Расчет гидростатических нагрузок на кормовую секцию дока

Расчет расстановки ригелей на заднюю стенку дока.

Торцевая стенка дока шириной Т = 6,4 м перекрыта ригелями. Необходимо распределить 4 ригеля из условия равнозагруженности. Высота воды перед стенкой

h = a-z1 ;

h = 5,8 – 0,6 = 5,2 м

а угол наклона равен tgβ = a / k ;

tgβ = 5,8 / 2,5 = 2,32 = 67°

Ригели рассчитываются графическим способ:

1) Определяем гидростатическое давление

р = ρgh = ρg(a-z1) ;

p = 1000 · 9,81 · (5,8 – 0,6) = 51 кПа

Строим эпюру давления на стенку.

2) Построим кривую зависимости давления от высоты р = f(h). Для этого

определяем силу суммарного давления при разной глубине.

Р = WЭП = SЭП · T = ρg · h · T · h / 2sinβ , Н

Результаты заносим в таблицу:

3) Отрезок MN делим на 4 равные части, из полученных точек восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с кривой. Затем проводим линии на уровне полученных точек , которые поделят эпюру гидростатического давления на равные площади. Сила давления равна объему полученных равновеликих площадей и составляет:

Рриг = Pмах / n , кН

где n – количество ригелей

Рриг = 835,7 / 3 = 278,6 кН

4) Определяем точки приложения силы Рриг :

а) глубина погружения центра давления на верхний элемент эпюры в виде треугольника определяется как центр пересечения медиан;

б) положение центра давления на остальные затворы определяется графически:

Расчет нагрузки на боковую стенку и днище кормовой секции:

Сила давления определяется по формуле: Р7 = ρghc7 S7 , Н

где h7 – заглубление центра тяжести кормовой секции, м

S7 – площадь рассматриваемого элемента, м2

hС7 = (h/3) · (2k + z1/tg β) / (k + z1/tg β) ;

h = a – z1

h = 5,8 – 0,6 = 5,2

hС7 = (a – z1)/3 · (2k + z1/tg β) / (k + z1/tg β) ;

hС7 = (5,8-0,6)/3 · (2 · 2,5 + 0,6 / tg 67°) / (2,5 + 0,6 / tg 67°) = 3,3 м

S7 = (k + z1/tg β) · h/2 ;

S7 = (2,5 + 0,6 / tg 67°) · 5,2/2 = 7,16 м2

Р7 = ρg · hС7 ·S7

Р7 = 1000 · 9,81 · 3,3 · 7,16 = 231,79 кН

Центр давления силы Р7 : lD7 = lC7 + IТР / lC7 · S7 ;

где ITP - момент инерции рассматриваемого элемента, м4

lC7 = hC7;

lC7 = 3,3 м

ITP = h3 · [(z1/tg β)2 + k2 +k · 4z1/tg β] / 36 · (k + z1/tg β)

ITP = 5,23 · [(0,6 / tg 67°)2 + 2,52 +2,5 · 4 · 0,6 /tg 67°] / 36 · (2,5 + 0,6 / tg 67°) = 95,3 м4

lD7 = lC7 + IТР /( lC7 · S7);

lD7 = 3,3 + 95,3 / (3,3 · 7,16) = 7,3 м

Определяем силу Р8 , приложенную к днищу кормовой секции:

Р8 = ρg · hС8 ·S8 , Н

hC8 = h = a – z1

hC8 = 5,8 – 0,6 = 5,2 м2

S8 = T · k ;

S8 = 5,4 · 2,5 = 13,5 м2

Р8 = 1000 · 9,81 · 5,2 · 13,5 = 688,7 кН

Центр давления силы Р8 :

lD8 = h

lD8 = 5,2 м