钢结构设计(平板钢闸门)
钢结构钢闸门
梁格布置一般要求： 1、竖直次梁间距：1～2m 2、水平次梁间距：水压力变化上疏下密。40～120cm 3、面板厚度为8～25mm
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
（三）梁格连接形式
齐平（等高连接）：
水平次梁、竖直次梁、主梁上翼缘与面板齐平。梁格与面板形成刚强整体 水平次梁遇到竖直次梁，水平次梁需切断， 横隔板兼作竖直次梁时，可在横隔板上预留开孔，使水平次梁成为连续梁。
（ 减小面板跨度，从而减小面板厚度）
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
3、横向联结系： 位于闸门横向竖平面内（兼作竖直次梁） 作用：增加横向刚度
（并支承底梁、顶梁，水平次梁）
实腹隔板式（横隔板） 桁架式
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
4、纵向联结系：位于闸门主梁下翼缘平面内 作用：增加纵向刚度、承受部分自重 （40％自重，另60％由面板承担）及竖向荷载 一般采用桁架式：
弦杆为上下主梁的下翼缘，竖杆为横隔板的下翼缘，斜杆另 设，支承在边梁上
第六章 平面钢闸门
第二节
5、行走支承：
平面钢闸门的组成和结构布置
保证闸门移动
在边梁上设置滚轮（主轮、反轮、侧轮）或滑块 侧轮、反轮：防止闸门左右倾斜被卡住或前后碰撞
6、吊耳：
将闸门与吊索或吊杆相连的装置
7、止水（水封）：
门叶结构和孔口周围缝隙之间设置，防止闸门漏水
第六章 平面钢闸门
第七节
底板压应力
行走支承
最大弯应力
4、钢轨高度
第六章 平面钢闸门
第七节
胶木滑道夹槽强度验算
行走支承
水工程钢结构课程设计--潜孔式平面钢闸门设计
水工程钢结构课程设计--潜孔式平面钢闸门设计
潜孔式平面钢闸门的设计是水利工程钢结构的一项重要课程设计。
这是一种细节设计
非常复杂的落水阀，其用途是控制水流量，引导水体流向特定方向。
该类落水阀采用潜孔式平面钢结构，可以实现水体狭小的开启和关闭，以及沿着水渠
或河道浮动控制管道。
其结构特征经过良好设计后，可以有效限制阀门的漂浮和旋转。
在设计中，潜孔式钢闸门的尺寸大小和参数定量化应该根据水体的性质及其与结构的
可承受应力和受力状况相结合，考虑到该类钢闸门在潜孔沟壑中受到局部流体力和水面波
动的影响，易受抗湍行为影响，要求对应力计算和水力性能计算稳健有效。
按照设计要求，结构参数应该满足要求，这里明确指出受力水平在概率变异限度，使用的材料符合用途的
性能需求，并符合抗腐蚀性能要求和安装要求。
在搭建钢结构时，必须采用有限元方法，以便得出结构的整体稳定性及构件的稳定性。
通过有限元分析，可以确定构件的稳定性及受力状态，并进行结构完整性计算，以保证设
计结构和构件能满足设计要求。
此外，还必须按设计要求处理各种涂层，以便防止潜孔式钢闸门构件在使用时受腐蚀，对符合要求的涂层、密封因素进行严格的检查，以保证构件的正常使用。
总之，潜孔式平面钢闸门的设计必须结合水体流动的特性、材料的受力能力、构件的
受力特性以及抗腐蚀涂层的质量，按照规范要求结合合理的结构形式和准确的计算方法，
才能保证设计方案的有效性和可行性。
露顶式平面钢闸门课程设计-《钢结构》 (1)
露顶式平面钢闸门课程设计-《钢结构》 (1)一、课题背景及意义随着建筑都市化的深入发展，涉及到门类型的多样化，钢闸门也在这一过程中有了很大的发展。
配套安装了顶式平面钢闸门，可以清楚地观察到它的优点，从而更好地满足建筑和工程工程的要求，在维护人们的安全作用以及节约能源的作用上起到了重要的作用，而顶式平面钢闸门是坚固耐用的一类门。
因此，本课题将深入分析顶式平面钢闸门的结构特点，为专业人员和未来相关领域进行开展学习、研究和应用打下基础，将为安全提供更好的性能及更高的使用效率而努力。
二、目的和任务1.熟悉钢结构的知识，并详细了解钢结构及其技术特征。
2.了解顶式平面钢闸门，掌握其设计、制作材料、结构及施工要求；3.分析顶式平面钢闸门的优点和特点，提出相应的设计方案；4.优化顶式平面钢闸门的结构设计，考虑其使用效果和安全性。
三、基础理论及资料准备1.本课题需准备《钢结构》、《钢结构及铝合金结构》、《钢结构设计手册》以及相关的标准规范。
2.从专业角度准备涉及的基础理论及制作要求，对顶式平面钢闸门进行实际应用。
3.参考相关文档，进行原理理论分析，结合现实情况，找出可行的设计方案。
四、技术应用1.根据所采用的钢结构规范分析这种类型钢闸门的结构设计，并参考结构规范中关于钢结构设计的基本要求，对顶式平面钢闸门的制作采用合理的合金规范。
2.结合材料的性能，考虑现有的情况，分析门的框架结构，以满足材料、结构和维护性能的要求；4.在安装完成后，测试闸门的控制功能，检查设计的是否符合标准，以及闸门开闭是否正常，一定要严格把握，及时处理出现的问题。
五、总结通过本课程的学习，系统学习和了解了钢结构的基本知识及其特性，以及顶式平面钢闸门的设计、制作材料、结构及施工要求。
在掌握知识基础上，并结合实际，本课题利用一系列技术工具，通过分析顶式平面钢闸门的特点和优点，制定有效的实施方案，形成了运用钢结构实现顶式平面钢闸门设计和制作的思路。
平面定轮钢闸门设计
目录1. 水工刚结构平面定轮钢闸门设计计算书。
11）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。
一. 设计任务 (2)二．设计资料 (2)三．闸门结构形式及布置 (2)四、面板设计 (3)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 (8)八、边梁设计 (9)九、行走支承设计 (10)十、胶木滑块轨道设计（见图10） (10)十一、闸门启闭力和吊座验算 (11)。
24）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。
112. 水工刚结构平面定轮钢闸门设计图。
（附图）水工刚结构平面定轮钢闸门设计计算书一.设计任务《钢结构》课程设计的任务为某节制闸工作闸门的设计。
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：H=6+0.5=6.5m闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 1=6.1m 闸门计算跨度：L=L 0+2d=6+2×0.2=6.4m 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<h 。
所以闸门采用4根主梁。
本闸门属于中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置本闸门为潜孔式闸门，按公式()()[].51.51k 1k k n 3H2y -+-++=βββ222aH na -=β 经计算：64.01=β m 4.66y 1= m 3.58y 2= m 6.010y 3= m 9.311y 4= 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。
露顶式平面钢闸门设计(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：Q235FA-;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2MCS;-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》（1995SL）。
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。
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×12.0m3、上游水位：67m4、下游水位：0.1m5、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：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：67m2、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<h。
所以闸门采用6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。
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。
露顶式平面钢闸门设计钢结构
课程设计报告( 2010-- 2011年度第一学期)名称：钢结构课程设计院系：可再生能源学院班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：2010年12月水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净:22.00m；设计水头：16.8m；结构材料：Q235-A.F；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：采用滚轮支承二、闸门结构的形式及布置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0.2m，故闸门高度=16.8+0.2=17m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=22m；闸门计算跨度：L=L0+2d=22+2×0.2=22.40m。
(单位：m)2.主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门应用实腹式组合梁。
3.主梁的布置因为L=22.40＜1.5H=1.5×16.8=205.2所以是选取7跟主梁。
根据公式计算每一根主梁距水面的距离，K及第K跟主梁，得：y1=4.23m; y2=7.74m; y3=10.02; y4=11.87m; y5=13.46m; y6=14.88m; y7=16.18m 具体布置见下图：(单位：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，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见下页图。
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10道横隔板，其间距为2m ，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，行走支承采用滚轮支承。
三、面板设计根据SL1974-1995《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，先估算面板厚度，在主梁界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。
《钢结构钢闸门》PPT课件
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
2、主梁的位置 根据等荷载的原则布置（每个主梁承受相等水压力）
双主梁： 对称于总水压力合力作用线布置
两主梁间距尽可能大，但要满足构造要求
14
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
多主梁：有几个主梁将水压分布图分成 面积相等的几等份，每块等分面积 的形心线处为主梁位置
：避免门底水流冲击主梁腹板引起闸门振动 16
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
（二）梁格布置 梁格支承面板，起着减小面板跨度，
减小面板厚度的作用 合理布置：使面板和梁格所用材料最省 梁格布置有简式（纯主梁式）、普通式、复式梁格
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第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
第五节 横向、纵向联结系
二、纵向联结系 承受闸门部分自重以及其它竖向荷载
（n为节间数） G由附录11中估算公式计算
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第六章 平面钢闸门
一、荷载
第六节 边梁设计
水平荷载： 梁格传来的水平水压力 （为简化计算，均由主梁传给边梁） 行走支承反力R1、R2 竖向荷载： 闸门自重G/2 行走支承和止水与埋固构件间的摩阻力 启吊力 T 门底过水下吸力Px等
竖直次梁为支承在主梁上的简支梁， 承受由水平次梁传来的集中荷载R， R为水平次梁的支座反力
竖直次梁计算简图：（如图c）
34
第六章 平面钢闸门
第三节 面板和次梁的设计
2、齐平连接
水平次梁和竖直次梁同时支承着面板， 面板上的水压力由水平次梁和竖直次梁共同分担， 面板上的水压力按梁格夹角的平分线划分各梁所承担的水压力
第三节 面板和次梁的设计
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漏顶式平面钢闸门设计
一、设计资料
闸门形式：溢洪道漏顶式平面钢闸门
孔口净宽：10m
设计龙头：5.8m
结构资料：3号钢（Q235）
焊条：E43型
止水橡皮：侧止水为P型橡皮，底止水为条形橡皮
行走支承：采用双滚轮式，采用压合胶木定轮轴套，滚轮采用国家定型产品
钢筋混凝土强度等级：C20
二、闸门结构的形式及布置
1、闸门尺寸的确定
闸门高度：不考虑风浪所产生的水位超高，H=5.8m；
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=10m；
闸门的计算跨度：L=L0+2d=10+2×0.2=10.4m，其中，d为行走支承中心线到闸墩侧壁的距离。
2、主梁的形式
主梁的形式应根据木头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度，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
由于L>1.5H，所以采用双主梁式。
为使两个主梁在合计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称与水压力合力的作用线y'=H/3=1.93m，并要求下悬臂a≥0.12H，且a≥0.4m，同时满足于上悬臂c≤0.45H，且a≤3.6m，今取a=0.7m≈0.12H=0.696m；
主梁间距：2b=2（y'-a）=2×（1.93-0.7）=2.46m；
则c=H-2b-a=5.8-2.46-0.7=2.64m≈0.45H=2.61m，且c<3.6m，满足要求；
闸门的主要尺寸如图所示.
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小孔并被横隔板所支承，水平次梁为连续梁，其间距上疏下密，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图2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，决定布置三道横隔板，其间距为10.4/4=2.6m，横隔板兼做竖直次梁。
（2）纵向联结系
设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杠式桁架。
6、边梁采用双复板式，行走支承采用双滚轮式；滚轮安装于边梁双腹板中间，为减小滚动摩擦力，采用压合胶木定轮轴套；滚轮采用国家定型产品。
三、水平次梁、顶梁和底梁的设计
1、荷载与内力计算
水平次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上的连接梁，作用在它们上面的水压力课塞纳式（2-8）计算，即q=p(a上+a下)/2
现列表计算如表2:εq=164.28KN/m
根据上表计算，水平次梁计算荷载取32.89KN/m，水平次梁为四跨连续梁，跨度为2.6m，（如图）。
水平次梁弯曲时的边跨跨中弯矩为：M次中=0.077ql2 =0.077*32.89*2.62 =17.12kNm,支座B处的负
弯矩为：M次B =
0.107ql2=0.107*32.89*2.62=23.79kNm
2、截面选择
W=M/[σ]=23.79*106/160=148688mm3
考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选[18a，由附录一表4查得：
A=2569mm2,Wx=141400mm3,Ix=12727000mm4,b1=68mm,d=7mm.。
面板参加次梁工作有效宽度分别按式（6-11）和（6-12）计算，然后取其中较小的值。
式（6-11）B≤b1+60t= 68=60*8=548mm
式（6-12）B=ε1b（对于跨间正弯矩段）;
B=ε2b （对于跨间正弯矩段）
按5号梁计算，设梁间距b=(b1+b2)/2=(770+780)/2=775mm。
确定上式中面板的有效宽度系数ε时，需要知道梁弯矩零点之间的距离和梁间的距离I0 与梁间距b之比值。
对于第一跨中正弯矩段，I0=0.81=0.8*2600=2080mm；对于支座伏弯矩段，取I0=0.41=0.4*2600=1040mm。
根据I0/b查表2-1：对于I0/b=2080/775=2.684，得ε=0.802,则B=ε1b=0.802*775=622mm；
对于I0/b=1040/775=1.342，得ε=0.382,则B=ε2b=0.382*775=296mm；
对于第一跨中选用B=548mm，则水平次量组合截面面积（如图）：
A=2569+548*8=6953mm2
组合截面形心到槽钢中心线的距离:E=548*8*94/6953=59mm
跨中组合截面的惯性矩及截面的模量为：
I次中=12727000+2569*592+548*8*352=27040000mm4 W min=12727000/149=181500mm2
对于支座段选用B=296mm，则
组合截面面积：A=2569=296*8=4937mm2
组合截面形心到槽钢中心线的距离：E=296*8*94/4937=45mm
支座处组合截面的惯性矩用截面模量；
I次B=12727000+2569×452+296×8×492=23614793mm4
W min=23614793/135=174924mm2。