钢闸门计算
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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;。
一、设计基本资料1、闸门型式:露顶式平面钢闸门;2、孔口净宽:5米;3、设计水头:2.5米;4、结构材料:平炉热轧碳素钢A3;5、止水橡皮:侧止水采用P型橡皮,底止水用条形橡皮;6、参考资料:《水工钢结构》P202页;二、闸门的结构的型式及布置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0.5米,故闸门高度=2.5+0.5=3米。
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距:L1=5米闸门计算跨度:L=L0+2d=5+2*0.2=5.4米2、主梁型式主梁的型式应根据水头和跨度大小而定,本闸门属中等跨度,为了便于制造,决定采用型钢。
3、主梁的布置根据闸门的高跨比,决定采用双主梁。
为使两个主梁在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Y=H/3=2.5/3=0.83米,上悬臂C≤0.45H,今取:主梁兼底梁,为了便于布置底止水,底梁不到底,所以取a=0.25米。
主梁间距:2b=2(Y- a)=2×(0.83-0.25)=1.16米;则C=H-2b- a=2.5-1.16-0.25=1.09米≤0.45H=1.125米满足要求。
4、梁格的布置和型式梁格采用复式布置和等高连接,水平次梁为连续梁,其间距上疏下密。
三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ13-78(试行)》关于面板的计算,先估算面板厚度,在主梁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。
1、估算面板厚度面板厚度按式(6-3)计算:t=a(kp/0.9a[σ])0.5已知:b=1240mm,a1=760 mm,a2=380 mm当b/a1=1240/760=1.63≤3时,α=1.65,则t=4.91 mm当b/a3=1240/380=3.26≥3时,α=1.55,则t=7.88 mm根据上面计算,选用面板厚度t=8mm。
2、对底梁下至底止水的面板悬出段,应按悬臂板进行验算:在面板悬出段上取单位宽度的面板按悬臂梁验算,q=(p1+p2)/2=(0.0098*2.5+0.0098*2.4)/2=0.024N/mmW=bh2/6=1*64/6=10.67M=qL2/2=0.024*1002/2=120N·mmσmax=M/W=120/10.67=11.25 N/mm2<[σ]=160 N/mm2Q=qL=0.024*100=2.4Nτ=Q/A=2.4/1*8=0.3 N/mm2<[τ]=95 N/mm23、主梁设计因为水头不大,所以主梁采用型钢,即槽钢28b。
钢闸门自重(G)计算公式一、 露顶式平面闸门当5m ≤H ≤8m 时KN B H K K K G g c Z 8.988.043.1⨯= 式中 H 、B ----- 分别为孔口高度(m)及宽度(m); K z ----- 闸门行走支承系数;对滑动式支承K z = 0.81;对于滚轮式支承K z = 1.0;对于台车式支承K z = 1.3;K c ----- 材料系数:闸门用普通碳素钢时取1.0;用低合金钢时取0.8;K g ----- 孔口高度系数:当H<5m 时取0.156;当5m<H<8m 时取0.13;当H>8m 时,闸门自重按下列公式计算KN B H K K G c Z 8.9012.085.165.1⨯=二、 露顶弧形闸门当B ≤10m 时KN H B H K K G s b c 8.933.042.0⨯= 当B>10m 时KN H B H K K G s b c 8.91.163.0⨯= 式中 H s ----- 设计水头,m;K b ----- 孔口宽度系数: 当B ≤5m 时取0.29;当5m<B ≤10m 时取0.472;当10m<B ≤20m 时取0.075;当B>20m 时取0.105;其他符号意义、数值同前.三、 潜孔式平面滚轮闸门KN H A KK K K G s 8.9073.079.093.0321⨯= 式中 A ----- 孔口面积,m 2K 1----- 闸门工作性质系数:对于工作闸门与事故闸门取1.0;对于检修门与导流门取0.9;K 2----- 孔口宽度比修正系数:当H/B ≥2时取0.93;H/B<1取1.1;其他情况取1.0;K 3----- 水头修正系数:当H s <60m 时取1.0;当H s ≥60m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前四、潜孔式平面滑动闸门KN H A KK K K G s 8.9022.063.034.1321⨯= 式中 K 1----- 意义同前:对于工作闸门与事故闸门取1.1;对于检修门取1.0;K 3----- 意义同前:当H s <70m 时取1.0;当H s ≥70m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前五、 潜孔式弧形闸门KN H A K G s 8.9012.006.127.12⨯= 式中 K 2-----意义同前:当B/H ≥3时取1.2;其他情况取1.0; 其他符号意义同前。
钢闸门自重(G)计算公式一、 露顶式平面闸门当5m ≤H ≤8m 时KN B H K K K G g c Z 8.988.043.1⨯= 式中 H 、B ----- 分别为孔口高度(m)及宽度(m); K z ----- 闸门行走支承系数;对滑动式支承K z = 0.81;对于滚轮式支承K z = 1.0;对于台车式支承K z = 1.3;K c ----- 材料系数:闸门用普通碳素钢时取1.0;用低合金钢时取0.8;K g ----- 孔口高度系数:当H<5m 时取0.156;当5m<H<8m 时取0.13;当H>8m 时,闸门自重按下列公式计算KN B H K K G c Z 8.9012.085.165.1⨯=二、 露顶弧形闸门当B ≤10m 时KN H B H K K G s b c 8.933.042.0⨯= 当B>10m 时KN H B H K K G s b c 8.91.163.0⨯= 式中 H s ----- 设计水头,m;K b ----- 孔口宽度系数: 当B ≤5m 时取0.29;当5m<B ≤10m 时取0.472;当10m<B ≤20m 时取0.075;当B>20m 时取0.105;其他符号意义、数值同前.三、 潜孔式平面滚轮闸门KN H A KK K K G s 8.9073.079.093.0321⨯= 式中 A ----- 孔口面积,m 2K 1----- 闸门工作性质系数:对于工作闸门与事故闸门取1.0;对于检修门与导流门取0.9;K 2----- 孔口宽度比修正系数:当H/B ≥2时取0.93;H/B<1取1.1;其他情况取1.0;K 3----- 水头修正系数:当H s <60m 时取1.0;当H s ≥60m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前四、潜孔式平面滑动闸门KN H A KK K K G s 8.9022.063.034.1321⨯= 式中 K 1----- 意义同前:对于工作闸门与事故闸门取1.1;对于检修门取1.0;K 3----- 意义同前:当H s <70m 时取1.0;当H s ≥70m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前五、 潜孔式弧形闸门KN H A K G s 8.9012.006.127.12⨯= 式中 K 2-----意义同前:当B/H ≥3时取1.2;其他情况取1.0; 其他符号意义同前。
8X4.5米钢闸门计算书(2012.8.7)3水库溢洪道金属结构设计计算书1.1溢洪闸钢闸门设计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/㎜22)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抗拉、压、弯[σ]=1000 N/㎜2抗剪[τ]=65 N/㎜2局部承压[σcd]=150 N/㎜2局部紧接承压应力[σcj]=80 N/㎜2孔壁抗拉[σl]=100 N/㎜25)铸件选用ZG310-570,其容许应力(《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95)表4.2.2):抗拉、压、弯[σ]=140 N/㎜2 抗剪[τ]=105 N/㎜2局部承压[σcd]=200 N/㎜2局部紧接承压应力[σcj]=110 N/㎜2孔壁抗拉[σl]=155 N/㎜26)混凝土采用C30,其容许的承压应力(二期混凝土)为(《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95)表4.2.5)规定:[σh]=11 N/㎜2。