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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。
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 7.52.05.5=+= 2）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。
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 m③上游水位： m④下游水位： m⑤闸底高程： 0 m⑥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。
《水工钢结构》暨露顶式平面钢闸门课程设计一、设计资料闸门的形式：暨露顶式平面钢闸门；孔口净宽：8.00m设计水头：5.00m刚才结构：Q235镇静钢焊条：E43止水橡皮:：侧止水选用P60A型橡皮，底止水选用I110—16型。
行走支撑：采用胶木滑道，压合胶木为MCS—2；混凝土强度等级：C20二、设计内容及步骤1、闸门尺寸的确定，如下图所示：闸门的高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，所以，闸门的高度H=5.0+0.2=5.2m闸门的和和在跨度为两侧止水间的跨度：L0=8.0m闸门的计算跨度：L=L0+2×0.3=8.6m2、主梁形式的确定：主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本设计采用焊接组合截面形式，闸门的长度（L1=8m多）。
3、主梁的布置因为L=8.6m，且L/H=1.65>1.5，所以采用双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=2.26m y2=4.4m如右图所示4、梁格的布置和连接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，初步估测水平次梁为3根，竖直次梁为3根,且竖直次梁的间距b=8.6/4=2.15m。
梁格的布置具体尺寸如下页所示。
5、连接系的布置和形式（1）横向连接系，根据主梁的跨度设置横隔板3道，其间距为2.15m。
横隔板兼做竖直次梁使用。
（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腹式，行走支撑发采用滑动式。
每个边梁上不知梁格行走支撑，共有P4个行走支撑。
三、面板的设计假设梁格的布置如上图所示，面板的厚度按下式计算：式中0.9——面板参加主梁工作需要保留一定的强度储备系数；α——弹塑性调整系数，当b/α<=3时，α=1.5，当b/α>3时，α=1.4;[σ]——刚才的抗弯容许应力，以N/mm2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）+7.55.5=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。
钢结构课程设计设计资料闸门形式：露顶式平面钢闸门设计；孔口净宽：9.00m；设计水头：5.5m；结构材料：Q235钢；焊条：E43；止水橡胶：侧止水用P型橡皮；行走支承：采用胶用滑道，压合胶木为MCS-2；混凝土强度等级：C20。
一、闸门结构的形式及布置图1-1闸门主要尺寸图（单位：m）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=5.5+0.2=5.7m；=9.0m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1闸门计算跨度：L=L+2d=9+2×0.2=9.40m。
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与水压力合力的作用线3 1.83=≈(图1-1)并要求y H下悬臂a≧0.12H和a≧0.4m、上悬臂c≦0.45H，现取a=0.6≈0.12H=0.66（m）主梁间距2b=2（y-a）=2×1.23=2.46（m）则c=H-2b-a=5.5-2.46-0.6=2.44（m）=0.44H（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图。
横隔板水平次梁主梁图1-2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2.35m，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腹式，行走支承采用胶木滑道。
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。
水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书 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 型橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压和胶木为MCS-2； 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（图1） 1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为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：19L m =；图1图23）闸门计算跨度：1L L 2d 920.29.40=+=+⨯= (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合力的作用线y=H/3=1.8m 。
（图2）并要求下悬臂a ≥0.12H 和a ≥0.4m 、上悬臂0.45c H ≤，今取 a=0.7≈0.12H=0.66(m)主梁间距 2b=2(Y —a)×(1.83—0.66)≈2.4(m) 则 c=H-2b-a=5.5-2.2-0.7=2.4(m)≈0.45H(满足要求) （4）梁格的布置和形式。
梁格采用复式布置和高等连接，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图3。
图3（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2.35m ，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，行走支承采用胶木滑道。
三、 面板设计根据《钢闸门设计规范》（SL74-95）及2006修订送审稿，关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截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。
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。
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.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。
横向隔板顶梁图2 梁格布置尺寸图5、梁格连接形式。
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________kpt ≥计算当b/a ≤ 3 时，a = 1.5 ，则kp a kpa t 68.01604.19.0_________=⨯⨯= 当b/a > 3 时，a = 1.4 ，则kp a kpa t 07.01604.19.0_________=⨯⨯= 现列 表 1 进行计算。
表1 面 板 厚 度 的 估 算注 1、面板边长a 、b 都从面板宇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 中的系数k 由三边固定一边简支板查得。
根据表1计算，选用面板厚度 t = 8 mm 。
（2）面板与梁格的连接计算。
面板局部绕曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P 按式σt P 07.0=max计算，已知面板厚度t=8mm ，并且近似地取板中最大弯应力σmax =【σ】=160 N/mm 2 则σt P 07.0=max = 0.07×8×160=89.6（N/mm ）面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力T=VS/2I 0 =441000×620×8×306/2×1617000000=207(N/mm) 由式[])7.0/(22ωτf f T P h +≥计算面板与主梁连接的焊缝厚度为h f =((p/1.22)2+T 2)^(1/2)/(0.7[τt h )=√89.6×89.6+207×207/0.7×115=2.8(mm)面板与梁格连接焊缝取其最小厚度h f =6 mm四、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续梁，作用在它们上面的水平压力可按式2______下上a a p q +=计算。
列 表2 计算后得εq =154.75kN/m表2 水 平 次 梁 、 顶 梁 和 底 梁 均 布 荷 载 的 计 算根据 表2 计算，水平次梁计算荷载取28.31kN/m,水平次梁为四跨连续梁，跨度为2..35m （图3）。
水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为M 次中=0.077ql 2=0.077×28.31×2.35×2..35=12.04(kN ﹒m)支座B 处的弯矩为M 次B ==0.107ql 2=0.107×28.31×2.35×2.35=15.63(kN ﹒m) （2） 截面选择。
W=M/[σ]=×106/160=97688mm 3考虑到利用面板作为次梁截面的一部分，初选 [ 18 a 由附表 6.3查的：A=25693mm ；3141400mm W x =；412727000mm I x =；b=68mm ；d=7mm 。
面板参加次梁工作有效宽度分别按式c b B t 2+≤及式b B 1ξ=或b B 2ξ=（其中()2/21b b b +=）计算，然后取其其中较小值。
B ≤b 1+60t= 68+6×8=548mmb B 1ξ=（对胯间正弯矩段）b B 2ξ=（对支座负弯矩段）按5号梁计算，设梁间距()=+=2/21b b b (720+710)/2=715(mm)。
确定式中面板的有效宽度系数 ξ 时，需要知道梁弯矩零点之间的间距0l 与梁间距b 比值。
对于第一跨中正弯矩段取0l = 0.8l=0.8×2350=1880 。
对于支座负弯矩段取0l =0.4×2350=940。
表3 面 板 有 效 宽 度 系 数 1ξ 和 2ξ根据b L /0查 表3，得对于b L /0= 1880/715 = 2.63 ，得1ξ= 0.78 ，则B =0.78×715=558(mm) ; 对于b L /0= 940/715 = 1.31 ，得1ξ= 0.364 ，则B = 0.364×715=260(mm) ; 对第一跨中选用B=488mm ，则水平次梁组合截面面积 图3 为A =2569+548×8=6953 mm 2组合截面形心到槽钢中心线的距离为e=548×8×94/6953=59（mm ） 跨中组合截面的惯性矩及截面模量为I 次中=12727000+2569×592+548×8×352=27040000mm 4 W min =12727000/149=181500mm 2对支座B = 260 mm ，则组合截面面积为A =2569+260×8=4649 mm 2组合截面形心到槽钢中心线的距离为 e=260×8×94/4694=42(mm)支座处组合截面的惯性矩及截面模量为I 次B =12727000+2569×422+260×8×422=mm 4W min =20970172/135=155335 mm 2（3）水平次梁的强度验算。
由支座B （图3）处弯矩最大，而截面模量最小，故只需验算支座B 处的截面的抗弯强度，即σ次=M 次B /W min =15.63×106/155335=101N/mm 2<[σ]=160N/mm 2说明水平次梁选用 [18a 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，最大挠度发生在边跨，由于水平次梁在B 支座处截面的弯矩已经求得M 次B =20.48kN.m ,则边跨挠度可近似地计算为v/l=5/384×ql 3/EI 次-M 次B l/16EI 次=5×28.31×(2.35×103）3/384×2.06×105×2704×104-15.63×106× 2.35×103/16× 2.06×105×2704×104=0.000093<[W/L]=1/250=0.004故水平次梁选用 [18a 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，所以也采用 [18a 。
底梁也采用 [18a 。
五、主梁设计（1）设计资料。
1）主梁跨度（图5）；净跨（孔口宽度）()m L 90= ，计算跨度 m L 4.9=,荷载跨度m L 91= ；2）主梁荷载：74.1KN/M ； 3）横向隔板间距：2.35 ； 4）主梁容许挠度[w]=L/550。
（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弯矩与剪力。
弯矩与剪力计算如下M max =74.1×9/2×(9.4/2-9/4)=817(kN ﹒m) V max = qL 1/2=0.5×74.1×9=333(KN)○2需要的截面模量。
已知 Q235 钢的容许应力 []2/160mm N =σ ，考虑钢闸门自重应力引起的附加应力作用，取容许应力为[]2/1441609.0mm N =⨯=σ ，则需要的截面模量为W=M max /[σ]=817×100/144×0.1=5674cm 2○3腹板的高度选择。
按高度要求的最小高梁（变截面梁）为 h min =0.96×0.23×[σ]L/E[w/L]=0.96×0.23×144×100×9.4×100/2.06×107×(1/550)=79.8cm经济梁高 h e =3.1W 2/5=3.1×56742/5=98.4cm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：cm h t 86.011/9011/===ϖ，选用cm t 0.1=ϖ。
○5翼缘截面选择。
每个翼缘截面为 A 1=W/h 0-t w h 0/6=5674/90-1.0×90/5.5=61cm 2下翼缘选用cm t 0.21=（符合钢板规格）需要，选用b 1=A 1/t 1 =61/2.0=30.5cm ，选用b 1= 32cm(在cm hh 20~405~5.2= 之间）。
