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毕业设计论文

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TJ01-013@乌珠水闸设计,毕业设计论文

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计 算 书 项目名称： 黄圃镇乌珠 水闸重建工程 水闸工作闸门设计 设计阶段： 施工图设计 审 核 日期 校 核 日期 计 算 日期 中山市水利水电勘测设计咨询有限公司 2006 年 11 月 nts水闸闸门设计计算稿 第一部分 工作闸门 一、 基本参数 和结构布置 1、基本参数 孔口尺寸：宽度 3.00m 底坎高程： -1.75m 闸前 最高运行水位： 2.88m，相应闸后 水位 1.20m 设计水头： 1.68m 门叶结构材料： Q235 许用应力： 0.9*160 144Mpa, =0.9*95=85.5Mpa 运行条件：动水启闭 2、结构布置 闸门为露顶式，设三根 主梁和三根纵梁，主梁格按等荷载布置，主、纵及边梁全部采用型钢，行走支撑采用滑块，面板布置在外水面，底侧止水布置在内 水面，侧止水布置在内水面。闸门支撑跨度为 3.27m，侧止水中心距为 3.07m，梁 格布置简图如下图一所示： 3、水压力计算 闸门总水压力： P 总 0.5*r*(Hs2-Hx2)Bzs=0.5*10*(2.882-1.22)*3.07=105.22 (KN) 二、 门叶结构计算 （一） 面板 面板厚度按下式计算：kqa 根据闸门结构布置，面板计算数据及结果如下表（ 1-1）：表（1-1） 面板计算结果表区格 a b b / a k q 300 1575 5.25 0.491 0.0075 1.5 144 1.23869891 690 1325 1.92028986 0.497 0.0075 1.5 144 2.86636202 550 1325 2.40909091 0.497 0.0145 1.5 144 3.17685951 550 1325 2.40909091 0.494 0.0232 1.5 144 4.00629828 750 1325 1.76666667 0.494 0.0296 1.5 144 6.17083193 750 1325 1.76666667 0.5 0.033 1.5 144 6.5550553nts根据计算结果并考虑锈蚀厚度及面板应具有一定的 刚度，选定面板厚度为 8（ mm）。 （二）主梁 1、 荷载与内力 主梁为等荷载布置，荷载为： q 105.22/(3*3.27) 10.73（ KN/m） 受力简图如图（二）所示： 支座反力： RA=RB=10.73*3.27/2=17.54(KN) Qmax=RB=17.54(KN) 力矩计算： 力矩由均布荷载产生，最大力矩为： Mmax=qlh(L0/2-Lh/4)/2=10.73*3.27*(3.27/2-3.07/4)/2=15.22(KN.m) 2、截面特性 面板参与主梁作用的有效宽度： B= 1b， 其中 b (550+750)/2=650，弯矩零点间距： l0=6300mm，则 l0/b 9.69， 1 0.973， 则， B= 1b=0.973*650=632.45(mm) 主梁采用 32a工字钢截面，其截面尺寸 所示： 截面积为： A=76.44 (cm2) 中和轴至上、 下翼缘的距离为： y1= y2 = 16(cm) 惯性矩为： Ix=11080(cm4) 抗弯截面模量为： Wmax= Ix/y2=692.5(cm3)； 截面下部对中和轴的面积矩为： Sx=400.5(cm3) 3、强度验算 前后翼缘正应力分别为： 1 Mmax/ Wmin 15.22*100/70.6=21.56(MPa) 中部中和轴处的剪应力为： max= Qmax* Sx/(Ix* f) 16.23(MPa) 4、挠度验算 f=5/384*ql4/EI=5/384*10.73*32704/（ 2.05*105*11080*104） =2.15mm f=1/600*3270=5.45mm,f f 5、稳定性验算 主梁 采用 32a 工字钢，所以主梁的整体性满足要求，可不必验算 . （四）纵梁、边梁 纵梁和边梁所选用材料与主梁同，其计算略。 三、 启闭力的计算 根据水闸调度运行原则 ,闸门按水位差为 1.50m(外水位 2.88 m,内水位 1.2 m)的动水中启闭方式进行启闭力的计算。 门自重 G=50KN 1、闭门时， 闸门总水压力： P 总 0.5*r*(Hs2-Hx2)Bzs=0.5*10*(2.882-1.22)*3.07=105.22(KN) 水封受到的水压力为： P 2*(0.5*2.61*2.61+2.61*0.5)*10*0.045 7.38（ KN）， 水封因预压而受到的压力为： PZS 3.65*2*3.07 22.41（ KN） nts取 f3 0.5，则 TZS1=（ 7.38+22.41） *0.5 14.90（ KN） 滑动 摩阻力 TZd2=P 总 （ f1r+f） /R =105.22*（ 0.14*41.3+1） /250 =6.94KN 上托力： Pt=* t*Hs*D1*BZS=10*1.0*4.51*0.02*3.07=5.50（ KN） 2、启门时， 闸门总水压力： P 总 0.5*r*(Hs2-Hx2)Bzs=0.5*10*(2.882-1.22)*3.07=105.22 (KN) 水封摩阻力 TZS2=f3PZS， 水封受到的水压力为： P 2*(0.5*2.61*2.61+2.61*1.9)*9.8*0.045 7.38（ KN）， 水封因预压而受到的压力为： PZS 3.65*2*3.07 22.41（ KN） 取 f3 0.5，则 TZS2=22.41*0.5 11.21（ KN） 滑动 摩阻力 TZd2=P 总 （ f1r+f） /R =105.22*（ 0.14*41.3+1） /250 =6.94KN 下吸力： Px=ps*D2*BZS=20*0.38*3.07=23.33(KN) 3、闭门力的计算 Fw=nT(TZd1+ TZS1)-nGG+ Pt =1.2*(24.5+1