钢闸门结构计算书.xls

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1、闸门面板计算表 区格号 短边a(mm)700750800850900 长边b(mm)12801280128012801280 b/a1.82857143 1.706666671.61.50588235 1.422222 K0.4870.4790.4680.4540.436 区格中心水头h(m)4.654.2753.52.6751.8 区格中心水压P(N/mm2)0.045570.0418950.03430.0262150.01764 强度储备系数0.90.90.90.90.9 弹塑性调整系数1.651.651.651.651.65 容许应力(N/mm2)152152152152152 面板计算

2、厚度t(mm)6.94091961 7.07172065 6.74644451 6.17215413 5.253516 设计面板厚度t(mm)88888 t=a(KP)/(0.91/2 闸门次梁计算表 区格号 跨度L(mm)700750800850900 区格中心水头h(m)4.654.2753.52.6751.8 区格中心水压P(N/mm2)0.045570.0418950.03430.0262150.01764 三角形荷载q(N/mm)31.89931.4212527.4422.2827515.876 跨中弯距M(Nmm)1302542.5 1472871.09 1463466.67 13

3、41607.24 1071630 支座反力R(N)5582.3255891.4843854884735.084383572.1 容许应力(N/mm2)152152152152152 所需截面抵抗矩W(mm3) 8569.35855 9689.94141 9628.07018 8826.36342 7050.197 次梁截面抵抗矩W(mm3)733367733367733367733367733367 次梁截面应力(N/mm2) 1.77611278 2.00836838 1.99554475 1.82938043 1.461247 跨中弯距：M=(1/12)qL2 支座反力：R=(1/4)qL

4、 次梁腹板用4428mm钢板，上翼缘利用面板，下翼缘用2008mm钢板。 bl8mm，2c2258400mm，B8+400408mm 次梁截面形心至腹板中心线的距离为： e=(40810226-2008225)/(40810+2008+4428)=562080/9216=61mm 次梁组合截面惯性矩为： I=(1/12)84423+4428612+20082862+104081652 I=57567259+13157456+130873600+11078000=212676315mm4 组合截面抵抗矩为：W212676315/(61+221+8)=142430909/242=733367mm3

5、 闸门主梁计算表 主梁编号1号主梁2号主梁3号主梁4号主梁 计算跨度L(mm)6400640064006400 次梁传来集中力P1(N)5582.3255891.4843854884735.084 次梁传来集中力P2(N)5891.4843854884735.084383572.1 面板传来均布压力q1(N/mm)31.89931.4212527.4422.28275 面板传来均布压力q2(N/mm)31.4212527.4422.2827515.876 次梁传来总集中力P(N)11473.8094 11379.4844 10223.0844 8307.184 面板传来总均布压力q(N/mm)

6、31.66012529.43062524.861375 19.07938 集中力作用下弯距MP(Nmm)36716190364143503271387026582990 均布压力作用下弯距Mq(Nmm)162099840150684800127290240 97686400 总弯距M(Nmm)198816030187099150160004110 1.24E+08 集中力作用下支座反力RP(N)17210.7141 17069.2266 15334.6266 12460.78 均布压力作用下支座反力Rq(N)101312.49417879556.461054 总支座反力R(N)118523.1

7、14 111247.227 94891.0266 73514.78 主梁截面抵抗矩W(mm3)1645587164558716455871645587 主梁跨中截面应力(N/mm)120.817696 113.697513 97.2322399 75.51675 容许应力(N/mm2)152152152152 主梁截面惯性矩I(mm4)483802640483802640483802640 4.84E+08 主梁弹性模量E(N/mm2)206000206000206000206000 EI(Nmm2)9.9663E+13 9.9663E+13 9.9663E+13 9.97E+13 集中力作用

8、下跨中挠度fP(mm)1.49325671 1.4809808 1.33048134 1.081137 均布压力作用下跨中挠度fq(mm)6.93962251 6.45093561 5.44939597 4.182032 总跨中挠度f(mm)8.43287922 7.93191641 6.77987731 5.263169 容许挠度f=L/750(mm)8.53333333 8.53333333 8.53333333 8.533333 主梁采用 45a工字钢，考虑面板参加工作， bl150mm，2c2258400mm，B150+500550mm 组合截面形心到工字钢中心的距离为： e(5508

9、229)/(10240+5508)=1495000/16740=69mm 组合截面惯性矩为： I322410000+10240692+55081602=322410000+48752640+112640000 I=483802640mm4 组合截面抵抗矩为： W=483802640/(225+69)=1645587mm3 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁跨中截面弯距为:MP=(n/8)PL 在均布压力作用下主梁跨中截面弯距为:Mq=(1/8)qL2 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁支座反力为:RP=(n-1)/2P 在均布压力作用下主梁支座反力为:Rq=(1/2)qL 在n个（n为偶数）集

10、中力作用下主梁跨中截面挠度为: fP=(5n24)PL3/(384nEI) 在均布压力作用下主梁跨中截面挠度为:fq=(5qL4)/(384EI) 闸门底梁、顶梁计算表 主梁编号底梁顶梁 计算跨度L(mm)64006400 次梁传来集中力P1(N)5582.3253572.1 次梁传来集中力P2(N)00 面板传来均布压力q1(N/mm)31.89915.876 面板传来均布压力q2(N/mm)00 次梁传来总集中力P(N)5582.3253572.1 面板传来总均布压力q(N/mm)15.94957.938 集中力作用下弯距MP(Nmm)1786344011430720 均布压力作用下弯距M

11、q(Nmm)8166144040642560 总弯距M(Nmm)9952488052073280 集中力作用下支座反力RP(N)8373.48755358.15 均布压力作用下支座反力Rq(N)51038.425401.6 总支座反力R(N)59411.887530759.75 底（顶）梁截面抵抗矩W(mm3)13155491315549 底（顶）梁跨中截面应力(N/mm)75.6527351 39.582927 容许应力(N/mm2)152152 底（顶）梁截面惯性矩I(mm4)275081232275081232 底（顶）梁弹性模量E(N/mm2)206000206000 EI(Nmm2)

12、5.6667E+13 5.6667E+13 集中力作用下跨中挠度fP(mm)1.27775984 0.81763171 均布压力作用下跨中挠度fq(mm)6.14861879 3.06014207 总跨中挠度f(mm)7.42637863 3.87777378 容许挠度f=L/600(mm)8.53333333 8.53333333 底、顶梁腹板用43810mm钢板，上翼缘利用面板，下翼缘用20012mm钢板。 面板有效宽度取B200mm 底、顶梁截面形心至腹板中心线的距离为： e=(20012225-2008223)/(20012+2008+43810)=183200/8380=21.9mm

13、 底、顶梁组合截面惯性矩为： I=(1/12)104383+4381021.92+20012203.12+2008254.92 I=70023060+2100692+98999064+103958416=275081232mm4 组合截面抵抗矩为：W275081232/(219+12-21.9)=275081232/209.1=1315549mm3 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁跨中截面弯距为:MP=(n/8)PL 在均布压力作用下底（顶）梁跨中截面弯距为:Mq=(1/8)qL2 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁支座反力为:RP=(n-1)/2P 在均布压力作用下底（顶）梁支

14、座反力为:Rq=(1/2)qL 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁跨中截面挠度为: fP=(5n24)PL3/(384nEI) 在均布压力作用下底（顶）梁跨中截面挠度为:fq=(5qL4)/(384EI) *水库输水涵管闸门启闭力计算 水库水位14.0m，涵管内水位6.0m 闸门高度 h(m) 侧止水间距 Bzs(m) 上游水深 Hs(m) 下游水深 Hx(m) 总水压力 P(KN) 1.3001.3008.0000.000124.215 滑道摩擦系数f2滑道摩阻力TZd (KN) 0.15018.632 止水摩擦系数f3侧止水受压宽度 (m) 单边侧止水受压 长度(m) 侧止水平均压强

15、P ZS(KN/m2) 止水摩阻力TZS (KN) 0.5000.0801.30073.5007.644 底止水至下游面 距离D2(m) 侧止水间距 Bzs(m) 平均下吸强度ps (KN/m2) 下吸力 Ps(KN) 0.2121.30020.0005.512 闸门顶梁以上水 柱高H（m） 侧止水间距 Bzs(m) 闸门顶受压宽度 B（m） 闸门顶水柱重 Ws（KN） 闸门自重 G(KN) 6.7501.3000.31027.2038.500 上托力系数t上游水深 Hs(m) 底止水到上游面 距离D1(m) 侧止水间距 Bzs(m) 上托力 Pt(KN) 1.0008.0000.0181.3

16、001.872 无加重启门力FQ (KN) 闭门力 Fw(KN) 计算需加重块重 Gj(KN) 实际加重块重 Gj(KN) 加重后启门力FQ (KN) 73.59625.75417.25418.00091.596 选启闭机型号：QPQ125KN卷扬式启闭机 计算公式 总水压力P=0.5*(2Hsh)*hHx2*Bzs 滑道摩阻力Tzd=f2*P 止水摩阻力Tzs=f3*Pzs 下吸力Ps=ps*D2*Bzs 上托力Pt=*t*Hs*D1*Bzs 闭门力FwnT*(Tzd+Tzs)nG*G+Pt nT=1.2,nG=0.9 启门力FQnT*(Tzd+Tzs)+Px+nG*G+Gj+Ws nT=1

17、.2,nG=1.1 防洪闸门面板计算表次梁组合截面惯性矩计算 区格号型钢翼缘宽 短边a(mm)700750800850900bl(mm) 长边b(mm)12801280128012801280134 b/a1.82857143 1.706666671.61.50588235 1.42222222偏心距 K0.4870.4790.4680.4540.436e(mm) 区格中心水头h(m)4.654.2753.52.6751.857.12720157 区格中心水压P(N/mm2)0.045570.0418950.03430.0262150.01764 强度储备系数0.90.90.90.90.9主梁

18、型钢与面板组合截面惯性矩计算 弹塑性调整系数1.651.651.651.651.65 容许应力(N/mm2)152152152152152型钢翼缘宽 面板计算厚度t(mm)6.94091961 7.07172065 6.74644451 6.17215413 5.25351557bl(mm) 设计面板厚度t(mm)88888150 偏心距 t=a(KP)/(0.91/2e(mm) 75.53403141 防洪闸门次梁计算表顶梁、底梁组合截面惯性矩计算 区格号型钢翼缘宽 跨度L(mm)700750800850900bl(mm) 区格中心水头h(m)4.654.2753.52.6751.8138

19、区格中心水压P(N/mm2)0.045570.0418950.03430.0262150.01764偏心距 三角形荷载q(N/mm)31.89931.4212527.4422.2827515.876e(mm) 跨中弯距M(Nmm)1302542.5 1472871.09 1463466.67 1341607.24107163021.45500634 支座反力R(N)5582.3255891.4843854884735.084383572.1 容许应力(N/mm2)152152152152152 所需截面抵抗矩W(mm3) 8569.35855 9689.94141 9628.07018 882

20、6.36342 7050.19737 次梁截面抵抗矩W(mm3)733367733367733367733367733367 次梁截面应力(N/mm2) 1.77611278 2.00836838 1.99554475 1.82938043 1.46124655 跨中弯距：M=(1/12)qL2 支座反力：R=(1/4)qL 次梁腹板用4428mm钢板，上翼缘利用面板，下翼缘用2008mm钢板。 bl8mm，2c2258400mm，B8+400408mm 次梁截面形心至腹板中心线的距离为： e=(40810226-2008225)/(40810+2008+4428)=562080/9216=6

21、1mm 次梁组合截面惯性矩为： I=(1/12)84423+4428612+20082862+104081652 I=57567259+13157456+130873600+11078000=212676315mm4 组合截面抵抗矩为：W212676315/(61+221+8)=142430909/242=733367mm3 防洪闸门主梁计算表 主梁编号1号主梁2号主梁3号主梁4号主梁 计算跨度L(mm)6400640064006400 次梁传来集中力P1(N)5582.3255891.4843854884735.08438 次梁传来集中力P2(N)5891.4843854884735.084

22、383572.1 面板传来均布压力q1(N/mm)31.89931.4212527.4422.28275 面板传来均布压力q2(N/mm)31.4212527.4422.2827515.876 次梁传来总集中力P(N)11473.8094 11379.4844 10223.0844 8307.18438 面板传来总均布压力q(N/mm)31.66012529.43062524.86137519.079375 集中力作用下弯距MP(Nmm)36716190364143503271387026582990 均布压力作用下弯距Mq(Nmm)162099840150684800127290240976

23、86400 总弯距M(Nmm)198816030187099150160004110124269390 集中力作用下支座反力RP(N)17210.7141 17069.2266 15334.6266 12460.7766 均布压力作用下支座反力Rq(N)101312.49417879556.461054 总支座反力R(N)118523.114 111247.227 94891.0266 73514.7766 主梁截面抵抗矩W(mm3)1662155.51662155.51662155.51662155.5 主梁跨中截面应力(N/mm)119.613376 112.564167 96.26302

24、11 74.7639977 容许应力(N/mm2)152152152152 主梁截面惯性矩I(mm4)499534282499534282499534282499534282 主梁弹性模量E(N/mm2)206000206000206000206000 EI(Nmm2)1.029E+141.029E+141.029E+141.029E+14 集中力作用下跨中挠度fP(mm)1.44623015 1.434340841.2885811.04708908 均布压力作用下跨中挠度fq(mm)6.72107563 6.24777876 5.277780234.050329 总跨中挠度f(mm)8.16

25、730578 7.6821196 6.56636123 5.09741808 容许挠度f=L/750(mm)8.53333333 8.53333333 8.53333333 8.53333333 主梁采用 45a工字钢，考虑面板参加工作， bl150mm，2c22510500mm，B150+500650mm 组合截面形心到工字钢中心的距离为： e(65010230)/(10240+65010)=1495000/16740=89mm 组合截面惯性矩为： I322410000+10240892+650101412=322410000+81111040+129226500 I=532747540mm

26、4 组合截面抵抗矩为： W=532747540/(225+89)=1696648mm3 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁跨中截面弯距为:MP=(n/8)PL 在均布压力作用下主梁跨中截面弯距为:Mq=(1/8)qL2 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁支座反力为:RP=(n-1)/2P 在均布压力作用下主梁支座反力为:Rq=(1/2)qL 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁跨中截面挠度为: fP=(5n24)PL3/(384nEI) 在均布压力作用下主梁跨中截面挠度为:fq=(5qL4)/(384EI) 防洪闸门底梁、顶梁计算表 主梁编号底梁顶梁 计算跨度L(mm)54005400 次梁传来

27、集中力P1(N)5582.3253572.1 次梁传来集中力P2(N)00 面板传来均布压力q1(N/mm)31.89915.876 面板传来均布压力q2(N/mm)00 次梁传来总集中力P(N)5582.3253572.1 面板传来总均布压力q(N/mm)15.94957.938 集中力作用下弯距MP(Nmm)15072277.59644670 均布压力作用下弯距Mq(Nmm)58135927.528934010 总弯距M(Nmm)7320820538578680 集中力作用下支座反力RP(N)8373.48755358.15 均布压力作用下支座反力Rq(N)43063.6521432.6

28、总支座反力R(N)51437.137526790.75 底（顶）梁截面抵抗矩W(mm3)13193251319325 底（顶）梁跨中截面应力(N/mm)55.4891365 29.2412256 容许应力(N/mm2)152152 底（顶）梁截面惯性矩I(mm4)290911055290911055 底（顶）梁弹性模量E(N/mm2)206000206000 EI(Nmm2)5.9928E+13 5.9928E+13 集中力作用下跨中挠度fP(mm)0.72575716 0.46440814 均布压力作用下跨中挠度fq(mm)2.9466832 1.46655201 总跨中挠度f(mm)3.6

29、7244035 1.93096014 容许挠度f=L/750(mm)7.27.2 底、顶梁腹板用43810mm钢板，上翼缘利用面板，下翼缘用20012mm钢板。 面板有效宽度取B200mm 底、顶梁截面形心至腹板中心线的距离为： e=(20012225-20010224)/(20012+20010+43810)=92000/8780=10.5mm 底、顶梁组合截面惯性矩为： I=(1/12)104383+4381010.52+20012214.52+20010234.52 I=70023060+482895+110424600+109980500=290911055mm4 组合截面抵抗矩为：W

30、290911055/(219+12-10.5)=290911055/220.5=1319325mm3 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁跨中截面弯距为:MP=(n/8)PL 在均布压力作用下底（顶）梁跨中截面弯距为:Mq=(1/8)qL2 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁支座反力为:RP=(n-1)/2P 在均布压力作用下底（顶）梁支座反力为:Rq=(1/2)qL 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁跨中截面挠度为: fP=(5n24)PL3/(384nEI) 在均布压力作用下底（顶）梁跨中截面挠度为:fq=(5qL4)/(384EI) 型钢高度面板厚度面板有效宽度型钢截面面

31、积型钢截面惯性矩 h(mm)t(mm)B(mm)A(mm2)I(mm4) 32085347992121730000 惯性矩抵抗矩 I(mm4)W(mm3) 196605937.6 905487.36 型钢高度面板厚度面板有效宽度型钢截面面积型钢截面惯性矩 h(mm)t(mm)B(mm)A(mm2)I(mm4) 450863010240322410000 惯性矩抵抗矩 I(mm4)W(mm3) 499534282.3 1662155.5 型钢高度面板厚度面板有效宽度型钢截面面积型钢截面惯性矩 h(mm)t(mm)B(mm)A(mm2)I(mm4) 36081388364165740000 惯性矩

32、抵抗矩抵抗矩 I(mm4)W下(mm3)W上(mm3) 198758739.8 986616.041193423.684 次梁组合截面惯性矩计算 主梁型钢与面板组合截面惯性矩计算 顶梁、底梁组合截面惯性矩计算 闸门边梁组合截面惯性矩计算 部位 截面宽截面高截面面积形心至上翼缘边距离Ay形心至截面形心轴距离A(y y)2截面惯性矩 b(mm）h(mm)A(mm2)y （mm）(mm3)y y（mm）(mm4)I(mm4) 上翼缘200122400614400-261.40311163995806.3 腹板1442459362241329664-43.4031100511182414.65 下翼缘

33、3601450404432232720175.59689155404709.5 合计45013376267.403113576784330582930.4419623245.1 闸门边梁组合截面应力计算 部位 弯矩M剪力Q截面抵抗矩截面抵抗矩面积矩弯曲拉应力剪应力容许剪应力 (KNm） （KN）W上(mm3)W下(mm3)S(mm3)(KN/mm2)(KN/mm2)(KN/mm2) 支座截面41.5959.41108398326.5030488110.9621144472 跨中截面49.03115.881569253.4212298085.39108398321.3351515221.3817

34、50972 闸门启闭力计算 内涌水位3.0m，外江水位0.0m 闸门高度h侧止水间距Bzs上游水深Hs下游水深Hx总水压力 （m）（m）（m）（m）（KN） 4.156.13.30.3329.4 滑道摩擦系数滑道摩阻力 （KN） 0.1342.822 止水摩擦系数止水受压宽度止水受压长度侧止水平均压强止水摩阻力 （m）（m）(KN/m2)（KN） 0.650.144.1523.2517.560725 底止水宽度侧止水间距平均下吸强度下吸力 （m）（m）(KN/m2)（KN） 0.0166.1201.952 闸门自重滑道摩阻力止水摩阻力下吸力 （KN）（KN）（KN）（KN） 6842.8221

35、7.5607251.952 无加重启门力加重块重加重后启门力选启闭机型号 （KN）（KN）（KN）卷扬式 149.2112722.07457171.28584QPQ2125KN 闸门启闭力计算 内涌水位1.5m，外江水位0.0m 闸门高度h侧止水间距Bzs上游水深Hs下游水深Hx总水压力 （m）（m）（m）（m）（KN） 4.156.11.80.396.075 滑道摩擦系数滑道摩阻力 （KN） 0.1312.48975 止水摩擦系数止水受压宽度止水受压长度侧止水平均压强止水摩阻力 （m）（m）(KN/m2)（KN） 0.650.144.1523.2517.560725 底止水宽度侧止水间距Bzs 平均下吸强度下吸力 （m）（m）(KN/m2)（KN） 0.0166.1201.952 闸门自重滑道摩阻力止水摩阻力下吸力启门力 （KN）（KN）（KN）（KN）（KN） 6812.4897517.5607251.952112.81257 上托力系数t上游水深Hs 底止水到主梁 下翼缘距离D1 侧止水间距Bzs上托力Pt （KN）（KN）（m）（KN） 11.80.436.147.214 闭门力 （KN） 22.07457