Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

10437

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
5.74 Mб
Скачать

210

 

Т а б л и ц а 2 - К р а с ч е т у б о к о в о й с т е н к и н о с о в о й ч а с т и д о к а

 

 

 

 

 

Заглубление кромок

 

 

Плечо силы

 

 

 

прямоугольника, м

Сила давления на

бокового

 

 

Ширина

 

 

давления

 

 

 

 

 

боковую стенку

 

 

 

 

 

относительно

№ прямо­

прямо­

 

 

прямоугольника

 

 

 

оси O x

 

угольника

угольника

 

 

п

и У2- У\

 

 

 

Ь, м

У2

У1

Ры = P -g -bi-

2 1 ,

h

2 У3 - У3

,

 

 

 

 

 

кН

 

= 2 -

2

1

 

 

 

 

 

 

 

db

3

y2 -

у 2

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

1

4,25

0,74

0

 

11,42

 

 

0,49

 

 

2

3,98

1,48

0,74

 

32,07

 

 

1,15

 

 

3

3,55

2,22

1,48

 

47,67

 

 

1,87

 

 

4

2,87

2,96

2,22

 

53,96

 

 

2,61

 

 

5

1,65

3,70

2,96

 

39,88

 

 

3,34

 

 

Р е з у л ь т и р у ю щ а я

с и л а , д е й с т в у ю щ а я

н а б о к о в у ю с т е н к у

н о с о в о й

ч а с т и

 

д о к а , о п р е д е л я е т с я с у м м о й э л е м е н т а р н ы х с и л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рб = I' P,

> кН>

 

 

 

 

( 3 5 )

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рб = 185,00 кН.

 

 

 

 

 

 

 

Точка

приложения равнодействующей

силыопределяется

двумя

 

координатами: вертикальной ( УБ ) и горизонтальной ( Х Б ), которые находятся из

теоремы Вариньона

 

 

Рб б = I P

, A ,

(36)

 

РБ

- УБ = РБ \ - h d1 + РБ 2 - h d2 + РБ 3 - h d3

+ РБ 4 - h d4 + РБ 5 - h d5 ,

(37)

где рб . -

элементарная сила, действующая на прямоугольник, кН;

h , -

плечо элементарной силы Рб. относительно оси Ox, м.

 

 

у

= PБ1 - hd1 + PБ2 - hd2 + PБ3 - hd3 + PБ4 - hd4 + PБ5 - h d5

(38)

 

 

Рб

 

 

 

11,42-0,49 + 32,07-1,15 + 47,67-1,87 + 53,96-2,61 + 39,88-3,34

_

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

= 2,20 м.

 

Б

185,00

 

 

 

 

Рб -Хб = I Рб Г Х> ,

(39)

где X . =ьЬ. - плечо элементарной силы Рб . относительно оси Oy, м.

 

211

 

 

 

Рб- Хб = Pm -X + РБ2 -Х2+ Рб У

Хъ+ Р£4- Х4+ Рбь- Х5,

(40)

 

 

X

= р 1 ' Х 1 + РБ 2 - Х 2 + РБ 3 - Х 3

+ РБ 4 - Х 4 + РБ 5 - Х 5

(41)

 

 

 

РБ

 

 

 

 

11,42-425 + 32,07-3,98 + 47,67-3,55 + 53,96-2,87 + 39,88-165

 

 

 

ХБ = -----------------------------------------------------------------------------------

185,00

 

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

2-------

2-

Б

 

 

 

 

3.2 Лобовая поверхность

Нагрузка на лобовую цилиндрическую поверхность определяется в виде

суммы горизонтальной силы Рх и вертикальной силы Ру (рисунок 5).

 

Горизонтальная сила Рх [3]

 

Рх = 0,5-р - ё й - T ,

(42)

где hn - заглубление лобовой части под уровень воды, м.

 

hn = R - ^

(43)

hn = 4,40 - 0,70 = 3,70 м.

 

Рх = 0,5-1000-9,81-3,72 -5,5 = 369,30-103Н = 369,30 кН.

 

Поскольку эпюра гидростатического давления треугольная, то сила Рх

проходит через центр тяжести эпюры на глубине

hx =j - lh ,

(44)

_ 2

hv = -- 3,70 = 2,47 м. hx ' 3

Вертикальная сила Py [3]

Ру= I P - g -V ,

(45)

гдеV, - объем элементарного параллелепипеда, м3.

V = S - T ,

(46)

Расчет выполняется в табличной форме (таблица 3).

213

 

Р у = 1 0 0 0 - 9 , 8 1 - ( 3 , 1 4 5 + 2 , 9 4 5 + 2 , 6 2 7 + 2 , 1 2 4 + 1 , 2 2 1 ) - 5 , 5 0 = 6 5 0 , 8 1 - 1 0 3 Н = 6 5 0 , 8 1 кН

 

Точка приложения силы Ру по направлению оси у находится из

уравнения статического момента [4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S -Уцт = I

 

sr hci,

(47)

где

S - площадь сечения тела давления, м2;

 

 

 

S - площадьсечения элементарного прямоугольника, м ;

 

 

hc

- координата

заглубления

 

 

центратяжести

элементарного

 

прямоугольника, м.

 

 

 

 

 

 

 

 

Точка приложения Ру по координате Уравна

 

 

 

 

 

I

S

 

h

 

(48)

 

 

 

Уцт = ^

j r

 

JCL,

 

 

 

 

 

S

 

 

 

г д е I

 

3

3 ) ;

 

 

 

 

 

 

Sj - hci = 1 8 , 8 6 м 3 (мт а б л и ц а

 

 

 

 

 

 

 

S = I

S . = 1 2 , 0 6 м2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

18,86

 

,

 

 

 

 

 

УЦТ = -------- = 1,56 м.

 

 

 

 

ЦТ

12,06

 

 

 

 

 

Аналогично определяется координата X точки приложения вертикальной

силы [4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S -Хцт = I

 

S ,-X ,,

(49)

где

ХцТ - координата точки приложения вертикальной силы, м.

 

 

 

Хц

 

S -

X

(50)

 

 

 

т = I S -

i - ,

гдеI

Si X = 2 1 , 2 6 м3 (таблица 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 , 2 6

 

,

 

 

 

 

 

Х Ц Т = — -—

= 1 , 7 6 м .

 

 

 

 

Ц

1 2 , 0 6

 

 

 

 

Р а в н о д е й с т в у ю щ а я с и л а , д е й с т в у ю щ а я н а л о б о в у ю п о в е р х н о с т ь

 

рп = J P2 + р у ,

(51)

Рл = у ] 3 6 9 , 3 0 2 + 6 5 0 , 8 1 2 = 7 4 8 , 2 9 к Н .

214

Т о ч к а п р и л о ж е н и я э т о й с и л ы н а х о д и т с я г р а ф и ч е с к и ( р и с у н о к 5 ) , с

п р е д в а р и т е л ь н ы м в ы ч и с л е н и е м у г л а н а к л о н а е е к г о р и з о н т у в .

tg b

= РРУ ,

( 5 2 )

 

РХ

 

а

650,81

, _

tg b =

----------= 1,76;

 

369,30

 

b = arc/g(1,76) = 60,40°.

С и л а Рл п р и л о ж е н а к о б ш и в к е л о б о в о й п о в е р х н о с т и н о с о в о й ч а с т и д о к а .

215

4 Определение расположения ригелей на торцевой стенке кормовой части

Ригель - ребро жесткости, воспринимающее основную нагрузку. Выполняется в виде двутавра или швеллера. Ригели кормовой части должны быть равнонагружены, т.е. каждый ригель должен воспринимать одинаковую гидростатическую нагрузку.

4.1 Аналитический способ

 

Н а г р у з к а , п р и х о д я щ а я с я н а о д и н р и г е л ь р а в н а

 

 

Рриг = — ,

(53)

 

 

 

 

n

 

 

г д е P K - с и л а г и д р о с т а т и ч е с к о г о д а в л е н и я , д е й с т в у ю щ а я н а т о р ц е в у ю

с т е н к у ;

 

n - к о л и ч е с т в о р и г е л е й (п о з а д а н и ю

n = 3).

 

 

р к

 

= Р - ё -h c 'S K ,

(54)

г д е

h c - з а г л у б л е н и е ц е н т р а т я ж е с т и т о р ц а к о р м о в о й ч а с т и п о д у р о в е н ь в о д ы .

 

4

 

h

,

 

(55)

 

= f

 

г д е h K - г л у б и н а п о г р у ж е н и я т о р ц а к о р м о в о й ч а с т и п о д у р о в е н ь в о д ы .

 

h K

 

= a -

z 1,

(56)

 

h K = 5 , 5 - 0 , 7 = 4 , 8 м ,

 

 

,

4

, 8

0

,

 

 

h r = ^ ~ = 2 , 4 м ,

 

 

c

 

2

 

 

 

 

S K - п л о щ а д ь т о р ц а к о р м о в о й ч а с т и , н а х о д я щ е й с я п о д у р о в н е м в о д ы , м 2 .

 

SK

h

 

T,

(57)

 

= ^ V

 

 

 

s i n

p

 

 

г д е

sinb - с и н у с у г л а н а к л о н а т о р ц

е в о й

с т е н к и к г о р и з о н т у .

 

 

sinp = —j= J^= ,

(58)

Va2+k2

sinp = -,— 55----- 0,878.

V5,52 + 3,02

217

 

S

= ( 1 , -

^

) - T

 

(61)

 

 

I +1

s i n p - ( j

- i j- 1 ) - T ,

(62)

рриг

р

- g

 

PL =

 

1 -

1

- s i n b - T

 

(63)

P - ё - j

2 i- 1

,

Из формулы (63) следует, что нижняя граница i-ой грузовой площадки

равна

 

 

 

 

риг

 

(64)

 

 

 

 

■+ 1i.-1

 

= v р - ё - T -sin p

 

 

Первая грузовая площадка, i = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

2-235,99-103

 

 

 

 

 

 

■+02 = 3,17 м.

 

 

1000-9,81-5,5-0,878

 

 

Вторая грузовая площадка, i = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

2-235,99-103

■+ 3,172 = 4,48 м.

 

12 =

 

 

 

 

 

 

 

1000-9,81-5,5-0,878

 

Третья грузовая площадка, i = 3

 

 

 

 

 

 

 

 

2-235,99-103

• + 4,482 = 5,47 м.

 

 

 

 

 

 

 

13 =

1000-9,81-5,5-0,878

 

что соответствует длине торцевой стенки кормовой части

 

1

=

h K

 

 

(65)

K

-

О

 

 

 

sinp

 

 

 

1. =

^

4,8

 

5,47 м.

 

 

^

=

 

 

0,878

Определяется точка приложения силы гидростатического давления для

каждого ригеля

 

 

 

 

 

d i

°

1. - L

(66)

3

 

1212

1 . =

-

 

 

 

 

3

Ч

-

1i- 1

 

Первый ригель, i = 1

 

 

 

 

 

2

3,173

- 03

„ „

1d1 = 0 - 0 п

2п2 = 2,11 м .

3

3,172

- 02

 

219

3 .

 

 

С т р о и т с я

и н т е г р а л ь н а я к р и в а я

P =

f ( h ) ,

д л я

ч е г о

о п р е д е л я е т с я с и л а

г и д р о с т а т и ч е с к о г о д а в л е н и я п р и р а з н ы х г л у б и н а х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P = 0 ,5 Г -g - — ~ T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SinР

 

 

 

 

 

 

 

п о н а й д е н н ы м т о ч к а м с т р о и т с я к р и в а я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т . 1

 

 

д

=

1 , 0 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P = 0,5-1000-9,81

1 02

 

 

 

= 30,73 к Н .

 

 

 

 

 

—------ 5,5 = 30,73-103Н

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0,878

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т . 2

 

 

h 2

=

2, 0м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

2,0

2

122,90- 103Н

 

122,90 к

 

 

 

 

 

 

P

=

- 1000- 9,81- —2------5,5 =

=

Н .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,878

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т . 3

 

 

h 3

=

3,0м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

3,0

2

276,53- 103 Н

 

276,53 к

 

 

 

 

 

 

P 3 =

- 1000- 9,81- — ----- 5,5 =

=

Н .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,878

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т . 4

 

 

h 4

=

4, 0м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P =

0,5

- 1000 - 9,81

4,0

491,62 - 103 Н

 

491,62 к Н .

 

 

 

 

- —------5,5 =

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,878

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т . 5

 

 

h K

=

4, 8м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P =

0,5

 

 

4,82

 

 

 

= 707,97 к

 

 

 

 

 

 

- 1000- 9,81— -------- 5,5 = 707,97- 103 Н

Н .

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

0,878

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 . Н а о с и а б с ц и с с и н т е г р а л ь н о й к р и в о й P = f ( h )

о т к л а д ы в а ю т с я з н а ч е н и я

P p u z = 2 3 5 , 9 9 к Н

( ф о р м у л а 5 3 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 .

С

п о м о щ ь ю

и н т е г р а л ь н о й

к р и в о й

P = f ( h )

о п р е д е л я ю т с я

н и ж н и е

г р а н и ц ы г р у з о в ы х п л о щ а д о к н а э п ю р е д а в л е н и я .

 

 

 

 

 

 

 

6 .

Н а

п о л у ч е н н ы х

ф и г у р а х

( р и с у н о к

7 )

э п ю р ы

г и д р о с т а т и ч е с к о г о

д а в л е н и я

о п р е д е л я е т с я

ц е н т р т я ж е с т и . Т а к

 

к а к

р и г е л и

р а в н о н а г р у ж е н ы , т о

п л о щ а д и

( о б ъ е м ы )

э п ю р ы

г и д р о с т а т и ч е с к о г о

д а в л е н и я

д о л ж н ы

б ы т ь р а в н ы

м е ж д у с о б о й w = w , = w , .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 .

Ц е н т р

т я ж е с т и

 

к а ж д о й

р а в н о в е л и к о й

п л о щ а д и

я в л я е т с я

ц е н т р о м

д а в л е н и я P p u z , к о т о р ы й о п р е д е л я е т п о л о ж е н и е р и г е л е й .

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]