工程实际中的钢闸门结构的几何形状、约束条件及材料性质等都比较复杂，如果完全按照其实际情况进行力学分析是不可能的，必须根据其几何、物理、约束、荷载、受力等特点，进行假设与简化，从而得到一个用于理论计算的力学模型。有限元法开拓了对闸门结构分析的新领域，使选取较为复杂的空间结构的闸门门体的力学模型成为相对容易的事。本章采用较为成熟的有限元法研究钢闸门这一特种结构，将充分利用有限元法的优势，选取切合实际的闸门结构动力有限元计算的力学模型，力图准确地描述钢闸门门体结构在脉动水压力及其他动力荷载作用下的动力响应。
一般钢闸门门体结构由面板、梁格、横向和纵向联结系、行走支承(滚轮或滑道)以及止水等构成，如果是弧门门体，除上述构造之外，主梁支承在闸门两边的支臂上，而支臂末端又支承在固定于闸墩侧面的铰支座上。主梁与支臂构成主框架。上支臂与下支臂以及其间的联系杆再加上主梁端部的横向联结系所构成的桁架叫做支承桁架。因此，钢闸门动力有限元计算可选取一个由板单元、梁单元和杆单元在空间联结而成的组合有限元力学模型。
例如，一个弧形钢闸门的有限元力学模型基本上可按闸门结构布置上的特点进行单元划分，将面板、小横梁腹板、横梁腹板、纵隔板腹板、纵隔板翼板、纵隔板加筋板、支臂腹板、支臂翼板、支臂隔板、支臂加筋板、支铰等构件离散为8节点二次板单元，小横梁后翼板、顶横梁、启闭杆联门轴离散为3节点二次梁单元，启闭杆离散为杆单元(如图7-1所示)。
板构件用板的中面代替。由于采用二次板单元，可精确模拟面板的曲率。
图7-1 弧门三维有限元力学模型计算网格
杆构件用杆的轴线代替。梁单元采用偏心梁单元，可以模拟实际梁的偏心情况。
支铰构造复杂，还涉及接触问题，计算比较麻烦，因此，须对支铰作一定程度的简化再计算。如支铰支臂端按实际结构用板单元模拟，铰轴处不考虑铰轴与支铰支臂的接触，认为铰轴与支铰构成一个整体，用几块板代替。支铰作这样的简化后，对支铰支臂端及门体的应力均无影响。
弧门直角坐标系O-XYZ，如图7-1所示，坐标原点O在两支铰连线中间，X轴沿两支铰连线，Z轴指向下游，Y轴垂直向上。
闸门支铰处约束支铰中心点的X、Y、Z向三个方向位移，不约束任意方向的转动。根据计算工况的不同确定其他约束条件。如按启门计算闸门振动时，面板两侧约束X向位移。加启闭杆，启闭杆下端与吊点相连，上端铰支，弧门底止水不支撑，即面板底部自由。
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