閘門(mén)設(shè)計(jì)

1、平面鋼閘門(mén),一 概述二 平面鋼閘門(mén)的組成和結(jié)構(gòu)布置三 平面鋼閘門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四 平面鋼閘門(mén)的零部件設(shè)計(jì)五 平面鋼閘門(mén)的埋設(shè)部件六 水工鋼閘門(mén)課程設(shè)計(jì),,閘門(mén)——水工建筑物的重要組成部分之一，它的作用是用于封閉水工建筑物的孔口，并能夠按照需要全部或者局部開(kāi)放這些孔口，以調(diào)節(jié)上下游水位，泄放流量，放運(yùn)船只，排除沉沙，冰塊及其他漂浮物。,一 概述,,一 閘門(mén)的類型 閘門(mén)的類型較多，一般可按閘門(mén)的工作性質(zhì)、設(shè)置部位及結(jié)構(gòu)形式等加以

2、分類。,1 按閘門(mén)的工作性質(zhì)可分為：,工作閘門(mén)：正常運(yùn)行時(shí)使用的閘門(mén)，一般在動(dòng)水條 件下操作。 事故閘門(mén)：在發(fā)生事故時(shí)，能夠在動(dòng)水中關(guān)閉，事 故消除后在靜水中開(kāi)啟。 檢修閘門(mén)：用于檢修期間擋水的閘門(mén)，在靜水中啟閉。 施工期導(dǎo)流閘門(mén)：用于封閉施工導(dǎo)流孔的閘門(mén)，一般 在動(dòng)水中關(guān)閉。,,2、按閘門(mén)設(shè)置的部位可分為： ⑴ 露頂式閘門(mén)：設(shè)置在開(kāi)敞式泄水孔口

3、，當(dāng)閘門(mén)關(guān)閉孔口擋水時(shí)，其門(mén)葉頂部高于擋水水位，并需設(shè)置三邊止水。 ⑵ 潛孔式閘門(mén)：設(shè)置在潛沒(méi)式泄水孔口，當(dāng)閘門(mén)關(guān)閉孔口擋水式，其門(mén)葉頂部低于擋水水位，需要設(shè)置頂部、兩側(cè)和底緣四邊止水。,露頂式閘門(mén),潛孔式閘門(mén),3、按閘門(mén)的結(jié)構(gòu)型式和構(gòu)造特征可分為： ⑴平面門(mén)葉鋼閘門(mén)：系指擋水面板形狀為平面的一類鋼閘門(mén)。 根據(jù)門(mén)葉結(jié)構(gòu)的運(yùn)移方式又可分為：直升式平面閘門(mén)、升臥式平面閘門(mén)、橫拉式平面閘門(mén)（船閘中采用）、繞豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面形閘門(mén)（如船閘中

4、的人字門(mén)和一字門(mén)）及繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面形閘門(mén)（如翻版閘門(mén)、舌瓣閘門(mén)和蓋板閘門(mén)）等。,直升式,橫拉式,人字門(mén),⑵弧形閘門(mén)：系指擋水面板形狀為圓弧形的一類鋼閘門(mén)。又可分為繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的弧形閘門(mén)、繞豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)的立軸式弧形閘門(mén)等。,本章主要介紹直升式平面鋼閘門(mén)。,橫軸式,豎軸式,二、閘門(mén)型式的選擇和孔口尺寸的確定,閘門(mén)型式的選擇,(1)閘門(mén)應(yīng)滿足建筑物的各項(xiàng)運(yùn)行要求；(2)閘門(mén)的材料應(yīng)符合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐墓?yīng)條件；(3)閘門(mén)的水力條件要好，泄流能力要滿

5、足要求，無(wú)振無(wú)蝕(4)閘門(mén)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，便于制造安裝；(5)閘門(mén)的啟閉力要小，操作要簡(jiǎn)便靈活，(6)閉門(mén)要便于檢修維護(hù)；(7)閘門(mén)的止水性能要好，漏水量要小；(8)閘門(mén)的重量要輕，造價(jià)要低等。,孔口尺寸的確定：主要是滿足使用要求,三、閘門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 1、閘門(mén)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 《水利水電工程鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL74-95）規(guī)定鋼閘門(mén)結(jié)構(gòu)采用容許應(yīng)力法進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算2、結(jié)構(gòu)分析方法 ⑴ 按平面

6、體系設(shè)計(jì)法：可采用手算，簡(jiǎn)單易行，但不太精確。 ⑵按空間體系設(shè)計(jì)法：可采用有限元法（FEM—finite element method）分析，較合理。,平面鋼閘門(mén)的工程實(shí)例,,,,平面鏈輪式鋼閘門(mén),人字形鋼閘門(mén),弧形鋼閘門(mén),二 平面鋼閘門(mén)的組成和結(jié)構(gòu)布置,一、平面鋼閘門(mén)的組成,門(mén)葉結(jié)構(gòu): 用來(lái)封閉和開(kāi)啟孔口的活動(dòng)擋水結(jié)構(gòu) 埋固構(gòu)件: 埋置在土建結(jié)構(gòu)中，把門(mén)葉的荷載傳遞給土建結(jié)構(gòu) 啟閉機(jī)械: 控制門(mén)葉在孔口中的位置,（一）門(mén)

7、葉結(jié)構(gòu)的組成: 承重結(jié)構(gòu)、行走支承、止水、吊具,1、平面鋼閘門(mén)的承重結(jié)構(gòu) 平面鋼閘門(mén)的承重結(jié)構(gòu)，一般由鋼面板、梁格及縱、橫向聯(lián)結(jié)系組成。,⑴面板 是用來(lái)?yè)跛?，直接承受水壓并傳給梁格。面板通常設(shè)在閘門(mén)的上游面，這樣可以避免梁格和行走支承浸沒(méi)于水中而積聚污物，也可以減小因門(mén)底過(guò)水而產(chǎn)生的振動(dòng)。 ⑵梁格 由互相正交的梁系（主梁、邊梁、水平次梁、豎立次梁等）所組成，用來(lái)支承面板并將面板傳來(lái)的全部水壓力傳給支承邊梁，然后通過(guò)設(shè)置在邊梁

8、上的行走支承把閘門(mén)上的水壓力傳給閘墩。,,⑶橫向聯(lián)結(jié)系（又稱豎向聯(lián)結(jié)系） 布置在垂直于閘門(mén)跨度方向的豎直平面內(nèi)，以保證閘門(mén)橫截面的剛度 ，使門(mén)頂和門(mén)底不致產(chǎn)生過(guò)大的變形。其主要承受由頂梁、底梁和水平次梁傳來(lái)的水壓力并傳給主梁。其形式主要有實(shí)腹隔板式和桁架式。 ⑷縱向聯(lián)結(jié)系（又稱門(mén)背聯(lián)結(jié)系或起重桁架） 布置在閘門(mén)下游面主梁（或主桁架）的下翼緣（或下弦桿）之間的縱向豎直平面內(nèi)，承受閘門(mén)部分自重和其它豎向荷載，并可增強(qiáng)

9、閘門(mén)縱向豎平面的剛度；當(dāng)閘門(mén)受雙向水頭時(shí)還能保證主梁的整體穩(wěn)定性。,,,2、行走支承（又稱支承移動(dòng)部件） 應(yīng)保證既能將閘門(mén)所受的全部水平荷載安全地傳遞給閘墩，又應(yīng)保證閘門(mén)能沿門(mén)槽上下順利移動(dòng)，并減小閘門(mén)移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。 行走支承包括主行走支承（主輪或主滑塊）、側(cè)向支承（側(cè)輪）及反向支承（反輪）裝置三部分。,3、止水 為了防止閘門(mén)漏水而固定在門(mén)葉周邊的橡膠止水。 4、吊具 用來(lái)連接閘門(mén)啟閉機(jī)的牽引構(gòu)件。,（二

10、） 埋固構(gòu)件⑴ 主輪或主滑道的軌道，簡(jiǎn)稱主軌；⑵ 側(cè)輪和反輪的軌道，簡(jiǎn)稱側(cè)軌和反軌；⑶ 止水埋件，頂止水埋件簡(jiǎn)稱門(mén)楣，底止水埋件簡(jiǎn)稱底坎；⑷ 門(mén)槽護(hù)角、護(hù)面和底檻，用以保護(hù)混凝土不受漂浮物的撞擊、泥砂磨損和氣蝕剝落。,（三）閘門(mén)的啟閉機(jī)械 常用的閘門(mén)啟閉機(jī)有卷?yè)P(yáng)式、螺桿式和液壓式三種。它們又可分為固定式和移動(dòng)式兩類。啟閉機(jī)的型號(hào)和選用詳見(jiàn)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（金屬結(jié)構(gòu)●二）的介紹。,二、平面鋼閘門(mén)的結(jié)構(gòu)布置,（一）主梁

11、的布置 1 主梁的數(shù)目 主梁是閘門(mén)的主要承重部件。主梁的數(shù)目主要取決于閘門(mén)的尺寸和水頭的大小。平面閘門(mén)按主梁的數(shù)目可分為雙主梁式和多主梁式。 建議當(dāng)閘門(mén)的跨高比L/H≥1.2時(shí)，采用雙主梁； 而當(dāng)閘門(mén)的跨高比L/H≤1.0時(shí)，采用多主梁。在大跨度的露頂式閘門(mén)中常采用雙主梁。,布置內(nèi)容：確定閘門(mén)上需要設(shè)置的構(gòu)件、每種構(gòu)件需要的數(shù)目以及每個(gè)構(gòu)件的所在位置。應(yīng)統(tǒng)籌考慮、全面安排并進(jìn)行必要的方

12、案比較后最終確定。,2、主梁的位置 ⑴ 主梁宜按等荷載要求布置，可使每根主梁所需的截面尺寸 相同，便于制造； ⑵ 主梁間距應(yīng)適應(yīng)制造、運(yùn)輸和安裝的條件； ⑶ 主梁間距應(yīng)滿足行走支承布置的要求； ⑷ 底主梁到底止水距離應(yīng)符合底緣布置的要求。,,對(duì)于實(shí)腹式主梁的工作閘門(mén)和事故閘門(mén)，一般應(yīng)使底主梁的下翼緣到底止水邊緣連線的傾角不應(yīng)小于30。，以免啟門(mén)時(shí)水流沖擊底主梁和在底主梁下方產(chǎn)生負(fù)壓，而導(dǎo)致閘門(mén)振動(dòng);

13、 當(dāng)閘門(mén)支承在非水平底檻上時(shí)，該角度可適當(dāng)增減，當(dāng)不能滿足30。要求時(shí)，應(yīng)對(duì)門(mén)底部采取補(bǔ)氣措施。部分利用水柱閉門(mén)的平面閘門(mén)，其上游傾角不應(yīng)小于45。，宜采用60。。,雙主梁式閘門(mén)的主梁位置應(yīng)對(duì)稱于靜水壓力合力P的作用線，在滿足上述底緣布置要求的前提下，兩主梁的間距b宜盡量大些，并注意上主梁到門(mén)頂?shù)木嚯xC不宜太大，一般不超過(guò)0.45H，且不宜大于3.6米。,多主梁式閘門(mén)的主梁位置: 按主梁的數(shù)目分成面積相等的幾等份，然后將主梁布置在各等

14、分面積的形心處。露頂門(mén)： 潛孔式閘門(mén)： 式中 a---水面至門(mén)頂止水的距離；,（二）梁格的布置型式梁格的布置應(yīng)考慮鋼面板厚度的經(jīng)濟(jì)合理性和梁格制造省工等要求，盡量使面板各區(qū)格的計(jì)算厚度接近相等，并使面板和梁格的總用鋼量最少。⑴簡(jiǎn)式梁格

15、 在主梁之間不設(shè)次梁，面板直接支承在主梁上，面板上的水壓力直接通過(guò)主梁傳給兩側(cè)的邊梁。⑵普通式梁格 由水平主梁、豎立次梁和邊梁組成。 ⑶復(fù)式梁格 由水平主梁、豎立次梁、水平次梁和邊梁組成。,（三）梁格連接型式 ⑴齊平連接 即水平次梁、豎立次梁和主梁的前翼緣表面齊平，都直接與面板相連，又稱為等高連接。 ⑵降低連接 即主梁和水平次梁直接與面板相連，而豎立次梁則離開(kāi)面板降低到水平次梁下游，這樣水平次梁可以在面板與豎立次梁間穿

16、過(guò)而成為連續(xù)梁。,⑶層疊連接 即水平次梁和豎立次梁直接與面板相連，主梁放在豎立次梁后面。由于該連接型式使得閘門(mén)的整體剛度和抗振性能有所削弱，且增大了閘門(mén)的總厚度，故在平面閘門(mén)中現(xiàn)已很少采用,（四）邊梁的布置,,單腹式邊梁 構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于與主梁相連接，但抗扭剛度差，這對(duì)于閘門(mén)因彎曲變形、溫度脹縮及其它力作用而在邊梁中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的情況是不利的。單腹式邊梁主要用于滑道式支承的閘門(mén)。 雙腹式邊梁的抗扭剛度大，也便于設(shè)置滾輪和吊軸，但構(gòu)造

17、復(fù)雜且用鋼量較多，截面內(nèi)部的焊接也較困難。雙腹式邊梁廣泛用于定輪閘門(mén)中。,一 鋼面板的設(shè)計(jì) 次梁的設(shè)計(jì) 主梁的設(shè)計(jì) 橫向連結(jié)系和縱向連結(jié)系的設(shè)計(jì) 邊梁的設(shè)計(jì),三 平面鋼閘門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一、鋼面板的設(shè)計(jì) 面板的工作情況及承載能力： 對(duì)于四邊固定支承的面板，在均布荷載作用下最大彎矩出現(xiàn)在面板支承長(zhǎng)邊的中點(diǎn)A處。但是當(dāng)該點(diǎn)的應(yīng)力達(dá)到所用鋼材的屈服點(diǎn)fy時(shí)，面板仍然能繼續(xù)承受荷載。,試驗(yàn)表明，當(dāng)荷載增加到設(shè)計(jì)荷載（A點(diǎn)屈服時(shí)）的

18、（3.5~4.5）倍時(shí)，面板跨中部分才進(jìn)入彈塑性階段。,因此，在強(qiáng)度計(jì)算中，容許面板在高峰應(yīng)力（點(diǎn)A）附近的局部小范圍進(jìn)入彈塑性階段工作，故可將面板的容許應(yīng)力[σ]乘以大于1的彈塑性調(diào)整系數(shù)α予以提高。,（一）初選面板厚度 t 鋼面板是支承在梁格上的彈性薄板，在靜水壓力作用下，面板的應(yīng)力由兩部分組成：一是局部彎曲應(yīng)力，即矩形薄板本身的彎曲應(yīng)力；二是整體彎曲應(yīng)力，即面板兼作主（次）梁翼緣參與梁系彎曲的整體彎應(yīng)力。 初

19、選面板厚度時(shí)，先按面板支承長(zhǎng)邊中點(diǎn)A的最大局部彎曲應(yīng)力強(qiáng)度條件初步計(jì)算。,式中，k— 彈性薄板支承長(zhǎng)邊 中點(diǎn)（A點(diǎn)）的彎應(yīng)力系數(shù)。 p –—面板計(jì)算區(qū)格中心的水壓力強(qiáng)度p=γhg=0.0098h (MPa); h — 區(qū)格中心的水頭,(m),a, b —面板計(jì)算區(qū)格的短邊和長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度(mm), 從面板與主 (次)梁的連接焊縫算起; α —彈塑性

20、調(diào)整系數(shù),當(dāng)b/a≤3時(shí),α=1.5; 當(dāng)b/a＞3時(shí),α=1.4。 [σ] —鋼材的抗彎容許應(yīng)力（Mpa）,對(duì)于普通式和復(fù)式梁格支承的面板的支承情況實(shí)際上為雙向連續(xù)板。根據(jù)試驗(yàn)研究，面板的中間區(qū)格在水壓力作用下，其在各支承邊上的傾角均接近于零，故為簡(jiǎn)化計(jì)算，中間區(qū)格可當(dāng)作四邊固定板計(jì)算。 對(duì)于頂、底梁截面比較小的頂、底部區(qū)格，因面板在剛度較小的頂梁和底梁處會(huì)產(chǎn)生較大的傾角，接近于簡(jiǎn)支邊，故頂、底區(qū)格按三邊固定另一邊（頂或

21、底邊）簡(jiǎn)支的矩形板計(jì)算。,板的邊界條件：,鋼面板厚度的計(jì)算需與水平次梁間距的布置同時(shí)進(jìn)行，最終應(yīng)使各區(qū)格之間板厚大致相等。鋼面板宜選用較薄的鋼板，一般不應(yīng)小于6mm，通?？扇。?-16）mm。,（二）面板參加主（次）梁整體彎曲時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算在主（次）梁截面選定后，考慮到面板本身在局部彎曲的同時(shí)還隨主（次）梁受整體彎曲的作用，則面板為雙向受力狀態(tài)。故應(yīng)按第四強(qiáng)度理論驗(yàn)算面板的折算應(yīng)力強(qiáng)度。 ⑴ 當(dāng)面板的邊長(zhǎng)比b/a＞1.

22、5，且長(zhǎng)邊b沿主梁軸線方向時(shí)，只需按下式驗(yàn)算面板A點(diǎn)在上游面的折算應(yīng)力： 式中 σmy= ky ·p a2/ t2 ；σmx=μ·σmy； μ=0.3,⑵當(dāng)面板的邊長(zhǎng)比b/a≤1.5或面板長(zhǎng)邊方向與主（次）梁垂直時(shí)

23、（圖8-11），面板在B點(diǎn)下游面的應(yīng)力值（σmx+σ0xB）較大，這時(shí)雖然B點(diǎn)下游面的雙向應(yīng)力為同號(hào)（均受壓），但還是可能比A點(diǎn)上游面更早地進(jìn)入塑性狀態(tài)，故應(yīng)按下式驗(yàn)算B點(diǎn)下游面在同號(hào)平面（壓）應(yīng)力狀態(tài)下的折算應(yīng)力強(qiáng)度：,（三）面板與梁格的連接計(jì)算 1）當(dāng)水壓力作用下面板彎曲時(shí)，由于梁格之間相互移近受到約束，在面板與梁格之間的連接角焊縫將產(chǎn)生垂直于焊縫方向的側(cè)拉力。經(jīng)分析計(jì)算，每毫米焊縫長(zhǎng)度上的側(cè)拉力可按下面的近似公式計(jì)算：

24、 式中 σmax ---厚度為t的面板中的最大彎應(yīng)力， σmax 可取[σ]。,,2）由于面板作為主梁的翼緣，當(dāng)主梁彎曲時(shí)，面板與主梁之間的連接角焊縫還承受沿焊縫長(zhǎng)度方向的水平剪力，主梁軸線一側(cè)的角焊縫每單位長(zhǎng)度內(nèi)的剪力為：,,,面板與梁格的連接焊縫應(yīng)采用連續(xù)焊縫，通常hf不宜小于6mm。,二、次梁設(shè)計(jì) （一）次梁的荷載與計(jì)算簡(jiǎn)圖 1、梁格為降低連接時(shí)次梁的荷載和計(jì)算簡(jiǎn)圖 豎立次梁 —— 簡(jiǎn)支在

25、主梁上的簡(jiǎn)支梁； 水平次梁 —— 支承在豎立次梁上的連續(xù)梁。 水平次梁承受均布水壓力荷載，水壓力荷載作用范圍按面板區(qū)格的中線來(lái)劃分，則水平次梁所受的均布荷載為： q=p（a上+a下）/2 （N/mm）,豎立次梁則承受水平次梁支座反力傳來(lái)的集中力R。,2、梁格為齊平連接時(shí)次梁的荷載和計(jì)算簡(jiǎn)圖 水平次梁和豎立次梁同時(shí)支承著面板。面板傳

26、給梁格的水壓力，按梁格夾角的平分線來(lái)劃分各梁所負(fù)擔(dān)的水壓力作用范圍。,水平次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖：⑴當(dāng)水平次梁在豎立次梁處斷開(kāi)后再連接于豎立次梁時(shí)，水平次梁為簡(jiǎn)支梁；⑵當(dāng)采用實(shí)腹隔板兼作豎立次梁時(shí)，水平次梁為連續(xù)穿過(guò)實(shí)腹隔板預(yù)留的切孔并被支承在隔板上的連續(xù)梁。,豎立次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖： 為支承在主梁以及頂梁、底梁上的簡(jiǎn)支梁。作用荷載有三角形分布水壓力荷載q上和q下及水平次梁的支座反力傳來(lái)的集中力R。,,（二）次梁的截面設(shè)計(jì) 次梁

27、一般受荷不大，常采用軋成型鋼。 ⑴按上述次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算次梁的最大內(nèi)力Mmax、V。 ⑵按梁的彎應(yīng)力強(qiáng)度條件求所需的截面模量 W=Mmax/[σ] 根據(jù)此截面模量和滿足剛度要求的最小梁高h(yuǎn)min，選合適型鋼。 ⑶截面驗(yàn)算,計(jì)算截面取值：當(dāng)次梁直接焊接于面板時(shí)，焊縫兩側(cè)的面板在一定的寬度（有效寬度）內(nèi)可以兼作次梁的翼緣參加次梁的抗彎工作。面板參加次梁工作的有效寬度B可按下面兩式計(jì)算的較小值

28、取用： ①考慮面板兼作梁受壓翼緣而不至失穩(wěn)而限制的有效寬度：②考慮面板沿寬度上應(yīng)力分布不均而折算的有效寬度：,B=ξ1.b 或B=ξ2.b式中 b=（b1+b2）/2ξ1、 ξ2 --有效寬度系數(shù)， ξ1用于正彎矩區(qū)， ξ2用于負(fù)彎矩區(qū)?？刹楸?-1。,三、主梁設(shè)計(jì) （一）主梁的形式 主梁是平面鋼閘門(mén)中的主要受力構(gòu)件，可采用實(shí)腹式或桁架式。,跨度小水頭低的閘門(mén)，可采用制造方便的型鋼梁； 對(duì)于中等跨度的

29、閘門(mén)（5-10m）常采用實(shí)腹式組合梁； 對(duì)于大跨度的閘門(mén)，則宜采用桁架式主梁。,（二）主梁的荷載和計(jì)算簡(jiǎn)圖 主梁為支承在閘門(mén)邊梁上的單跨簡(jiǎn)支梁。主梁承受面板傳來(lái)的分布水壓力和豎直次梁傳來(lái)的集中荷載。 對(duì)實(shí)腹式梁，可近似換算為均布荷載。當(dāng)主梁按等荷載原則布置時(shí)，每根主梁所受的均布荷載集度為： q=P/n （kN/m） P

30、-----閘門(mén)單位跨度上作用的總水壓力（kN/m） n-----主梁的數(shù)目。主梁的計(jì)算跨度L為閘門(mén)行走支承中心線之間的距離 L=L0+2d L0----閘門(mén)的孔口寬度， d=（0.15~0.4）m,當(dāng)主梁采用桁架式時(shí)，可將水壓力化為節(jié)點(diǎn)荷載P=qb（b為桁架的節(jié)間長(zhǎng)度），然后求解主桁架在節(jié)點(diǎn)荷載作用下的桿件內(nèi)力并選擇截面。但對(duì)于

31、直接與面板相連的上弦桿，應(yīng)考慮面板傳來(lái)的水壓力對(duì)上弦桿引起的局部彎曲而按壓彎構(gòu)件選擇截面。,（三）主梁設(shè)計(jì)的特點(diǎn),⑴對(duì)于鋼閘門(mén)的主梁，考慮到其除承受閘門(mén)水平水壓力而產(chǎn)生水平彎曲外，其下翼緣兼作縱向聯(lián)結(jié)系的弦桿，還需承受一部分閘門(mén)自重產(chǎn)生的應(yīng)力。故按主梁的水平水壓力荷載產(chǎn)生的內(nèi)力選擇截面時(shí)，可按0.9[σ]計(jì)算。,,⑵當(dāng)主梁直接與面板相連時(shí)，部分面板可兼作主梁上（前）翼緣的一部分參加其抗彎工作。面板的有效寬度取下列兩式的較小值

32、 B=ξ1b式中 bl -為主梁的上翼緣寬度，b--為每根主梁承受荷載面的寬度。,⑶主梁的剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的驗(yàn)算見(jiàn)第五章內(nèi)容。,四、橫向聯(lián)結(jié)系和縱向聯(lián)結(jié)系的設(shè)計(jì) （一）橫向聯(lián)結(jié)系（豎向聯(lián)結(jié)系） 作用：承受水平次梁（包括頂、底梁）傳來(lái)的水壓力，并將其傳給主梁。當(dāng)水位變更等原因而引起各主梁的受力不均時(shí)，橫向聯(lián)結(jié)系可均衡各主梁的受力并且保證閘

33、門(mén)在橫截面的剛度。 布置：應(yīng)對(duì)稱與閘門(mén)的中心線，一般布置1~3道，數(shù)目宜取奇數(shù)，間距不宜超過(guò)4~5米，并通常按等間距布置。,橫向聯(lián)結(jié)系的型式：應(yīng)根據(jù)主梁的截面高度、間距和數(shù)目而定。主要有實(shí)腹隔板式和桁架式兩種。實(shí)腹式隔板的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖8-18（a）所示，通?？砂磮D8-18（b）所示簡(jiǎn)化計(jì)算。,橫隔板的截面設(shè)計(jì)：橫隔板的應(yīng)力一般都很小，其尺寸可按構(gòu)造要求及穩(wěn)定條件確定，隔板的截面高度與主梁的截面高度相同，其腹板厚度一般采用8-1

34、2mm，前翼緣可利用面板兼作而不必另行設(shè)置；后翼緣可采用扁鋼，寬度（100-200）mm，厚度?。?0-12） mm。為減輕門(mén)重，可在隔板中間彎應(yīng)力較小區(qū)域開(kāi)孔，但孔邊需用扁鋼鑲固（圖8-19（b））。,橫向桁架是支承在主梁上的雙懸臂桁架，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖8-20所示。上弦桿為閘門(mén)的豎立次梁，一般為壓彎構(gòu)件，腹桿及下弦桿為軸心受力構(gòu)件。,（二）縱向聯(lián)結(jié)系 縱向聯(lián)結(jié)系位于閘門(mén)各主梁后翼緣之間的豎平面內(nèi)。其主要作用是：,承受閘門(mén)上

35、的豎向力（閘門(mén)的自重、門(mén)頂?shù)乃匾约伴T(mén)底的下吸力等）； 保證閘門(mén)在豎向平面內(nèi)的剛度； 與主梁和面板構(gòu)成封閉的空間體系以承受偶然的作用力對(duì)閘門(mén)引起扭矩。,縱向聯(lián)結(jié)系多為桁架式（圖8-21）。可按支承在閘門(mén)兩側(cè)邊梁上的簡(jiǎn)支平面（當(dāng)主梁高度改變時(shí)為折面）桁架計(jì)算。閘門(mén)的自重G可根據(jù)閘門(mén)的重心位置按杠桿原理分配給上下游面的面板和縱向聯(lián)結(jié)系。然后再將分配來(lái)的豎向荷載（G1=G×c1/h）均勻地分到桁架節(jié)點(diǎn)上P1=G1/n。從而計(jì)

36、算各個(gè)桿件內(nèi)力并選擇桿件截面。,五、邊梁設(shè)計(jì) 支承邊梁是位于閘門(mén)兩邊并支承在滑塊或滾輪等行走支承上的豎向梁。其主要承受由主梁等水平梁傳來(lái)的水壓力產(chǎn)生的彎矩，以及由縱向聯(lián)結(jié)系和吊耳傳來(lái)的門(mén)重和啟閉力等豎向力產(chǎn)生的拉力或壓力。 邊梁的工作狀態(tài)為：當(dāng)閘門(mén)關(guān)閉擋水時(shí)為壓彎構(gòu)件；當(dāng)閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)為拉彎構(gòu)件。,邊梁的截面尺寸通常按構(gòu)造要求確定，然后進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。如圖8-8和圖8-22，邊梁的截面高度與主梁的端部截面高度相同，

37、腹板厚度為8~14mm，翼緣厚度應(yīng)比腹板加厚2~6mm；單腹式邊梁的下翼緣一般由布置滑塊或滾輪的要求決定，不宜小于200~300mm；雙腹式邊梁常用兩塊下翼緣，每條下翼緣可分別采用寬度為100~200mm的扁鋼做成。兩塊腹板之間的距離不宜太小，以便于腹板施焊和安裝滾輪，不應(yīng)小于300~400mm。,四 平面鋼閘門(mén)的零部件設(shè)計(jì) 一、行走支承 （一）膠木滑道,（二）滾輪支承,二、 止水裝置,,,,基本資料,閘門(mén)形式：溢洪道

38、露頂式平面鋼閘門(mén)（工作閘門(mén)）；（1）孔口凈寬： 8.0m；設(shè)計(jì)水頭： 8.0m；（2）孔口凈寬： 8.0m；設(shè)計(jì)水頭： 7.0m；（3）孔口凈寬： 8.0m；設(shè)計(jì)水頭： 5.0m；（4）孔口凈寬： 10.0m；設(shè)計(jì)水頭： 7.0m；結(jié)構(gòu)材料：Q235鋼；焊條：E43；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C20。,成果要求,課程設(shè)計(jì)成果統(tǒng)一裝入檔案袋提交：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一份計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份施工圖繪制：圖幅為A2圖1~2張（附材料表）。,,集