Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра гидравлики

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по теме: «Гидравлические расчеты конструктивных элементов сооружений»

Студент 2 курса гр. ____ ________________________ _. _. ____.

(подпись, дата) (И. О. Фамилия)

Руководитель

Доцент, к.т.н. _______________________ М. И. Зонов

(подпись, дата) (И. О. Фамилия)

Нижний Новгород – 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Гидростатический и конструктивный расчёт плоского щита-регулятора.

2. Гидростатический предпроектный расчёт резервуаров чистой воды.

   1. Описание проблемной ситуации.

   2. Доработка базы данных для расчёта ёмкостных сооружений на прочность.

   3. Пояснение гидравлического принципа пневматического уровнемера.

3. Гидростатический расчёт при гидравлическом испытании напорных трубопроводов.

   1. Нормативно-техническое обоснование процедуры гидравлического испытания.

   2. Порядок проведения гидравлического испытания напорного трубопровода на прочность и герметичность.

   3. Оформление акта приёмочного испытания напорных трубопроводов.

4. Гидростатический и конструктивный расчёт для обеспечения эксплуатационной надёжности напорных трубопроводов на поворотах.

   1. Назначение и типовое конструктивное оформление горизонтального упора.

   2. Определение конструктивных размеров типового горизонтального упора.

ВВЕДЕНИЕ

Водопровод населённого пункта, показанный на рисунке 1, имеет такую структуру, элементы которой обеспечивают приём воды из природных источников, её очистку и доставку воды к потребителю. При этом в виду не совпадения режимов подачи и потребления воды водопровод включает в свой состав элементы, предназначенные для согласования функциональных особенностей его отдельных подсистем.

Водопровод населённого пункта является единой гидравлической системой, взаимосвязанных инженерных сооружений, определяющие конструктивно-технологические параметры которых, могут быть установлены лишь в результате гидравлических расчётов.

1. Гидростатический и реконструктивный расчёт плоского щита и регулятора.

Щитовой затвор предназначен для избирательного отбора потока речной воды, направляемого к береговому водоприёмнику. А так же для проведения его профилактической очистки от накопленный осадков. В последнем случае возможно полное опорожнение ковша и щит испытывает максимальные силовые нагрузки, определяющие его конструктивные параметры. Эта контрольная ситуация на рисунке 2. Необходимо подготовить детальное решение по размещению равнозагруженных ригелей в каркасе жёсткости щита.

Рис. 2 Конструктивная схема щита-регулятора.

Решение задачи аналитическим методом основано на использовании следующих расчётных зависимостей:

, где (1)

P - сила давления на плоскую поверхность, H;

- суммарная сила давления на щит-регулятор, H;

- плотность жидкости, кг/ ;

- плотность воды, кг/ , ;

– ускорение свободного падения, м/ , ;

– пьезометрическая высота на уровне центра тяжести плоской фигуры, ;

– площадь плоской фигуры, м;

- высота щита-регулятора, м;

- ширина щита-регулятора, м;

После этого определим силу, которая должна действовать на каждый из этих ригелей

, где (2)

– сила давления на один ригель щита-регулятора, Н;

n – Количество ригелей;

Определяем глубину заложения каждого ригеля

, где (3)

– глубина залегания первого ригеля, м;

Глубина заложения центра тяжести каждой из эпюр определяется по формуле

, где (4)

_– пьезометрическая высота т. D, м;

_– момент инерции плоской фигуры относительно центральной горизонтальной оси, ;

Решение задачи графоаналитическим методом учитывая условия

, где

– общая площадь эпюры, ;

– равновеликие площади эпюр, напротив центров, тяжести которых должны быть расположены ригели, м;

– глубина равновеликих эпюр, м;

– i-ый ригель;

Определяем глубину заложения каждого ригеля

; ; ; ; ;

=1,2,3,4,5, …

Площадь эпюр сил – функция от глубины залегания ригеля

Значение функции

h, м	1	2	3	4	5	6	7
, кПа	4,9	19,6	44,1	78,4	125,5	176,4	240,1

Решение представлено на рисунке 3.

2. Гидростатический предпроекстный расчёт резервуаров чистой воды (рчв).

2.1 Описание проблемной ситуации.

РЧВ – это ёмкостные сооружения, предназначенные для поддерживания процессов накопления и отдачи, а так же хранения питьевой воды, поступающих от водопроводимых очистных сооружений и потребляемой населённым пунктом. Фактическая вместимость РЧВ складывается из аварийного и противопожарного объёма и некоторой регулирующей вместимости, в границах которой происходит интенсивное изменение текущего объёма сопровождающегося уровня воды в резервуаре, а значит и широкодиапазонным изменением объёма воздушной прослойки под свободной поверхностью воды.

Поскольку в РЧВ поступает питьевая вода, которую надо предохранить от загрязнения, имеющую довольно низкую температуру резервуары проектируют герметично закрытыми и утеплёнными. По указанным причинам предусматриваются, во-первых ликвидация прямого контакта внутреннего пространства резервуара с атмосферным воздухом и организация воздухообмена при подъёмах или опусканиях свободных поверхностях воды через фильтровентиляционную установку. Во-вторых полное или частичное заглубление в грунт резервуаров с утеплением их покрытия слоя насыпанного грунта.

Резервуары состоят их ограждающих и несущих элементов выполняемых из сборного железобетона, а так же ряда конструкций, необходимых для их обслуживания и поддержания заданного технологического процесса.

Конструктивная схема РЧВ с элементами реализации всех функциональных факторов представлены на рисунке 4. При этом можно сформулировать следующую параметрическую характеристику РЧВ:

(2.1)

, где

– фактическая вместимость, ;

– регулирующая вместимость, ;

– относительная вместимость регулирующей части резервуара, ;

– минимальная воздушная вместимость, м;

– максимальная воздушная вместимость, м;

– максимальный уровень воды, м;

- минимальный уровень воды, м;

Расчёт ёмкостных сооружений на прочность производится на два сочетания нагрузок (п.14.29[1]):

1-ое сочетание - испытательное, когда заглублённое в грунт сооружение заполняется водой, а грунтовая обсыпка отсутствует;

2-ое сочетание - эксплуатационное, когда опорожнённое сооружение осыпано грунтом.

Кроме того можно спрогнозировать экстремальную ситуация(например, достижение или при аварийном отказе системы вентиляции) и оценить её опасность, что бы обосновать необходимость принятия дополнительных конструктивных технологических мер, исключающих прекращение воздухообмена с атмосферной средой.