Расчет на остойчивость

4. При расчете плавсистемы на остойчивость вначале по формуле (16) определить среднюю осадку плашкоута:

 = ΣQ/(kвΩ)

 = 2001,41×1,1/(0,97×21,6×14,4×9,81) = 0,74 м.

где ΣQ - расчетная (или нормативная - см. ниже) нагрузка, приходящаяся на плавсистему; kв - коэффициент полноты водоизмещения, принимаемый для понтонов типа КС равным 0,97; Ω - площадь плашкоута по ватерлинии.

5. Положение центра тяжести плавсистемы находится из уравнения суммы статических моментов всех сил относительно уровня днища плашкоута:

а =

6. Моменты инерции плашкоута относительно осей х и у равны:

7. По формуле (15) метацентрические радиусы (так как балластируемых понтонов в данном случае нет, Σin = 0)
ρх = 5374/235,3 = 22,8 м;

ρу = 12093/235,3 = 51,4 м,

гдеΣVp - объем (водоизмещение) погруженной части плавсистемыΣVp = ×  ×  =21,6×14,4×0,97×0,74= 235,3 .

8. Проверка остойчивости плавсистемы по условию

-а = 22,8-2,42 = 20,38 м > 0, т.е. остойчивость обеспечивается.

Далее расчет углов крена и дифферента плавсистемы по формуле (18). При этом имеем в виду, что поперечный крен постоянной нагрузкой не вызывается. Согласно СТП 136-99 нормативная ветровая нагрузка для IV ветрового района составляет  = 0,48 кН/ . Значения коэффициента k, учитывающего изменение ветрового давления по высоте от уровня воды, составляют:

для плашкоута - 0,75;

для копра - 1,0;

для стрелы, молота, сваи - 1,25.

Аэродинамические коэффициенты для всех элементов, имеющих в данном случае сплошное прямоугольное сечение, с = 1,4. Значения средней ветровой нагрузки, действующей поперек плавсистемы (без пульсационной составляющей, которая в данном случае не известна):

на плашкоут - W1=w0kc=0,48×0,75×1,4×21,6×(1,8 - 0,78) = 11,2 кН;

на копер - W2 = 0,48×1,0×1,4×7×4 = 18,8 кН;

на стрелу - W3 = 0,48×1,25×1,4×1,0×22 = 18,5 кН;

на молот - W4 = 0,48×1,25×1,4×145 = 4,2 кН;

на сваю - W5 = 0,48×1,25×1,4×0,35×12 = 3,5 кН.

Рис. 10. Расчетная схема действия ветровой нагрузки при расчете плавсистемы на устойчивость.

Сумма моментов от поперечных ветровых нагрузок (рис. 10):

ΣМвр = 11,2×(1,8-0,78)/2+18,8×3+18,5×12+4,2×15++ 3,5×6,5 =370 кН·м.

9. По формуле (18) угол крена или диферента

где ΣМп - расчетный момент от постоянных нагрузок; ΣMвр - расчетный момент от временных нагрузок; m - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,2. Расчетный момент ΣМп от постоянных нагрузок принимается относительно осей симметрии площади плашкоута (при полном уравновешивании веса кранов или копров ΣМп = 0).

10. Дополнительная осадка, вызванная креном (формула (17))

tx = 14,4×0,0104/2 = 0,075 м.

Дополнительная осадка в 75 мм не столь значительна. Отклонение оси сваи от вертикали на угол 0,01 также находится в допустимых пределах.

11.  Значения средней ветровой нагрузки, действующей вдоль плавсистемы:

на плашкоут - W1 = 14,4×11,2/21,6 = 7,5 кН;

на копер - W2 = 5×18,8/7 = 13,4 кН;

на стрелу - W3 = 18,5 кН;

на молот - W4 = 0;

на сваю - W5 = 0.

Сумма моментов от постоянных нагрузок:

ΣМп = -466×0,9×9+(392×8+61,8×12,4+40×7,2)×1,1 = 837,5 кН·м. Сумма моментов от временных нагрузок (включающих ветровые нагрузки и вес сваи):

ΣМвр = 7,5×(1,8-0,78)/2+13,4×3+18,5×12+3,5×12,4×1,1 = 313,8 кН·м.

12. По формуле(18) угол крена или диферента

13. Дополнительная осадка, вызванная дифферентом:

ty = 21,6×0,0112/2 = 0,121 м.

Условия (19) φ≤φ1; φ≤φ2, соблюдены, так как по дифференту

φ1 = φ2 =2×(1,8-0,78)/21,6 = 0,094.

 

 

Варианты заданий

 

№	Гидромолот	Масса уд. части	Копер	Вес копра кН	Ветровой район	Vтеч.воды м/с	H волны м.	Число пантонов	Высота борта	Вид понтона	Размер в плане	Сваи
1	ННК-4	6,3 тс.	РМ-20	392	III	0.2	0.6	9	1.6	КС-63	21,6×10,8	12м. 35×35
2					II	0.25	1.0	9	1.4		21,6×10,8	10м. 30×30
3					I	0.1	1.2	9	1.4		21,6×10,8	10м. 35×35
4					V	0.3	1.2	8	1.5		14,4×14,4	10м. 35×35
5					IV	0.5	1,0	12	1.8		21,6×14,4	12м. 35×35
6					II	0.6	0.4	12	1.7		21,6×14,4	12м. 30×30
7					III	0.25	0.5	9	1.8		21,6×10,8	14м. 30×30
8					IV	0.4	0.4	9	1.7		21,6×10,8	12м. 30×30
9					V	0.35	0.6	12	1.5		28,8×10,8	10м. 40×40
10			С-908	238	II	0.3	0.7	8	1.4		14,4×14,4	10м. 35×35
11					I	0.35	0.7	12	1.8		21,6×14,4	14м. 30×30
12					V	0.25	0.4	12	1.8		28,8×10,8	12м. 30×30
13					IV	0.2	1.0	9	1.5		21,6×10,8	10м. 40×40
14					I	0.35	1.5	12	1.7		28,8×10,8	12м. 35×35
15			С-955	233	II	0.3	1.6	12	1.6		21,6×14,4	10м. 35×35
16					VI	0.4	1.4	9	1.7		21,6×10,8	14м. 35×35
17					V	0.45	1.3	8	1.5		14,4×14,4	14м. 30×30
18					V	0.5	1.2	12	1.6		28,8×10,8	10м. 35×35
19					II	0.5	1.0	12	1.4		21,6×14,4	12м. 40×40
20					I	0.1	1.2	12	1.6		21,6×14,4	12м. 30×30