目录
一.课程设计任务与要求 (1)
二．设计资料 (1)
三．闸门结构形式及布置 (1)
四、面板设计 (2)
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 (10)
八、边梁设计 (11)
九、行走支承设计 (12)
十、胶木滑块轨道设计 (12)
十一、闸门启闭力和吊座验算 (13)
水工钢结构钢闸门课程设计计算书
一.课程设计任务与要求
1、《钢结构》课程设计的任务为某节制闸工作闸门的设计。
2、要求根据钢闸门设计规范与要求，设计出合理、可行的平面定轮钢闸门。
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：考虑风浪所产生的水位超高为0.5m，故闸门高度H=6+0.5=6.5m
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=6.1m
闸门计算跨度：L=L0+2d=6+2×0.2=6.4m
闸门尺寸图见附图1
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 3.主梁的布置 本闸门为潜孔式闸门，按公式 ()() []1.5 1.5 k 1 β k β k β n 3 2H y- + - + + = 2 2 2 a H na β - =计算，（其中H=35-23=12m，a=12-6.5=5.5m） 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。 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所支承。水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等。 5.连接系的布置和形式 横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置3道隔板，其间距为1.6m ，横隔板兼作竖直次梁。 梁格布置尺寸图见附图2. 四、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附图2所示。面板厚度按下式计算 t=a ] [9.0σa kp 当b/a ≤3时，a=1.5,则t=a 160 5.19.0??kp =0.068kp a 当b/a >3时，a=1.4,则t=a 160 4.19.0??kp =0.07kp a 现列计算表计算如下： 面板厚度的估算 区格 a(mm) b(mm) b/a k p(N/mm 2) kp t(mm) 1 970 1590 1.639 0.60 2 0.059486 0.1892 11.797 2 855 1590 1.860 0.491 0.069678 0.1850 10.754 3 825 1590 1.927 0.49 4 0.078988 0.197 5 11.082 4 675 1590 2.35 6 0.498 0.08722 0.2084 9.566 5 645 1590 2.465 0.499 0.09506 0.2178 9.553 6 575 1590 2.765 0.5 0.10192 0.225 7 8.827 7 545 1590 2.917 0.5 0.10838 8 0.2328 8.627 8 440 1590 3.614 0.75 0.11466 0.2932 8.774 根据上表计算，选用面板厚度t=12mm 。 2.面板与梁格的连接计算 面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力P 表达式按式P=0.07t σmax 计算，已知面板厚度t=12mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm 2 ,则 p=0.07х12х160=134.4N/mm , 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力： T ＝02I VS = ,/3091012403222721286010.94244 3 mm N =?????? 面板与主梁连接的焊缝厚度： ()mm T P h w t f .34113.70309.4134][7.0/2 222=?+=?+=τ， 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度mm h f 6=。 五、水平次梁，顶梁和底梁地设计 1.荷载与内力地验算 水平次梁和顶，底梁都时支承在横隔板上地连续梁，作用在它们上面的水压力可 按下式计算，即 q=p 2 下 上a a + 计算表格如下： 得 ∑q=540.217(kN/m) 水平次梁、顶梁和底梁均布荷载的计算 梁号 梁轴线处水 压强度p （kN/m^2) 梁间距（m ） (a 上+a 下)/2 q=p*(a 上+a 下)/2(kN/m) 1(顶梁） 53.9 1.09 2（主梁） 64.582 1.0175 65.712185 0.945 3（水平次 梁） 75.215 0.945 71.078 0.945 4（主梁） 83.104 0.855 71.05392 0.765 5（水平次 梁） 90.601 0.765 69.309765 0.765 6（主梁） 98.098 0.715 70.14007 0.665 7（水平次104.615 0.665 69.568975 梁） 0.665 8（主梁） 111.132 0.5875 65.29005 0.51 9（底梁） 116.13 0.5 58.065 根据计算，水平次梁计算荷载取71.08kN/m ，水平次梁为4跨连续梁，跨度为1.6m ，水平次梁弯曲时的边跨弯距为: M 次中＝0.077ql 2 =0.077х71.08х1.62 =14.01kN ?m 支座B 处的负弯距： M 次B ＝0.107ql 2 =0.107х71.08х 1.62 =19.47kN ?m 水平次梁计算简图和弯矩图见附图3 2.截面选择 W=36mm 121688160 107.419][=?=σM 考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［18b,由附录三表四查得： A=2929mm 2 ; W x =152200mm 3 ; I x =13699000mm 4 ; b 1=70mm ; d=9mm 。 面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。 B ≤b1+60t=70+60Х12=790mm ; B=ζ1b (对跨间正弯距段) B=ζ2b （对支座负弯距段） 。 按3号梁计算，设梁间距b= mm b b 9452 890 1000221=+=+。 对于第一跨中正弯距段l 0=0.8l=0.8Х1600=1280mm ;对于支座负弯距段l 0=0.4l ＝0.4Х1600＝640mm 。 根据l 0/b 查表： 对于l 0/b ＝1280/945＝01.354 得ζ1＝0.53 ，得B=ζ1b ＝0.53Х945＝501mm , 对于l 0/b ＝640/945＝0.677 得ζ2＝0.21 ，得B=ζ2b ＝0.21Х945＝198mm , 对第一跨中选用B ＝501mm,则水平次梁组合截面面积见附图4: 面积为 A=2929+501Х12=8941mm 2 ; 组合截面形心到槽钢中心线得距离： e= 8941 96 12501??=65mm ; 跨中组合截面的惯性距及截面模量为： I 次中＝13699000+2929Х652 +501Х12Х312 ＝32814479mm 4 W min = 2211706125 32814479 mm = 对支座段选用B ＝198mm ，则组合截面面积：A=2929+198Х12=5305mm 2 ; 组合截面形心到槽钢中心线得距离： e= 5305 96 12198??=43mm 支座初组合截面的惯性距及截面模量为： I 次B ＝13699000+2929Х432 +198Х12Х532 ＝25788905mm 4 W min = 2193902133 25788905 mm = 3.水平次梁的强度验算 由于支座B 处处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座B 处截面的抗弯强度，即 σ次＝ ,/160][/.4100193902 107.419226 mm N mm N =<=?σ 说明水平次梁选用[18b 满足要求。 轧成梁的剪应力一般很小，可不必验算。 4.水平次梁的挠度验算 受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在B 支座处截面的弯距已经求得M 次B =19.41kN ?m,则边跨挠度可近似地按下式计算： 次 次次EI l M EI ql l w B 1638453 - ?= ＝32814479 1006.21610.61101.419328144791006.2384]10.61[8.071553 6533??????-?????? ＝0.000274≤004.0250 1 ][== l w 故水平次梁选用[18b 满足强度和刚度要求。 六、主梁设计 (一)设计资料 1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）L 0＝6m ；计算跨度l ＝6.4m ；荷载跨度l 1＝6.1m 。 2）主梁荷载：m .31394 kN P q == ＝总 ) 横向隔板间距： 1.6m 。 3）主梁容许挠度： [W]=L/750 。 （二）主梁设计 主梁的设计内容包括： 截面选择； ②梁高改变； ③翼缘焊缝； ④腹板局部稳定验算； ⑤面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。 1.截面选择 （1） 弯距和剪力。弯距与剪力计算如下： 弯距： m kN M ?=-?=6.711)4 1 .62.46(2.16.3139max 剪力： kN ql V 9.4242 .16.313921max =?== （2） 需要的截面抵抗矩 已知A3钢的容许应力[σ]=160N/mm 2 ,考虑钢闸门自重引起附加应力的影响，取容许应力[σ]=,/1441609.02mm N =? 则需要的截面抵抗矩为： [ W]=。 36 max .74941144 10.6711][cm M =?=σ （3）腹板高度选择。按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为： 经济梁高：。 cm W h ec 9.093).74941(1.31.35/25/2=?== ,1.74750 /11006.2104.61014423.096.0]/[23.0960722min cm l w E fl h =???????=??=。 由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比h ec 为小，但不小于h min 。现选用腹板高度h 0＝90cm 。 (4)腹板厚度选择 ,86.011/9011/cm h t w ===选用t w ＝1.0cm 。 (5)翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为 ,.9396 90 190.7494162001cm h t h W A w =?-=-= 下翼缘选用t 1＝2.0cm （符合钢板规格），需要,202 .9 39111cm t A b === 取B 1＝20cm, 上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的翼缘板同面板相连，选用t 1＝2.0cm ，b 1＝14cm ，面板兼作主梁上翼缘的有效高度为B ＝b 1+60t ＝14+60Х1.2＝86cm 。 上翼缘截面面积A 1=14Х2.0+86Х1.2=131.2cm 2 。 (6)弯应力强度验算.主梁跨中梁面的几何特性见表3 表3--主梁跨中截面的几何特性(y1=31.5cm) 部位 截面尺 寸 （cm*cm ） 截面面积 cm 2 各形心 离面板表面距离 y'(cm) Ay' (cm 3) 各形心离中和 轴距离 y=y'-y1(cm) Ay 2 (cm 4) 面板部分 86*1.2 103.2 0.6 61.92 -30.9 98536.392 上翼缘板 14*2.0 28 2.2 61.6 -29.3 24037.72 腹板 90*1.0 90 48.2 4338 16.7 25100.1 下翼缘 20*2 40 94.2 3768 62.7 157251.6 合计 261.2 8229.52 304925.812 主梁跨中截面见附图5. 截面形心距：,.531.2 2612.58229y y 1cm A y =='= ∑ 截面惯性距：,36984130909112 900.112432 30cm Ay h t I w =+?=+=∑ 截面抵抗距：上翼缘顶边 ,10418.535369841 31max cm y I W === 下翼缘底边 ,6195.7 5936984132min cm y I W === 弯应力：,/4.14169.0/.5116195 100 .671122min max cm kN cm kN W M =?<=?== σ安全。 （7）整体稳定性与挠度验算。因主梁上翼缘直接同面板相连，可不必验算整体稳定性，因梁高大于按高度要求的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。 2.截面改变 因主梁跨度较大，为减小门槽宽度与支承边梁高度（节约钢材），有必要将主梁承端腹板高度减小为cm h h s 546.000==。改变y1后，主梁跨中截面见附图6. 梁高开始改变的位置取在临近支承端的横向隔板下翼缘的外侧，离开支承端的距离为160-10=150. 剪切强度验算：考虑到主梁端部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 字型截面来验算剪应力强度，主梁支承端面的几何特性见表4. 表4--主梁端部截面的几何特性（y1=18.1cm ） 部位 截面尺 寸 （cm*cm ） 截面面积 cm 2 各形心 离面板表面距离 y'(cm) Ay' (cm 3 ) 各形心离中和 轴距离 y=y'-y1(cm) Ay 2 (cm 4) 面板部 分 86*1.2 103.2 0.6 61.92 -17.5 31605 上翼缘 板 14*2.0 28 2.2 61.6 -15.9 7078.68 腹板 54*1.0 54 30.2 1630.8 12.1 7906.14 下翼缘 20*2 40 58.2 2328 40.1 64320.4 合计 225.2 4082.32 110910.22 43 012403211091012 541cm I =+?= cm y .118.22252.340821== ,23682 .1 39.1391.140403cm S =? ?+?= ,/5.9][/.180 .11240322368 .9424220max cm kN cm kN t I S V w =<=??== ττ 因误差未超过10％，安全 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。V max ＝424.9kN 。I 0=124032cm 4 ， 上翼缘对中和轴的面积距：S 1=103.2Х17.5+28Х15.9=2251cm 3 ， 下翼缘对中和轴的面积距：S 2=40Х40.1＝1604cm 3 .111240324.12251 .9424][4.101cm I VS h f w f =???== τ 角焊缝最小，mm t h f 7.6205.15.1==≥。 全梁的上下翼缘焊缝都采用h f ＝8mm 。 4.腹板的加筋肋和局部稳定性验算 因 ,80900 >=w t h 故需设置横向加劲肋，以保证腹板局部稳定性。因闸门上已布置横向隔板可兼作横加劲肋，其间距a ＝160cm 。腹板区格划分见图6。 梁高与弯矩都较大的格局可按式1cr c c 2 cr 2 cr ≤?+??? ? ??+???? ??σσττσσ验算。 区格2左边及右边截面的剪力分别为 0V .9KN 222.61.3139V ==?=右左， 区格2截面的平均剪应力为 ()22w 0mm .4N 12cm KN 4.211 902.9222t h 2V V ==??=+= 右左 τ 区格2左边及右边截面上的弯矩分别为 m .6KN 711M M m .4KN 5332.615.03.3139.61.94242a 2L q V M max 2 2 1a ?==?=?? ? ??-?-?=??? ??-?-=右 左 区格2的平均弯矩为m .5KN 6222 .6 711.45332M M M ?=+=+= 右左 区格2的平均弯应力为[]2 24 6016085.051.01770.90112351774.5410 369841323 10.5622y M m m N f t h m m N cr y w b ==<====???=I =σσλσ 计算 cr τ，由于区格长短边之长为1.6/1.0>1.0，采用下式计算： () ()[][]2 2 00s /0.928.059.01854 .0235 /434.541m m N f a h h s cr y t w =--==+?τλτλ 将以上数据代入验算式 0.113.00.924.121604.542 2 <=?? ? ??+??? ??（满足局部要求） 故在横隔板之间区格2不应增设横加劲肋。 再从剪力最大的区格1来考虑： 该区格的腹板平均高度()cm 80cm 7254902 1 h 0<=+=，不必计算，故在梁高减小的区格1内也不必另设横向劲肋。 5.取面板区格Ⅲ验算其长边点的折算应力 从上述的面板计算可见，直接与主梁相邻的面板区格，只有区格3所需要的板厚较大，这就意味着该区格的长边中点应力也较大，所以选择区格3按下列验算其长边的折算应力。 ,/18912 895070.0485.022 2mm N my ±=??=σ ,/571893.02mm N V m y m x ±=?±==σσ 面板区格Ⅲ的长边中点的主梁弯距和弯应力 ,6672 )15.023 .61(.313923165.033.1392m kN M ?=???-???= ,/6410 18.41010667266 0mm N W M x =??==σ 该区格长边中点的折算应力 )()(0202 x mx my x mx my zh σσσσσσσ+-++= ＝2222/2401605.1][/166)6457(189)6457(189mm N mm N =?=<=--++σα 故面板厚度选用8mm 满足强度要求 。 七、横隔板设计 1.荷载和内力计算 如附图3所示水平次梁为4跨均布连续梁，R 可看作它所受的最大剪力，由规范表查知：作用于竖直次梁上由水平荷载传递的集中荷载： n l q R 次)536.0607.0(+= ;255.61.3139143.1kN =??= 取q ＝q 次 m kN Rl ql M ?=??+??=+=.71829.812554 19.81.31398141812020 2.横隔板和截面选择和强度验算 腹板选用与主梁腹板同高，采用900Х10mm ，上翼缘利用面板，下翼缘采用200mm Х800mm 的扁钢，上翼缘可利用面板的宽度公式按式B ＝ζ2b 确定。 ,5625.01600/900/0==b l 查表得ζ2＝0.225 ， B=0.225×1600=360mm ，取B ＝360mm 。 横隔板截面如附图8所示： 截面几何特性截面型心到腹板 中心线距离： 8 2001090012360455 820045612360?+?+???-??=e ＝83mm 截面惯性距： 2223 37312360567200883109001290010??+??+??+?=I 4410178492 mm ?= 4min 3125956571 mm I W == ， 验算应力： ][/.4583125956 10.7182,26 min σσ<=?==mm N W M 由于横隔板截面高度较大，剪切强度更不必验算，横隔板翼缘焊缝采用最小焊缝厚度h f ＝6mm 。 八、边梁设计 边梁的截面形式采用单腹式，见附图9，边梁的截面尺寸按构造要求确定，即截面高度与主梁端部高度相同，腹板厚度与主梁腹板厚度相同，为了便于安装压合胶木滑块，下翼缘宽度不宜小于300mm 。 边梁是闸门的重要受力构件，由于受力情况复杂，故在设计时将容许应力值降低20％作为考虑受扭影响的安全储备。 1.荷载和内力计算在闸门每侧边梁上各设4个胶木滑块，其布置见附图10： （1）水平荷载 主要是主梁传来的水平荷载，还有水平次梁和顶，底梁传来的水平荷载，为了简化起见，可假定这些荷载由主梁传给边梁，每个边梁作用于边梁荷载为R ＝424.9kN （3） 竖向荷载 有闸门自重，滑道摩阻力，止水摩阻力，起吊力等。 上滑块所受压力： kN R 8001=， 下滑块所受压力： kN R .68998004.94242=-?=， (),7099.81.9424800max m kN M ?=?-= kN V .7474.9424.6899max =-=, 最大阻力为作用于一个边梁上的起吊力，估计为400kN ，有N ＝400kN 进行强度验算， kN f R N 3044001=-= , 2.边梁强度验算 截面面积,25400105402050022mm A =?+??= ,316450013527010280500203max mm S =??+??= ,169922000028020500212 54010423 mm I =???+?=35859379290mm I W == 。 截面边缘最大应力验算： 226 3max max /1261578.0][8.0/1335859379 107092540010304mm N mm N W M A N =?=>=?+?=+=τσ 但不超过10%，满足强度要求。 腹板最大剪应力验算： ,/76958.0][8.0/8210 316450010.7474223max mm N mm N I It S V w maz =?=>=???==ττ 但不超过10%，满足强度要求。 腹板与下翼缘连接处则算应力验算： ,KN 122290 270585937910709254001030463'max =??+?=?+=y y W M A N σ 231max /40102802050010304mm N I It S V w =????==τ， 2222222/1281608.0][8.0/1404031223mm N mm N h =?=>=?+=+=ττσσ 。 但不超过10%，满足强度要求。 九、行走支承设计 胶木滑块计算：下滑块受力最大，其值为R 2＝899.6kN ，设滑块长度为350mm ，则滑块单位长度承受 压力,/2570350 10.68993 mm N q =?= 根据上述q ，查表得轨顶弧面半径R=200mm ，轨头设计宽度为b ＝40mm ，胶木滑块与规定弧面的接触应力验算： 22max /500][/373200 2570104104 mm N mm N R q j =<===σσ。 选定胶木高30mm ，宽120mm ，长350mm 。 十、胶木滑块轨道设计 胶木滑块支承轨道截面见附图11 1. 确定轨道底板宽度 轨道底板宽度按砼承压强度确定，查表得：砼允许承压应力为[σ]＝7N/mm 2 ，则所需轨道底板宽度为 .3227 2257 ] [mm q B n n == = σ 取Bh ＝400mm ， 故轨道底面压应力： 2/4.6400 2570 mm N h == σ 2.确定轨道底版厚度 轨道底板厚度δ按其弯曲强度确定，轨道底版的最大弯应力： ][322 σσσ≤=t c n 轨道底板悬臂长度C ＝180mm ，对于A3查表得[σ]＝100N/mm2 ， 故：mm c t n .978100 1804.63][32 2=??==σσ，故t ＝80mm 。 十一、闸门启闭力和吊座验算 1.启门力：x 2s 2d P )T 1.2(T 1.1G T +++=启 其中闸门自重 () .2kN 381.8912661.01.01.10.0229.8H A k k 0.022k G 3.604 .310.63 s 1.34 321=???????=?= 滑道摩阻力：,.6434.56.3139412.02kN fp T d =???== 止水摩阻力：..5435.785.5606.065.0222kN fbhp T s =????== 下吸力Px 底止水橡皮采用I110—16型，其规格为宽16mm ，长110mm ，底止水沿门跨长6.4m ，根据规范SDJ13—78，启门时闸门底缘平均下吸强度一般按20kN/m 2 计算，则下吸力： kN P x 48.02016.0.4620=??= 故闸门启门力：.72848.02).543.6434(2.1.21381.1kN T =++?+?=启 2. 闭门力：,.3449.21389.0).54 3.6434(2.19.0)2.12d 2kN G T T T S =?-+?=-+（＝闭 显然仅靠闸门自重是不能关闭闸门的。由于该溢洪道闸门孔口较多，若把闸门行走支承改为滚轮，则边梁需由单腹式改为多腹式，加上增设滚轮等设备。则总造价增加较多。为此，宜考虑采用一个重量为200KN 的加载梁，在闭门时可以依次对需要关闭的闸门加载下压关闭。 3. 吊轴和吊耳板验算 吊轴与吊耳截面见附图12. （1）吊轴 采用Q235号钢，9查得[τ]=65N/mm 2 ,采用双吊点，每边启吊力为： ,.4362 7282.122.1kN T P =?=? =启吊轴每边剪力：,.42182.8 4362kN P V === 需吊轴截面积：2 3336065 10.4218][mm V A =?==τ由,785.0422d d A ==π 有：d ≥ ,65785 .03360 785.0mm A ==取d ＝80mm ， 1）吊耳板强度验算 按局部紧接承压条件，吊耳板需要厚度按下式计算，查表得A3得[σcj ]=80N/mm, ∴t ,6880 8010.8436][3 mm d P cj =??==σ固在边梁腹板上端部的两侧各焊一块为35mm 的轴承板。轴承 板采用圆形，其直径取为3d ＝3Х80＝240mm ， 吊耳孔壁拉应力计算：][8.02 2 2 2K k Y R Y R σσ≤-+= 23 /7880 7010.8436mm N td P cj =??==σ，吊耳板直径R=120mm,轴孔半径Y=40mm ，由表查得：[σ k ]=120N/mm 2 ，故孔壁拉应力： 222 22 2/961208.0/.59740 1204012078mm N mm N k =?>=-+?=σ， 但不超过10%，满足要求 十二、参考文献 《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），中国水利水电出版社，1995年8月第1版 《钢结构设计规范》（GB50017-2003），中国计划出版社，2003年10月第1版. 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001），中国建筑工业出版社出版社，2001年12月第1版. 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），中国建筑工业出版社出版社，2002年2月第1版. 《水工钢结构》，中国水利水电出版社，2008年5月第4版. 水库溢洪道金属结构设计计算书 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/㎜2 2）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 《钢结构课程设计任务书》 一、设计题目：焊接普通钢屋架设计 二、普通钢屋架课程设计目的及要求 通过钢屋架课程设计要求能掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法；能综合运用有关力学和钢结构课程所学知识，对钢屋架进行内力分析、截面设计和节点设计；掌握钢屋架施工图的绘制方法。 三、课程设计资料 1. 建筑类别 厂房总长度120m，檐口高度15m。厂房为单层单跨结构，内设两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架简支与钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30。柱顶截面尺寸为400?400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。 厂房柱距选择： 6米 2. 屋架形式 2.1 三角形屋架 1）属有檩体系：檩条采用槽钢10，跨度为6m，跨中设一根拉条φ10。 2）屋架屋面做法及荷载取值（标准荷载值） 永久荷载：波形石棉瓦自重 0.20kN/m2 檩条及拉条自重 0.20kN/m2 保温木丝板重 2 2 2 2 2 d4cm 0.25kN/m e4cm 0.38kN/m f8cm 0.50kN/m 10cm 0.60kN/m h12cm 0.70kN/m ? ? ? ? ? ? ? ?? ：厚 ：厚 ：厚 g：厚 ：厚 钢屋架及支撑重（0.12+0.011?跨度）kN/m2 可变荷载：屋面活荷载 0.30kN/m2 积灰荷载 10.2 20.3 30.35 40.4 --- ? ?--- ? ? --- ? ?--- ? kN/m2 注: 1.以上荷载值均为水平投影 2.A,B屋架的形式与尺寸见图1 2.2 梯形钢屋架 1）属无檩体系：采用预应力混凝土大型屋面板(1.5m ?6m)。 2）屋架屋面做法及荷载取值（标准荷载值） 永久荷载：防水层（三毡四油上铺小石子） 0.35kN/m 2 找平层（2cm 厚水泥砂浆）0.02?20＝0.4kN/m 2 保温层（泡沫混凝土）：222d 4cm 0.25kN/m e 8cm 0.50kN/m f 12cm 0.70kN/m ?? ??? ：厚：厚：厚 预应力大型屋面板： 1.4kN/m 2 钢屋架及支撑重： (0.12+0.011?跨度)kN/m 2 可变荷载：屋面活荷载 0.70kN/m 2 积灰荷载 ??? ? ??? ------------6.045.034.023.01kN/m 2 注：1.以上数值均为水平投影值 2.C 形式及尺寸见图1 多 高 层 钢 结 构 住 宅 方案设计 1、工程概况 1.1工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅； 1.2建设地点：东莞市区某地； 1.3工程概况：场地大小为30m×30m，8～12层，建筑总高度不超过40m，室内外高差为0.3m，设计使用年限为50年； 1.4基本风压：0ω=0.8kN/m2，地面粗糙程度为C类； 1.5抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。 2、场地土层情况 表2-1 场地土层情况 3 3.1建筑布置 3.1.1首层建筑平面图 如下图3-1所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四爿店。由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。 图 3-1 首层建筑平面图 3.1.2标准层平面图 如下图3-2所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧室，两个卫生间，一个厨房，一个阳台（左右侧阳台以一墙分开）。而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧室，一个书房，一个厨房，两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。此外，左右两户为于中间墙对称。 图 3-2 标准层平面图 3.1.3顶层平面图 如下图3-3所示，顶层设计为空旷的天台，外围有1.2m的女儿墙，屋檐外挑500mm。 图3-3 顶层平面图 3.1.4剖面图 图3-4 剖面图1 《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业：土木工程 姓名 学号： 指导老师： 目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22 一．建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称：青岛市某重型工业厂房； 2.工程总面积：3344㎡ 3.结构形式：钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占 地面积3344㎡。 2.平面设计 建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m ×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。 3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。 4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。 5.防火 防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。 室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m 的要求。 6.抗震 建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。 7.屋面 屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为10%，排水方式为有组织内排水。屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。 8.采光 采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。 9.排水 排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。 三、设计资料 1.自然条件 2.1工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好， 地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。 冻土深度为0.5m。 2.2抗震设防：6度 2.3防火等级：二级 2.4建筑物类型：丙类 2.5基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风 毕业设计说明书（毕业论文） 毕业设计（论文）题目 专业：土木工程专业 学生：赵鹏 指导教师：王羡农 河北工程大学土木工程学院 2013年05月29日 摘要 本设计工程为邯郸地区一67.5米双跨钢结构。主要依据《钢结构设计规范})GB50017-2003和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》GECS 102:2002等国家规范，综合考虑设计工程的规模、跨度、高度及用途，依据“适用、经济、在可能条件下注意美观”的原则，对各组成部分的选型、选材、连接和经济性作了比较，最终选用单层门式钢架的结构形式。梁、柱节点为刚性连接的门式钢架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点，便于工业化，商品化的制品生产，与轻型维护材料相配套的轻型钢结构框架体系己广泛应用于建筑结构中，本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。主要对承重结构进行了内力分析和内力组合，在此基础上确定梁柱截面，对梁柱作了弯剪压计算，验算其平而内外的稳定性;梁柱均采用Q235钢，10. 9级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43型焊条，柱脚刚性连接，梁与柱节点也刚性连接;屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板;另外特别注重了支撑设置、拉条设置，避免了一些常见的拉条设计错误。 关键词:轻型钢结构门式钢架内力分析双层彩色聚苯乙烯夹芯板节点 Abstract This project in handan area is a 67.5m double-span steel structure. The project designed strictly complies with the relavant stipulations of the "CODE FOR DESIGN OF STEEL STRUCTURES (GF50017-2003)" and "TECHNICAL SPECIFICATION FOR STEEL STRUCTURE OF LIGHT WEIGHT BUILDINGS WITH GABLED FRAMES (CECS 102:2002)", and some others. Synthesize the scale of the consideration design engineering and across a principle for span and use, according as" applying, economy, under the possible term attention beautifully", Connecting method, structure type and material of each part which consist of a light-weight steel villa are analysed, then choose the construction form that use single layer a type steel. The beam, pillar node is a light steel construction frame system that rigid and copular a type steel a ware for having construction Simple, just degree goodly, suffering dint reasonablely, using space bigly and starting construction convenience etc. characteristics, and easy to industrialisation, commercializing produce, thinking with light maintenance material the kit the already extensive applying in the building construction inside, this design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes the internal force analyzes and combines, based on these analyses; we can choose the section of beam and calumniation. Next, checking computatians of stability calculatian of the plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235-B.F steel. Rod for manual welding usually adopts E43..Rigid connections apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the Bauble-decked colored polystyrene clamps the circuit board. otherwise, it is analysed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind land, and the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in the design of brace, tension rod, and tension rod jpints. Keywords:Lightweight steel structures; gabled frame; the internal force analyzes; The double-decked colored polystyrene clamps the circuit board;joint 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MC—2。砼强度等级：C20b 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。 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 三、面板设计 根据《钢闸门设计规范 SD — 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 匸9 ?OF ：］ 现列表1计算如下: 表1 根据上表计算，选用面板厚度。 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c max=[c ]=160N/mn n ,则 p=0.07 x 14x 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力： 3 VS 790 10 1000 14 272 T = =— 21。 2 3776770000 面板与主梁连接的焊缝厚度： h f . P 2 T 2 /0.7 [ t w ] 398/0.7 113 5mm ， 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度 h f 6mm 。 四、水平次梁，顶梁和底梁地设计 1. 荷载与内力地验算 水平次梁和顶，底梁都时支承在横隔板上地连续梁，作用在它们上面的水压力可 按下式计算，即 a 上 a 下 现列表2计算如下: 表2 当 b/a < 3 时，a=1.65,则 t=a kp =0.065 a% kp 0.9 1.65 160 当 b/a >3 时，a=1.55,则 t=a kp 0.9 1.55 160 =0.067 a., kp 398N / mm, 潍坊学院本科毕业设计（论文） 目录 目录 (Ⅰ) 摘要及关键词 (1) Abstract and Keywords (2) 前言 (3) 1、结构设计基本资料 (4) 1.1 工程概况 (4) 1.2 设计基本条件 (4) 1.3 本次毕业设计主要内容 (6) 2、结构选型与初步设计 (7) 2.1 设计资料 (7) 2.2 网架形式及几何尺寸 (7) 2.3 网架结构上的作用 (9) 2.3.1静荷载 (9) 2.3.2活荷载 (9) 2.3.3地震作用 (10) 2.3.4荷载组合 (10) 3、结构设计与验算 (11) 3.1 檩条设计 (11) 3.2 网架内力计算与截面选择 (18) 3.3 网架结构的杆件验算 (20) 3.3.1 上弦杆验算 (20) 3.3.2 下弦杆验算 (21) 3.3.3 腹杆验算 (23) 3.4 焊接球节点设计 (24) 3.5 柱脚设计 (27) 3.6 钢柱设计与验算 (29) 3.7钢筋混凝土独立基础设计 (32) 3.8网架变形验算 (39) 潍坊学院本科毕业设计（论文） 结束语 (41) 参考文献 (43) 附录（文献翻译） (44) 谢辞 (49) 摘要及关键词 摘要本次毕业设计为合肥地区加油站钢结构设计，此次设计主要进行的是结构设计部分。本次设计过程主要分为三个阶段： 首先，根据设计任务书对本次设计的要求，通过查阅资料和相关规范确定出结构设计的基本信息，其中包括荷载信息、工程地质条件等。 然后，根据设计信息和功能要求进行结构选型并利用空间结构分析设计软件MST2008进行初步设计。本次设计主体结构形式采用正放四角锥网架结构，节点形式采用焊接球节点，支撑形式采用四根钢柱下弦支撑，基础形式采用柱下混凝土独立基础。 最后，通过查阅相关规范和案例进行檩条、节点、支座等部分的设计，并通过整理分析得出的数据，进行了杆件、结构位移等的相关验算，最终确定了安全、可行、经济的结构模式。 关键词结构设计，网架结构，构件验算 雅居乐 多高层钢结构住宅方案设计 1.工程概况 工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅； 建设地点：东莞市区某地； 工程概况：场地大小为30m×30m，8～12层，建筑总高度不超过40m，室内外高差为0.3m，设计使用年限为50年； 基本风压：0ω=0.8kN/m2，地面粗糙程度为C类； 抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。 场地土层情况： 表2-1 场地土层情况 2.建筑与结构布置 3.1.建筑布置 3.1.1.首层建筑平面图 如下图3-1所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四爿店。由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。 图3-1 首层建筑平面图 3.1.2.标准层平面图 如下图3-2所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧室，两个卫生间，一个厨房，一个阳台（左右侧阳台以一墙分开）。而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧室，一个书房，一个厨房，两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。此外，左右两户为于中间墙对称。 图 3-2 标准层平面图 3.1.3.顶层平面图 如下图3-2所示，顶层设计为空旷的天台，外围有1.2m的女儿墙，屋檐外挑500mm。 图3-3 顶层平面图3.1.4.剖面图 图3-4 剖面图1 DN50 PN20 （A2″150Lb） 旋启式止回阀 设计计算书 计算朱德兴 校核 审定 天津市卡尔斯阀门有限公司 2010年06月 目录 一、阀体最小壁厚计算 (3) 二、密封面比压计算 (3) 三、中法兰螺栓抗拉强度 (4) 四、阀门流量系数计算 (5) 五、设计计算参考文献目录 (5) ㈠、阀体最小壁厚计算 依据美国国家标准ASME B16.34—2004《法兰、螺纹和焊接端连接的阀门》强制性附录Ⅵ最小壁厚的基本公式： 150磅级直径50＜d≤100t m(150)=0.02d+4.50 (1.1) 式中：t m—最小厚度(mm) d—阀门公称通径(mm) 将d=300代入公式(1.2)，经计算得出： t m (150)=0.02×50+4.5=5.5 (mm) 附加考虑因素： 考虑铸、锻造偏差、工艺性和流体腐蚀的附加裕量： 根据经验取C =2mm 因此确定阀体的壁厚值t t=t m+c =+2 =7.5mm 设计采用值：设计实际壁厚取t=8.5mm， 评定准则：t＞t m 结论：设计实际壁厚t大于标准规定最小壁厚t m，阀体壁厚值安全，满足要求。 ㈡、密封面上总作用力Q MZ： 依据《2006版实用阀门设计手册》第四篇《设计与计算》表4-82 密封面上总作用力Q MZ=密封面处介质作用力Q MJ Q MJ =P（d M+b M）2π/4=2（90+10.5）2π/4=15857.39 q= Q MJ/π（d M+b M）b M=15857.39/π（90+10.5）10.5=4.79 MPa ［q］=5 Mpa q MF= 1.8+0.9P/√b M/10=3.51 MPa q MF＜q＜［q］ 符合设计要求 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为 ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2.1米。结构的重要度系数为，屋面的恒荷载的标准值为。屋面 的活荷载为，雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为,檩距为 1.866m。 图1 屋架形式和几何尺寸 3.支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。 图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。 5.荷载标准值 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载6.内力组合 内力组合见表—1 杆件名称杆件编 号 恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利 荷载 （kN）内力 系数 恒载 内力 （kN） 雪载 内力 （kN） 内力 系数 半跨雪 载内力 （kN） 1.2恒+ 1.4雪 （kN） 1.2恒+ 1.4半跨 雪（kN）123452+32+5 上弦杆1-2-14.23-75.56 -52.94 -10.28-38.24 -164.78 -144.21 -164.78 2-3-12.65-67.17 -47.06 -8.7-32.36 -146.49 -125.92 -146.49 3-4-11.07-58.78 -41.18 -7.11-26.45 -128.19 -107.57 -128.19 4-5-9.49-50.39 -35.30 -5.53-20.57 -109.89 -89.27 -109.89 5-6-7.91-42.00 -29.43 -3.95-14.69 -91.60 -70.97 -91.60 下弦杆1-713.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 7-813.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 8-91263.72 44.64 8.2530.69 138.96 119.43 138.96 9-1010.555.76 39.06 6.7525.11 121.59 102.06 121.59 10-11947.79 33.48 5.2519.53 104.22 84.69 104.22 renchunmin 一、设计计算资料 1. 办公室平面尺寸为18m×66m ，柱距8m ，跨度为32m ，柱网采用封闭结合。火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm ，檩距不大于1800mm 。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i =l /20～l /8。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为600mm×600mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝1 4.3N /mm 2。 抗风柱的柱距为6m ，上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B ，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。 6. 该办公楼建于苏州大生公司所 属区内。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载 0.50 kN /m 2 (2) 基本雪压 s 0 0.40 kN /m 2 (3) 基本风压 w 0 0.45 kN /m 2 (4) 复合屋面板自重 0.15 kN /m 2 (5) 檩条自重 查型钢表 (6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN /m 2 8. 运输单元最大尺寸长度为9m ，高度为0.55m 。 二、屋架几何尺寸的确定 1.屋架杆件几何长度 屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=，端部高度取mm H 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220 217700 150020==?+ =+=取mm L i H H 。跨中起拱高度为60mm （L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。 第一节概述 一、概念 水闸是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。 二、水闸的类型 ⒈按担负的任务（作用）分： 节制闸（拦河闸）：拦河兴建，调节水位，控制流量。 进水闸（渠首闸）：在河、湖、水库的岸边兴建，常位于引水渠道首部，引取水流。 排水闸（排涝闸、泄水闸、退水闸）：在江河沿岸兴建，作用是排水、防止洪水倒灌。 分洪闸：在河道的一侧兴建，分泄洪水、削减洪峰洪、滞洪。 挡潮闸：建于河流入海河口上游地段，防止海潮倒灌。 冲沙闸：静水通航，动水冲沙，减少含沙量，防止淤积。 排冰闸：在堤岸上建闸防止冬季冰凌堵塞。 ⒉按闸室结构分 （1）开敞式：闸室露天，又分为有胸墙；无胸墙两种形式 （2）涵洞式：闸室后部有洞身段，洞顶有填土覆盖。（有压、无压） ⒊按操作闸门的动力分 （1）机械操作闸门的水闸 （2）水力操作闸门的水闸 三、水闸等级划分及洪水标准（以平原区水闸枢纽为例） 1、工程等别及建筑物级别 平原区水闸枢纽工程是以水闸为主的水利枢纽工程，一般由水闸、泵站、船闸、水电站等水工建筑物组成，有的还包括涵洞、渡槽等其它泄（引）水建筑物，应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别。 其中水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性划分。 平原区水闸枢纽工程分等指标表 工程级别ⅠⅡⅢⅣⅤ 规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型最大过闸流量5000500～10001000～100100～20<20 防护对象的重 要性 特别重要重要中等一般 水闸枢纽建筑物级别划分表 工程等别永久性建筑物级别 临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物 Ⅰ134 Ⅱ234 Ⅲ345 Ⅳ455 Ⅴ55 2. 洪水标准 平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域的防洪规划规定的防洪任务，以近期防洪目标为主，并考虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确定。 水闸级别12345 洪水重现期 设计100～5050～3030～2020～1010 校核300～200200～100100～5050～3030～20 四．水闸的组成及各部分的功用 目录 1. 目的 (4) 2. 适用范围 (4) 3. 计算项目 (4) 4. 中法兰强度计算 (5) 5. 闸阀力计算 (17) 6. 闸板、阀杆拉断计算 (21) 7. 闸板应力计算 (26) 8. 压板、活节螺栓强度计算 (28) 9. 截止阀力计算 (30) 10. 止回阀阀瓣、阀盖厚度计算 (34) 11. 自紧密封结构计算 (38) 12. 阀体壁厚计算 (47) 附录A 参考资料 (48) 1．目的 为了保证本公司所设计的阀门的统一性和质量。 2．适用范围 本公司所设计的闸阀、截止阀、止回阀。 3．计算项目 ●3．1 闸阀需要计算项目4、5、6、7、8 ●3．2 截止阀需要计算项目4、8、9 ●3．3 止回阀需要计算项目4、10 ●3．4 自紧密封结构设计需要计算项目11 4．中法兰计算 ●4．1适用范围 该说明4.2～４.4适用于圆形中法兰的计算；4.5适用于椭圆形中法兰的计算 ●4．2输入参数 4．2．1 设计基本参数 4．2．1．1 口径（DN） 4．2．1．2 压力等级（CLASS） 4．2．1．3 阀种（TYPE） 4．2．1．4 设计温度（T0）取常温380C。 4．2．1．5 设计压力（P）按ASME B16.34-2004 P27,P29,P48取值如表1。 4．2．1．6法兰许用应力（FQB） 按ASME第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表1A，乘以铸件系数0.8 WCB 110.4MPa (11.26Kgf/mm2) (P16第8行) LCB 102.4MPa (10.45Kgf/mm2) (P10第29行) CF8M 110.3MPa(11.26Kgf/mm2) (P66第18行) 4．2．1．7螺栓许用应力（BQB） 按ASME 第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表3， B7 17.6 kgf/mm2. (P384第33行) L7M 14.08 kgf/mm2. (P384第31行) B8 17.6 kgf/mm2. (≤3/4) (P390第29行) 14.08 kgf/mm2. (3/4~1) (P390第27行) 13.3 kgf/mm2. (1以上) (P390第23行) 4．2．1．8 垫片密封压力（Y），按ASME 第Ⅷ卷(2004版)第一册P298表2-5.1,如表2。 4．2．1．9 垫片系数（M）按表2。 6 金属结构设计 6.3 金属结构设计计算 6.3.1 设计资料 （1）闸门型式：露顶式平面钢闸门 （2）孔口尺寸（宽×高）：6m ×3m （3）设计水头:3.16m （4）结构材料：Q235钢 （5）焊条：E43 （6）止水橡皮：侧止水型号采用P45-A ，底止水型号采用I110-16 （7）行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2 （8）混凝土强度等级：C25 （9）规范：《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95） 6.3.2 闸门结构的形式及布置 6.3.2.1 闸门尺寸的确定 1.闸门高度:考虑风浪产生的水位超高，将闸门的高度确定为3m 。 2.闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 0=6.0m 3.闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=6.3m 6.3.2.2静水总压力 闸门在关闭位置的静水总压力如图6.1所示，其计算公式为： 2 29.8344.1/2 2gh P kN m ρ?= == 图6.1 闸门静水总压力计算简图 P 6.3.2.3 主梁的形式 主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定，本设计中主梁采用实腹式组合梁。 6.3.2.4主梁的布置 根据主梁的高跨比，决定采用双主梁。两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上，并要求两主梁的距离值要尽量大些，且上主梁到闸门顶缘的距离c 小于0.45H ，且不宜大于3.6m ，底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求。故主梁的布置如图6.2所示 图6.2 主梁及梁格布置图 6.3.2.5 梁格的布置和形式 梁格采用复式布置并等高连接，并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁，使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁，其间距上疏下密，面板各区格需要的厚度大致相等，具体布置尺寸如图6.2所示。 6.3.3 面板设计 根据《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。 初选面板厚度。面板厚度计算公式为： δ当b/a ＞3时，α=1.4；当b/a ≤3时，α=1.5。 列表进行计算，见表6.1： 8米高广告牌钢结构设计计算书 1 基本参数 1.1广告牌所在地区： 福州地区; 1.2地面粗糙度分类等级： 按《建筑结构荷载规范》(ＧB50０09－2001) A类:指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区; B类:指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类:指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 依照上面分类标准，本工程按Ｂ类地形考虑。 2 广告牌荷载计算 2.1广告布广告牌的荷载作用说明: 广告牌承受的荷载包括:自重、风荷载、雪荷载以及活荷载. （1)自重:包括广告布、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照4０0N/ｍ２估算： (2)风荷载:是垂直作用于广告牌表面的荷载,按GＢ50009采用; (３)雪荷载：是指广告牌水平投影面上的雪荷载，按GＢ500０9采用； （4)活荷载:是指广告牌水平投影面上的活荷载,按GB50009,可按500N/m２采用; 在实际工程的广告牌结构计算中，对上面的几种荷载,考虑最不利组合，有下面几种方式,取用其最大值: Ａ:考虑正风压时: ａ。当永久荷载起控制作用的时候,按下面公式进行荷载组合： S k＋=1。35G k ＋0.6×１。4w k ＋0.7×1。4S k (或Q k ) ｂ.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合： S k+＝1。2Ｇ ｋ +1。4×w ｋ +0.7×1.4S k (或Ｑ k ） B:考虑负风压时： 按下面公式进行荷载组合: Ｓ k-＝1。0G ｋ +1。4w ｋ 2.2风荷载标准值计算: 按建筑结构荷载规范（ＧB50０0９—2001)计算： ｗ ｋ+=β gｚ μ ｚ μ s1＋ w ……7.1.1—２[GB5０0０9-２001 2006年版］ w k-＝β gz μ z μ s１－ ｗ ０ 上式中： ｗ k+ ：正风压下作用在广告牌上的风荷载标准值(ＭPa)； w k- :负风压下作用在广告牌上的风荷载标准值（MPａ); Z：计算点标高：8m; β gz :瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算（高度不足5m按５m计算): β ｇz =Ｋ(1＋2μ f ) 其中K为地面粗糙度调整系数,μ f 为脉动系数 A类场地：β gz =０。9２×(1+2μ f ）其中:μ f =０.38７×(Z／10）—0。12 B类场地：β gｚ=0.89×（１＋2μ f ) 其中：μ ｆ =０.5（Z/10)-０。16 C类场地：β gz =0.8５×(1+2μ f ) 其中:μ f =０．７３４(Z／10)-０.22 D类场地：β gz =０。８0×(１+2μ f ) 其中：μ f ＝1。2２48（Z/１0）—0.3 对于B类地形，８ｍ高度处瞬时风压的阵风系数: β gz =0.８９×（１+2×(0。5(Z／1０）—０。1６）)=1.8１２3 μ z :风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： Ａ类场地：μ z ＝1。379×(Ｚ/10）0。2４ 当Z〉30０m时，取Z=300m,当Z〈５m时，取Z=5m; B类场地：μ z =(Z/10)0.328X4.5米钢闸门计算书(2012.8.7)_3
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