2. Определение нагрузок на рабочие секции дока

2. Определение нагрузок на рабочие секции дока

Рабочая секция состоит из трёх нагруженных поверхностей: одна горизонтальная прямоугольная донная и две прямоугольные вертикальные боковые равнозагруженные.

2.1 Определение длины рабочей секции дока

l_C = , м

l_С = = 11,333 м

2.2 Определение давлений на кромках рабочей секции дока и построение эпюр

p_1,2 = ρgh_1,2, Па,

где ρ - плотность воды; ρ = 1000 кг/м³

g - ускорение свободного падения; g = 9,81 м/с²

h_1,2 - вертикальное заглубление кромок рабочей секции дока под уровень воды, м

h₁ = 0

p₁ = 0 кПа

h₂ = a - z₁

p₂ = ρg(a - z₁)

p₂ = 1000∙9,81∙(10,8 - 0,7) = 99081 Па=99,081 кПа

2.3 Определение нагрузки и точки ее приложения на боковую стенку рабочей секции дока

P = ρ∙gh_С1S₁, H,

где h_C1 - вертикальное заглубление центра тяжести боковой поверхности рабочей секции дока, м

S₁ - площадь действительной поверхности рабочей стенки дока, м²

S₁ = (a - z₁)l_C1

h_С1 =

h_С1 = = 5,05 м

P₁ = pgl_C

P₁ = 1000∙9,81∙11,333 = 5670736 Н = 5670,74 кН

h_D1 = = (a – z₁), м

h_D1 = ∙(10,8 – 0,7) = 6,73 м

2.4 Определение нагрузки на донную поверхность

P = Ω = p₂Tl_С, Н,

где Ω - объем эпюры гидростатического давления действующей на донную горизонтальную поверхность

P₂ = 99,081∙5,4∙11,3333 = 6063,739 кН

Нагрузка распределена равномерно, так как поверхность горизонтальная, поэтому эксцентриситет равен нулю и точка давления совпадает с центром тяжести

h_D2 = h_C2 = a - z₁, м

h_D2 = 10,8-0,7 = 10,1 м

3. Определение нагрузок на переходную секцию дока

3.1 Определение давлений на кромках переходной секции дока и построение эпюр

p_1,2,3 = ρgh_1,2,3,

где h_1,2,3 - вертикальное заглубление кромок переходной секции дока под уровень воды, м

h₁ = 0; p₁ = 0

h₂ = 2R + j- z₁ = 5,6;

p₂ = ρg(2R + j - z₁);

p₂ = 1000∙9,81∙(2∙2,7 + 0,7- 0,5) = 54936 Па = 54,936 кПа

h₃ = a - z₁;

p₃ = ρg(a - z₁);

p₃ = 1000∙9,81∙(10 - 0,5) = 93195 Па = 93,195 кПа

3.2 Определение нагрузки и точки ее приложения на боковую стенку переходной секции дока

Боковая поверхность представляет собой сложную поверхность. Для того чтобы найти нагрузку и координаты её приложения, сложную поверхность следует разбить на 2 более простые: прямоугольную и треугольную.

3.2.1 Определение нагрузки и точки ее приложения на донную наклонную стенку переходной секции дока

tgα = ; α = 57,33908728

P₁ = ρgTsinα

sinα = =

l₂ = 6,65 м; l₃ = 11,28 м

P₁ = 1000∙9,81∙6,5∙0,8418∙ = 2225,76 кН

l_D1 = , м

l_D1 = 9,15 м

3.2.2 Определение нагрузки и точки ее приложения на прямоугольную часть боковой стенки переходной секции дока

P₂ = ρgc , Н,

P₂ = ρgc

P₂ = 1000∙9,81∙2.5 = Н = 68670 = 68,67 кН

h_D2 = h₂ = (2R+j-z₁), м

h_D2 = ∙ (2∙2,7 + 0.7 - 0,5) = 3,73 м

3.2.3 Определение нагрузки и точки ее приложения на треугольную часть боковой стенки переходной секции дока

P₃ = ρgh_С3S₃, H,

где h_С3 - вертикальное заглубление центра тяжести треугольной части боковой стенки переходной секции дока, м

S₃ – действительная площадь рассматриваемой поверхности

h_С3 = h₂ + , м

h_С3 = (2∙2,7 + 0.7 - 0,5) + = 6,9 м

S₃ = , м²

S₃ = = 4,85 м²

P₃ = ρg(h₂ + )

P₃ = 1000∙9,81 (5.6 + ) = 332853.3 Н = 332.853 кН

h_D3 = h_С3 + , м,

где J_C3 - момент инерции треугольной поверхности относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести сечения, м⁴

J_C3 = ,м⁴

J_C3 = = 3,29 м⁴

h_D3 = 6,9 + 0,1 = 7,0 м

3.3 Находим результирующую силу и координаты её приложения на боковую поверхность переходной секции дока

R = _i

R = 68.67 + 332,853 = 401,523 кН

M_R^OX = _Pi^OX

Rh_DR = P₁h_D1 + P₂h_D2

h_DR =

h_DR = = 6,44 м

M_R^OY = _Pi^OY

Rx_DR =

x_DR = ()/R

x_DR = /68,67 + 332,853 = 0,9 м

5. Определение нагрузок на кормовую секцию дока и распределение ригелей

Кормовая секция дока состоит из четырех нагруженных поверхностей. Две боковые, вертикальные, треугольные загруженные в виде трапеции и две равнозагруженные однородные горизонтальные прямоугольные

5.1 Определение давления на кромках кормовой секции дока и построение эпюр

p_1,2 = ρgh_1,2, Па,

где ρ - плотность воды; ρ = 1000 кг/м³

g - ускорение свободного падения; g = 9,81 м/с²

h_1,2 - вертикальное заглубление кромок рабочей секции дока под уровень воды, м

h₁ = 0

p₁ = 0 кПа

h₂ = a - z₁

p₂ = ρg(a - z₁)

p₂ = 1000∙9,81∙(10 - 0,5) = 93193 Па=93,193 кПа

5.2 Определение нагрузки на кормовую секцию дока

P₁ = ρgh_CS

Из подобия треугольников (Рисунок 5) следует:

= ; x = , м

x = = 0,12 м

h_C1 = ∙ , м

h_C1 = = 4,18 м

S₁ = , м²

S₁ = = 11,5 м²

P₁ = ρg = ρg, Н

P₁ = 1000 = 73,31 кН

h_D1 = h_С1 +

J_{C1 =} , м⁴

J_{C1 =} =63,06 м⁴

h_D1 = 4,18 + = 5,49 м

5.3 Определение нагрузки на донную горизонтальную поверхность кормовой секции дока

P₂ = Ω = p₂Tk, Н

P₂ = 93,193∙6,5∙2,3 = 1393,235 кН

h_D2 = h_С2 = a – z₁, м

h_D2 = h_С2 =10 – 0,5 = 9,5 м

5.4 Распределение ригелей на кормовой стенке дока

P = ρgTsinβ , Н

sinβ =

h, м		1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0
l, м		1,02	2,05	3,07	4,1	5,13	6,15	7,18	8,2	9,23
P, кН		32,32	130,5	292,8	522,2	817,6	1175,1	1601,1	2089,1	2646,9

P_риг = , кН

P_риг = = 661,72 кН

P_риг = ρgTsinβ

l₂ = + l₁², м

l_Di = , м

№риг	l1, м	l2, м	Pриг = 661,72 кН	lDi, м
I		4,61	3,07
II	4,61	6,52	5,61
III	6,52	7,9	7,22
IV	7,9	9,18	8,54

4. Определение нагрузок и точек их приложения на носовую секцию дока

4.1 Определение давлений на кромках носовой секции дока и построение эпюр

h = , м

h = = 1,12 м

P_i = ρgx_i , кН

h_D = , м

№	h1, м	h2, м	Pi, кН	hDi, м	xi, м
I		1,12	26,76	0,75	4,35
II	1,12	2,24	57,22	1,74	3,1
III	2,24	3,36	86,14	2,83	2,8
IV	3,36	4,48	105,52	3,90	2,45
V	4,48	5,6	83,06	5,01	1,5

4.2 Определение результирующей силы и координат ее приложения по теореме Вариньона

R = _i = P₁ + P₂ + P₃ + P₄ + P₅

R = 26,76+57,22+86,14+105,52+83,06=358,7 кН

M_R^OX = _{P i}^OX

Rh_DR = P₁h_D1 + P₂h_D2 + P₃h_D3 + P₄h_D4 + P₅h_D5

h_DR = , м

h_DR = (26,76∙0,75 +57,22∙1,74 + 86,14∙2,83 + 105,52∙3,90 + 83,06∙5,01)/358,7 = 3,32 м

M_R^OY = _{P i}^OY

Rx_DR = + + +

x_DR = ( + + + /R, м

x_DR = (26,76∙4,35/2 +57,22∙3,1/2 + 86,14∙2,8/2 + 105,52∙2,45/2 + 83,06∙1,5/2)/358,7 = 1,28 м

7. Определение грузоподъемности дока при частичном заполнении камеры водой

G=M∙g, кН –вес дока

P_выт.=рgV_т.д.=рgS_т.д.T

где V_т.д. – объем погруженной в воду части дока

S_т.д = S₁ + S₂ + S₃ + S₄

S_т.д = 269,33м²

Дата добавления: 2015-10-21