Так как боковая поверхность представляется фигурой сложной геометрической формы, то для облегчения расчета используется графоаналитический метод. Расчет выполняется в следующей последовательности:
1) В крупном масштабе вычерчивается боковая поверхность;
2) По высоте боковая поверхность разбивается на 8 равных отрезков. В данном случае = = 0,5875 м;
3) Расчёт усилий на каждый элемент выполняется в табличной форме
Расчёты ведутся по следующим формулам:
o Силы гидростатического давления Pi
Pi = ρ·g·b· · , Н, (1.2.1.1)
o Точки их приложения lDi
lDi = · , м, (1.2.1.2)
где: b – длина расчётного прямоугольника, определяется из рис.3 с учётом выбранного масштаба, м; α – угол наклона боковой поверхности к горизонту, α = 90°; l2, l1 – заглубление от поверхности уровня воды до нижней и верхней граней прямоугольника, м.
Таблица 1.2.1 – Расчёт усилий на каждый элемент
№ | Размеры | bi, м | ωi, м2 | Pi, кН | lDi, м | Pi*lDi | Pi*(bi/2) | |||||
l1, м | l2, м | |||||||||||
0,5875 | 5,2 | 3,06 | 8,795 | 0,39 | 3,448 | 22,867 | ||||||
0,5875 | 1,175 | 5,05 | 2,97 | 25,623 | 0,91 | 23,419 | 64,698 | |||||
1,175 | 1,7625 | 4,85 | 2,85 | 41,013 | 1,49 | 61,027 | 99,457 | |||||
1,7625 | 2,35 | 4,53 | 2,66 | 53,63 | 2,07 | 111,014 | 121,472 | |||||
2,35 | 2,9375 | 4,22 | 2,48 | 64,234 | 2,66 | 170,541 | 135,534 | |||||
2,9375 | 3,525 | 3,55 | 2,09 | 66,044 | 3,24 | 213,983 | 117,228 | |||||
3,525 | 4,1125 | 2,8 | 1,65 | 61,562 | 3,83 | 235,536 | 86,187 | |||||
4,1125 | 4,7 | 1,61 | 0,95 | 40,844 | 4,41 | 180,245 | 32,879 | |||||
Σ | 18,71 | 361,745 | 999,213 | 680,322 | ||||||||
Определяем результирующую силу всех элементов, как сумму всех сил элементов. R = i = 361,745 (кН)
|
|
Точка приложения этой силы относительно осей x и y, выбранных, как показано на рис.3, используя данные таблицы 1.2.1, находится по теореме Вариньона, которая читается так: сумма моментов составляющих элементарных сил относительно некоторой оси равна моменту равнодействующей силы относительно той же оси, т.е
§ для определения горизонтальной координаты центра давления XDR, сумму моментов берём относительно оси Y и уравнение запишется в виде
= ·XDR,
тогда XDR = , м, (1.2.1.3)
XDR = = 1,881 (м);
§ для определения вертикальной координаты центра давления YDR, сумму моментов берём относительно оси X и уравнение запишется в виде
Di) = · YDR,
тогда YDR = , м, (1.2.1.4)
YDR = = 2,762 (м)
Гидростатическое давление внизу: p = 1000·9,8·4,7 = 46,06 (кПа)