第八章平面钢闸门资料.ppt

 平面钢闸门的工程实例 人字形钢闸门的工程实例 弧形钢闸门的工程实例 对于四边固定支承的面板 (图)， 根据理论分析和实验研究，在均布荷载作用下最大弯矩出现在面板支承长边的中点 A 处。但是当该点的应力达到所用钢材的屈服点 fy 时，面板的承载能力还远远没有耗尽，随着荷 第三节 平面钢闸门的结构设计 载的增加，支承边上其它各点 的弯矩都随之增加，而使面板 上、下游面逐步达到屈服点 ， 此时，面板仍然能够承受继续 增大的荷载。试验表明，当荷 载增加到设计荷载(A点屈服时） 的(3.5~4.5)倍时，面板跨中部分 一、钢面板的设计 面板的工作情况及承载能力： 才进入弹塑性阶段。这说明面板在使用过程中有很大的强度储备。因此，在强度计算中，容许面板在高峰应力(点 A )附近的局部小范围进入弹塑性阶段工作，故可将面板的容许应力 [σ] 乘以大于 1 的弹塑性调整系数 α予以提高。 (一)初选面板厚度 t 钢面板是支承在梁格上的弹性薄板，在静水压力作用下，面板的应力由两部分组成： ①是局部弯曲应力，即矩形薄板本身的弯曲应力； ②是整体弯曲应力，即面板兼作主(次)梁翼缘参与 梁系弯曲的整体弯应力。 初选面板厚度时，由于主 (次) 梁的截面尚未确定, 面板参与主 (次) 梁的整体弯应力尚未求得，故面板的厚度可先按面板支承长边中点 A 的最大局部弯曲应力 强度条件初步计算(如图所示) （8-3） 式中, k 弹性薄板支承长边中点( A 点)的弯应力系数。 p 面板计算区格中心的水压力强度 p=γhg=0.0098h (MPa) ; h 区格中心的水头, ( m ) a, b面板计算区格的短边和长边的长度( mm ), 从面板与主 ( 次 )梁的连接焊缝算起; α 弹塑性调整系数, 当 b/a≤3时, α=1.5 ; 当 b/a＞3时, α=1.4 。 [σ] 钢材的抗弯容许应力(Mpa ） 对于普通式和复式梁格支承的面板的支承情况实际上为双向连续板，根据试验研究，面板的中间区格在水压力作用下，其在各支承边上的倾角均接近于零，故为简化计算，中间区格可当作四边固定板计算。对于顶、底梁截面比较小的顶、底部区格, 因面板在刚度较小的顶梁和底梁处会产生较大的倾角,接近于简支边，故顶、底区格按三边固定另一边(顶或底边)简支的矩形板计算。 钢面板厚度的计算需与水平次梁间距的布置同时进行。因钢面板的重量占闸门总重量的比例较大，为节约钢材，钢面板宜选用较薄的钢板，但考虑锈蚀余量要求，一般不应小于6mm ，通常可取(8~16)mm 。 (二)面板参加主(次)梁整体弯曲时的强度计算 在初步选定面板厚度，并在主(次)梁截面选定后，考虑到面板本身在局部弯曲的同时还随主 (次)梁受整体弯曲的作用，则面板为双向受力状态。故应按第四强度理论验算面板的折算应力强度。 当面板的边长比 b/a＞1.5 ，且长边 b 沿主梁轴线方向时(图 (b)), 只需按下式验算面板A 点在上游面的折算应力： 式中 σmy= ky ·p a 2/ t 2 σmx=μ·σmy ，μ=0.3 ；其余符号极其注解见讲义内容。 当面板的边长比 b/a≤1.5 或面板长边方向与主(次)梁 垂直时(图),面板在 B 点下游面的应力值 (σmx+σ0xB) 较大, 这时虽然B 点下游面的双向应力为同号(均受压), 但还是可能比 A 点上游面更早地进入塑性状态, 故应 (8-4) 按下式验算 B 点下游面在同号平面( 压)应力状态下的折算应力强度： 式中 σ0xB 对应于面板验算点(B点)主梁前翼缘的整体弯曲应力。考虑整体弯应力沿面板宽度分布不均影响后，可按下式计算：σ0xB=（1.5ξ1-0.5）M/W （8-6） ξ1 面板兼作主（次）梁前翼缘工作的有效宽度系数，见表（8-1）。式（8-6）的适用条件为 ξ1≥1/3 ； 其它符号及意义见讲义具体解释。 (8-5) (三)面板与梁格的连接计算 当水压力作用下面板弯曲时，由于梁格之间相互移近受到约束，在面板与梁格之间的连接角焊缝将产生垂直于焊缝方向的侧拉力。经分析计算，每毫米焊缝长度上的侧拉力可按下面的近似公式计算： Nt=0.07tσmax （ N /mm2） （8-7） 式