Расчёт, конструирование плоского ремонтно-аварийного скользящего затвора

Основные достоинства и недостатки конструкции плоского затвора и характеристика его элементов. Генеральные размеры и компоновка балочной клетки затвора. Опорно-ходовые устройства и уплотнения плоских затворов, конструирование их стрингеров и ригелей.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал

Кафедра «Гидротехнических сооружений»

Курсовая работа по курсу металлические конструкции

Расчёт, конструирование плоского ремонтно-аварийного скользящего затвора

Задание № 33

На курсовую работу по курсу:

Металлические конструкции

Тема проекта работы:

«Расчет, конструирование плоского ремонтно-аварийного скользящего затвора».

Исходные данные:

1) Длина L=22.5м

2) Шаг B=2.5 м

3) Высота H=8.6 м

4) Количество шагов n=1

5) Количество пролётов l=1

6) Главная нагрузка 24,3 кН

7) Толщина стали д=20 мм

Дата выдачи задания: 9 апреля 2013г.

Срок защиты: 21 мая 2013г

Оглавление

• Введение 4
• 1. Исходные данные для проектирования затвора. 9
• 1.1 Выбор Стали. 9
• 1.2 Генеральные размеры и компоновка балочной клетки затвора. 11
• 1.3 Опорно-ходовые устройства и уплотнения плоских затворов 17
• 1.4 Конструирование и расчет обшивки плоских затворов 21
• 1.5 Конструирование и расчет стрингеров 31
• 1.6 Конструирование и расчет ригелей плоских затворов 37
• 1.7 Местная устойчивость элементов ригелей сплошного сечения 42
• 1.8 Расчет поясных швов и опорных прикреплений ригелей 45
• 1.9 Конструирование и расчет связевой (весовой) фермы поверхностного затвора 47
• 2. Экскурсия группы ГТС 10-01 на Майнскую ГЭС. 51
• Список литературы: 52

Введение

Достоинства металлических конструкций.

· Непроницаемость;

· Индустриальность изготовления, скоростной монтаж;

· Высокая надежность;

· Легкость;

· Возможность вторичного передела.

Недостатки металлических конструкций.

· Подверженность сталей коррозии, особенно при повышенной влажности и агрессивности окружающей среды. Для предотвращения коррозионных потерь металла необходимо периодически осуществлять защиту конструкций, что удорожает их эксплуатацию.

· Низкая огнестойкость. Хотя стали являются несгораемыми материалами, однако при интенсивном нагреве при температурах выше 400 °С происходит потеря прочностных свойств и сооружения теряют несущую способность.

Расчет металлических конструкций ведется по методике предельных состояний. Предельными состояниями называются такие состояния, при наступлении которых сооружение становится непригодным к эксплуатации (первая группа предельных состояний) или его нормальная эксплуатация становится невозможной (вторая группа предельных состояний).

Первая группа предельных состояний определяется прочностью элементов, устойчивостью, вибрационной прочностью, неизменяемостью конструкций.

Вторая группа предельных состояний определяется гарантией от появления недопустимых упругих деформаций и перемещений, затрудняющих эксплуатацию конструкций в нормальном режиме.

В широком смысле методика расчета по предельным состояниям устанавливает соответствие между действующими нагрузками на сооружение и его несущей способностью. Для этого необходим правильный выбор наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок с учетом всех особенностей каждой из них.

Нагрузки и воздействия.

В соответствии с нормами проектирования нагрузки классифицируют по своим характеристикам на постоянные, временные длительные, кратковременные и особые.

К постоянным нагрузкам и воздействиям относятся следующие: собственный вес конструкций, давление грунта, усилия от предварительного напряжения, гидростатическое и фильтрационное давление на гидросооружение.

Временные длительные нагрузки возникают от веса стационарного оборудования, давление жидкостей и газов в емкостях и трубопроводах. К временным длительным относятся также температурные технологические воздействия.

Кратковременные нагрузки создают снег, ветер, климатические температурные воздействия, подъемно-транспортное оборудование, толпа, а также воздействия волн, льда и судов на гидросооружения.

Особыми нагрузками называют аварийные, сейсмические, от воздействий взрыва и от изменения структуры грунтов.

Все нагрузки имеют изменчивую природу и носят вероятностный характер, что зависит от случайных изменений условий эксплуатации.

Металлические конструкции создаются путем соединений отдельных деталей в единое целое. По месту выполнения соединения различают на заводские и монтажные, поскольку условия производства и оборудование на заводе и на стройплощадке различны, и это следует учитывать при проектировании.

По типу или виду соединения подразделяют следующим образом:

· сварные - наиболее распространенный тип в настоящее время; на сварке изготавливается 98% конструкций;

· болтовые, на болтах нормальной точности; эти соединения чаще всего используют в монтажных узлах;

· фрикционные, на высокопрочных болтах, - наиболее эффективный тип болтовых соединений;

· заклепочные; в настоящее время не используются из-за их высокой трудоемкости.

Балка - это элемент конструкций, предназначенный для восприятия нагрузки в пролете и передачи ее на опоры. Следовательно, балка работает на изгиб, и этим определяется ее конструктивная форма.

По конструкции балки подразделяются на прокатные, когда в качестве несущего стержня используется готовый профиль, и составные большого сечения, которые собирают из листов.

Рисунок 1. Геометрические параметры двутавра.

В гидротехническом строительстве применяемые металлические конструкции и элементы можно разделить на три основных класса:

· конструкции, не связанные с удержанием воды;

· элементы и конструкции, предназначенные для удерживания воды;

· механическое оборудование: элементы и конструкции, близкие по конструктивным признакам и условиям эксплуатации к деталям машин и механизмам.

К первому классу относятся конструктивные элементы зданий ГЭС, других зданий и наземных сооружений; всякого рода металлические мосты и переходы; подкрановые конструкции, бетоновозные эстакады и разного рода мостовые конструкции; резервуары и трубопроводы. Характер эксплуатации таких конструкций и сооружений не отличается от эксплуатационных условий для конструкций обычных производственных зданий и сооружений.

Во второй класс входит широкий круг специальных конструкций, предназначенных для маневрирования с напорным водным потоком. Это различного типа и назначения затворы, а также ворота шлюзов.

Под механическим оборудованием, причисленном к третьему классу, обычно понимают ходовые устройства, опорные узлы затворов и ворот шлюзов, закладные детали и т.п. Определение действующих нагрузок на элементы оборудования и их расчет выполняется большей частью методами расчета деталей машин и механизмов, поскольку проектирование и изготовление их выполняется обычно машиностроительными предприятиями.

В гидротехнических сооружениях используется весьма широкий набор конструкций водоудерживающих стальных затворов и достаточно большое число конструктивных решений ворот шлюзов.

Затворы по назначению и условиям работы делятся на: основные. постоянно используемые при эксплуатации; ремонтные, предназначенные для закрытия отверстий во время ремонта основного затвора; аварийные. служащие для перекрытия отверстия в случае аварии; строительные, предназначенные для перекрытия отверстий в период строительства сооружения.

В зависимости от положения отверстия относительно уровня воды верхнего бьефа затворы различают: поверхностные - для перекрытия водосливных отверстий; глубинные - для перекрытия глубинных отверстий.

Общий вид конструкций плоского затвора представляет собой балочную клетку, включающую следующие элементы:

обшивку, непосредственно воспринимающую на себя давление воды; стрингеры - вспомогательные горизонтальные балки обшивки; ригели - основные пролетные горизонтальные несущие элементы сплошного или сквозного сечения; диафрагмы, обеспечивающие совместную работу ригелей, вертикальные элементы сквозного или сплошного сечения с отверстиями; опорно-концевые стойки, служащие для передачи нагрузки с ригелей на опоры, сплошного сечения одно- или двухстенчатые; опорно-ходовые части, служащие для передачи нагрузки от пролетного строения балочной клетки на бетон, подразделяющиеся на скользящие, колесные и катковые.

Основные достоинства таких затворов: простота изготовления, эксплуатации и наилучшее соответствие расчетной схемы ее конструктивной схеме. Недостаток - повышенный расход стали.

Основными исходными данными для проектирования конкретного затвора являются:

...