Конструктивная схема двухригельного затвора.

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Содержание.

Введение.

1.Компоновка ригельного затвора………………………………………………

1.1. Расположение ригелей по высоте затвора…………………………………..

1.2.Конструктивная схема двухригельного затвора…………………………….

1.3. Компоновка весовой продольной связевой фермы………………………..

1.4.Геометрическая схема поперечной фермы диафрагмы……………………..

2. Расчёты стальной обшивки и профильных стрингеров…………………….

2.1. Расчётная схема работы обшивки…………………………………………..

2.2. Определение расчётного пролёта обшивки………………………………….

2.3. Подбор поперечного сечения стрингеров……………………………………

3.Проектирование ригеля сплошного сечения……………………………………

3.1. Расчётная схема ригеля-балки…………………………………………….

3.2. Назначение размеров поперечного сечения ригеля………………………

3.3. Поверочный расчет прочности и жесткости составной балки-ригеля……

3.4.Расчет сварных поясных швов……………………………………………….

3.5.Конструкция ригеля…………………………………………………………..

4.Расчет и конструирование поперечной фермы-диафрагмы…………………..

4.1. Расчётная схема фермы-диафрагмы………………………………………….

4.2.Подготовка исходной информации……………………………………………

4.3. Статический расчёт фермы-диафрагмы……………………………………..

4.4.Подбор сечений стержней поясов и решётки………………………………….

4.5.Конструирование фермы диафрагмы…………………………………………

5. Опорно-ходовое устройство затвора…………………………………………….

5.1. Подбор сечения вертикальной опорной стойки………………………………

5.2. Выбор типа ходовых колёс и их расчёт……………………………………….

5.3. Контурное уплотнение плоского затвора……………………………………..

Список использованной литературы……………………………………………….

Список использованной литературы:

1. СНиП 2-23-81. Стальные конструкции. Госстрой СССР.М., ЦИТП Госстроя СССР, 1988.

2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР.М., ЦИТП Госстроя СССР, 1988.

3. Отрешко А.И. Инженерные конструкции.М., Колос, 1988.

4. Васильев А.А. Металлические конструкции. М., Стройиздат, 1979.

5. Стальные поверхностные затворы гидротехнических сооружений. Методические указания. Сост. Ю.Н. Синицин, Г.К. Мицкевич. КуИСИ, Куйбышев, 1986.

1.Компоновка затвора.

Затвор является составной частью каждого гидротехнического сооружения.

Затвор - это конструкция, перекрывающая отверстие в ГТС, позволяющая регулировать величину расхода воды через них.

Плоский затвор – подвижная часть перемещается по прямолинейным параллельным путям, которые располагаются в специальных пазах на противоположных сторонах отверстий.

Затвор состоит из пролетного строения, опорно-ходовых частей, уплотнений, подвесных устройств.

В состав пролетного строения входят:

1)водонепроницаемая обшивка, которая воспринимает давление воды и передает его поддерживающей балочной клетке.

2)балочная клетка состоит из системы взаимно перпендикулярных балок, поддерживающих обшивку:

- Ригели – главные горизонтальные балки, в зависимости от их количества затворы бывают двух ригельные и многоригельные. Они могут быть сквозного или сплошного сечения.

- Стрингеры – балки параллельные ригелям, поддерживающие обшивку.

- Диафрагмы (поперечные балки, поперечные фермы) – элементы балочной клетки перпендикулярные ригелям.

Нижние полки ригелей образуют пояса продольной фермы, расположенные со стороны противоположной обшивки, воспринимающие собственный вес затвора и другие вертикальные нагрузки. Они обеспечивают неизменное расположение ригелей, их устойчивость, а также уменьшают вертикальные деформации (провисание ригелей).

Опорные балки, которые называются опорно-концевыми стойками, расположены в опорных сечениях перпендикулярно ригелям, воспринимают нагрузку от ригелей и продольных связей и передают ее на ходовые части.

Опорно-ходовые части обеспечивают возможное перемещение затвора и передачу нагрузки через закладные части на сооружение. В зависимости от назначения опорно-ходовые части делятся на основные и вспомогательные.

Уплотняющие устройства служат для плотного перекрытия зазоров между затвором и закладными частями. У поверхности затворов уплотнение устанавливается по трем сторонам, по порогу и боковым граням.

Подвесные устройства соединяют затвор с плечом или подъемного механизма, а также подхватами для подвешивания затворов.

Пути затвора – элементы неподвижных закладных частей, по которым перемещаются опорно-ходовые части затвора.

1.1. Расположение ригелей по высоте затвора.

Ригели затвора воспринимают основную нагрузку (от гидростатического давления воды) и передают ее на балки-устои. Условием правильно размещения ригеля по высоте является их равнонагруженность. При соблюдении этого условия ригели получаются одинакового сечения, что удобно в конструктивном отношении. В двух ригельном затворе ригели устанавливаются на равном расстоянии от равнодействующей гидростатического давления; положение равнозагруженных ригелей по высоте можно определить графоаналитическим способом, расчетным способом по рекомендациям Калиновича, а также по Отрешко, в соответствии с которыми принимается:

Рис 1.1. Схема размещения ригелей по высоте затвора.

Н=Н₀ +0,2 = 12+0,2 = 12,2 м

а = Н/5,25 = 12,2 / 5,25 = 2,32 м

а₂ = 0,75а = 0,75 *2,32 =1,74 м=1,8 м

а₁ = 2,5а = 2,5 *2,32 = 5,8м=5,8 м

а₀=2а=2*2,32=4,64=4,6 м

∑=12,2м

При окончательном расположении ригелей по высоте следует стремиться обеспечить следующие размеры и соотношения:

а0 =0,45*Hd=0,45*12=5,4 м принято

а0=2а =4,6<5,4 м условие выполнено

а2= 0,8÷1,2 м по Отрешко

а2=1,8м условие не выполнено

а1=а0+а2=4,6+1,8=6,4 м

а1=5,8-0,2=5,6 м

∆1=(6,4-5,6)/6,4*100%=12,5%<15%

Точность расчёта усилий Р₁ и Р₂ на ригели можно установить из треугольника давления воды с основанием: Х=а1+1/2а1=3/2*а1=3/2*5,6=8,4м

Н=12м,

hтр=Н-х=12-8,4=3,6

hтр=2а-(1/2а1+а2)=4,6-(1/2*5,6+1,8)=3,6м

Вычисляем фактические величины усилий Р1 и Р2 действующие на верхний и нижний ригели, при их расположении по Б.Ю. Калиновичу

Р1=0,5Yb*b*x²=0,5*1*1*8,4²=35,28 т.с.

Р2=0.5 Yb*b*(x+Hо)hтр=0,5*1*1*(8,4+12)*3,6=36,72 т.с.

Ригели нагружены: Р=Р1+Р2=35,28+36,72=72 т.с.

По эпюре суммарное давление воды на затвор

Р=0,5* Yb*b*Hd²=0,5*1*1*12²=72 т.с.

Результаты расчетов совпадают

Р1=Р2=1/2Р=1/2*72=36 т.с.

Отклонение величин Р₁ и Р₂ от равного их нагружения:

∆1=(36-35,28)/36*100%=+2%

∆2=(36-36,72)/36*100%=-2%

∆=±2%<5% ошибка допустимая.

Выводы:

1) равнонагруженные ригели установлены по высоте затвора с точностью 2%, что в расчётах допустимо.

2) расположение ригелей по способу Калиновича является рациональным приёмом расчёта.

3) случай невыполнения условий расположения ригелей по Отрешко нужно корректировать расчет до допустимых отклонений величин Р₁ и Р₂.

Принимаем за основу расположение ригелей по Колиновичу.

На основании схемы рис 1.1. разрабатывается конструктивная схема плоского стального затвора по методическим указаниям Синицина. В нашем случаи затвор разрабатывается по рис 1.3.

Конструктивная схема двухригельного затвора.

По конструктивным соображениям ригели принимаются двутаврового сечения, расчетный пролет ригеля, т.е расстояние между осями его опорных частей назначается в пределах :

L= (1,03÷1,05)Lо=(1,03÷1,05)*14=14,42÷14,7

Принимаем L=14,5

Рис. 1.2. Конструктивная схема ригеля.

Определяем высоту ригеля из условия обеспечения допускаемой величины относительного прогиба при полном использовании прочностных свойств материала: