Определение нагрузок на носовую секцию дока

 Носовая секция дока делится на три плоскости, 2 боковые плоские      сложные и носовая криволинейная.

 

3.1 Определяем нагрузки, действующие на боковую плоскую, сложную поверхность носовой секции дока.

 

Нагрузки определяем приближенным методом. Для этого поверхность АВС разбивают на 4 простых элемента. Погружённую под уровень воды поверхность (рис. 4) аппроксимируем, т.е. заменяем на ряд прямоугольных эпюр. Для этого поверхность на рисунке 4 делим на 4 элемента, высота каждого из которых равна (см. рис.4):

                                                   h                                    (1.7)

Полученная поверхность каждого элемента аппроксимируется – заменяется на прямоугольную эпюру, т.е. чтобы величина площадей сохранилась.

Затем для каждого элемента вычисляется сила гидростатического давления P_i  по формуле (1.8) из [2]:, а центр давления l_Di по (1.9) из [2]:  , т. к элементы приняли прямоугольную форму. Величина заглубления каждого элемента h_i вычисляется нарастающим итогом h₁; h₂=2h₁…; h_n=nh₁. Длина каждого элемента В_i снимается с рисунка выполненного в масштабе. Расчёт сводится в таблицу 2.

h_i= =1,4,м

P=ρgв*sin а*  , кН                          (1.8)

                                                                        , м                   (1.9)

 

К расчёту гидростатических нагрузок приближенным способом на боковую поверхность носовой секции дока. Таблица 2

№ элемента от УВ	Глубина погружения верхней кромки элемента h1, м	Глубина погружения нижней кромки элемента h2, м	Ширина элемента в, м	Сила гидростатического давления Pi, кН	Центр давления lDi, м
1	0	1,4	3,5	33,6	0,93
2	1,4	2,8	3,0	86,5	2,18
3	2,8	4,2	2,8	134,6	3,55
4	4,2	5,6	1,8	121,1	4,93

 

 

Рис.4 – Расчетная схема к определению гидростатических нагрузок на боковую часть носовой секции дока.

 

Определяем результатирующая сила [1]:

                                               R=P₁+P₂+P₃+P₄                                              (1.10)

R=33,6+86,5+134,6+121,1=375,8 кН

Определяем положение равнодействующей по теореме Вариньона

с помощью формул [1]:

                             ΣМ_А-А=R*l_DR=P₁l_D1+ P₂l_D2+ P₃l_D3+ P₄l_D4                          (1.11)

 

                                  l_DR=(P₁l_D1+ P₂l_D2+ P₃l_D3+ P₄l_D4)/R                    (1.12)

 

l_DR=(33,6*0.93+86,5*2.18+134,6*3.55+121,1*4.93)/375,8=3.44м

ΣМ_В-В=R*B_DR=P₁ + P₂ + P₃ + P₄

B_DR=(P₁ + P₂ + P₃ + P₄ )/R

B_DR=(33,6*3.5/2+86,5*3.0/2+134,6*2.8/2+121,1*1.8/2)/375,8=1.29м

 

3.2 Определяем нагрузку на носовую поверхность [1]:

                                              (1.13)

где: P_x – горизонтальная составляющая силы P

P_y – вертикальная составляющая силы P

 

Cоставляющая Р_х определяется по формуле (1.3):

                                              S=(a-z₁)T,м² (см. рис.1)                             (1.14)

S=(6,3-0,7)*5,2=29,12м²

Р_х=1000* 9.81* 2,8* 29,12=799,87кН

Cоставляющая Р_y определяется по формуле :

                                          *V_т.д,кН                                           (1.15)

Где: V_т.д­ - объём тела давления, м³

                              V_т.д=(в₁+в₂+в₃+в₄)*h*T,м³ (см. рис.4)                    (1.16)

V_т.д­=(1,8+2,8+3,0+3,5)*1,4*5,2=80,8 м³

Р_y=1000 *9.81 *80,8=792,7кН

Р₆= =1126,1кН

Сила P проходит через центр кривизны под углом a (рис.4)

Угол наклона силы P к горизонтали определяем по формуле [1]:

                                                        (1.17)

;    α=44⁰45¹

 

Раздел 2