Общие сведения о плоских и сегментных затворах нагрузки, действующие на затвор основы конструирования и расчета затворов

Рис. 5.15. Типы порталов сегментных затворов
Усилия и моменты, возникающие в элементах рам, определяют по формулам курса строительной механики. После того как все силовые воздействия в портале определены, приступают к подбору сечений и проверке напряжений в характерных сечениях его элементов, используя рекомендации последующих глав настоящего раздела. Ригели проектируют в виде составных балок, ноги портала — из прокатного двутавра. Если мощности прокатного двутавра недостаточно, то переходят на составной сплошной стержень (типа составных сплошных колонн).
Характерными сечениями портала являются: сечение ригеля посередине пролета; сечение ригеля в месте примыкания ноги и консоли; сечение ноги в месте примыкания ее к ригелю.
Расчетную длину ноги в плоскости портала при расчете на продольный изгиб принимают равной ее теоретической длине — от оси шарнира до нейтральной оси ригеля, из плоскости портала — расстоянию между узлами опорной фермы. Усилия в элементах опорных ферм сегментного затвора определяют от действия собственного веса конструкции и от давления подъемной, цепи или каната, которое приводит к равномерно распределенному давлению со стороны обшивки, направленному к центру ее кривизны. Как правило, эти усилия очень малы, и сечения элементов опорных ферм подбирают по допустимой гибкости [Л-J = 150.
Подъемную ферму сегментного затвора рассчитывают аналогично продольной связевой ферме плоского затвора; единственное отличие состоит в том, что в сегментном затворе на подъемную ферму передают половину веса затвора.
Применение и конструктивные особенности. В мелиоративной гидротехнике получили распространение сегментные затворы. Для таких затворов по сравнению с плоскими требуется меньшее подъемное усилие.
К особенностям конструкции сегментного затвора относятся: криволинейность его обшивки и стоек, совпадение плоскости главных ригелей с плоскостью поясов ферм опорных ног (порталов), прямолинейность вспомогательных балок и наличие элементов жесткости.
Порталы сегментных: затворов располагают иногда в нишах быков, но преимущественно бнй беспазовые и опираются на оси шарниров, укрепленных на консолях балок, заделанных, в быках. Для пролетов до 8 м цилиндрические шарниры устраивают с горизонтальной осью, для средних и больших пролетов применяют шарниры с горизонтальной осью и шаровым вкладышем.
Благодаря обшивке в виде части цилиндрической поверхности, ось которой совпадает с осью вращения затвора, равнодействующая давления воды будет всегда проходить через ось вращения затвора. Поэтому при подъёме приходится преодолевать только собственный вес затвора, и силы трения в опорных шарнирах и боковых уплотнениях.
На сегментный затвор действуют те же силы, что и на плоский, но величины их и точки приложения иные.
При подъеме сегментного затвора — поворота его вокруг оси вращения — необходимо приложить усилия, преодолевающие моменты силы тяжести затвора и сил трения в уплотнениях. Так как радиус оси шарнира очень мал по сравнению с длиной ног затвора, силой трения и моментом сил трения в подшипниках можно пренебречь.