平面钢闸门结构设计计算程序开发和应用

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1、平面钢闸门结构设计计算程序开发和应用　　【摘要】本文介绍了笔者业余开发的广泛运用于水利水电工程的平面钢闸门门叶结构的微机计算程序，简述了该程序的设计理念、编写思路和原则。给出了部分模块的源程序和运用该程序的计算实例的部分截图，希翼与同行共勉和引玉。【关键词】闸门结构设计计算程序1前言水电站金属结构中平面闸门的设计计算，由于受专业面窄，使用情况特殊等影响，目前尚无任何软件公司进行程序开发设计，设计单位要么按相近条件套用图纸，要么用传统的计算方式进行设计计算，一套平面闸门的结构设计，计算得费时十天半月甚至更多，且人工操作误按误删，计算错误难以避免，假如错误未被

2、发现和纠正，其产成品有可能酿发严重事故。有鉴于此，我们在早前的闸门设计工作中，业余花费大量时间和精力，开发了本“平面钢闸门结构设计计算程序（以下简称‘程序’6）”，经过反复调试、修改，已成功完成多座水电站的工作闸门、尾水检修闸门等多套闸门的设计成果，每套闸门的程序计算，一个小时不到，即可完成。其产成品投运效果一直良好正常，可以说，本程序填补了水电站金属结构设计领域的一项空白，颇具商业价值。2程序开发值得一提的是，我们研制开发的这套程序，仅限于冗繁复杂的门叶结构的设计计算。所谓门叶结构，系指平面闸门门叶除去面板、止水装置及零部件（行走装置、吊耳吊轴等）的框架

3、梁系结构，一般包括水平次梁、竖直次梁、主梁、顶梁、底梁及边梁等。开发该程序，我们是按以下思路和原则进行的。（1）确定该程序的使用范围或服务对象是计算水工（包括水利水电）平面钢闸门中相对冗繁复杂的门叶结构设计。内容包括各梁体的力学计算、截面特性计算、强度校核计算等。（2）要求该程序在平面钢闸门设计中，具有实用性和通用性。如一般水平次粱梁体为槽钢梁或工字钢等型钢梁，其跨度作成3～5跨，就必须要求程序能进行各种跨数的力学计算，并根据使用者指令选择槽钢或工字钢的截面特性计算。又如，要求程序能进行各类主梁（包括组焊的实腹梁和箱型梁以及等截面、变截面梁等）的力学计算和

4、截面特性计算。6（3）选择通俗易懂、人机对话丰富的BASIC语言作为本程序语言，当然，也可将该语言转换为更流行、更简洁的C语言等其他语言。并且选取的变量函数要满足使用者辨认理解和计算机辨识的要求。其实，丰富的人机对话功能在本程序中非常有用，如水压力输入、梁体截面参数输入，KN；=KN输入水平梁跨数，LN；=LN输入指定语句等。（4）为使编程者思路清晰，程序操作者使用方便，该程序采用了模块化设计，程序共分六大功能模块，包括p0：通用校核；p1：水平次梁；p2：竖直次梁；p3：主（顶）梁；p4：底次梁；p5：边梁。因一般设计中，顶、主梁结构完全相同，差异只是是

5、否承受梁顶水柱压力，故程序将主梁和顶梁合并在一个模块中。每一模块的初始语句均为清除语句，模块相互独立，互不干扰，方便调试、使用和错误查找及修改。p1～p5任意模块程序运行、完成相关力学计算和截面特性计算后，都自动转入p0进行校核计算，直至结束。文中给出p2和p0源程序以飨读者，“平面钢闸门结构设计计算程序”完整的源程序从略。3p2和p0源程序（1）p2竖直次梁程序205：CLEAR210：INPUT“QQ=”；QQ，“PW=”；PW，“L0=”；L0，“N=”；N，“EX=”；EX，“EY=”；EY212：LPRINT“q=”；QQ：LPRINT“L0=”

6、；L0：PRINT“PW=”；PW6215：Z=QQ*L0：R1=（2*Z+PW）/2：LPRINT“R1=R2=”；R1220：QA=R1：LPRINT“Qmax=”；QA225：MA=R1*L0-Z*L0/2：LPRINT“Mmax=”；MA：MX=MA-N*EY230：INPUT“BM=”；BM，“D9=”；D9，“H2=”；H2，“DF=”；DF，“H3=”；H3，“T3=”；T3235：AJ=BM*D9+H2*DF+H3*T3，Y0=（BM*D9*（H2/2+D9/2）+H3*T3*（H2/2+T3/2））/AJ：LPRINT“y0=”；Y024

7、0：YI=H2/2-Y0+D9245：YA=H2/2+Y0+T3250：IX=BM*D9*（YI-D9/2）∧2+H2∧3*DF/12+H3*T3*（YA-T3/2）∧2+H2*DF*Y0∧2252：LPRINT“I×=”；IX253：X0=0，IY=（BM∧3*D9+DF∧3*H2+H3∧3*T3）/12254：LPRINT“X0=”；X0：LPRINT“Iy=”；IY255：S=DF*（YA-T3）∧2/2+H3*T3*（YA-T3/2）：LPRINT“Sx=”；S260：IM=IX265：GA=（2*L0）∧3*（PW/48+10*Z/384）/（2

8、.1E6）270：GOTO10006（2）p0通用校核程序1000