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 Отрежко, 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 = 2,32м

а₂ = 0,75а = 0,75 *2,32 =1,74 м=1,8м

а₁ = 2,5а = 2,5 *2,32 = 5,8м

а₀=2а=2*2,32=4,64=4,6м

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

а₂ = 0,8…1,2 (м)

а₁ ≤а+а₂ = 2,32+1,8=4,12 (м)

а₁ ≤ 5,8 м

Точность расчёта усилий Р₁ и Р₂ на ригели можно установить из треугольника давления воды с основанием: х=1,5 а₁ =1,5*(5,8-0,2)=8,4м

h_тр=2а-0,5а₁+а₂=4,6-0,5(5,8-0,2)+1,8=3,6 м

Р₁=0,5*γ_в*b*x²=0,5*1*1*8,4²=35,28 тс

Р₂=0,5*γ_в*b(x+H₀)*h_тр=0,5*1*1*(8,4+12)*3,6=36,72 тс

Ригели нагружены: Р=0,5*γ_в*b*H₀²=0,5*1*1*12²=72 тс

Р₁=Р₂=0,5Р=36 тс

Отклонение величин Р₁ и Р₂ от равного их нагружения:

∆=(36-35,28)/36*100%=2%≤5%

∆=(36-33,72)/36*100%=2%≤5%

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.

1.2.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)L₀ = 14,42 …14,7 = 14,5 (м)

Рис. 1.2. Конструктивная схема ригеля.

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

R_y – прочность стали, из которой изготовляют затвор.([1])

R_y →09Г2С = 315 МПа

γ_с=1 – коэффициент условия работы.

Е = 2,06 *10⁸ кПа – модуль упругости стали.

= 400 (по СНиПу [1])-величина обратного допустимого прогиба.

Определяем высоту ригеля на опорах:

h₁ = (0,4….0,6)h=0,72…1,08=0,9 (м)

Наметим расположение в ригели поперечных ребер жесткости, исходя из условия:

Число панелей - нечетное, n_p=5

b ≤ 2h; b≤2*1,8=3,6 м или b=(2....4)м

Принимаем b=2,9м

Намечаем длину опорной панели: x=(1/6....1/4)L=2,42....3.63 м

Фактическая длина опорной панели: x=(L-n_ср*b)/2=(14,5-2,9*2,5)/2=2,9м

На основании полученных размеров намечаем конструктивную схему ригеля.(рис. 1.2)

1.3. Компоновка весовой продольной связевой фермы.

Продольная связевая ферма расположена с безнапорной стороны затвора, она частично воспринимает нагрузку от веса затвора и предупреждает провисание ригеля под собственным весом. Верхними и нижними поясами

продольной фермы является безнапорные полки ригелей. Решетка фермы состоит из стоек и раскосов. Стойками являются безнапорные пояса поперечных ферм диафрагмы. Раскосы принимаются из одиночных равнобоких уголков, сечение которых подбирается по допустимой гибкости.

Общая высота равна 2а=4,6 м. Пролёт фермы равен пролёту затвора L=14,5 . Наклонные связи размещаем влево и вправо от соединенных узлов.