【導(dǎo)讀】根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，每一個(gè)同學(xué)是對(duì)所設(shè)計(jì)的題目。時(shí)可以從整體把握，從零部件到整體依次進(jìn)行。算；閘門施工詳圖的繪制。調(diào)節(jié)流量的設(shè)備。主要用于關(guān)閉和開(kāi)放泄（放）水通道的控制設(shè)。水工建筑物的重要組成部分，可用以攔截水流，控制水位、檢修閘門設(shè)于工作閘門前，用于。此外，還有其他的分類。其在固結(jié)于門槽內(nèi)的支承軌道上作滑動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)，接觸。各止水的接頭部位銜接處均在現(xiàn)場(chǎng)配裝時(shí)進(jìn)行熱膠合處理，潛孔式閘門頂止水座板部位一般稱門楣。楣以上設(shè)有一定高度的鋼板胸墻，它是埋設(shè)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，根據(jù)平面閘門的操作特點(diǎn)。當(dāng)平面閘門門葉自重不能克服下門阻力順利關(guān)閉時(shí)，至今，在世界各國(guó)的工程設(shè)施上平面閘門的采。用數(shù)量仍居首位。中國(guó)水利工程使用最早最多的閘門是平面閘門，目前。稱為水力自動(dòng)閘門。平面閘門和弧形閘門是最常用的門。安全可靠、節(jié)約材料及便于制造、運(yùn)輸安裝于運(yùn)行維護(hù)等方面的要求。格，在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算。

　　

【正文】 較大時(shí)，采用槽鋼和工字鋼或組合截面。角鋼和槽鋼的肢宜向下，以防積水和積塵。一個(gè)鋼閘門的型鋼規(guī)格不宜超過(guò) 2～ 3種，以便于加工制造。 內(nèi)力計(jì)算 水平次梁和頂梁都是連續(xù)兩 3，按相鄰間距和之半方法計(jì)算每根梁上的線荷 載，計(jì)算式為： 計(jì)算結(jié)果如下表所示： 梁號(hào) 梁軸線處水壓強(qiáng)度 p( 2kNm ) 梁間距 +2aa下上 （ m） +2aaqp? 下上 （ kNm ） Ⅰ (頂梁 ) 157 520 Ⅱ 162 462 Ⅲ 167 450 Ⅳ 172 450 Ⅴ 176 表中 主梁荷載為將主梁視為次梁的計(jì)算數(shù)據(jù)，不作為主梁結(jié)構(gòu)計(jì)算依據(jù)。 根據(jù)上表計(jì)算結(jié)果，作水平次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 如下 ，水平次梁計(jì)算荷載取 80 /q kN m? 。水平次梁為六跨度連續(xù)梁，跨度為 。 均布荷載的等跨連續(xù)梁內(nèi)力及撓度計(jì)算 公式 如下： 彎矩計(jì)算： 剪力計(jì)算： 撓度計(jì)算： +2aaqp? 下上2kM ql?Q kql?4100qlfkEI? 18 彎曲時(shí)的邊跨跨中彎矩： 20 .1 0 6 8 0 1 .9 3 5? ? ? 支座 B處彎矩為： m?? 剪切力為： q=80kN/m 圖（五） 面板參與次梁作用的有效寬度按以下公式計(jì)算，并取最小 值： 16 0 + 6 0 1 5 0 9 0 0Bb?? ? ? ? ? 1Bb?? 2Bb?? 其中 b 為主次梁間距； 1? 為有效寬度系數(shù)； ? 為面板厚度； b1為梁肋寬度。按 4 號(hào)梁21 kM ql? 20 .0 7 8 8 0 1 .9 3 5? ? ? m??2kBM ql?BQ kql?? 80 ? ? ? 19 計(jì)算， b=450mm,確定有效寬度系數(shù)時(shí)需要知道彎矩零點(diǎn)之間的距離 l0 與梁間距 b 之比，對(duì)于正彎矩段，取 lo== 1935=,對(duì)于 負(fù)彎矩段取 lo==1935=774mm. 根據(jù) lo/b 之值查表可得 對(duì) lo/b=，取 1? =，得 B=1? b= 450=378。 對(duì) lo/b=774/450=,取 2? =，得 B=2? b= 450=216。 水平次梁采用工字型組合截面 如圖 圖（六） 截面特性計(jì)算如下： A=160 16+16 200+216 15=5760+3240=9000mm2 截面形心距 ： 1Ayy A??? 32 40 22 3. 5 32 00 11 6 19 60 89000? ? ? ? ?? 123mm? 2y =231123=109mm 截面慣性矩 ： 3 3 3x 1 6 0 1 6 1 6 2 0 6 2 1 6 1 55 7 6 0 8 3 2 0 0 1 1 6 + + 3 2 4 0 2 2 3 . 51 2 1 2 1 2I ? ? ?? ? ? ? ? ? ? = 截面靜矩 ： 20 3xS 1 9 6 0 8 3 2 0 0 1 1 6 3 2 4 0 2 2 3 .5 1 1 1 1 0 2 0 mm? ? ? ? ? ? ? 截面抵抗矩 ： 上翼緣頂邊處 ： m a x 2 IW y? ? ? 下翼緣底邊處 ： m in 1 8 7 7 3 1 5 .4 2 0123xIW y? ? ? 由于支座 B處彎矩最大，而且截面模量較小，故而需要驗(yàn)算支座 B 處截面的抵抗彎矩。 彎應(yīng)力計(jì)算： ? ?2m a xm a x m in 32 .0 70 / N m mW??? ? ? ? ? ?2m a x 93 .8 09 11 11 02 0 60 .3 7 / 16BXxoQS N m mIb???? ? ? ?? 受均布荷載的等跨度連續(xù)梁 ,最大撓度發(fā)生在邊跨。由于水平次梁在支座 B 處截面的彎矩已經(jīng)求得，則邊跨撓度可近似地按下式計(jì)算： 最大撓度 maxf 44m a x 8 0 1 9 3 50 . 6 3 2 0 . 6 3 2 0 . 5 0 52 0 6 1 0 7 9 0 9 7 9 6 . 7qlf m mEI ?? ? ? ?? ? ? 1935 mm?? maxf ＜ ??f 故水平次梁所選截面尺寸滿足剛度和強(qiáng)度要求。 主梁是平面閘門中的主要受力構(gòu)件，根據(jù)閘門的跨度和水頭大小，主梁的形式有軋成梁、組合梁和桁架。軋成梁用于效跨度低水頭的閘門。對(duì)于中等跨度（ 5～ 10） m的閘門常 21 采用組合梁，為縮小門槽寬度和節(jié)約材料，常采用變高度的主梁。對(duì)于大跨度的露頂閘門，主梁可采用 桁架形式。桁架節(jié)間應(yīng)取偶數(shù)，一邊閘門所有桿件都對(duì)稱于跨中，并便于布置主桁架之間的聯(lián)結(jié)系。為了避免弦桿承受節(jié)間集中荷載，宜使豎直次梁的間距與桁架節(jié)間尺寸相一致。本閘門由于閘門跨度較 大，水頭較高，故采用組合截面梁。 主梁除承受豎直次梁傳來(lái)的集中荷載外，還受到面板直接傳來(lái)的分布荷載，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以近似地將作用在主梁上的荷載換算為均布荷載，并按簡(jiǎn)支兩計(jì)算，現(xiàn)對(duì)主梁的計(jì)算結(jié)果如下： 其荷載為： p= 計(jì)算彎矩圖如右： 圖（ 七） 當(dāng)主梁所承受的最大彎矩不超過(guò) 500kNm 時(shí)，可考慮采用型鋼作 為主梁。若型鋼強(qiáng)度不夠，可在其翼緣加焊扁鋼給予增強(qiáng) 。采用型鋼可以簡(jiǎn)化制造，降低成本。當(dāng)型鋼不能滿足受力要求時(shí)，可采用由鋼板焊接而成的主梁 —— 組合梁。組合梁有截面和變截面 兩種形式，一般當(dāng)跨度較大時(shí)采用變截面組合梁較為經(jīng)濟(jì)合理。組合梁截面尺寸的選擇必須考慮到適用，安全與經(jīng)濟(jì)等諸方面的要求。本次設(shè)計(jì)采用等截面的組合梁。 1） 彎矩和剪力 1m a x 2 6 9 .2 0 5 1 1 .6 1 1 1 .1 1( ) ( ) 4 4 8 3 .8 3 22 2 4 2 2 4ql llM k N m? ? ? ? ? ? 1m a x 29 6. 20 5 10 k N?? ? ? 2)需要的截面抵抗矩 A3 鋼 容 許應(yīng) 力 ??? =205N/mm2, 考 慮閘 門 自身 的 附加 應(yīng)力 ， 取容 許 應(yīng)力 為 22 ??? =,則需要的截面抵抗矩 ? ? 3m a xMw = = 2 4 3 0 3 m mσ 主梁容許撓度 ? ? lw=600 。 3） 腹板高度選擇 按剛度要求的最小粱高計(jì)算公式為： ? ?? ? ? ?m in 75 5 1 8 4 .5 1 1 6 1 02 4 / 2 4 2 .0 6 1 0 1 / 6 0 0lh E w l? ??? ?? 為滿足梁自重最輕要求的經(jīng)濟(jì)梁高按下式計(jì)算 2 0 . 453 . 1 3 . 1 ( 2 4 3 0 3 ) 1 7 6 0 . 4 6eh w m m? ? ? 由于 閘門中的橫向隔板重量將隨梁增高而增高，故主梁高度宜選的比 he 小，但不小于 hmin,現(xiàn)在選用腹板高度 ho=1530mm。 腹板厚度選擇 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 : 式中 oh 及 wt 均以 cm作計(jì)算單位，選用 wt =。 1）面板參與主梁作用的有效寬度 B為 1B=ξb 且 1B=60δ+b 面板參與梁作用寬度 11610ol mm? 12 4 5 0 6 4 8 54922bbb m m? ?? ? ? 11610 ?? 查表得 1ξ = 腹板前翼緣寬度為 0，面板厚度為 15mm。 則 B=1ξ b=549mm 又由于 B ≤ 150δ+b =0+50 15=750mm 圖（八） 取 B=550mm。 主梁斷面圖如上 圖所示： ?/ 1 1 1 5 3 / 1 1 1 . 1 2wot h c m? ? ? 23 截面積： A=550 15+24 1530+360 24=8250+36720+8640 =53610mm2 截面形心距： 1Ay 8 2 5 0 1 5 6 1 . 5 3 6 7 2 0 7 8 9 8 6 4 0 1 2y= A 5 3 1 6 0? ? ? ? ???? 12882375 28972080 103680531607 8 2 .6 6 mm???? 截面慣性矩： 3 3 32 2 23 6 0 2 4 2 4 1 5 3 0 5 5 0 1 51 2 8 6 4 0 7 8 9 3 6 7 2 0 1 5 6 1 5 8 2 5 01 2 1 2 1 2xI ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 10 4= 10 mm? 截面靜矩： 8 2 5 0 1 5 6 1 . 5 3 6 7 2 0 7 8 9 8 6 4 0 1 2xS ? ? ? ? ? ? mm? 強(qiáng)度驗(yàn)算 m a xm a x 104 4 8 3 .8 3 2 7 8 2 .6 65 1 0xMy I? ??? ? ? ?22= 7 0 . 1 2 N / m m 2 0 5 /N m m??? 3m a x 10 . 0 10xxfQSId? ???? ? /N mm? 2）撓度驗(yàn)算： 44m a x 105 5 2 6 6 . 6 1 1 6 1 03 8 4 3 8 4 2 0 6 5 1 0qlf EI ?? ? ? ? ?? = ? ? 11610 0 50 0olf m m? ? ? maxf ＜ ??f ，故主梁滿足撓度要求。 24 3)穩(wěn)定性驗(yàn)算： 主梁腹板高度與厚度之比 ho/δ =1530/24=＜ 80mm，滿足穩(wěn)定性要求，不必配置加勁肋板。 面板局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應(yīng)力 從前面的計(jì)算可見(jiàn)區(qū)格Ⅴ所需的板厚最大，其 b/a==1935/648 =＞ ： 2 ( ( )myzh m x o x m y m x o x? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ＜ ? ? 其中 :2 2 2 94 75 64 .8 60 .77 / k pa N m m? ? ??? ? ? 20 . 3 6 0 . 7 7 1 8 . 2 3 3 /m x m y N m m? ? ?? ? ? ? ox? 為對(duì)應(yīng)面板驗(yàn)算點(diǎn)的主梁上翼緣的整體彎曲應(yīng)力，根據(jù)前面計(jì)算，區(qū)格Ⅴ長(zhǎng)邊中點(diǎn)處主梁彎矩為： 21 ( ) 4 3 6 9 .7 42qM lx x a k N m??? ? ? ? ??? 6 211104 3 6 9 . 7 4 1 0 7 8 2 . 6 6 6 8 . 4 /5 . 0 1 0ox xMy N m mI? ??? ? ?? 則 2 ( ( )myzh m x o x m y m x o x? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? = 3 6 9 3 2 5 1 7 0 3 0 4 9?? = 179N/mm2＜ ??ασ =滿足強(qiáng)度要求。 由于主梁前后翼緣均為面板，垂直方向的承載能力較大，水柱作用下主梁垂直方向的彎矩引起的應(yīng)力不需要驗(yàn)算，這里只計(jì)算頂梁腹板在水柱作用下的強(qiáng)度。 按四邊固接計(jì)算： 5 2 0 , 1 9 3 5 , 1 5a m m b m m m m?? ? ? 腹板上水壓強(qiáng)度 ： 20 . 2 / , / 3 . 7 2 1 , 1 . 5 5q N m m b a ?? ? ? 查表得 ? 25 2 2 2 5 52 0 18 67 /15ymy k qa N m m? ? ??? ? ? ＜ ??ασ 頂主梁的截面圖如下： 圖 （九） 在采用等高連接實(shí)腹式梁格結(jié)構(gòu)，豎直次梁承受著由其兩側(cè)面板傳來(lái)的 水壓荷載及水平次梁傳來(lái)的荷載。為使計(jì)算方便，豎直次梁的荷載可簡(jiǎn)化為三角形或梯形分布的水壓荷載，這樣簡(jiǎn)化對(duì)豎直次梁的最大彎矩的計(jì)算影響不大。對(duì)于雙主梁閘門，豎直 次梁可看做是支撐在主梁上的雙支點(diǎn)雙懸臂梁。 豎直次梁常用的截面形式為型鋼或組合工字或 T型截面，其截面選擇及有效寬度的確定與水平次梁相同。在等高連接的梁格中多用實(shí)腹隔板代替豎直次梁，此時(shí)，其截面按構(gòu)造確定。在焊接結(jié)構(gòu)中，隔板不需設(shè)前翼緣，而直接與面板和主梁的腹板焊牢，隔板一般設(shè)寬度不大的后翼緣。當(dāng)閘門尺寸較大時(shí)，可在隔板桑開(kāi)孔以減輕門葉重量。如果隔板截面尺寸較大，由靜水壓力產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力較小，可不進(jìn)行驗(yàn)算。 豎直次梁按承受梯形荷載的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，根據(jù)分析，主梁 1 和