Гидравлические расчёты конструктивных элементов сооружения

Контрольная работа - Строительство

Другие контрольные работы по предмету Строительство

?ерхности.

 

.3 Расчёт нагрузок на носовую секцию дока

 

Носовая секция состоит из двух боковых поверхностей сложной геометрической формы, которая не разбивается на ряд простых фигур. Лобовая поверхность представляет цилиндрическую поверхность сложного геометрического сечения. Для решения поставленной задачи сложные фигуры будем разбивать на простые, и находить усилия, используя теорему Вариньона. Таким образом, расчёт нагрузок выполняется для указанных элементов пораздельно.

 

.3.1 Расчёт нагрузок на боковую стенку

Так как боковая поверхность представляется фигурой сложной геометрической формы, то для облегчения расчёта используется графоаналитический метод. Расчёт выполняется в следующей последовательности:

а) В крупном масштабе вычерчивается боковая поверхность

б) По высоте боковая поверхность разбивается на 5 равных отрезков

в) Расчёт усилий на каждый элемент выполняется в табличной форме

 

Таблица 1.2 - Расчёт усилий на каждый элемент

№ Эл-та от УВРазмер элемента, (м)Площадь S, (м2)Расстояние до Ц.Т. hсн , (м)Сила гидрост. Давления P, (кН)Центр давления LD , (м)ав12,528,020,161,26248,941,4222,526,3516,03,78592,7043,8732,526,015,126,3933,516,4942,525,413,618,821176,3949,0452,523,328,3711.34930,17511,42

Сила гидростатического давления определяем по формуле:

 

(1.11)

плавучий док гидростатический грузоподъёмность

где hсiн - расстояние от уровня жидкости до центра тяжести элемента, м; [по табл. 1.2]

Si - площадь элемента, м2; [по табл. 1.2]

Все полученные результаты записываются в таблицу 1.2

Центр давления гидростатических сил определяется по формуле:

 

(1.12)

 

где hсiн - расстояние от уровня жидкости до центра тяжести элемента, м; [по табл. 1.2]

I0 - момент инерции элемента, который определяется по формуле:

 

(1.13)

Si - площадь элемента, м2; [по табл. 1.2]

Все полученные результаты записываются в таблицу 1.2

Определяем результирующую силу всех элементов, как сумму всех сил элементов. [по табл. 1.2]

Используя данные таблицы, находится точка приложения результирующей силы, по теореме Вариньона.

Координаты результирующей определяем по формуле:

 

(1.14)

(1.15)

 

где - результатирующая нагрузка, кН; [по табл. 1.2]

LDI - центр давления гидростатических сил, м [по формуле 1.12]

PI - нагрузка на каждый элемент, кН [по табл. 1.2]

XDR= 7,72 (м)

YDR= 2,68 (м)

 

.3.2 Расчет нагрузок на лобовую часть

Лобовая поверхность представлена сложной поверхностью, для неё требуется определить нагрузку на эту плоскость со стороны воды от воздействия горизонтальных и вертикальных усилий.

Горизонтальная сила определяется по формуле 1.11

 

 

где S - площадь сечения, м; определяется по формуле:

 

(1.16)

 

где A = h - глубина погружения точки по формуле 1.3, м; A=12,6 м

T - ширина верхней секции дока, м; T=6,4 м [по табл. 1.1]

Расстояние до центра тяжести сечения определяется по формуле:

 

 

Тогда формула для определения горизонтальной силы принимает вид:

 

 

Центр давления горизонтальной силы определяется по формуле:

 

(1.17)

 

Вертикальная составляющая определяется по формуле:

 

(1.18)

 

где Sт.д.- площадь тела давления, м; определяется по формуле:

 

(1.19)

 

где a - высота каждого элемента, м; a=2,52(м) [по табл. 1.2]

вi - ширина каждого элемента, м; [по табл. 1.2]

Вертикальная составляющая приложена в центре тяжести тела давления и определяется по формуле:

 

(1.20)

 

YЦ.Т. = 3,104 (м)

Определяем равнодействующую силу P8 по формуле:

 

(1.21)

 

где Px и Py - вертикальные и горизонтальные составляющие, кН

Угол наклона действия силы P8 определяем по формуле:

 

(1.22)

 

 

2. Расчёт на кормовую секцию дока

 

.1 Расчёт нагрузок на боковые стенки и днище

 

Гидростатическое давление на кормовую секцию дока. Действует на три стенки: днище и две боковые стенки, причём две боковые стенки равнозагруженны. Гидростатическое давление на кормовую секцию дока будет одинаково как в рабочих и переходных частях, по формуле 1.3.

Гидростатическое давление P10 и P11 найдём по формуле 1.11

 

 

где hc - заглубление центра тяжести боковой стенки дока определяем по формуле:

 

(2.1)

 

где a - высота секции дока, м; a =13м [по табл. 1.1]

- расстояние от уровня жидкости до вершины секции, м; =0,4м [по табл. 1.1]

hc = 4,2 (м)

Площадь боковой поверхности найдём по формуле:

 

(2.2)

 

где kL - длина кормовой части дока по уровню воды, определяем по формуле:

 

(2.3)

 

где tg ?- найдём по формуле:

 

(2.4)

 

kl = 2,72

S = 7,39 (м)

Точку приложения сил находим по формуле 1.12

 

 

где IC - момент инерции плоской фигуры относительно центральной, в нашем случае для треугольника определяем по формуле:

 

(2.5)

 

Нагрузка на днище кормовой секции равна нулю, так как площадь днища равна нулю.

 

2.2 Расчёт расстановки горизонтальных ригелей на торцевую стенку

 

Для того чтобы рассчитать распределение горизонтальных ригелей, надо найти нагрузку на торцевую стенку дока.

Нагрузка на торцевую стенку дока определяется по формуле 1.4

 

 

где ;

l1 и l2 - координаты верхней и нижней кромки площадки, м; l1 =0м

Центр давл