钢闸门结构计算书
钢闸门计算书
一、设计基本资料1、闸门型式：露顶式平面钢闸门；2、孔口净宽：5米；3、设计水头：2.5米；4、结构材料：平炉热轧碳素钢A3；5、止水橡皮：侧止水采用P型橡皮，底止水用条形橡皮；6、参考资料：《水工钢结构》P202页；二、闸门的结构的型式及布置1、闸门尺寸的确定闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.5米，故闸门高度=2.5+0.5=3米。
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=5米闸门计算跨度：L=L0+2d=5+2*0.2=5.4米2、主梁型式主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了便于制造，决定采用型钢。
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=2.5/3=0.83米，上悬臂C≤0.45H，今取：主梁兼底梁，为了便于布置底止水，底梁不到底，所以取a=0.25米。
主梁间距：2b=2(Y- a)=2×（0.83-0.25）=1.16米；则C=H-2b- a=2.5-1.16-0.25=1.09米≤0.45H=1.125米满足要求。
4、梁格的布置和型式梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁为连续梁，其间距上疏下密。
三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ13-78（试行）》关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁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、估算面板厚度面板厚度按式（6-3）计算：t=a(kp/0.9a[σ])0.5已知：b=1240mm，a1=760 mm，a2=380 mm当b/a1=1240/760=1.63≤3时，α=1.65，则t=4.91 mm当b/a3=1240/380=3.26≥3时，α=1.55，则t=7.88 mm根据上面计算，选用面板厚度t=8mm。
2、对底梁下至底止水的面板悬出段，应按悬臂板进行验算：在面板悬出段上取单位宽度的面板按悬臂梁验算，q=（p1+p2）/2=（0.0098*2.5+0.0098*2.4）/2=0.024N/mmW=bh2/6=1*64/6=10.67M=qL2/2=0.024*1002/2=120N·mmσmax=M/W=120/10.67=11.25 N/mm2＜[σ]=160 N/mm2Q=qL=0.024*100=2.4Nτ=Q/A=2.4/1*8=0.3 N/mm2＜[τ]=95 N/mm23、主梁设计因为水头不大，所以主梁采用型钢，即槽钢28b。
钢闸门计算
mm
ξ1
0.5
ξ2
0.35
e
I次中
Wmin
mm
mm4
mm2
51
33321683
220673
e
I次支座
Wmin
mm
mm4
mm2
42
30549782
215139
水平次梁强度验算
σ次 水平次梁挠度验算 w 5 ql 3 M 次支l l 384 EI次中 16EI次中
五、主梁设计
1、
L0
板宽
4.0
5 5.34
32.75
kN
qL1/2
（2） 取
[σ] [σ]
W
160 144 303.619792
N/mm2 N/mm2 cm3
A3钢
考虑闸门 自重引起
（3）
腹板高度选择
hmin
59.8475184 cm
经济梁高
hec
30.4995706 cm
选用h0
28
cm
（4）
腹板厚度选择
tw=
h
11
0.48104569 cm
112
M Vmax
S
28.82 26.2 899.63775
N/mm2
A3钢
N/mm
KN.M KN cm³
面板局部 挠曲时垂 直于焊缝 长度方向 的横拉力
面板与主 梁连接的
T=VS/（2I0）
[
w t
]
309.55583 113
N/mm N/mm2
查书P39
hf
P2
T
2
/(
0
.7
[
w t
82349_钢闸门结构计算书
18.632 侧止水受压宽度 止水摩擦系数f3 (m) 0.500 0.080 底止水至下游面 侧止水间距 距离D2(m) Bzs(m) 0.212 1.300 闸门顶梁以上水 侧止水间距 柱高H（m） Bzs(m) 6.750 1.300 上游水深 上托力系数βt Hs(m) 1.000 8.000 无加重启门力 闭门力 FQ(KN) Fw(KN) 73.596 25.754
止水摩阻力 TZS(KN) 7.644
闸门自重 G(KN) 8.500 上托力 Pt(KN) 1.872 加重后启门力 FQ(KN) 91.596
选启闭机型号：QPQ－125KN卷扬式启闭机 计算公式 2 总水压力P=0.5*γ*[(2Hs－h)*h－Hx ]*Bzs 滑道摩阻力Tzd=f2*P 止水摩阻力Tzs=f3*Pzs 下吸力Ps=ps*D2*Bzs 上托力Pt=γ*βt*Hs*D1*Bzs 闭门力Fw＝nT*(Tzd+Tzs)－nG*G+Pt nT=1.2,nG=0.9 启门力FQ＝nT*(Tzd+Tzs)+Px+nG'*G+Gj+Ws nT=1.2,nG'=1.1
**水库输水涵管闸门启闭力计算 水库水位14.0m，涵管内水位6.0m 50 侧止水间距 Bzs(m) 1.300 滑道摩阻力 TZd(KN) 上游水深 Hs(m) 8.000 下游水深 Hx(m) 0.000 总水压力 P(KN) 124.215
单边侧止水受压 侧止水平均压强 2 长度(m) PZS(KN/m ) 1.300 73.500 平均下吸强度 下吸力 ps(KN/m2) Ps(KN) 20.000 5.512 闸门顶受压宽度 闸门顶水柱重 B（m） Ws（KN） 0.310 27.203 底止水到上游面 侧止水间距 距离D1(m) Bzs(m) 0.018 1.300 计算需加重块重 实际加重块重 Gj(KN) Gj(KN) 17.254 18.000
8X4.5米钢闸门计算书(2012.8.7) 3
水库溢洪道金属结构设计计算书1.1溢洪闸钢闸门设计1.1.1溢洪闸钢闸门设计1、基本资料单向止水平面定轮露顶式钢闸门，孔口尺寸（宽×高）8×4.5m，双吊点，3孔，闸底板高程54.47m，设计水位4.1m。
校核水位4.5m。
闸门动水启闭。
2、主要构件采用材料及容许值（1）主要构件采用材料闸门选用Q235-B钢，埋件选用QU钢。
轮轴：45号优质钢。
轴承：自润滑轴承。
橡胶止水。
（2）材料容许应力1）钢材：按《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）4.2条规定执行。
容许应力根据表4.2.1-1的尺寸分组按表4.2.1-2采用，连接材料的容许应力按表4.2.1-3、表4.2.1-4采用，大、中型工程的工作闸门及重要的事故闸门表4.2.1-2至表4.2.1-4的数值乘以0.9-0.95的系数。
钢材的容许应力：抗拉、压、弯[σ]=160N/㎜²×0.9=144N/㎜²抗剪[τ]=95N/㎜²×0.9=85.5 N/㎜²局部承压[σcd]=240 N/㎜²×0.9=216 N/㎜²局部紧接承压应力[σcj]=120 N/㎜²×0.9=108 N/㎜²2）焊缝焊条采用E43××型焊缝的容许应力抗压[σh c]=160 N/㎜²×0.9=144 N/㎜²抗拉（自动焊）[σh l]= 160 N/㎜²×0.9=144 N/㎜²（半自动焊或手工焊）精确方法检查：[σh l] = 160 N/㎜²×0.9=144 N/㎜²普通方法检查：[σh l] =135N/㎜²×0.9=121.5 N/㎜²抗剪[τh]=95N/㎜²×0.9=85.5 N/㎜²贴角焊缝抗拉、压、剪[σh l]=115 N/㎜²×0.9=103.5 N/㎜²3）普通螺栓连接的容许应力精制螺栓：Q235碳素结构钢抗拉[σl l]=125 N/㎜²×0.9=112.5 N/㎜²（1类孔）抗剪[τl]=130N/㎜²×0.9=117 N/㎜²（1类孔）承压[σl c]=290 N/㎜²×0.9=261 N/㎜²粗制螺栓：Q235碳素结构钢抗拉[σl l]= 125 N/㎜²×0.9=112.5 N/㎜²抗剪[τl]=85N/㎜²×0.9=76.5 N/㎜²承压[σl c]=190 N/㎜²×0.9=171 N/㎜²4）机械零件的容许应力抗拉、压、弯[σ]=1000 N/㎜²抗剪[τ]=65 N/㎜²局部承压[σcd]=150 N/㎜²局部紧接承压应力[σcj]=80 N/㎜²孔壁抗拉[σl]=100 N/㎜²5）铸件选用ZG310-570，其容许应力（《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）表4.2.2）：抗拉、压、弯[σ]=140 N/㎜²抗剪[τ]=105 N/㎜²局部承压[σcd]=200 N/㎜²局部紧接承压应力[σcj]=110 N/㎜²孔壁抗拉[σl]=155 N/㎜²6）混凝土采用C30，其容许的承压应力（二期混凝土）为（《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）表4.2.5）规定：[σh]=11 N/㎜²。
钢闸门结构计算书
止水摩阻力Tzs=f3*Pzs 下吸力Ps=ps*D2*Bzs 上托力Pt=γ*βt*Hs*D1*Bzs 闭门力Fw＝nT*(Tzd+Tzs)－nG*G+Pt 启门力FQ＝nT*(Tzd+Tzs)+Px+nG'*G+Gj+Ws
nT=1.2,nG=0.9 nT=1.2,nG'=1.1
侧止水受压宽度 (m)
单边侧止水受压 长度(m)
侧止水Байду номын сангаас均压强 PZS(KN/m2)
0.500
0.080
1.300
73.500
止水摩阻力 TZS(KN)
7.644
底止水至下游面 距离D2(m)
0.212
侧止水间距 Bzs(m)
1.300
平均下吸强度 ps(KN/m2)
20.000
下吸力 Ps(KN)
**水库输水涵管闸门启闭力计算 水库水位14.0m，涵管内水位6.0m
闸门高度 h(m)
侧止水间距 Bzs(m)
上游水深 Hs(m)
下游水深 Hx(m)
总水压力 P(KN)
1.300
1.300
8.000
0.000
124.215
滑道摩擦系数f2 0.150
滑道摩阻力 TZd(KN)
18.632
止水摩擦系数f3
5.512
闸门顶梁以上水 侧止水间距 闸门顶受压宽度 闸门顶水柱重
柱高H（m）
Bzs(m)
B（m）
Ws（KN）
闸门自重 G(KN)
6.750
1.300
0.310
27.203
8.500
上托力系数βt 1.000
水工钢结构平面钢闸门设计计算书
水工钢结构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：潜孔式平面钢闸门。
2. 孔的性质：深孔形式。
3. 材料：钢材：Q235焊条：E43；手工电焊；普通方法检查。
止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS—2。
砼强度等级：C20。
启闭机械：卷扬式启闭机。
4.规范：水利水电工程刚闸门设计规范（SL74-95），中国水利水电出版社1998.8二、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(L)：3.50m。
孔口净高：3.50m。
闸门高度(H)：3.66m。
闸门宽度：4.20m。
荷载跨度(H1)：3.66m。
2.计算水头：50.00m。
（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=3.50m,闸门高度h=3.66m,L<h。
所以闸门采用4根主梁。
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.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。
所以，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kpt=aa[]9.0当b/a ≤3时，a=1.65,则t=a16065.19.0⨯⨯kp=0.065kp a当b/a >3时，a=1.55,则t=a 16055.19.0⨯⨯kp=0.067现列表1计算如下：2.面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=14mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm 2,则p=0.07х14х160=156.8.2N/mm ,面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力：T ＝02I VS =,/39837767700002272141000107903mm N =⨯⨯⨯⨯⨯ 面板与主梁连接的焊缝厚度：mm T P h w t f 51137.0/398][7.0/22=⨯=⨯+=τ， 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度mm h f 6=。
钢闸门结构计算书
0.600 滑道摩擦系数f2 0.350 止水摩擦系数f3 0.500
底止水至下游面距离 侧止水间距Bzs(m) D2(m) 0.300 0.600 闸门顶梁以上水柱高 侧止水间距Bzs(m) H（m） 2.770 上托力系数β t 1.000 0.600 上游水深 2.770 Fw(KN)
底止水到上游面距离 侧止水间距Bzs(m) D1(m) 0.020 计算需加重块重 Gj(KN) 5.602 0Q(KN) 闭门力 24.842
实际加重块重Gj(KN) 加重后启门力FQ(KN) 18.000 42.842
7.602
选启闭机型号：QPQ－125KN卷扬式启闭机
计算公式 总水压力P=0.5*γ *[(2Hs－h)*h－Hx ]*Bzs 滑道摩阻力Tzd=f2*P 止水摩阻力Tzs=f3*Pzs 下吸力Ps=ps*D2*Bzs 上托力Pt=γ *β t*Hs*D1*Bzs 闭门力Fw＝nT*(Tzd+Tzs)－nG*G+Pt nT=1.2,nG=0.9 启门力FQ＝nT*(Tzd+Tzs)+Px+nG'*G+Gj+Ws nT=1.2,nG'=1.1
**水库输水涵管闸门启闭力计算 水库水位14.0m，涵管内水位6.0m
闸门高度 h(m) 侧止水间距Bzs(m) 0.600 滑道摩阻力TZd(KN) 3.112 侧止水受压宽度(m) 0.300 单边侧止水受压长度 (m) 0.600 平均下吸强度 ps(KN/m2) 20.000 闸门顶受压宽度 B （m） 0.600 Hs(m) 侧止水平均压强 PZS(KN/m2) 24.700 下吸力 Ps(KN) 3.600 闸门顶水柱重 （KN） 9.972 Ws 闸门自重 2.000 上托力 Pt(KN) G(KN) 止水摩阻力TZS(KN) 4.446 上游水深 2.770 Hs(m) 下游水深 0.000 Hx(m) 总水压力 8.892 P(KN)
闸门计算书(修改)
一、基本资料（1）孔口尺寸（宽×高）： 4.0×4.0m（2）底槛高程（八五高程，下同）：-0.300m（3）启闭机平台高程：10.200m（4）设计外江水位（20年一遇）： 6.845m（5）设计最不利运行水头差： 2.800m（6）启闭方式：单吊点螺杆启闭机（7）行走支撑：滑动支撑（8）主要构件采用材料及容许值①钢材Q235AA：门体梁系及其容许应力如下：抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=160N/mm2抗剪[τ]=95N/mm2局部紧接承压[σcj]=120N/mm2B：零部件容许应力如下：抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=100N/mm2抗剪[τ]=65N/mm2局部紧接承压[σcj]=80N/mm2孔壁抗拉[σk]=120N/mm2②铸件:选用ZG45,其容许应力如下:抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=140N/mm2抗剪 [τ]=105N/mm 2 ③锻件:选用45#钢,其容许应力如下:抗拉、抗压、抗弯容许应力 [σ]=145N/mm 2 抗剪 [τ]=95N/mm 2④电焊条:门槽轨道表面采用不锈钢焊条堆焊,焊条型号采用E 0-19-10Nb-16，其余构件均采用E43型焊条。
⑤砼：二期砼采用C30细石砼。
⑥梁系容许挠度：主梁 7501=⎥⎦⎤⎢⎣⎡l ω 次梁 2501=⎥⎦⎤⎢⎣⎡l ω ⑦止水：顶、侧止水采用P45×120型橡皮，底止水采用20×110条形橡皮。
⑧制造条件：专业金属结构制造厂家制造，手工电弧焊。
⑨执行规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-94）。
二、布置本闸门为潜孔式平面闸门，闸门面板设于迎水侧，梁格布置采用多主梁齐平连接，因闸门高宽比为1：1，且闸门跨度不大，故采用单吊点；为控制闸门反向、侧向移动，分别于闸门闸门反、侧向设置反滑块及限位块。
三、结构计算按闸门门体结构布置：（一） 闸门支撑跨度m d l l 3.415.020.420=⨯+=+=式中：0l —闸门孔口宽度；d —闸门主行走支撑至闸墩侧面距离。
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止水摩阻力 T7.644 ZS(KN)
闸门自重 G(KN) 8.500 上托力 Pt(KN) 1.872 加重后启门力 FQ(KN) 91.596