结构的设计目前仍采用容许应力法。
§4 钢结构设计的要求
固滴水电站金属结构设计概述
固滴水电站金属结构设计概述摘要：本文对固滴水电站金属结构的主要设计布置进行了叙述，对各部位闸门、拦污栅及启闭机的选型布置、技术参数和结构设计的主要技术参数进行了详细描述。
关键词：固滴水电站；金属结构；闸门；启闭机1 工程概述固滴水电站系水洛河干流（额斯～捷可）水电规划“一库十一级”的第六个梯级，闸址位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县境内麦日俄西村下游4km的河段。
正常蓄水位2311m，最大坝高17.5m，电站装机容量138MW，水库总库容0.0104亿m3，正常蓄水位以下库容0.0091亿m3，电站工程为Ⅲ等，工程规模为中型。
工程枢纽由软基闸坝、右岸导流洞、右岸引水系统、右岸上厂址地下厂房组成。
本工程金属结构由泄水系统、引水发电系统的闸门（含拦污栅）及启闭设备组成。
共设置14扇闸门（含拦污栅4扇），门（栅）槽18道，1套清污设备，8套启闭设备。
金属结构工程量共计1102.9吨，其中闸门、拦污栅的重量430.1吨，埋设件重量170.7吨，配重50.4吨，启闭设备重量451.7吨。
2 泄水系统金属结构泄水系统金属结构包括3孔泄洪闸和1孔冲沙闸的闸门及启闭设备。
设有泄洪闸工作闸门3扇，检修闸门1扇；冲沙闸工作闸门和事故检修闸门各1扇。
泄洪闸检修闸门采用2×630kN/80kN双向门机主起升结构进行启闭，每扇泄洪闸工作闸门分别采用1台2×1250kN双缸悬挂式液压启闭机进行启闭。
冲沙闸事故闸门共用2×630kN/80kN双向门机主起升结构进行启闭，冲沙闸工作闸门采用1台1600kN固定卷扬式启闭机进行启闭。
2.1 泄洪闸检修闸门及启闭设备闸门采用表孔平面滑动叠梁门型，侧水封中心距为8.2m，封水高度为11.36m。
闸门采用双吊点，吊点距为7m。
闸门分为4个制作及运输单元，现场拼焊成两叠，两叠门可以互换使用。
闸门主支承采用钢基铜塑复合材料滑道，反向支承采用铰式弹性滑块，侧向支承采用简支式侧轮，面板及止水均设在下游侧。
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9. 金属结构及电气设计9.1 金属结构本设计涉及的金属结构包括钢闸门及启闭机。
9.1.1 平面钢闸门设计设计选用平面钢闸门，平面钢闸门与其他形式闸门相比有以下优点：结构简单，制造与安装容易，而且工作量小；结构刚度大，工作可靠，运行维护费用低，可提到水面以上检修；操作简单、迅速，安全，有互换性；应用范广泛，可在各类水利水电工程及通航枢纽中，用作工作闸门、事故闸门、检修闸门及施工导流闸门。
9.1.1.1 平面钢闸门结构型式及布置1、闸门尺寸的确定根据闸孔尺寸为10.0×6.0m，确定闸门两侧止水间距为L=10.0m，计算跨度为孔1口宽度+支撑中心至闸墩侧面的距离的两倍，取为L =10.55m，闸门的高度为孔口高度H=6.0m。
2、主梁的型式主梁是闸门最主要的承力构件，其数量主要取决于闸门的尺寸和水头的大小。
对于闸门跨度L较大，而门高H较小（L≥1.5H）的露顶闸门，主梁数目一般为两根。
本闸门跨度为10.0m，高度为6.0m，10.0/6.0≥1.5，因此确定为双主梁闸门。
属于中等跨度闸门，为了便于制造和维护，设计采用实辅式组合粱。
3、主梁的布置为使两主梁在设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置对称于水压力合力的作用线，如图9-1所示。
主梁位置还需要满足下列要求：①主梁的间距应尽量大些，以保证闸门的竖向刚度。
②闸门的上悬臂c不易过长，通常要求c≤0.45H，以保证门顶悬臂部分有足够的刚度。
悬臂c值也不宜超过3.5m。
③主梁间距应满足滚轮行走支承布置的要求。
④工作闸门的下主梁距平面闸槛的高度应不至于产生真空现象，并要求下悬臂a ≥0.12H 和 a≥0.4m，取：a=0.12×6≈0.7m，c=0.45×6=2.7m；主梁间距：2b=H-c-a=6-2.7-0.7=2.6m；图9-1 梁格布置尺寸4、梁格的布置及型式梁格采用复式布置和等高连接，使水平次梁、竖直次梁和主梁的前翼缘都直接与面板相连，以便于梁系与面板形成强固的整体，面板可与梁系共同受力，形成梁截面的一部分，从而减少梁系的用钢量。
水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板支承成为连续梁，面板直接支承在梁格的上翼缘上。
水平次梁间距布置上疏下密，使面板需要的厚度大致相等。
具体数据见“面板设计”一节。
5、联接系的型式及布置①横向联接系为了简化闸门的制造、横向联接系采用横隔板式，其布置应和梁的设计跨度有关，本闸门根据主梁的跨度决定布置三道横隔板，间距为2.18m、2.18m、2.175m，隔板兼做竖直次梁。
②纵向联接系纵向联接系设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用简单的斜杆式桁架。
6、边梁和行走支承部分因闸门的水头和孔口较大，设计时将轮子装设在双腹式边梁的两块腹板之间，即简支式滚轴，以避免边梁受扭。
9.1.1.2 主梁设计平面闸门的主梁绝大多数采用组合梁。
对于主梁跨度较大的露顶闸门，为减小门槽尺寸和节约钢材，采用变截面的主梁型式。
设计中主梁采用变截面的组合梁，材料选用A3钢。
图9-2 主梁荷载计算简图1、截面选择 ①弯矩与剪力计算双向水压力作用在下主梁的均布荷载为： 1.94/q t m =； 因此作用在主梁上的最大剪力和弯矩分别为：1max 11.94109.7022qL Q t ==⨯⨯=； 211max26.9248qLL qL M =-= t ·m 。
②截面模量计算考虑钢闸门自重引起的应力影响，取容许弯应力为[σ]=0.9x1600kg/cm ²，则需要的截面抵抗矩为：53max 26.92101869[]0.91600M W cm σ⨯===⨯。
③腹板高度选择按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为：()min 6[]0.9160010.551000.960.230.960.2395.8[/] 2.1101/600L h cm E f l σ⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯。
（0.96为考虑截面不对称影响的系数） 仅对主梁自重而言，其经济梁高为：18691.5651.0j W h k cm δ=⨯=⨯=； 注：翼缘截面不改变的焊接梁k=1.5，腹板厚度近似地估计为：331000771010001000h mm δ⨯=+=+=； 由于钢闸门中的横向隔板重量随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比h j 小，但不小于h min 因此确定高度为100cm 。
④腹板厚度计算按剪切强度要求：3max 039.7101.50.152[]950100Q cm h δτ⨯≥⨯=⨯=⨯；按局部稳定要求：00~ 1.0~0.72100140h hcm δ==，选用δ=1.0cm 。
⑤翼缘截面选择每个翼缘需要截面积为：2100118691 1.0100 2.0261006W A h cm h δ=-=-⨯⨯=； 下翼缘选用b 1=30cm ，在00~40~202.55h h cm =之间，需要11 2.020.0730A t cm b ===，选用t=2cm ，符合钢板规格。
下翼缘截面积：A 1下230260cm =⨯=，上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的上翼缘板同面板相连接，选用t=2cm ，b 1=14cm 。
面板兼做主梁上翼缘的有效宽度取为：16014600.862B b cm δ=+=+⨯=； 上翼缘截面积：A 1上2142620.877.59cm =⨯+⨯=。
弯应力强度验算：主梁跨中截面的几何特性图如下：图9-3 主梁跨中截面截面形心矩：1'11578.2448.7237.6Ay y cm A ===∑∑；截面惯性矩：I=444507cm 4 截面抵抗矩：上翼缘顶边3max 1444507912248.7I W cm y ===； 下翼缘底边3min 24445077928104.848.7I W cm y ===-； 弯应力：52max maxmin 26.9210340/7928M kg cm W σ⨯===<0.9[σ]=1440kg/cm ²。
表9-1 主梁截面几何特性表部位截面长（cm ） 截面厚（cm ）截面 面积A(cm ²)各形心离面板表面距离 y ´（cm ） Ay ´(cm ³)截面形 心距y1（cm ） 各形心离中和轴距离 y=y ´-y1（cm ） Ay ²(cm ³)面板 部分 62 0.8 49.6 0.4 19.84 48.7-48.3 115855 上翼缘板 14 2 28 1.8 50.4 -46.9 61668 腹板部分 100 1 100 52.8 5280 4.1 1657 下翼缘板 30 2 60 103.8 6228 55.1 181963 合计237.611578.24361142 整体稳定性与挠度验算：因主梁上翼缘直接同钢面板相连，按规范规定可不必验算整体稳定性，又因梁高大于按刚度要求的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
2、截面优化因主梁跨度较大，为减小门槽宽度和支承边梁高度（节省钢材），有必要将主梁支承端腹板高度减小为h 0d =0.6h 0=0.6x100=60cm 。
梁高开始改变的位置取在临近支承端的腹板及翼缘都分别同支承边梁的腹板及翼缘相焊接，可按工字型截面来验算主梁支承端的剪切强度。
图9-4 主梁变截面位置图按照剪切强度验算：32max 09.7101.17 1.17189.2/601d Q kg cm h τδ⨯≈==⨯<[τ]=950kg/cm ²；故支承端的腹板可不必加厚。
支承端截面的几何特性：表9-2 支承端截面的几何特性表部位截面长（cm ） 截面 厚（cm ）截面面积A(cm ²) 各形心离面板表面 距离y ´ （cm ） Ay ´ (cm ³)截面形心距 y1（cm ）各形心离 中和轴距离 y=y ´-y1（cm ）Ay ² (cm ³)面板部分 2 0.8 49.6 0.4 19.84 29.7-29.3 42545 上翼缘板 4 2 28 1.8 50.4 -27.9 21776 腹板部分 0 1 60 32.8 1968 3.1 581 下翼缘板 0 2 60 63.8 3828 34.1 69820 合计197.66.24134722图9-5 主梁支承端截面截面形心矩：y 1= 5866.2429.7197.6cm =；截面惯性矩：I=134722cm 4；截面下半部对中和轴的面积矩：32595S cm =； 剪应力：max 0165/Q Skg cm I τδ==<[τ]=950kg/cm ²。
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，最大剪力Q max =9.7t ，截面惯性矩I 0=152754cm 4。
上翼缘对中和轴的面积矩：3149.629.32827.92334S cm =⨯+⨯=； 下翼缘对中和轴的面积矩：326034.12047S cm =⨯=；需要3109.71023340.031.4[] 1.41527541150f h l QS h cm I τ⨯⨯===⨯⨯；全梁上、下翼缘焊缝都采用h f =6mm 。
4、腹板的加劲肋和局部稳定性验算 加劲肋的布置：因为01001001.0f h h δ===>80，故须设置横加劲肋，以保证腹板的局部稳定性。
按照规范TJ17-74规定，横加劲肋间距a 应满足：0020002500h a h ητδ≤-从剪力最大的区格Ⅰ来考虑，该区格中点截面的腹板高度：()01301560106079.625015x h cm -=+-=-，因079.679.61.0x h δ==<80，故在梁高减小的区格Ⅰ内可不另设加劲肋。
从梁高与弯矩都较大的区格Ⅱ来考虑：该区格左边截面的剪力：()9.7 1.945 2.18 4.22Q t =-⨯-=；该截面的弯矩：()25 2.189.7 2.18 1.9413.432M -=⨯-⨯=t ·m ；腹板平均剪应力：2042.3/Qkg cm h τδ==； 腹板弯曲压应力：20144.14/My kg cm Iσ==； 220100144.14144.14100100 1.0h σδ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭查表得η=1.0；得出：2000100200000100153025001.023425001.0a ⨯≤=-⨯-上式中分母为负值，按TJ17-74规定，横加劲肋要按最大间距a=2h 0=200cm 布置。
实际上由于平面钢闸门有横向加劲肋，其间距为260cm ，虽然大于2h 0，但从上列计算可见，腹板中部区格的剪应力很小，主要受弯应力的作用，且h 0/δ=100也不算大（同h 0/δ<160相比），显然，腹板有足够的局部稳定性，故在横隔板之间可不再另设横加劲肋。