露顶式平面钢闸门设计答案Word文档格式.docx
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y=-=3=1.67m,并要求下悬
33
H5.2
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臂a>
0.12H和a>
0.4m,上悬臂c<
0.45H和cv3.6m。
且使底主梁到底止水的距离尽量符
合底缘布置要求(即a>
30°
),先取a=0.12H=0.6m,则主梁间距:
2b=2(y-a)=2X(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
导
-1
I\
、
、顶梁"
n
主梁
\
/
X
“\
/主孤
Z
VI
2150
0I&
UO
丄;
I'
•
3
Ln-
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
8.6
结间距为l盲吃15m
(2)
4根等
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,并设有肢角钢的斜杆。
6.边梁与行走支承
采用单腹式边梁,行走支承采用双股式滚动行走支承。
三、面板设计
1•估算面板厚度
假定梁格布置如图所示,面板厚度由公式
kp
0.92
,且tmax-tmin<
2mm
当b/aw3时,a=1.5,贝Ut=a
Ikp
'
0.91.5160
0.068akp
当b/a>
3时,
a=1.4,
则t=a
■0.91.4160
0.07akp
现列表计算如下:
格区
a(mm)
b(mm)
b/a(mm)
k(mm)
P(N/mm
2)
V^p
t(mm)
I
1500
1.43
0.537
0.0076
0.064
6.53
960
2.24
0.491
0.020
0.099
6.46
出
850
2.53
0.500
0.028
0.118
6.82
IV
660
3.26
0.036
0.134
6.19
V
630
3.41
0.042
0.145
6.39
屮
600
3.58
0.750
0.048
0.190
7.98
注:
区格I,W中系数k按三边固定一边简支查表得根据计算结果,选用面板厚度t=8mm
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、底梁都是支承横隔板的连续梁,作用在上面的水压力按
q=p
计算
计算列表如下
梁号
梁轴线水压强度p
(KN/m2
梁间距
(m)
a上a下
q=p
2
备注:
顶梁荷载按卜图卜
式计算
1(顶梁)
1.3014.7
1.30
1.50
2.76
R1=2
14.70
0.96
1.230
18.08
=2.76KN/m2
3(上主梁)
24.11
0.85
0.905
21.82
4
32.44
0.755
24.49
0.66
5
38.91
0.645
25.10
0.63
6(下主梁)
45.08
0.60
0.615
27.72
7(底梁)
50.96
0.300
15.29
wlCWm
■'
fit
水平次梁边跨中的正弯矩为:
M次中=0.077qL=0.077X25.10X2.152=8.93KN/m
支座B处的负弯矩为:
M次B=0.107ql=0.107X25.10X2.152=12.42KN/m
2、截面选择
12.42106
160
=77625mm3
据表中结果,水平次梁计算荷载取最大值25.10KN/m;
水平次梁为四跨连续梁l;
lI跨度为2.15m。
水平次梁计算结构简图及弯矩图如下:
口’丄附—
考虑利用面板作为次梁截面的一部分,初选槽钢14a由附表查得:
A=1851mm2;
24
Wx=80500mm;
Ix=5637000mm;
b1=58mm;
d=6mm
面板参加次梁翼缘工作的有效宽度按下式计算,然后取最小值。
B<
b1+60t=58+60X8=538mm
B=&
b(对跨间正弯矩段);
B=歩(对支座负弯矩段);
按5号梁进行计算,设该梁平均间距
b=
(b1+b2)
660+630
=2
=645mm,对于第一跨中正弯矩
段,零点之间的距离:
1。
0.8l0.821501720mm,对于支座负弯矩段取:
|00.4l0.42150860mm,根据Lo/b查表2—1;
1720
b645
2.667得^=0.80,则B=&
b=0.80X645=516mm
由匕8601.333得富=0.380,贝UB=&
b=0.380X645=245mm
e=
对于第一跨中,选用B=516mm,则水平次梁的组合截
面积:
A=1851+516X8=5978mm2
组合截面形心到槽钢中心线的距离:
516X8X74
5978
=51mm
跨中组合截面的惯性矩及截面模量为:
12635136
1中=5637000+1851X512+516X8X232=12635136mm4,Wmin=121
=104423mm2
对于支座段,选用B=245mm,则水平次梁的组合截面积:
A=1851+245X8=3811mm2
245X8X74
3811
=38mm
支座处截面的惯性矩及截面模量为:
次b=5637000+1851X30+245X8X3^=10850004mm4
10850004
Wmin=
108
=100463mm2
2.水平次梁的强度验算
支座B处弯矩最大,截面模量也较大,跨中弯矩小,故两处截面的抗弯强度都需要验算。
次中=
M次中
Wmin
6
8.9310
104423
=85.52N/mm
2v
=160N/mm
=123.63N/mm
M次B=11.7810
Wmin100463
综上可知水平次梁选用[14a满足弯应力强度要求。
3.水平次梁的扰度验算
水平次梁为受均布荷载的四跨连续梁,其最大扰度发生在边跨,已求得M次b=12.42KN/m,
Ib=10850004mm4,四跨连续梁k"
0.0063,
=0.004
250
w=k'
也=0.0063X25.102・153105=0.0007V
LE次B2.06101085.004
w、
=0.004,满足挠度要求。
L
4.顶梁和底梁
底梁计算简图和弯矩图
M支座=0.107q丨2=0.107X15.29X2.152=7.56KN•m
M支座
W需=-
7.56106
47250mm
47.25cm
选用[12oW=62.137cm>
W需=47.25cm
底梁弯应力强度验算:
Wy
7.56忖121.67N/mm2<
62.137
=160N/
cm2,满足弯应力要求。
底梁刚度验算:
.3
wqi
=k
35
15.292.1510
=0.0063X―=0.00119<
E次b2.0610391.466
w
=0.004满足刚度要求。
顶梁采用和底梁相同的槽钢即[12o,顶梁弯应力强度验算:
M支座=0.107ql=0.107X2.76X2.15^=1.37KN
1.37103
22.05N/mm2<
=160N/cm2满足应力强度要求。
顶梁的刚度验算:
wql
—=k=0.0063X
LE次b
2.762.1510
2.0610391.466
=0.00021<
五、主梁设计
(一)已知条件
(1)
主梁跨度:
净跨度
l1=8.0m,计算跨度L=8.6m,荷载跨度l
=8.0m
11p
(2)主梁荷载:
P=—H2=—X9.8X5.02=122.5KN/m,口=上=61.25KN/m
222
(3)横隔板间隔:
2.15m。
w1
(4)主梁容许绕度:
w=丄。
L600
(二)主梁设计
1.截面选择
(1)主梁内力分析如图:
主梁简支于边梁上,最大弯矩在跨中,
最大剪力在支承处
ql
Mmax=(L
l、61.258
8
(8.6p
563.5KN•m
Vmax=£
ql161.258245KN
(2)需要的截面抵抗矩(考虑闸门自重引起的附加应力的影响)
max
563.5103
0.92160
3828cm3
(3)腹板高度h0选择(刚度条件求得最小梁高hmin)
hmin=0.96x0.208X—
EW/L
0.96X0.208X
1608.61020.92
2.061051/600
73.62cm
hec=3.1W2/5=3.1x38