10437

В

у ч е б н о - м е т о д и ч е с к о м

п о с о б и и

п р и в о д и т с я

м е т о д и к а

р а с ч е т а

г и д р о с т а т и ч е с к и х

н а г р у з о к

н а

э л е м е н т ы

д о к а ,

о п р е д е л е н и е

р а с п о л о ж е н и я

р и г е л е й н а т о р ц е в о й

с т е н к е к о р м о в о й ч а с т и

и о п р е д е л е н и е г р у з о п о д ъ е м н о с т и

д о к а н а п р и м е р е о д н о г о и з з а д а н и й .

В

к а ч е с т в е п р и м е р а п р и н я т а с х е м а д о к а №

3 с п а р а м е т р а м и п о в а р и а н т у

№

3 8

( п р и л о ж е н и е ) .

Н а

р и с у н к е

1

и

в

т а б л и ц е

1

п р и в е д е н ы

и с х о д н ы е

п а р а м е т р ы р а с с м а т р и в а е м о г о д о к а .

Р е ц е н з и р о в а н и е

н а с т о я щ е г о

у ч е б н о - м е т о д и ч е с к о г о

п о с о б и я

в ы п о л н е н о

д о ц е н т о м , к а н д . т е х н . н а у к Ж и з н я к о в ы м В . В .

203

hcr - заглубление стенки под уровень воды, м.

her = а - ^

(3)

hcr = 5,5 - 0,7 = 4,8 м,

рСТ = 1000 • 9,81-4,8 = 47,09 -103 Па = 47,09 кПа.

Сила гидростатического давления на боковую стенку [2]

РСТ = р • ё • hC• Sc r,

(4)

где

hc - заглубление центра тяжести боковой стенки под уровень воды, м;

hc =^ ,

(5)

hC

4,8 . .

= — = 2,4 м.

с

2

Scr - площадь боковой стенки, находящейся под уровнем воды, м2;

Scr = 1c - hcr ,

(6)

Scr = 6,14 • 4,8=29,47 м2,

РСТ =1000 • 9,81- 2,4 • 29,47 = 693,8 • 103 Н = 693,8 кН.

Точка приложения этой силы находится в середине секции и на глубине

2

hd=3 "hcr ,

(7)

hd= -• 4,8 = 3,2 м.

д

3

1.2 Дно

Гидростатическое давление на горизонтальное дно рабочей секции дока

Рад = РСТ = 47,09 кПа.

Сила гидростатического давления на горизонтальное дно рабочей секции

РДН = рСТ - Sдд ,

(8)

где

SffH - площадь днища рабочей секции, м2.

SAH = T • lc ,

(9)

2

SAH = 5,5 • 6,14 = 33,77 м2,

РДН = 47,09 • 33,77 = 1590,2

кН.

С

2

;

S1234 - площадь прямоугольной стенки, м

S 1234

= С ' Л 234 ,

( 1 3 )

S 1234 =

2,1- 3,7 = 7,77 м2,

Т?234 = 1000 - 9,81-1,85 - 7,77 = 141,0 -103 Н=141,0 кН.

Поскольку эпюра гидростатического давления треугольная, то сила

р234

проходит через центр тяжести эпюры на глубине h d1

4 ) 1 =~3 'h 2 3 4 ,

( 1 4 )

h d1 =2 - 3,7 = 2,47 м.

Сила гидростатического давления на треугольную стенку 3 - 4 - 5

р 45

= Р

' ё - h c 2 - S345 ,

( 1 5 )

где hc2 -

заглубление центра тяжести треугольной стенки под уровень воды;

h c 2 = Л 2 3 4 + 1 - (а - R ) ,

( 1 6 )

h c 2 = 3,7+

1 - (5,5 - 4,4) = 4,07 м.

S345 -

площадь треугольной стенки 3

- 4 - 5 ;

S345

= 0, 5 - c - (а - R ),

( 1 7 )

S345 = 0,5 - 2,1- (5,5 - 4,4) = 1,16 м2,

h ) 2 = h c l

’( 1 8 )

h c2 - S 345

J c = ~ Sr,

( 1 9 )

С - d

3

36

= 2 , 1 - 1 , 1

= 0 , 0 8 м 4 ,

с

3 6

h d 2 = 4 , 0 7 +

0 , 0 8

= 4 , 0 9

м .

д 2

4 , 0 7 - 1 , 1 6

С и л а ,

д е й с т в у ю щ а я

н а

б о к о в у ю

п о в е р х н о с т ь

п е р е х о д н о й

с е к ц и и ,

о п р е д е л я е т с я с у м м о й

Р Б

=

р234

+

Р345 ,

( 2

0

)

РБ = 1 4 1 , 0 + 4 6 , 1 = 1 8 7 , 1 к Н .

Т о ч к а

п р и л о ж е н и я

э т о й

с и л ы

о п р е д е л я е т с я

д в у м я

к о о р д и н а т а м и :

в е р т и к а л ь н о й

( УБ ) и г о р и з о н т а л ь н о й

( Х Б ) ,

к о т о р ы е

н а х о д я т с я и з

т е о р е м ы

В а р и н ь о н а

Рб • Уб = £ Р ' У ,

( 2 1 )

Р Б - УБ =

р234 - Ай + р ' 45 - А>2>

( 2

2

)

УБ

=

Р

4

• h

+ Р

• h

( 2

3

)

123

iJd ^ - '345

пд2

РБ

„

1 4 1 , 0 • 2 , 4 7 + 4 6 , 1 - 4 , 0 9

_

УБ = -------- --------- ----------------- -------- —

=

2 , 8 7

м .

Б

1 8 7 , 1

Рб - Хб = '£ P r X ,

(24)

РБ ' ХБ = Р

с

с

234 -2 + Р

45 -3

( 2 5 )

Р

C + Р

С

1234

~

345

-

Хб = ------

2Р----------------------------------------------

1 ,(26)

РБ

141,0- 2,1 + 46,1-2,1

ХБ =--------

2-----------

^

= 0,96 м.

Б

187,1

12 - 1 2

(27)

РД Н = Р -g - b-s l n a - ,

s i n a =

I

a R— = ,

(28)

7 (

а- R)

+ с

s i n a = i

5 , 5

- 4

, 4

= 0 , 4 6 4 .

=

• > /( 5 ,5 - 4 , 4 ) 2 + 2 , 1 2

Расстояние от уровня воды до

нижней кромки дна 1 и расстояние от

уровня воды до верхней кромки дна 11 определятся по формулам

2= ^

a

,

(2 9 )

s i n a

1=

—

,

(30)

s i n a

,

5,5- 0,7

L = —------— = 10,34 м,

2

0,464

4,4-0,7

„ _

м,

1 = ---------- = 7,97

1

0, 464

10,342 - 7,972

РН =1000 - 9,81-5,5 - 0,464 — ---------- ----- = 543,20-103Н = 543,20 кН.

ДН

2

Точка (координата) приложения силы рдн

2

13 -

13

1д н = 3 - В 4 .

( 3 1 )

3

12

11

2

10,343 - 7,973

1ДН =------—2------— Т = 9,20 м.

ДН

3

10,342 - 7,972

h = R - z - ,

( 3 2 )

n

,

4 , 4 0

- 0 , 7 0

м.

h , = — --------------

-— = 0 , 7 4

J

5

Рб = Р ё - Ь -

,

( 3 3 )

2

У3 -

У3

( 3 4 )

h = 2

y p

yL ,

d 3

y2 -

У”

v '

где Ь - ширина, прямоугольника ( снимается с рисунка 4

) , м;

y2 , y1 - заглубление нижней

и верхней ( соответственно) кромок

рассматриваемого прямоугольника, м.

Расчет выполняется в табличной форме ( таблица 2

) .