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 Pi по формуле (1.8) из [2]:, а центр давления lDi по (1.9) из [2]: , т. к элементы приняли прямоугольную форму. Величина заглубления каждого элемента hi вычисляется нарастающим итогом h1; h2=2h1…; hn=nh1. Длина каждого элемента Вi снимается с рисунка выполненного в масштабе. Расчёт сводится в таблицу 2.
hi= =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]:
ΣМА-А=R*lDR=P1lD1+ P2lD2+ P3lD3+ P4lD4 (1.11)
lDR=(P1lD1+ P2lD2+ P3lD3+ P4lD4)/R (1.12)
lDR=(33,6*0.93+86,5*2.18+134,6*3.55+121,1*4.93)/375,8=3.44м
ΣМВ-В=R*BDR=P1 + P2 + P3 + P4
BDR=(P1 + P2 + P3 + P4 )/R
BDR=(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: Px – горизонтальная составляющая силы P
Py – вертикальная составляющая силы P
Cоставляющая Рх определяется по формуле (1.3):
S=(a-z1)T,м2 (см. рис.1) (1.14)
S=(6,3-0,7)*5,2=29,12м2
Рх=1000* 9.81* 2,8* 29,12=799,87кН
Cоставляющая Рy определяется по формуле :
*Vт.д,кН (1.15)
Где: Vт.д - объём тела давления, м3
Vт.д=(в1+в2+в3+в4)*h*T,м3 (см. рис.4) (1.16)
Vт.д=(1,8+2,8+3,0+3,5)*1,4*5,2=80,8 м3
Рy=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