溢洪道露顶式平面钢闸门钢结构课程设计
钢结构课程设计
溢洪道露顶式平面钢闸门
1基本资料
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形橡皮；
行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2；
混凝土强度等级：C20。
2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m,故闸门高度m
= 2）
+
7.5
5.5=
2.0
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：m L 91=;
图1 闸门主要尺寸图
3）闸门计算跨度：m d L L 40.92.02920=?+=+=
（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，决定采用实复式组合梁。
（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合理的作用线
m H y 8.13/==(图1)并要求下悬臂a H 12.0≥和m a 4.0≥,上悬臂H c 45.0≤,今
取m H a 66.012.06.0=≈=
主梁间距 m a y b 4.22.12)(22=?=-=
则 H m a b H c 45.05.26.04.25.52==--=--=（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并被横隔板所支撑。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图2所示。
图2 梁格布置尺寸图
（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3道横隔板，其间距为2.6m,横隔板兼作竖直次梁。
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）边梁与行走支撑。边梁采用单复式，行走支撑采用胶木滑道。
3面板设计
根据《钢闸门设计规范》（SL74-95）及2006修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后在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。面部厚度按式计算
]
[9.0σa kp
a
t =
当3/≤a b 时，5.1=a ，则==]
[9.0σa kp
a
t kp a 068.0
当3/≥a b 时，4.1=a ，则==]
[9.0σa kp
a
t kp a 07.0
现列表进行计算。
面板厚度的估算
注 1 面板边长a 、b 都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽为140mm(详见后面)。
2 区格I 、VI 中系数k 由三边固定一边简支板查的。 根据表计算，选用面板厚度t =8mm 。
（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强度方向的横向拉力P 按式max 07.0σt p =计算，已知面板厚度=t 8mm ，并且近似的取板中最大弯应力2max /160][mm N ==σσ，则
mm N t p /6.89160807.007.0max =??==σ
面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力为
mm N I VS T /1291566000000
2244
862033345020=????==
计算面板与主梁连接的焊缝厚度为
mm T p h w f
f 8.2)1157.0/(2076.89])[7.0/(2
222=?+=+=
τ 面板与梁格连接焊缝取其最小厚度mm h f 6=
4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、底梁都是支撑在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水平压力可按式2
2
1a a p
q +=计算 列表计算后得
∑=m kN q /54.151
水平次梁、顶梁和底梁均布荷载的计算
根据表计算，水平次梁计算荷载取32.0m kN /，水平次梁为四跨连续梁，跨度为2.6m .水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为
==20.077ql M 6.1335.20.32077.02=??m kN ?
支座B 处的弯矩为
==2107.0ql M 91.1835.20.32107.02=??m kN ?
图3 水平次梁计算简图和弯矩图
（2）截面选择
36
5.118187160
1091.18][mm M W ?==σ
考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选[18a 由附录6附表查的：
22569mm A =；3141400mm W X =；412727000mm I X =；mm b 68=；mm d 7=。
面板参加次梁工作有效宽度分别按式c b B t 2+≤，b B 1ξ=或b B 2ξ=
计算，其中
2
)
(21b b b +=
；然后取其中较小值。 mm t b B 54886068601=?+=+≤
b B 1ξ=（对跨间正弯矩段） b B 2ξ=（对支座负弯矩段）
按5号梁计算，设梁间距2
)
(21b b b +=
mm 7752/)760790(=+=。确定有效宽度系数ξ时，需要知道梁弯矩零点之间的距离0l 与梁间距b 的比值。对于第一跨中正弯矩段取mm l l 188023508.08.00=?==。对于支座负弯矩取
mm l l 94023504.04.00=?==。根据b l /0查表，得
图4面板参加水平次梁工作后的组合截面
对
于
b
l /0=426.2775/1880=，得
=
1ξ0.78，则
mm b B 5.60477578.01=?==ξ
对于
b
l /0=213.1775/940=，得
=
1ξ0.353，则
mm b B 6.273775353.01=?==ξ
对第一跨中选用mm B 548=，则水平次梁组合截面面积为
2695385482569mm A =?+=
组合截面形心到槽钢中心线的距离为
596953
94
8548=??=
e mm
跨中组合截面的惯性矩及截面模量为
4222704000035854859256912727000mm I =??+?+=次中
2min 181500149
27040000
mm W ==
对支座选用mm B 6.273=，则组合截面面积为
28.475786.2732569mm A =?+=
组合截面形心到槽钢中心线的距离为
mm e 438
.475794
86.273=??=
支座处组合截面的惯性矩及截面模量为
4228.231845334986.27345256912727000mm I B =??+?+=次
2min 3.171737135
8
.23184533mm W ==
（3）水平次梁的强度验算。由支座B 处弯矩最大，而截面模量最小，故只需验算支座B 处截面的抗弯强度，即
226min
/160][/1.1103
.1717371091.18mm N mm N W M B =<=?==
σσ次次 说明水平次梁选用满足要求。
轧成梁的剪应力一般很小，可不比验算。
（4）水平次梁的挠度验算。受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在边跨，由于水平次梁在B 支座处截面的弯矩已经求得m kN M B ?=91.18次，则边跨挠度可近似地计算为
图5平面钢闸门的主梁位置和计算简图
004
.0250
1][000472.010********.2161035.21091.181027041006.2384)1035.2(0.325163845453
645333==≤=???????-???????=-=l v EI l M EI ql l v B 次次次
故水平次梁选用满足强度和刚度要求。
（5）顶梁和底梁。顶梁所受的荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，
必须加强顶梁的刚度，所以采用。
5主梁设计
（1）设计资料。
1）主梁跨度：净跨（孔口宽度）m L 90=，计算跨度m L 4.9=，荷载跨度
m L 91=；
图6平面钢闸门I-I 截面
2）主梁荷载：m kN q /1.74=;
3）横向隔板间距:m 4.2 4)主梁容许挠度600/][L v =
(2)主梁设计。主梁设计包括：①截面选择；②梁高改变；③翼缘焊缝；④腹板局部稳定验算；⑤面部局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。
1）截面选则。
①弯矩与剪力。弯矩与剪力的计算如下
m kN M ?=-=
9.816)4
9
24.9(29*1.74max kN qL V 45.3339*1.74*2
1
21max ===
②需要的截面模量。已知Q235钢的容许应力[σ]=2/160mm N ，考虑钢闸门自重引起的附加应力作用，取容许应力[σ]=2/1441609.0mm N =? ,需要的截面模量为
W=2
max
9.56721
.0*144100
*9.816]
[cm M ==
σ
③腹板高度选择。按刚度要求的最小高粱（变截面梁）为
=
?=]
/[][23
.096.0min L v E L
h σ87.1cm
经济高粱
5
/21.3W h ec ==cm
989
.56721.35
/2=?
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
ec h 小，但不小于m in h 。现选用腹板高度cm h 900=
④腹板厚度选择。按经验公式计算：ωt =h /11=0.86cm ，选用=ωt 1.0cm 。
⑤翼缘截面选择。每个翼缘需要截面为
2001486
90
0.1909.56726cm h t h W A =?-=-=
ω 下翼缘选用=1t 2.0cm （符合钢板规格）
需要==111/t A b 48/2=24,选用=1b 38cm （在
cm h
h 20405
~5.2-=之间）。 上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的上翼缘板同面板相连，
选用cm t 0.21=,=1b 14cm
面板兼作主梁上翼缘的有效宽度取为
B=cm t b 628.06014601=?+=+
上翼缘截面积为
=1A 6.778.0620.214=?+?2cm
图7主梁跨中截面图
⑥弯应力强度验算。主梁跨中截面的几何特性见表。截面形心矩为
=
=
∑∑A
Ay y '
1
cm 9.456
.2355
.10818=
截面惯性矩
I =432
3044492638417612
90112cm Ay h t =+?=+∑ω 截面模量： 上翼缘顶边 21min 97785
.45444926
cm y I W ===
下翼缘底边 22min 8.90243
.49444926cm y I W ===
弯应力 22min max /4.14169.0/05.98
.90241009.816cm kN cm kN W M =?<=?==σ,安全
表 6.5 主梁跨中截面的几何特性
范》规定，可不必验算整体稳定性。又因梁高度大于按刚度要求的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
2）截面改变。因主梁跨度较大，为减小门槽宽度和支承边梁高度（节省钢材），有必要将主梁支承端腹板高度减小为
cm
h h s 546.000=梁高开始改变
图8
主梁支承端截面图
的位置取在邻近支承端的横向隔板下翼缘的外侧，离开支承端的距离为 cm 22510235=-。
图9主梁变截面位置图
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，故可按工字形截面来验算剪应力强度。主梁支承端截面的几何性质见下表。
主梁支承端部截面的几何特性
cm y 306
.1991
.60171==
截面惯性矩
=0I 1566734cm
截面下半部分对中和轴的面积矩
327362
8
.31*
0.1*8.318.32*68cm S =+= 剪应力 ==
ωτt I S V 0m ax 22/5.9][/82.50
.1*1566732736
*45.333cm kN cm kN =<=τ 安全 3）翼缘焊缝。翼缘焊缝厚度（焊脚尺寸）f h 接受力最大的支承端截面计算。最大剪应力=max V kN 45.333，截面惯性矩=0I 1566734cm 。
上翼缘对中和轴的面积矩
=1S 49.6*30.6+28*29.2＝23353cm 下翼缘对中和轴的面积矩
=2S 68*232.7＝22203cm >1S 需要 ==
]
[4.101
ω
τf f I VS h 403.0cm
角焊缝最小厚度 =≥t h f 5.1 6.7mm 全梁的上下翼缘焊缝都采用=f h 8mm 。
4）腹板的加劲肋和局部稳定验算。加劲肋的布置：因为
=ωt h 0901
90=>80 ，故需设置横向加劲肋，以保证腹板的局部稳定性。因闸门上已布置横向隔板可
兼作横向加劲肋，其间距a=235cm 。腹板区格划分如图所示。
梁高与弯矩都较大的区格II 可按1/)/()/(.22≤++cr c c cr cr σσττσσ验算： 区格II 左边及右边截面的剪力分别为
kN
V 1.174)35.25.4(*1.7445.333=--=左 ；
0=右 V
区格II 截面的平均剪应力为
220/67.9/0..9671
*90174.1/22/mm N cm kN t h V V ===+=ωτ）（右左
区格II 左边及右边截面上的弯矩分别为 m kN M ?=--=6122
)35.25.4(*1.7435.2*45.3332
左
=右 M m kN M ?=9.816max 区格II 的平均弯矩为 m kN M M M ?=+=
+=
45.7142
9
.8166122
右
左 区格II 的平均弯应力为
24
60/5.8610
*44492610*427*5.901mm N I y M ===
σ 计算cr σ
235
177/0y
b f t
h ω
λ==
85.051.0235235
*1770.1/90<= ==][σσcr 1602/mm N
计算cr τ，由于区格长短边之比为0.10.1/35.2>，则
9.0235
)
/(434.541/2
00=+?=
y s f a h t h ω
λ
则])][8.0(59.01[τλτ--=s cr =4.892/mm N
0=c σ
将以上数据代入公式
1)()(
22≤++ccr
c cr cr σσττ
σσ有3.001.029.0)4
.8967.9()1605.86(
2
2=+=+ 0.1<(这里无局部压应力)。
满足局部要求，故在横板之间（区格II ）不必增设横向加劲助。 再从剪力最大的区格I 来考虑：
该区格的腹板平均高度772/)5490(0=+=h ，因77/0=w t h 不必验算，故在梁高减小的区格I 内也不必另设横向加劲助。
5）面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力的验算。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IV 所需要的板厚较大，这意味着该区格的长边中点应力也较大，所以取区格IV 按式验算其长边中点的折算应力。
面板区格IV 在长边中点的局部弯曲应力为
22
222/1628
720*04.0*5.0mm N l kpa my
±===σ 2/6.48162*3.0m N my my ±=±==μσσ
对应于面板区格IV 在长边中点的主梁弯矩和弯应力为
m kN M ?=-=8.7652
325.3*1.74525.3*5.4*1.742
26
60/5.9710*852.710*8.765mm N W M x
===σ 面板区格IV 的长边中点的折算应力为
2
2220202
/4.246][1.1/2.191)
5.97
6.48(*162)5.976.48(162)()(mm
N mm N x mx my x mx my zh =<=---+=+-++=σασσσσσσσ
图10横隔板截面图
上式中my σ mx σ和x 0σ的取值均以拉应力为正号，压应力为负号。 故面板厚度选用 8 mm ，满足强度要求。
6横隔板设计
（1）荷载和内力计算。横隔板同时兼作竖直次梁，它主要承受水平次梁，顶梁和底梁传来的集中荷载以及面板传来的荷载，计算时可把这些荷载用以三角形分布的水压力来代替，并且吧横隔板作为支撑在主梁上的双悬臂梁。则每片横隔板在上悬臂的最大负弯矩为
m
kN M ?==0.6035.2*
35.2*25.24*5.2
（2）横隔板截面选择和强度计算。其腹板选用与主梁腹板同高，采用900mm ?8mm ，上翼缘利用面板，下翼缘采用200mm ?8mm 的扁钢。上翼缘可利用面板的宽度按b B 2ξ=
确定，其中b=2350mm ，按127.22350/25002/0=?=b l ，从表6.1查得有效宽度系数51.02=ξ，则B=0.51?2350=1198mm ，取B=1200mm 。
一、设计资料： ①闸门型式：露顶式平面钢闸门 ②孔口尺寸（宽?高）： 14 m ? 12 m ③上游水位： m ④下游水位： m ⑤闸底高程： 0 m ⑥启闭方式： 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级焊缝质量检验标准规范：《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：考虑风浪所产生的水位超高0.2m，故闸门高度=12+0.2=12.2（m）；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=14m； 闸门计算跨度：L=L0+2d=14+2*0.2=14.40（m） 整个闸门的荷载为作于和闸门距离闸底H/3的P=706.32 KN/m的均布荷载 2.主梁的形式 主梁的形式根据水头和跨度大小而定，本闸门属偏大跨度，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 ①根据闸门的高跨比：当L小于等于H时采用多主梁形式，当L大于等于1.5H 时候采用双主梁形式，根据设计资料为14*12孔口尺寸，本设计采用3根主梁②主梁位置的确定： 主梁位置的设计原则是根据每个主梁承受相等水压力的原则确定。 对于露顶式闸门：假定水面至门底的距离为H，主梁的个数为n，第K根主梁至水面的距离为Yk，则 Yk=2H/3√n[K1.5 -（K-1）1.5 ] 根据公式： Y1=2*12/3√3[11.5 -（1-1）1.5 ]=4.6（m）
Y2=2*12/3√3[21.5 -（2-1）1.5 ]=8.5 （m） Y3=2*12/3√3[31.5 -（3-1）1.5 ]=10.9（m） 考虑到后面梁格的布置和面板的选取将第三根主梁的位置下调0.5m 所以Y3=11.4（m）。 4.梁格的布置和形式 对于露顶式大跨度闸门采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留 孔并被横隔板所支撑，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，梁格布置的尺寸详见下图 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7道横隔板，其间距为1.75m，横隔 板兼做竖直次梁， ②纵向连接系，设在两两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： 边梁采用双腹式，行走支承采用滚轮 三、面板设计 根据SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》，关于面板的计算，先估算面板 的厚度，在主梁截面选择之后再验算面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。 1.估算面板厚度 假定梁格的布置如上图所示。面板厚度按 T=a√(KP/0.9a[o]) 当b/a小于等于3时，a=1.5则T=a√(KP/（0.9*1.5*160）)=0.068√KP 当b/a大于等于3时，a=1.4则T=a√(KP/（0.9*1.5*160）)=0.07√KP 列表计算： 区格a(mm) b(mm) b/a k p(N/mm2) √kp t(mm) I 1750 3100 1.771429 0.652 0.01519 0.099518 12.19098 II 1500 1750 1.166667 0.368 0.03773 0.117833 12.01898 III 1500 1750 1.166667 0.368 0.05243 0.138904 14.16818
贵州大学高等教育自学考试实践考试 钢结构课程设计 课程代码：02443 题目：单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 年级：2 0 1 3 级 专业：建筑工程 层次：本科 姓名：张伟 准考证号：21001181132 衔接院校：贵州大学 指导老师：张筱芸 完成日期： 2015. 4. 24
附件：设计资料 1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间，长84m，跨度24m，柱距6m，车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2， 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。 A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。
钢结构课程设计 学生姓名： 学号： 所在学院：机电工程学院 专业班级： 指导教师： 2013年7月
《钢结构设计》课程设计任务书 1. 课程设计题目普通钢屋架设计 2. 课程设计的目的和要求 课程设计的目的是加深学生对钢结构课程理论基础的认识和理解，并学习运用这些理论知识来指导具体的工程实践，通过综合运用本课程所学知识完成普通钢屋架这一完整结构的设计计算和施工图的绘制等工作，帮助学生熟悉设计的基本步骤，掌握主要设计过程的设计内容和计算方法，培养学生一定的看图能力和工程图纸绘制的基本技能，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。 3. 课程设计内容和基本参数（各人所取参数应有不同） （1）结构参数：屋架跨度18m，屋架间距6m, 屋面坡度1／10 （2）屋面荷载标准值（kN/m2） （3）荷载组合1）全跨永久荷载＋全跨可变荷载 2）全跨永久荷载＋半跨可变荷载 （4）材料钢材Q235B.F，焊条E43型。
屋面材料采用1.5m×6.0m太空轻质大型屋面板。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） （1）曹平周，钢结构，科学文献出版社。 （2）陈绍蕃，钢结构（下）房屋建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社。 5. 课程设计任务 完成普通钢屋架的设计计算及施工图纸绘制，提交完整规范的设计技术文档。 5.1设计说明书（或报告） （1）课程设计计算说明书记录了全部的设计计算过程，应完整、清楚、正确。 （2）课程设计计算说明书应包括屋架结构的腹杆布置，屋架的内力计算，杆件的设计计算、节点的设计计算等内容。 5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） （1）施工图纸应包括杆件的布置图、节点构造图，材料明细表等内容。 （2）图面布置要求合理，线条清楚，表达正确。 5.3图样、字数要求 （1）课程设计计算说明书应装订成一册，包括封面、目录、课程设计计算说明书正文、参考文献等部分内容。 （2）课程设计计算说明书可以采用手写。 （3）施工图纸要求采用AutoCAD绘制或者手工绘制。 6. 工作进度计划（19周～20周）
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：7.0m ⑷结构材料：Q 235F 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-MCS ⑼混泥土强度等级：C20 ⑾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=L0+2d=8+2×0.3=8.6 m 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 根据闸门的高垮比L H = 8.6 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
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 =5 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 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=8.6 4 =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。 6. 边梁与行走支承
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：Q235F A-; 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2 MCS; - 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》（1995 SL）。 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。 1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置道横隔板，其间距为 2.6 m，横隔板兼作竖直次梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。采用斜杆式桁架。 （6）边梁与行走支承。边梁采用单复式，行走支承采用胶木滑道。
一由设计任务书可知： 厂房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部高度为2m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。暂不考虑地震设防。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。卷材防水层面（上铺120mm 泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。屋面活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20. 二选材： 根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度L。=24000-2×150=23700，端部高度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。 三结构形式与布置： 屋架形式及几何尺寸见图1所示： 图1 屋架支撑布置见图2所示：
图2 四荷载与内力计算： 1．荷载计算： 活荷载于雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值： 防水层（三毡四油上铺小石子）0.35KN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝土0.25 KN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡ 总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值： 雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。 总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡2．荷载组合： 设计屋架时应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KN P2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载
钢结构是土木工程专业一门重要的专业课,为加强学生对钢结构基本理论的理解和对钢结构设计规范的应用,老师对我们进行为期1周左右的钢结构课程设计。通过这一实践教学活动,使我们掌握工程设计的思路方法和技术规范;提高我们工程设计计算、理论分析和图纸表达等解决实际工程问题的能力; 依据建筑工程专业教学大纲的要求结合我系培养计划，继《钢结构》课程结束后，进行为期一周的普通钢屋架课程设计。本次课程设计主要目的是提高学生的实际操作能力，使学生将其所学理论性极强的知识加以运用和理解。并通过讲解和指导使学生掌握实际设计工作的方法、步骤、内容和应注意的问题。 由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。钢结构是土木工程的主要结构形式之一。 钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。 这学期主要学习了，轴心受力构件—拉杆、压杆受弯构件—梁偏心受力构件—拉弯杆（偏心受拉）压弯杆（偏心受压）材料、连接、基本构件结构设计 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围；理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用；初步了解钢结构的主要结构形式；了解钢结构在我国的发展趋势；为进一步深入学习钢结构知识打下基础。
钢结构的材料关系到钢结构的计算理论，同时对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。本章简要介绍钢材的生产过程和组织构成，重点介绍钢材的主要性能以及各种因素对钢材性能的影响；钢材的种类、规格及选择原则。 1.了解钢结构的两种破坏形式； 2.掌握结构用钢材的主要性能及其机械性能指标； 3.掌握影响钢材性能的主要因素特别是导致钢材变脆的主要因素； 4.掌握钢材疲劳的概念和疲劳计算方法； 5.了解结构用钢材的种类、牌号、规格； 6.理解钢材选择的依据，做到正确选择钢材。 了解钢结构采用的焊缝连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；理解对接焊缝及角焊缝的工作性能，掌握各种内力作用下，焊接连接的构造和计算方法；了解焊接应力和焊接变形的种类、产生原因、影响以及减小和消除的方法；理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造和计算方法，熟悉螺栓排列方式和构造要求。理解受弯构件的工作性能,掌握受弯构件的强度和刚度的计算方法；了解受弯构件整体定和局部稳定的基本概念，理解梁整体稳定的计算原理以及提高整体稳定性的措施；熟悉局部稳定的验算方法及有关规定。 下面谈谈我在学习过程中的一点体会。 一、学习要有明确的目标。在学习这门课之前，我就了解到，《钢结构设计原理》是多么重要的一门课，特别在毕业设计时,你现在不
参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
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：3.0m； 设计水头：2.8 m； 结构材料：Q235钢； 焊条：E43； 止水橡皮：侧止水用P形橡皮； 行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2； 砼强度等级：C20。 参考资料：《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74 -95）、《水工钢结构》。 二、闸门结构形式及布置 1、闸门尺寸的确定，如图-1所示： 1）闸门的高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，闸门的高 度H=2.8+0.2=3.0m； 2）闸门的荷载在跨度为两侧止水间的跨度：L0=3.0m ；
3）闸门的计算跨度：L=L0+2 × 0. 15=3.30m。 P 图1 闸门主要尺寸图 2、主梁形式的确定。主梁的形式根据水头的大小和跨度大小而定，一般分为实腹式和行架式，为方便制造和维护，采用实腹式组合梁。 3、主梁布置。 当闸门的跨度L不大于门高H或L/H<1.5时，采用多主梁式。根据每根主梁承受相等水压力的原则进行布置，保证主梁尺寸一致，便于制作安装。 水面至门底距离为H，主梁个数n，对于露顶式闸门，第K根主梁至水面的距离为y k，则： 本次设计根据实际情况采用两根主梁，采用两根主梁布置时，应该对称于水压力合力的作用线 y=H/3=2.8/3=0.93m，闸门上悬臂C 不宜过长，通常要求C≤0.45H=0.45×2.8=1.26m，下悬臂a≥0.12H，则
a=0.33≈0.12H=0.336（m ） 主梁间距 2b=2( y-a)=2×(0.93-0.33)=1.20m 则C=H-2b-a=2.8-1.2-0.33=1.27≈0.45H （满足要求） 4、梁格布置。 梁格布置一般分为：简式、普通式、复式三种。设计跨度较小且宽高比L/H<1.5时,可不设次梁，面板直接支承在多根主梁上。本设计采用普通式，不设水平次梁，只在竖向设两道横隔板。 图2 梁格布置尺寸图 5、梁格连接形式。 梁格的连接形式有齐平连接和降低连接两种。本次设计采用齐平连接。 6、边梁与行走支承。
1.设计资料： ................................................................ 错误！未定义书签。 2.结构形式与布置 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.荷载计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 4.内力计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 附件：设计资料 1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间，长84m ，跨度24m ，柱距6m ，车间内设有两台40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m ，柱顶标高27m ，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm 。钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。 A 、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 B 、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C 、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。 单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 1.设计资料：（1）某地一机械加工车间，长84m ，跨度24m ，柱距6m ，车间内设有两台40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m ，柱顶标高27m ，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm 。钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 （2）屋架计算跨度 )(7.233.0240 m l =-= （3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度 mm h 19000=中部高度
土建专业 钢结构 课程设计 钢结构课程设计 一、课程设计的性质和任务 《钢结构》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。 课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。 二、课程设计基本要求 课程设计是综合性很强的专业训练过程，对学生综合素质的提高起着重要的作用。基本要求如下： 1、时间要求。一般不少于2周； 2、任务要求。在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明（计算）书，并绘制必要的施工图。 3、知识和能力要求。在课程设计工作中，能综合应用各学科的理论知识与技能，去分
析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。通过毕业设计，使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理，能正确运用工具书，掌握钢结构设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力，提高计算机的应用能力。 三、课程设计的内容 《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求，设计内容要有足够的深度，使学生达到本专业基本能力的训练。对学习好、能力强的学生，可适当加深加宽。 题目：钢屋架设计 采用平面钢屋架作为设计题目。设计内容包括：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。 完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。 普通钢屋架设计 案例及设计指导 参考题目： 一、题目：普通梯形钢屋架设计 （一）设计资料 郑州某工业厂房，长度102m，屋架间距6m，车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车，屋面采用×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。水混珍珠岩制品保温层10cm，20mm 厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度和屋面积灰荷载按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）24m （2）27m 2、屋面积灰荷载标准值（1）m2（2）m2
钢结构课程设计心得 篇一：钢结构课程设计心得体会1 钢结构课程设计心得体会 两周的课程设计结束了，通过这次课程设计，我不仅巩固了以前所学到的知识，而且掌握了许多以前没有学懂的知识。在设计的过程中也遇到了不少的问题，不过经过一遍遍的思考以及和老师同学们的讨论都一一得到了解决，基本达到了再实践中检验所学知识的目的。古人有云：“过而能改，善莫大焉”。说的就是错误并不可怕，人类能不断的进化发展，靠的便是一个个错误，在错误面前不骄不躁，不断思考，不断改正，才能不断的获取新的知识。虽然改正错误的过程是冗长而艰辛的，但是在改正错误的过程中我也发现了成功的真谛，用汗水浇灌收获的果实才是最令人感觉幸福而满足的。遇到困难也需迎难而上，
披荆斩棘，诗云：“不经一番寒彻骨，那得梅花扑鼻香。”如果中途荒废，那样便永远不可能成功，以后步入社会仍然适用。课程设计是一门专业设计课，它不仅仅教会了我很多专业方面的知识，也教给了我很多运用知识的能力，曾经有一个马拉松运动员把具体很远的路程划分为一段段百米间隔，通过实现一个个小的目标，最终在不知不觉中实现了远大的目标。同时，课程设计让我感触很深。使我对以往所学的抽象的理论有了一个逐渐清晰的认识，包括整体稳定性计算，局部稳定性计算等，也发现了以前忽视的小细节，比如节点的设计要求和钢材之间的接法。 我认为这次课程设计不仅仅充实我的专业知识，更重要的是教给我很多学习的方法以及处事的道理。而这是以后最实用的。在步入社会以后，也要勇于接受社会的挑战，实践总结，再实践，再总结，在 这个循环的过程中不断的充实自
己，提高自身，实现个人的不断进步。 回顾这次课程设计，至今仍感受良多，从最初的一脸茫然，到最后的加班加点甚至通宵达旦，回忆起来，苦楚多多，不过回头看看一份洋洋洒洒的课程设计，心中仍是喜悦异常，痛并快乐着。。。。。。从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 感谢在课程设计过程中老师给予的讲解和帮助以及和我讨论亦给予我很大帮助的同学们，谢谢你们的帮助和支持！
露顶式平面钢闸门设计 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 形橡皮； 行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2； 混凝土强度等级：C20。 规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》 （SL 74-95）。 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：考虑到风浪产生的水位超高为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：L 1 = 9m ； 3）闸门的计算跨度：L = L 0 + 2d =9+2×0.2=9.4(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≈1.83m(图1)并要求下臂梁H a 12.0≥和≥a 0.4 m 。上臂梁 H c 45.0≤,今取 a=0.63≈0.12H=0.66(m)
主梁间距 2b=2(y~-a)=2×1.2=2.4(m) 则 c=H-2b-a=5.5-2.4-0.63=2.47≤0.45H （满足要求） （4）梁的布置和形式。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 图2 所示。 （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 道横隔板，其间距为 2.35 m ，横隔板兼作竖直次梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。采用斜杆式桁架。 （6）边梁与行走支承。边梁采用单复式，行走支承采用胶木滑道。 三、面板设计 根据《水利水电工程钢闸门设计规范》 （SL 74-95），关于面板的计算，先估算面板的厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算应力。 （1） 估算面板厚度。假定梁格布置尺寸 图 2 所示。面板厚度按式 [] σα9.0________kp t ≥计算 当b/a ≤ 3 时，a = 1.5 ，则kp a kp a t 68.0160 4.19.0_________=??= 当b/a > 3 时，a = 1.4 ，则kp a kp a t 07.0160 4.19.0_________=??= 现列 表 1 进行计算。 表1 面 板 厚 度 的 估 算
水工钢结构课程设计 题目：露顶式平面钢闸门设计 专业：水利水电工程 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 二〇年月日
2.2 设计资料 闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：0.00m ； 设计水头：4.40m ； 结构材料：Q244钢； 焊条：E44； 止水橡皮：侧止水用p 形橡皮； 行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2； 混凝土强度等级：C20。 2.2 闸门结构的形式及布置 （2）闸门尺寸的确定（图2） 2）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m ，故闸门高度=4.4+0.2=4.7m ； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：m L 91=； 4）闸门计算跨度：m d L L 40.92.02920 =?+=+= ； （2）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。 （4）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合力的作用线m H y 83.13/==（图2）并要求下悬臂a ≥0.22H 和a ≥0.4m 、上悬臂c ≤0.44H 且不大于4.6m ，今取
0.650.120.66 a H m =≈= 主梁间距 22() 2.35 b y a m =-= 则2 5.5 2.350.65 2.50.45 c H b a H =--=--=≈(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并被横隔板所支撑。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图2所示。 图2. 梁格布置尺寸图 （4）连接系的布置和形式。 2）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置4道横隔板，其间距为2.44m，横隔板兼做竖直梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖直平面内，采用斜杠式桁架。
一、设计题目 18m跨三角形钢桁架 二、设计资料 1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，跨度18m，屋面坡度i=1/3,屋面防水材料为波形彩钢瓦+50厚玻纤棉+钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m，支撑布置自行设计，无吊车。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5摄氏度以上，地震烈度7度，连接方法及荷载性质，按设计规范要求。屋架轴线图及杆件内力图见图。 2、荷载标准值如下： （1）、永久荷载（沿屋面分布） 屋面防水结构+檩条 0.2KN/m2 钢屋架及支撑等自重 0.35KN/m2 （2）、可变荷载 屋面活荷载（按水平投影）0.50KN/m2 基本风压（地面粗糙度为B类）0.80KN/m2 三、要求设计内容 1、屋盖结构布置 2、屋架杆件内力计算和组合 3、选择杆件截面型号，设计节点 4、绘制施工图 四、课题设计正文 （一）屋盖结构布置： 上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的1/2。具体支撑布置如下图：
屋架支撑布置 1-1剖面图 （二）、屋架杆件内力计算和组合 1、荷载组合：恒载+活荷载；恒载+半跨活荷载 2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图： 上弦集中荷载
上弦节点荷载 上弦集中荷载及节点荷载表 3、上弦节点风荷载设计值如图所示。 （1）按照规范可知风荷载体形系数：背风面-0.5；迎风面-0.5 （2）上弦节点风荷载为： 上弦节点风荷载 W=1.4×（-0.5）×0.8×1.556×6=-5.228KN 4、内力计算 （1）杆件内力及内力组合如下表： （2）上弦杆弯矩计算。 端节间跨中正弯矩为 M1=0.8M0=0.8×P丿l=0.8（1/4×12.04kNm×3/√10×1.555m） =3.553kNm 中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为
露顶式平面钢闸门设计 水工钢结构课程设计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。孔口尺寸：× ; 上游水位：; 下游水位：闸底高程：0 m 启闭方式：电动固定式启闭机结构材料：平炉热轧碳素钢Q235 —; 焊条：E43型; 止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮。行走支承：滚轮支承或胶木滑道. 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.规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974—2005》1 水工钢结构课程设计二：闸门结构的形式及布置 1.闸门尺寸的确定。如下图闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为,故闸门高度=+=14m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=20m; 闸门的计算
跨度：L=L1+2×=; 2.主梁的形式主梁的形式根据水头合跨度大小而定，本闸门属大中等跨度为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 3.主梁的布置根据闸门的高跨比，决定采用4根主梁，为使两个主梁在设计水位时 2 水工钢结构课程设计所承受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线H/3=/3=。H=，n=4 当k=1时，y1= 当k=2时，y2= 当k=3时，y3= 当k=4时Y4= 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，其间应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁布置的具体尺寸详见下图 3 水工钢结构课程设计5连接系的布置和形式横向联接系根据主梁的跨度决定布置9道隔板，其间距为2m,横隔板兼作竖直次梁。纵
向联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复合腹式，行走支承采用胶木滑道。三：面板设计 1.估算面板厚度kp假定梁格布置如图1所示。面板厚度按t=???? 当b/a≤3时，?=，当b/a≥3时，?=, 现列表计算如下面板的厚度估算区格 1 2 3 4 5 6 7 8 a(mm) b(mm) b/a 1225 1175 1125 1075 1000 975 925 900 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 20002k h p t (mm) 4 水工钢结构课程设计9 10 11 12 13 14 15 16 875 850 775 750 650 600 500 300 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 20004根据上表计算，选用面板厚度t=14mm. 1.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，已知面板厚度t=14mm,并且近似地取板中最大弯应力?max=???=160N P=?max=*14*160=/mm 面板与主梁连接
钢结构课程设计自我评价 持续一周的轻型门式钢架结构课程设计已结束，从最初的无从下手，到最后完成的任务书和十张图纸，虽不能说对轻型门式钢架结构的设计已完全掌握，但通过老师的讲解以及自主学习，对设计过程和内容也有了一个完整的认识和了解。 一、课设内容 课程设计内容包括两部分，第一是计算书的编制。第二是建筑施工图和结构施工图的绘制。 1.计算书的编制 计算过程包括檩条、刚架等基本结构的设计，节点设计，以及基础设计。 ①基本结构的设计 课程设计选取的结构形式为门式钢架，每个人根据自己不同的结构尺寸以及荷载大小，对檩条、刚架的内力进行计算，然后为檩条、斜梁、柱选取合适的钢材型号，并对截面强度、刚度、稳定性进行验算，保证其符合要求。 ②节点设计 在基本的结构设计完成后，还要进行节点的设计，包括梁梁节点、梁柱节点以及柱脚设计。 其中，梁梁节点和梁柱节点均为刚结，并使用高强螺栓连接。设计时，选择合适的连接板的尺寸，选择合适的螺栓型号以及螺栓个数和分布方式，然后根据节点处内力大小进行强度验算，并根据规范要求对连接板的尺寸进行验算。均需满足要求。 柱脚的设计为铰接，同样使用螺栓连接。根据柱脚处内力以及规范设计螺栓分布形式，并进行验算。 ③基础设计 根据受力对基础进行设计，并验算地基承载力是否满足要求，由于柱脚处为铰接，基础按照构造配筋设计。 2、施工图的绘制 首先对本次课程设计的概况以及依据的规范进行了说明，然后根据结构尺寸对建筑以及结构的平立面、基础的布置进行了设计。并根据计算结果绘制了节点详图。最终绘制了建筑施工图3张，结构施工图7张。 二、掌握的东西 通过一周的课程设计，我掌握了门式刚架结构设计的内容、方法和步骤，通过考虑影响设计的各项因素，对门式刚架结构的计算方法和构造要求也有了一定的掌握。在设计过程中通过查阅了相关的设计规范，对规范要求也有了进一步的