弧门计算(毕设选题).docVIP

计算成果汇总表 序号 名 称 说 明 备 注 1 面板厚度 8mm 　 2 1807.34kN 　 3 626mm 　 4 -110.55MPa [0.9σ]=144MPa 5 主梁最大剪应力 54.62MPa [τ]=95MPa 6 主梁最大挠度 3.56mm [f]=6.75mm 7 水平次梁最大应力 -70.09MPa [0.9σ]=144MPa 8 垂直次梁最大应力 74.8MPa [0.9σ]=144MPa 9 支臂最大应力 68.1MPa [0.9σ]=144MPa 10 支铰最大反力 1327.9kN 　 11 48.41kN 　 12 322.0kN 　 13 自重闭门 　 14 QLHY-2×320kN 　 75.211m，设计水位81.031m，加大水位81.434m。闸门为动水启闭。 闸门采用双主横梁斜支臂，弧形面板曲率半径约取闸门高度的1.4倍，为9.5m，支铰位置选择在倒虹吸出口加大水位以上，高程81.911m。启闭机采用后拉式弧门液压启闭机。启闭机活塞缸支铰布置在支臂支铰上游，相距4141mm，高程84.657m。 计算原则 按照规范要求的内容和深度计算，闸门厚度选择时考虑一定的锈蚀余量，在闸门启闭门力计算时选择最不利工况进行计算。 计算方法 闸门主梁受力分析时，分两种工况： （1）工况一：当闸门处于关闭状态时，计算仅在静水压力作用下框架内力及应力，并核算其强度、刚度； （2）工况二：当闸门刚刚开启的瞬间，计算在静水压力及启门力共同作用下框架内力及应力，并核算其强度、刚度； 规程、规范及参考书 《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95) 《水利水电工程启闭机设计规范》(SL41-93) 《水电站机电设计手册》 金属结构㈠ (1988年5月第一版） 《闸门与启闭机》(第二版) 《建筑结构静力计算手册》(中国建筑工业出版社) 《水工钢闸门设计》 安徽省水利局勘测设计院 《水工钢结构》 水利电力出版社 计算过程 荷载计算 闸门在关闭位置的静水压力 闸门在关闭位置的静水压力，由水平水压力和垂直水压力组成，闸门所受水压力简图见图31。 作用在弧形面板上的水平压力Ps按式计算： 作用在弧形面板上的垂直压力Vs按式计算： 作用在弧形面板上的总水压力P按式计算： 计算过程及结果如下： 闸门刚刚开启时的荷载 闸门刚刚开启时，作用在下主梁上的荷载由启门力产生的荷载及水压力荷载组成。 （1）由启门力产生的荷载Pq，按下式计算： （2）闸门刚启时，其水压力荷载可视与闸门关闭挡水状态相同。 面板厚度计算 面板厚度计算 面板厚度按式： 面板区格划分见33。闸门计算水头按m计。面板厚度计算表31进行。=23.2222（=11.6111），则每个框架上的静水荷载为： （1）工况一： 当闸门处于关闭位置时，主梁荷载仅由静水压力产生的均布荷载，其值为： 本计算工况先考虑在闸门闭合的时候核算主梁承受水压力情况。所以不考虑框架承受启闭机的启门拉力。 （2）工况二： 当闸门刚开启时，框架上所承受的荷载既包括静水均布荷载又包括启门力在主梁上产生的分力荷载。 主横梁、支座及支臂截面特性 主梁截面尺寸见图34。 面板兼作主梁翼缘有效宽度B（下主梁）按计算，并取其中较小值。 框架内力 框架应力验算 （1）主横梁： 1）跨中截面应力 2）支座截面应力 （1）工况一： （2）工况二： （2）支臂： 1）支臂应力验算 2）弯矩作用平面内的稳定验算按下式计算： 式中：－弯矩作用平面内的稳定系数；根据截面型式，偏心方向，偏心率及 细比从《水电站机电设计手册》金属结构㈠ (1988年5月第一版）P258表6－1、表6－2和表6－3查用； N ––– 支臂轴向压力； A ––– 构件的截面面积。 其中偏心率和长细比分别用式和式计算。 偏心率： 长细比： 式中：M ––– 支臂最大弯矩； W ––– 最大受压纤维的截面抵抗矩； h’ ––– 支臂长度； μ ––– 计算长度系数，可根据单位刚度比K0及支臂与支座的连接方式选定； r ––– 构件在弯矩作用平面内的回转半径。 工况一： 工况二： 3）弯矩作用平面外的稳定验算按下式进行： 式中： ––– 弯矩作用平面外的稳定系数。对于对称工字形截面，根据偏心率 及长细比从《水电站机电设计手册》金属结构㈠ (1988年5月第一版）P264表6－4和表6－5查用； 其中偏心率和长细比分别用式和式计算。 偏心率： 长细比： 式中：M’ ––– 近似地取M’=M； ––– 支臂两侧向固定点之间长度； μ ––– 计算长度系数，可根据单位刚度比K0及支臂与支座的连接方式选定； ––– 构件在垂