露顶式平面钢闸门设计答案
露顶式平面钢闸门设计说明书一、设计资料⑴闸门型式：露顶式平面钢闸门⑵孔口净宽：8.0 m⑶设计水头：7.0m235Q A?F⑷结构材料：E43型手工焊⑸焊条：焊条采用P型橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压⑻止水橡皮：侧止水用MCS?2合胶木为⑼混泥土强度等级：C20⑾规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74-1995）二、闸门结构的型式及布置1.闸门尺寸的确定:⑴闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2 m，故闸门高度5.2+0.2=5.4 m⑵闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距L=8.0 m D⑶闸门计算跨度L=L0.3=8.6 m×+2d=8+20．2. 主梁的型式主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度(L=5~10)，为了便于制造和维护，采用实腹式组合梁，焊接组合截面。
3. 主梁的布置L8.6根据闸门的高垮比 = =1.65>1.55，决定采用双主梁，为使两根主梁在设计水位时所受H5.2H5水压力相等，两根主梁的位置应对称于水压力合力的作用线y= = =1.67 m，并要求下悬33臂a≥0.12H和a≥0.4 m，上悬臂c≤0.45H和c＜3.6 m。
且使底主梁到底止水的距离尽量符合底缘布置要求（即α>30°），先取a=0.12H=0.6 m，则主梁间距：2b=2(y-a)=2×(1.67-0.6)=2.14 m4. 梁格的布置和形式格采用复式布置和高等连接，三根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，其间距上疏下密，面板各区格所需要的厚度大致相等。
梁格的布置及具体尺寸如下图所示：联结系5.的布置和形式）横向1（道横隔板，横隔板兼作竖直次梁，其横向联3联结系：根据主梁的跨度，采用布置8.6 =2.15 m结间距为L=4根等4:2（）纵向联结系采用斜杆式桁架，布置在两根主梁下翼缘的竖平面内，并设有肢角钢的斜杆。
．边梁与行走支承6.采用单腹式边梁，行走支承采用双股式滚动行走支承。
三、面板设计估算面板厚度 1. kpa2 mm，且假定梁格布置如图所示，面板厚度由公式t=t-t≤??minmax?92.0kp?a kp≤3时，，则t=0.068a α=1.5当b／a160??1.05.9kpa?kp t=，则时，α0.07a=1.4 当b/a＞31604?0..9?1现列表计算如下：注：区格Ⅰ，Ⅵ中系数k按三边固定一边简支查表得根据计算结果，选用面板厚度t=8 mm四、水平次梁、顶梁和底梁的设计1. 荷载与内力计算a?a下上计算q=p 水平次梁和顶、底梁都是支承横隔板的连续梁，作用在上面的水压力按2：计算列表如下aa?2aa?据表中结果，水平次梁计算荷载取最大值25.10KN/m，水平次梁为四跨连续梁，跨度为2.15m。
水平次梁计算结构简图及弯矩图如下：2 =8.93KN/m×25.10×2.15水平次梁边跨中的正弯矩为：M=0.077qL=0.077次中2KN/m2.15=12.42 =0.107ql=0.107×25.10×支座B处的负弯矩为：M B次61042?12.M3mm ==776252、截面选择???160?2mm；A=1851 槽钢14a由附表查得：考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选24mmmmbIW=58 mm; d=6 mm=5637000 ；=80500 ；1XX面板参加次梁翼缘工作的有效宽度按下式计算，然后取最小值。
b+60t=58+60×B≤8=538 mm 1 B=ξb( 对跨间正弯矩段）；1 B=ξb(对支座负弯矩段）；2(b1+b2)660+630按5号梁进行计算，设该梁平均间距b= = =645 mm，对于第一跨中正弯矩22l?0.8l?0.8?2150?1720mm，对于支座负弯矩段取：段，零点之间的距离:0l?0.4l?0.4?2150?860mm，根据L/b查表2—1;00l17200??2.667得ξ=0.80，则B=ξb=0.80×645=516 mm 由11645b860l03331?.?645=245 mm b=0.380×由=0.380，则B=ξ得ξ22645b28=5978mm×B=516 mm，则水平次梁的组合截面积：A=1851+516对于第一跨中，选用组合截面形心到槽钢中心线的距离：748×516=51 mme=5978跨中组合截面的惯性矩及截面模量为：422，23=12635136mm××51+5168×=5637000+1851Ι次中126351362mm =104423=W min121．组合截面形心到槽钢中心线的距离：516×8×74e==51 mm597828=3811 mm×，则水平次梁的组合截面积：A=1851+245对于支座段，选用B=245 mm74××8245 =38 mme=组合截面形心到槽钢中心线的距离：3811224=10850004 mm×8×36支座处截面的惯性矩及截面模量为：Ι=5637000+1851×38+245B次108500042 W= =100463 mm min108 2.水平次梁的强度验算支座B处弯矩最大，截面模量也较大，跨中弯矩小，故两处截面的抗弯强度都需要验算。
M610?8.93??次中??22 =160 N/mm ＜===85.52 N/ mm次中104423WminM610?11.78??次B??22＜=160 N/mm ===123.63 N/ mm B次100463minW满足弯应力强度要求。
综上可知水平次梁选用[14a 3.水平次梁的扰度验算，水平次梁为受均布荷载的四跨连续梁，其最大扰度发生在边跨，已求得M=12.42 KN/m B次1w??''0063?0.k4=0.004=Ι =10850004 mm，四跨连续梁，??B次L250??335ql102.15?25.10?ww??''0k=0.0063×=0.0007＜==0.004，满足挠度要求。
??5LL004.?10852.06?10E???B次4.顶梁和底梁底梁计算简图和弯矩图2M l q2 =7.56 KN·m??15.29=0.107×2.15×=0.107支座M610?.567支座33cm.mm25?47?47250W ==需?16033W47.cm25cm =62.137[12选用σ=＞W需底梁弯应力强度验算：M31056?7.??支座22??cm mm??121.67N/，满足弯应力要求。
=＜=160 N/62.W137y底梁刚度验算：3ql5310.15?15.29?2w w??''k=0.0063×=0.00119＜=0.004=满足刚度要求。
??5LE?L466.10?3912.06???B次顶梁采用和底梁相同的槽钢即[12σ，顶梁弯应力强度验算：??支座22??cm mm05N/22??.满足2M l2q=1.37 KN·×2.15m =0.107×=0.1072.76支座M310?1.37应力强度要求。
=160 N/＜ =62.W137y顶梁的刚度验算：3ql5310?76?2.152.w w??''k=0.0063×=0.00021＜=0.004满足刚度要求。
=??5L?E L466.?10?391062.??B次五、主梁设计（一）已知条件l l=8.0m L=8.6m主梁跨度：净跨度，荷载跨度=8.0m，计算跨度（1）111p?22q=，5.0=61.25 KN/m H=122.5 KN/m=主梁荷载：（2） P=×9.8×222（3）横隔板间隔：2.15m。
1w??。
主梁容许绕度：=（4）??L600??（二）主梁设计截面选择 1.）主梁内力分析如图：（1 主梁简支于边梁上，最大弯矩在跨中，最大剪力在支承处qll61.25?88M(L?)?(8.6?)?563.5 KN·==maxm4264211Vql??61.25?8?245KN=max22（2）需要的截面抵抗矩（考虑闸门自重引起的附加应力的影响）???0.92?1600.92（3）腹板高度h 3M10?563.53max W cm??3828=选择（刚度条件求得最小梁高h）min0??2??010.92160?8.6?L h?73.62cm×××=0.960.208×0.960.208????min5L/WE600/1?10?06.2．52/2/5h cm.W05?843828×=3.1=3.1ec h h。
一般应大于稍小，故应选取但比h=80 cm经济梁高选取的梁高h ecmin80h?0.81tt=1.0cm=，选（4）腹板厚度选择：腹板厚度=ww1111（5）翼缘截面选择：th38281.0?80W20w???cm每个翼缘所需截面为：A==34.521h68060A34.521??17.26cmt?2.0cm,b?cmb?25下翼缘选用(在，因此需要选用。
1112t1hh??32?16cm之间)上翼缘的部分截面面积可利用面板，故只需设置较小的上翼缘，2.55t?2.0cm,b?14cm。
板同面板相连，选用11b+5t=14+50×B=0.8=54cm 面板兼做主梁上翼缘的有效宽度12cm.2.8?71?2.0?54?014A?上翼缘截面面积1 6）弯应力强度验算：（主梁跨中截面的几何特性如下表；部位截面尺截面面积各形心离面板各形心离中心?'Ay58.7681?38.18cm =y=主梁跨中截面形心距面板表面的距离1?A2201.:截面惯性矩为?420w cm48?247152Ay??204485.I??:33ht80.0?1截面抵抗矩为1212247152I2cmW??6473?上翼缘顶边max18y38.1247152I2?cmW??5910下翼缘底边min82.y412M100.5?56322max?cm/?9.?53KN?cm 23=21.16 KN/＜0.92×弯应力，安全5910M min 7）主梁支承端剪应力强度验算（????3561120.8.?2??41.82?1S?14cm34?17898?.41.82?0.4?S54?0.，123cm?2909.9?1789.34?1120.56SS??S??22max??mm95N/?mm/.85N???28＜2133SV102909.9245?10??4It0.10?1247152?w（8）整体稳定与刚度验算。
闸门重力计算
闸门行走支承系数Kz 材料系数Kc 孔口高度系数Kg闸门行走支承系数Kz材料系数Kc 孔口高度H(m)闸门工作性质系数K 1孔口高宽比修正系数K 2水头修正系数K 3闸门工作性质系数K 1孔口高宽比修正系数K 2水头修正系数K 3④露顶式弧形钢闸门Kg---孔口高度系数,当H<5m时,Kg=0.156;5m≤H≤8m时,Kg=0.13;③潜孔式平面滑动闸门G=0.022×K 1×K 2×K 3×A 1.34×Hs 0.63K 1---闸门工作性质系数,工作闸门,K 1=1.0;检修门与导流门,K 1=0.9;K 2---孔口高度比修正系数,当H/B≥2时,K 2=0.93;H/B<1时,K 2=1.1;其他情况,K 2=1.0;K 3---水头修正系数,当H S ≥60m时,K 3=(H S /A)0.25;H S <60m时,K 3=1.0;②潜孔式平面滚轮闸门G=0.073×K 1×K 2×K 3×A 0.93×H s 0.79Kc---材料系数,闸门材料为普通碳素结构钢时,Kc=1.0;为普通低合金结构钢时,Kc=0.8;Kz---闸门行走支承系数,对于滑动式支承,Kz=0.81;对于滚轮式支承,Kz=1.0;对于台车式支承1)钢闸门 ①露顶式平面钢闸门 ⅰ,5m≤H≤8m G=0.012×K z ×K c ×H 1.43×B 0.88ⅱ，H＞8m G=0.012×K z ×K c ×H 1.65×B 1.85K 1---闸门工作性质系数,工作闸门,K 1=1.1;检修门与导流门,K 1=1.0;K 2---孔口高度比修正系数,当H/B≥2时,K 2=0.93;H/B<1时,K 2=1.1;其他情况,K 2=1.0;K 3---水头修正系数,当H S ≥70m时,K 3=(H S /A)0.25;H S <70m时,K 3=1.0;输入数据输入数据数据输入输入数据浙江水利水电专科学校水利工程系孔口高度H(m)孔口宽度B(m) 闸门重力G(10kN)孔口宽度B(m) 闸门重力G(10kN)式支承,Kz=1.3;;孔口面积A(m3)设计水头H s(m)闸门重力G(10kN)=1.0;孔口面积A(m3)设计水头H s(m)闸门重力G(10kN)=1.0;K c=0.8; 20m时，K b=1.0;。
露顶式平面钢闸门设计答案
露顶式平面钢闸门设计说明书一、设计资料⑴闸门型式：露顶式平面钢闸门 ⑵孔口净宽：8.0 m ⑶设计水头：7.0m⑷结构材料：Q235F A -⑸焊条：焊条采用E 43型手工焊⑻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-MCS⑼混泥土强度等级：C20⑾规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》 （SL 74-1995）二、闸门结构的型式及布置 1. 闸门尺寸的确定:⑴ 闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2 m ，故闸门高度5.2+0.2=5.4 m ⑵ 闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距L D =8.0 m ⑶ 闸门计算跨度L=L 0+2d=8+2×0.3=8.6 m2. 主梁的型式主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度(L=5~10)，为了便于制造和维护，采用实腹式组合梁，焊接组合截面。
3. 主梁的布置根据闸门的高垮比L H =8.65.2 =1.65>1.55，决定采用双主梁，为使两根主梁在设计水位时所受水压力相等，两根主梁的位置应对称于水压力合力的作用线y=H 3 =53 =1.67 m ，并要求下悬臂a ≥0.12H 和a ≥0.4 m ，上悬臂c ≤0.45H 和c ＜3.6 m 。
且使底主梁到底止水的距离尽量符合底缘布置要求（即α>30°），先取a=0.12H=0.6 m ，则主梁间距：2b=2(y-a)=2×(1.67-0.6)=2.14 m 4. 梁格的布置和形式格采用复式布置和高等连接，三根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，其间距上疏下密，面板各区格所需要的厚度大致相等。
梁格的布置及具体尺寸如下图所示： 5. 联结系的布置和形式（1）横向联结系：根据主梁的跨度，采用布置3道横隔板，横隔板兼作竖直次梁，其横向联结间距为L=8.64=2.15 m（2）纵向联结系:采用斜杆式桁架，布置在两根主梁下翼缘的竖平面内，并设有4根等肢角钢的斜杆。
露顶式平面钢闸门设计答案
组合截面形心到槽钢中心线的距离： 516×8×74
e= 5978 =51 mm
mm2
跨中组合截面的惯性矩及截面模量为： Ι次中=5637000+1851×512+516×8×
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计算列表如下 ：
梁号 1(顶梁) 2
梁轴线水 梁间距
压强度 p （KN/m
(m) 1.50
a上 a下 q=p
2
a上 a下
（m）
2
(mm)
2.7(m6 )
2） 14.70
0.96
1.230 18.08
备注：
顶梁荷载按下图下式计算
1.30 14.7 1.30
R1=
2
3
1.50
=2.76KN/m2
6
=77625 mm3
考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选 槽钢 14a 由附表查得：A=1851 mm2 ；
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WX =80500 mm2 ； I X =5637000 mm4 ； b1 =58 mm; d=6 mm
面板参加次梁翼缘工作的有效宽度按下式计算，然后取最小值。
B≤ b1 +60t=58+60×8=538 mm
2. 主梁的型式 主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度(L=5~10)，为了便于制造和 维护，采用实腹式组合梁，焊接组合截面。
3. 主梁的布置 L 8.6
根据闸门的高垮比H =5.2 =1.65>1.55，决定采用双主梁，为使两根主梁在设计水位时所
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H5 受水压力相等，两根主梁的位置应对称于水压力合力的作用线 y=3 =3 =1.67 m，并要求 下悬臂 a≥0.12H 和 a≥0.4 m，上悬臂 c≤0.45H 和 c＜3.6 m。且使底主梁到底止水的距离 尽量符合底缘布置要求（即α>30°），先取 a=0.12H=0.6 m，则主梁间距：2b=2(y-a)=2 ×(1.67-0.6)=2.14 m
钢闸门重量计算
备注 B≤10m B>10m
Kb--孔口宽度系数；当B≤5m时，Kb=0.29,5m<B≤10m时，Kb=0.472,10m<B< Kb=0.075，B>20m时，Kb=0.105。
Kc--材料系数；闸门用普通碳素钢取1.0，用低合金钢取0.8。
P 1 h2b 2
KN；
81，滚轮支承取1.0，台车式支承取1.3。 0，用低合金钢取0.8。 6；当5m<H<8m时，取0.13。H>8m时，按下式
29,5m<B≤10m时，Kb=0.472,10m<B<20m时时， 0，用低合金钢取0.8。
FQ （0.10 ~ 0.12）P 1.2G
1.6
FW （0.10 ~ 0.12）P 1.2G
K1 工作门、事故门 检修门、导流门
K2 H/B≥2 H/B<1 其他情况
K3 Hs<60m Hs≥60m
备注 H<5m 5m<H<8m H>8m
KZ--闸门行走支承系数；滑动支承取0.81，滚轮支承取1.0，台车式支承取 Kc--材料系数；闸门用普通碳素钢取1.0，用低合金钢取0.8。
B（孔口宽度） H（孔口高度）
1
1.4
558来自9露顶式弧形钢闸门
G 4.00
Kb 0.472
16.40
0.075
Kc Hs(设计水头） B（孔口宽度） H（孔口高度）
1
2.5
10
3
1
3
平面钢闸门
此外，由于面板作为主梁的翼缘，当主梁弯曲时，面板与 主梁之间的连接角焊缝还承受沿焊缝长度方向的水平剪力
T=V.S/2I
因此，面板与梁格连接角焊缝的焊脚尺寸hf可近似按下式计
算：
hf
V S [] I tw
w max
ql4 100EI
[w]
面板参加次梁工作的有效宽度B可按下面两式计算的 较小值取用：
①考虑面板兼作梁受压翼缘而不至失稳而限制的有
效宽度：
235 B bl 2 30t f y
②考虑面板沿宽度上应力分布不均而折算的有效宽度
B=ξ1.b
二、平面钢闸门的结构布置
主梁的布置
1、主梁的数目 主梁的数目主要取决于闸门的尺寸和水头的大小。 主梁的数目可为双主梁式和多主梁。 建议：当闸门的跨高比L/H≥1.2时，采用双主梁；
当闸门的跨高比L/H≤1.0时，采用多主梁。 在大跨度的露顶式闸门中常采用双主梁。
2、主梁的位置 ⑴主梁宜按等荷载要求布置，可使每根主梁所需的截面尺 寸相同，便于制造； ⑵ 底主梁到底止水距离应符合底缘布置的要求。 ⑶主梁间距应适应制造、运输和安装的条件； ⑶主梁间距应满足行走支承布置的要求；
平面钢闸门
概述
一、闸门的类型
1、按闸门的工作性质可分为： 工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工期导流闸门。
2、按闸门设置的部位可分为： ⑴ 露顶式闸门：设置在开敞式泄水孔口，当闸门关
闭孔口挡水时，其门叶顶部高于挡水水位，并需设置 三边止水。
⑵ 潜孔式闸门：设置在潜没式泄水孔口，当闸门关 闭孔口挡水式，其门叶顶部低于挡水水位，需要设置 顶部、两侧和底缘四边止水。
水利水电工程钢结构课程设计Y--某小型钢闸门设计及小型拦污栅的设计
课程设计说明书课程名称 :水利水电工程钢结构课程设计课程代码 :8203281题目 :某小型钢闸门设计及小型拦污栅的设计学生姓名 :学号 :年级/专业/班:学院(直属系):能源与环境学院指导教师 :徐良芳实验总成绩:水利水电钢闸门设计一、 设计资料：1、 露顶式平面钢闸门设计：①闸门形式：露顶式平面钢闸门 ②孔口尺寸（宽×高）：7.5m ×8.0m ③上游水位：7.8m ④下游水位：0.1m ⑤闸底高程：0m⑥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：滚轮支承或胶木滑道止水橡皮：侧止水用P 型橡皮，底止水用条形橡皮⑧制造条件 金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝强度质量检验标准⑨规范：《水利水电工程钢结构闸门设计规范 SL 1974-2005》 2、拦污栅设计： ①拦污栅型式：固定式平面拦污栅②尺寸（宽×高）：7.5m ×8.0m ③水头：4m二、 闸门结构的型式及布置1．闸门尺寸的确定：上游水面高度7.8，考虑风浪因素闸门应高出0.2m ，故闸门高度H=7.8+0.2=8m 闸门净高：8.0m 闸门高度：8.0m闸门的荷载跨度为两侧止水之间的间距：L=7.5m闸门的计算跨度：L= L 0+2d = 7.5+2×0.2 = 7.9m 2．主梁的形式:本闸门属于小跨度中水头闸门，所以主梁采用实腹式组合梁。
3．主梁的布置因为闸门跨度L 小于闸门高度H ，所以采用主梁式。
根据闸门的高跨比，决定采用3主梁。
水面至门底的距离为H ，主梁个数为3，设第K 根主梁至水面的距离为Y k 则根据以下公式求得：露顶式闸门：()[]5.15.1132--=K K nH y k计算结果及分布如下图所示：1.连接系的布置和形式（1）横线连接系，根据主梁的跨度，决定布置3道横隔板，其间距为中央三隔板间距2m，隔板与边梁间距1.95m，横隔板兼做竖直次梁。
露顶式平面钢闸门设计答案
露顶式平面钢闸门设计说明书、设计资料⑴闸门型式：露顶式平面钢闸门⑵孔口净宽：8.0 m⑶设计水头：7.0m⑷结构材料：Q235A F⑸焊条：焊条采用E43型手工焊⑻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MCS 2⑼混泥土强度等级：C20(11)规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL 74-1995)图8-1 ¥価钢阿门门叶结构立体示意图、闸门结构的型式及布置1. 闸门尺寸的确定：⑴闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2 m，故闸门高度5.2+0.2=5.4 m⑵ 闸门的荷载跨度为两侧止水间的间距L D=8.0 m⑶ 闸门计算跨度L=L 0+2d=8+2 X 0.3=8.6 m2. 主梁的型式主梁的型式应根据水头和跨度大小而定， 本闸门属于中等跨度(L=5~10),为了便于制造和维护，采用实腹式组合梁，焊接组合截面。
3. 主梁的布置L 8.6根据闸门的高垮比 ==1.65>1.55，决定采用双主梁，为使两根主梁在设计水位时所受H 5.2水压力相等，两根主梁的位置应对称于水压力合力的作用线 臂a >0.12H 和a > 0.4 m ,上悬臂c < 0.45H 和c v 3.6 m 。
且使底主梁到底止水的距离尽量符合底缘布置要求(即 a >30 °)，先取 a=0.12H=0.6 m ，则主梁间距:2b=2(y-a)=2 X (1.67-0.6)=2.14m4. 梁格的布置和形式格采用复式布置和高等连接，三根水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。
水联结系：根据主梁的跨度，采用布置3道横隔板，横隔板兼作竖直次梁，其横向联8.6结间距为L 盲吃15 mH 5y=- =3 =1.67 m ，并要求下悬3 3 平次梁为连 续梁，其间距上疏下 密，面板各 区格所需要 的厚度大致 相等。
梁格 的布置及具 体尺寸如下 图所示： 5.联结系 的布置和形 式 (1)横向I \、、顶梁"n主梁\/X / / ,“ \ /主孤ZVI导-1215021500I&UO丄;3Ln-(2) 纵向联结系：采用斜杆式桁架，布置在两根主梁下翼缘的竖平面内，并设有 肢角钢的斜杆。
闸门设计
一．设计资料闸门形式：引水道露顶式平面钢闸门;孔口净宽：10.00m；设计水头：7.00m;结构材料：平炉热轧碳素钢A3；焊条：E43；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MCS -- 2;混凝土标号：采用C25号混凝土;二.闸门详细设计过程主要包括：荷载计算、门叶结构设计、梁的连接设计、闸门的外部结构设计。
Ⅰ：荷载计算主要包括：静水压力、闸门自重、地震动水压力、计算荷载的确定。
1.静水压力：对于闸门高度，考虑风浪所引起的波动，门顶超高0.2 m，H=7+0.2=7.2 m ;下图（1）是静水压力计算图，由公式q=12γ H S 2Bg其中，H s-----水高，B-----孔口净宽，γ---水的容重，淡水取γ =1.0 g/cm3。
∴q=12γ H S 2Bg=12×1×72×10×9.8=2401 KN ; p=240.1 kN/m ;合力作用线至顶部的距离H C=23×H S=4.7 m图（1）静水压力计算图图（2）闸门主要尺寸图2.估算闸门自重根据经验公式：对于5m≤H≤8m时，G=K z×K C×K g×H1.43×B0.88其中，G-----闸门自重（kN）H------闸门高度（m）B------孔口宽度（m）K z----闸门行走支承系数，对于滚动支承，K z=1.0K c ----材料系数，普通碳素结构钢，K c =1.0 K g ----闸门高度系数，5m ≤H ≤8m ，K g =0.13 将以上数据带入得：G=K z ×K C ×K g ×H 1.43×B 0.88 =1.0×1.0×0.13×7.21.43×100.88=162.61 kN 即闸门的自重为162.61 kN. 3.地震动水压力水深为y 处的地震动水压力P 0̅=K h ×C Z ×f y ×γ0×H 0 设计地震烈度为7级，查表知：K h =0.2, 综合影响系数 C z =0.25 将数据带入公式得：P 0̅=K h ×C Z ×f y ×γ0×H 0=0.65×0.1×0.25×1×72×9.8=15.6 kN/m整个闸门所承受的地震动水压力为 P ̅=P 0̅×B =15.6×10=156 kN其作用点距离水面的距离为0.54H 0=0.54×7.0=3.78 m,其作用线到门底的距离为h z ，则h z =7-3.78=3.22 m.4.计算荷载的确定根据设计规范对于设计荷载的规定，对作用在闸门上的荷载作如下组合： 设计荷载： 静水压力+闸门自重校核荷载： 静水压力+闸门自重+地震动水压力钢闸门在做结构设计时不计自重，则设计荷载为：2401 kN ,其作用线到门底的距离为 h 设计=2.33 m 。
水工钢结构课程设计平面刚闸门
水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书 一、 设计资料闸门形式：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 型橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压和胶木为MCS-2； 混凝土强度等级：C20；二、 闸门结构的形式及布置（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=5.5+0.2=5.7(m)； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：19L m =；图1图23）闸门计算跨度：1L L 2d 920.29.40=+=+⨯= (m)。
（2）主梁的形式。
主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，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。
（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合力的作用线y=H/3=1.8m 。
（图2）并要求下悬臂a ≥0.12H 和a ≥0.4m 、上悬臂0.45c H ≤，今取 a=0.7≈0.12H=0.66(m)主梁间距 2b=2(Y —a)×(1.83—0.66)≈2.4(m) 则 c=H-2b-a=5.5-2.2-0.7=2.4(m)≈0.45H(满足要求) （4）梁格的布置和形式。
梁格采用复式布置和高等连接，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，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见图3。
图3（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2.35m ，横隔板兼做竖直次梁。
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）边梁与行走支承。
边梁采用单复试，行走支承采用胶木滑道。
三、 面板设计根据《钢闸门设计规范》（SL74-95）及2006修订送审稿，关于面板的设计，先估算面板厚度，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。
水工钢结构课程设计露顶式钢闸门平面设计及拦污栅设计
课程设计说明书课程名称:水工钢结构课程代码:题目:露顶式钢闸门平面设计及拦污栅设计学生姓名:学号:年级/专业/班:学院(直属系) :指导教师:目录摘要 .............................................................................................................................................................. - 4 -引言 ................................................................................................................................................................ - 5 -任务与分析 ........................................................................................................................................................ - 6 -1 工程概况 ........................................................................................................................................................ - 7 -露顶式平面钢闸门设计 (7)拦污栅设计 (7)3闸门的结构形式及布置 .................................................................................................................................. - 7 -闸门尺寸的肯定. (7)主梁的形式 (8)主梁的布置 (8)梁格的布置和形式 (9)连接系的布置和形式 (9)边梁与行走支承 (9)4面板设计 ....................................................................................................................................................... - 10 -估算面板厚度 (10)面板与梁格的连接计算 (10)5水平次梁、顶梁和底梁的设计 ..................................................................................................................... - 11 -荷载与内力计算 (11)截面选择 (12)水平次梁的强度验算 (13)水平次梁的挠度验算 (14)顶梁和底梁 (14)6主梁设计 ....................................................................................................................................................... - 14 -设计资料.. (14)主梁设计 (14)7横隔板设计.................................................................................................................................................... - 18 -荷载和内力计算。