- •1. Исходные данные:
- •2.Введение.
- •3. Расчет рабочей секции дока.
- •4. Расчет гидростатических нагрузок на переходную секцию дока:
- •5. Расчет гидростатических нагрузок на носовую секцию дока:
- •6. Расчет гидростатических нагрузок на кормовую секцию дока:
- •7. Расчет величины полезного груза, размещаемого в плавучем доке при
- •8. Литература:
5. Расчет гидростатических нагрузок на носовую секцию дока:
5.1 Боковая поверхность носовой секции представляет собой фигуру произвольной формы. Боковой элемент носовой части разбивается по вертикали на ряд составляющих. Кривая аппроксимируется и заменяется прямыми. Определяем нагрузку от давления воды на каждый составляющий элемент по формуле:
Pi = ρgbi·sinα·(l- l)/2 и центр давления гидростатических сил по формуле:
ldi = 2(l- l)/3(l- l)
где l – координата конца рассматриваемого участка, м
l – координата начала рассматриваемого участка, м
bi – ширина рассматриваемого участка, м
Расчеты ведутся в таблице:
|
Положение равнодействующей R (координаты аи l) определяется теоремой Вариньона. Для определения l выбирают ось А-А по уровню воды, а для а- ось
В-В выбирают по вертикали.
R = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 ;
R = 1,8 + 4,59 + 7,26 + 9,12 + 7,06 = 29,83 кН
Координаты равнодействующей:
а= (ΣМВ-В)/R = (ΣPi · yi/2)/R ;
а = (1,8 · 2,30/2 + 4,59 · 1,95/2 + 7,26 · 1,85/2 + 9,12 · 1,66/2 + 7,06 · 1,0/2) /
29,83 = 0,82 м
l= (ΣМA-A)/R = (ΣPi · ldi)/R ;
l = (1,8 · 0,26 + 4,59 · 0,62 + 7,26 · 1,01 + 9,12 · 1,41+ 7,06 · 1,81) / 29,83 = 1,22 м
5.2 Криволинейную лобовую поверхность заменяем вертикальной стенкой.
Гидростатическое давление на эту стенку будет определяться по формуле:
р = ρg(2R- z);
p = 1000 · 9,81 · (2,6 – 0,6) = 19,62 кПа
Сила Р6 действует на лобовую поверхность носовой секции, имеющей
цилиндрическую поверхность. Определяется:
Р6 = ;
где PХ – горизонтальная составляющая, Н
РУ – вертикальная составляющая, Н
РХ = ρghcS
hc = 2(R-z1)/3
hc = 2(1,3 – 0,6)/3 = 0,46
S = (R-z1)p1/2;
p1/p = (R-z1)/R ;
p1 = p(R-z1)/R
p1 = 19,62 · (1,3-0,6)/1,3 = 10,56 кПа
S = 10,56 · (1,3-0,6)/2 = 3,7 м2
PX1 = 1000 · 9,81 · 0,46 · 3,7 = 16,7 кН
lDX1 = 2(l- l)/3(l- l)
где l – координата конца рассматриваемого участка, м
l – координата начала рассматриваемого участка, м
l2 = h = (R-z1)
l2 = 1,3 – 0,6 = 0,7 м
l1 = 0
lDX1 = 2 · 0,73 / 3 · 0,72 = 0,46 м
РХ2 = Vэп = (p1 + p)hl · T / 2
где hl – заглубление центра тяжести
b – ширина рассматриваемого участка
hl = R
hl = 1,3 м
Т = 5,8 м
РХ2 = (10,56 + 19,62) · 1,3 · 5,8 / 2 = 113,77 кН
lDX2 = 2(l- l)/3(l- l);
l2 = 2R-z1
l2 = 2 · 1,3 – 0,6 = 2,0 м
l1 = R-z1 ;
l1 = 1,3 – 0,6 = 0,7 м
lDX2 = 2(23 – 0,73) / 3(2,02 – 0,72) = 1,45 м
РY = ρg · VТД , Н
VТД = SТД · T ;
РY1 = ρg · VТД1 ;
VТД1 = SТД1 · T ;
SТД1 = [(R2 – πR2 / 4) / 2 – z1(R- R)] · T ;
SТД1 = [(1,32 – 3,14 · 1,32/4) / 2 – 0,6 ·(1,3- 1,3)] · 5,8 = 0,82м2
VТД1 = 0,82 · 5,8 = 4,76 м3
РY1 = 1000 · 9,81· 4,76 = 46,7 кН
РY2 = ρg · VТД2 ;
VТД2 = SТД2 · T + R(R-z1) · T
SТД2 = πR2 / 4 + R(R-z1)
SТД2 = 3,14 · 1,32 /4 + 1,3 · (1,3-0,6) = 2,24 м2
VТД2 = 2,24 · 5,8 + 1,3(1,3 – 0,6) = 18,27 м3
РY2 = 1000 · 9,81· 18,27 = 179,23 кН
Р6 I = ;
Р6 I = = 49,6 кН
Р6 II = ;
Р6 II = = 212,28 кН
αI = arctg (РY1/ РХ1) ;
αI = arctg (46,7/16,7) = 10°
αII = arctg (РY2/ РХ2) ;
αII = arctg (179,23/113,77) = 58°
Масштаб 1см = 0,5м
Масштаб эпюр давления 1см = 10 кПа
Масштаб силы 1см = 200 кН
Рис.4 - Расчетная схема к определению нагрузки на лобовую поверхность.