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《钢结构B》课程设计指导书

课程名称：钢结构B

学时数：《露顶式平面钢闸门》分散一周；

开课系（部）教研室：结构工程系

编制时间：2014年6月

一、设计目的

为了使学生更好地掌握水工钢结构的基本理论与设计方法，同时更好地锻炼学生综合运用已经

学过的专业基础知识解决工程实际问题的能力。

二、设计资料及设计内容

（一）、设计资料

I．闸门型式：船闸上闸首工作门，采用露顶式焊接平面钢闸门。

2．闸门孔口尺寸

孔口净宽：12.00m

门顶高程：+28.700m

门底高程：+21.700m

3．设计水位

上游水位：+28.500m

下游水位：+24.250m

4．材料

钢材：Q235

焊条：E43，手工电焊，普通方法检查；

止水：侧止水采用P型橡皮；底止水采用条型橡皮。

支承用压合胶木：MCS—2

5．规范

水利水电工程钢闸门设计规范SL74—95．

（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，故可确定闸门高度；

闸门的荷载跨度为两侧止水的间距L0：

闸门的计算跨度：L=L0+2d。

2．主梁的形式

主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了便于制造和维护，

决定采用实腹式组合梁。

3．主梁的布置

根据闸门的高跨比，决定采用双主梁或多主梁。为使主梁在设计水位时所受的水压力相等，

如为双主梁则两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线并要求上下悬臂符合构造要求。

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，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具

体尺寸详见平面钢闸门设计指示书。

5．联结系的布置和形式

(1)横向联结系根据主梁的跨度，布置三道横隔板，其间距为3.1m，横隔板兼作竖直次梁。

(2)纵向联结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

边梁可采用单腹式，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》关于面板的计算，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。

1．估算面板厚度

根据指示书所给定的梁格布置尺寸，面板厚度按式(7—4)计算：并将各区格计算情况列表计

算，最后确定选用的面板厚度，

2．面板与梁格的连接计算

面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横拉力按（7-6）式算，已知面板厚度，并

且近似地取板中最大弯应力，则面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力由式(7—7)计算面板与

主梁连接的焊缝厚度。

（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压力可按式（7—

8)计算，并将个水平梁计算情况列表。本次设计水平次梁可将支座简化为为四跨连续梁，根

据计算情况确定水平次梁的计算荷载，在此基础是计算出水平次梁弯曲时的边跨中弯矩和支

座负弯矩。

2．水平次梁截面选择

考虑利用面板作为次梁截面的一部分，可选择比计算抵抗矩W小一号的槽钢，由附录三

表4查得。面板参加次梁工作有效宽度分别按式(7—11)及式(7—12)计算，然后取其中较小值。

3．水平次梁的强度验算

根据支座处和边跨弯矩值，以及支座和跨中截面模量，需验算支座处截面和跨中截面的抗弯

强度，

4．中间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，则可只对边跨挠度进行计算。

5．顶梁和底梁

顶梁所受荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁刚度，所以也采用与中

间水平次梁相同的型钢。为了便于施工底梁也采用与中间水平次梁相同的型钢。

（五）、主梁设计，