Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

10955

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.11.2023

Размер:

20.96 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2021 / 3221 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 > Следующая >>>

200

Введение

Вучебно-методическом пособии приводится методика расчета гидростатических нагрузок на элементы дока, определение расположения ригелей на торцевой стенке кормовой части и определение грузоподъемности дока на примере одного из заданий.

Вкачестве примера принята схема дока № 3 с параметрами по варианту

№38 (приложение). На рисунке 1 и в таблице 1 приведены исходные параметры рассматриваемого дока.

Рецензирование настоящего учебно-методического пособия выполнено доцентом, канд. техн. наук Жизняковым В. В.

201

Рисунок 1 – Схема дока

Таблица 1 – Исходные параметры дока

Геометрические размеры, м

Количество

Масса

дока,

рабочих

ригелей

секций

5,50

2,10

43,0

4,40

5,50

0,70

0,50

3,0

1100,0

202

1 Расчет нагрузок на рабочую секцию

Рабочая секция состоит из двух боковых стенок и горизонтального дна

(рисунок 2). На эти элементы рассчитываются гидростатические нагрузки.

Рисунок 2 – Схема к расчету рабочей секции

Длина рабочей секции lС

		lС =		L		,	(1)

				m
где L –	общая длина рабочих секций, L = 43,0 м;
m –	количество рабочих секций, m = 7.
	lС	=	43,0		= 6,14 м.

		7

	1.1 Боковые стенки
Гидростатическое давление на боковую стенку pСТ		[1]
	pСТ = ρ × g × hСТ ,	(2)
где ρ –	плотность воды, ρ = 1000 кг/м3;
g –	ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;

где

203

hСТ –	заглубление стенки под уровень воды, м.
	hСТ = а − z1 ,					(3)
	hСТ = 5,5 − 0,7 = 4,8 м,
	p =1000 ×9,81× 4,8 = 47, 09 ×103					Па = 47,09 кПа.
	СТ
Сила гидростатического давления на боковую стенку [2]
	PСТ = ρ × g ×hс ×SСТ ,					(4)
hс –	заглубление центра тяжести боковой стенки под уровень воды, м;
		h =		hСТ	,	(5)
		h =			,	(5)
			с	2
				2
	h =		4,8	= 2, 4 м.
	h =			= 2, 4 м.
	с	2
		2
SСТ –	площадь боковой стенки, находящейся под уровнем воды, м2;
	SСТ = lС ×hСТ ,					(6)
	S = 6,14×4,8=29,47 м2,
	СТ
	P =1000×9,81×2,4×29, 47 = 693,8×103 Н = 693,8 кН.
	СТ

Точка приложения этой силы находится в середине секции и на глубине

h =	2	×h ,	(7)
	3
д		СТ

h= 2 ×4,8 = 3, 2 м.

д3

1.2 Дно

Гидростатическое давление на горизонтальное дно рабочей секции дока

pДН = pСТ = 47,09 кПа.

Сила гидростатического давления на горизонтальное дно рабочей секции

	PДН = pСТ × SДН ,	(8)
S ДН – площадь днища рабочей секции, м2.
	S ДН = T × lС ,	(9)
S ДН	= 5, 5 × 6,14 = 33, 77 м2,
PДН	= 47, 09 × 33, 77 = 1590, 2	кН.

204

2 Расчет нагрузок на переходную секцию

Переходная секция состоит из двух боковых стенок и наклонного дна

(рисунок 3).

2.1 Боковые стенки

Боковая стенка рассматривается в виде суммы прямоугольной стенки

1-2-3-4 и треугольной стенки 3-4-5.

Рисунок 3 – Схема к расчету переходной секции

Сила гидростатического давления на прямоугольную стенку 1-2-3-4

		P	= ρ × g ×h			×S	,	(10)
		1234			с1	1234
где hс1	–	заглубление центра тяжести прямоугольной стенки под						уровень
воды, м;
		h	=	h1234	,			(11)
		h	=		,			(11)
		с1	2
			2
h1234	–	высота боковой плоскости прямоугольной стенки, м;
		h1234 = R − z1 ,						(12)
		h1234 = 4, 4 − 0,7 = 3,7 м,

205

3,7

=1,85 м,

с1

–

площадь прямоугольной стенки, м2;

1234

S1234 = c ×h1234 ,

(13)

S = 2,1×3, 7 = 7, 77

м2,

1234

P = 1000 ×9, 81×1, 85 ×7, 77 = 141, 0 ×103 Н=141,0 кН.

1234

Поскольку эпюра гидростатического давления треугольная, то сила

1234

проходит через центр тяжести эпюры на глубине hд1

×h

(14)

д1

1234

×3,7 = 2, 47 м.

д1

Сила гидростатического давления на треугольную стенку 3-4-5

= ρ × g ×h

× S

(15)

345

с2

345

где

hс2 –

заглубление центра тяжести треугольной стенки под уровень воды;

= h

×(a - R) ,

(16)

с2

1234

= 3, 7 +

×(5,5 - 4, 4) = 4, 07 м.

с2

S345

–

площадь треугольной стенки 3-4-5;

S345 = 0, 5 ×c ×(a - R) ,

(17)

S345

= 0, 5 × 2,1×(5, 5 - 4, 4) = 1,16 м2,

=1000 ×9,81×4, 07 ×1,16 = 46,1×103 Н = 46,1 кН.

345

Точка приложения силы на треугольную стенку [2]

hд2

= hс2 +

Jс

(18)

hс2 ×S345

где

Jс –

момент инерции треугольной стенки относительно оси, проходящей

через центр тяжести стенки, м4.

Jс

c × d 3

(19)

206

Jс =

2,1×1,13

= 0, 08

м4,

hд2 = 4, 07 +

0, 08

= 4, 09 м.

4, 07 ×1,16

Сила, действующая на боковую поверхность переходной секции,

определяется суммой

P = P

+ P

(20)

1234

345

PБ =141, 0 + 46,1 =187,1 кН.

Точка приложения этой силы определяется двумя координатами:

вертикальной (YБ ) и горизонтальной ( X Б ), которые находятся из теоремы

Вариньона

P ×Y =

P ×Y

(21)

∑ i

P ×Y

= P

×h

+ P

×h

(22)

1234

д1

345

д2

× h

+ P

× h

(23)

1234

д1

345

д2

PБ

Y =

141, 0× 2, 47 + 46,1× 4, 09

= 2,87 м.

187,1

P × X

(24)

∑ i

P × X

= P

+ P

(25)

1234

345

+ P

X Б =

1234

345

(26)

PБ

141, 0 ×

2,1

+ 46,1×

2,1

X Б =

= 0,96 м.

187,1

2.2 Дно

Сила гидростатического давления PДН на наклонное дно прямоугольной формы (рисунок 3) определяется по формуле

P = ρ × g ×b ×sinα ×	l2	-l2
	2	1	,	(27)
			,	(27)
ДН		2
		2

где b = T – ширина дна, м;

207

sin α – синус угла наклона дна к горизонту;

–

расстояние от уровня воды до нижней кромки дна, м;

–

расстояние от уровня воды до верхней кромки дна, м.

sin α =

a − R

(28)

(a − R)2

+ c2

sin α =

5, 5 − 4, 4

= 0, 464.

(5, 5 − 4, 4)2 + 2,12

Расстояние от уровня воды до нижней кромки дна l2

и расстояние от

уровня воды до верхней кромки дна l1

определятся по формулам

a − z1

(29)

sin

R − z1

(30)

sin

5,5 − 0, 7

=10,34 м,

0, 464

4, 4 − 0, 7

= 7, 97 м,

0, 464

10,342

- 7, 972

P =1000 ×9,81×5, 5×0, 464×

= 543, 20 ×10

Н = 543, 20 кН.

ДН

Точка (координата) приложения силы PДН

- l3

(31)

ДН

- l 2

10,343 - 7,973

= 9, 20

м.

ДН

3 10,342 - 7,972

208

3 Расчет нагрузок на носовую часть

Носовая часть дока состоит из двух боковых стенок неправильной формы и одной лобовой цилиндрической поверхности (рисунок 4).

3.1 Боковые стенки

Поскольку боковая стенка описывается фигурой неправильной формы, то сила гидростатического давления, действующая на стенку, определяется приближенным способом. Для этого боковая стенка аппроксимируется системой прямоугольников.

Высота каждого прямоугольника равна

		h =			R - z1			,						(32)
		h =						,						(32)
		i				n
						n
где	n –	количество прямоугольников, n = 5.
		h =	4, 40 - 0, 70							= 0, 74 м.
		h =								= 0, 74 м.
		i				5
						5
	Для каждого прямоугольника определяется сила гидростатического
давления на боковую стенку и точка ее приложения
				= ρ × g ×b ×					y		2	- y2
		P									2	1	,	(33)
		P										2	,	(33)
		Б

				=	2	×	y3	- y3				,		(34)
		h					2		1
		h					2		2
		d			3		2		2
					3		y2	- y1
где	b –	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).

209

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2021 / 3221 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
25.11.202320.82 Mб110950.pdf
#
25.11.202320.95 Mб110951.pdf
#
25.11.202320.96 Mб310952.pdf
#
25.11.202320.96 Mб110953.pdf
#
25.11.202320.96 Mб110954.pdf
#
25.11.202320.96 Mб110955.pdf
#
25.11.202321.15 Mб110956.pdf
#
25.11.202321.31 Mб310957.pdf
#
25.11.202321.95 Mб010958.pdf
#
25.11.202322.22 Mб010959.pdf
#
21.11.2023176.38 Кб01096.pdf