СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………….3

1. Предпосылки к расчётам гидростатических нагрузок…………………………..4 1.1 Расчёт рабочей секции дока……………………………………………….5 1.2 Расчёт носовой секции дока……………………………………………….8 1.2.1 Расчёт боковой поверхности………………………………...........8 1.2.2 Расчёт лобовой поверхности…………………………………….11 2. Распределение ригелей на кормовой секции дока……………………………...14 2.1 Расчёт нагрузок на боковые стенки и днище…………………………...14 2.2 Расчёт расстановки горизонтальных ригелей…………………………..17 3. Определение грузоподъёмности…………………………………………………22 4. Библиографический список………………………………………………….......25

Введение

Плавучий док – это прямоугольный понтон с опорами. Для ввода судна понтон притапливается. В практике такие доки появились в конце девятнадцатого века.

Цель этой работы рассчитать схему докового сооружения, плавучего типа, для перевозки крупногабаритных грузов. Наша задача состоит в том, чтобы: - рассчитать гидростатические нагрузки на все конструктивные элементы дока и найти их центры давления; - распределить ригели на задней торцевой стенке кормовой части дока; - рассчитать грузоподъёмность дока.

1.1 Расчёт рабочей секции дока

Основная часть дока состоит рабочих секций равной длины. Для расчета рабочей части дока нам нужно рассчитать одну секцию дока. Рассчитаем её по формуле:

L_c = , м, (1.1.1)

где: L – длина всех рабочих секций дока, м, L = 60; m – число рабочих секций дока, m = 5.

L_c = = 12 (м)

Гидростатическое давление на рабочую секцию дока действует на три стенки: днище и две боковые стенки, причем две боковые стенки имеют одинаковое гидростатическое давление. Гидростатическое давление p находиться по формуле:

p = ρ·g·h, Па, (1.1.2)

где: ρ – плотность воды, кг/м³, ρ = 1000 кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с², g = 9,8 м/с², h – глубина погружения точки, м. Глубина погружения точки находиться по формуле:

h = a - z₁, м, (1.1.3)

где: a – высота секции дока, м, a = 6,2, м; z₁ – расстояние от уровня жидкости до вершины секции, м, z₁ = 0,6 м.

h = 6,2 – 0,6 = 5,6 (м)

p = 1000·9,8·5,6 = 54,88 (кПа)

Силу гидростатического давления P₁ и P₂ найдём по формуле:

P = ρ·g·h_C·S, Н, (1.1.4)

где: h_c –заглубление под уровень воды центра тяжести рассматриваемой поверхности, м; S – площадь этой поверхности, м².

h_C = , м, (1.1.5)

h_C = h_C₁ = h_C₂ = = 2,8 (м)

S = L_C·h, м², (1.1.6)

где: L_c –длина рабочей секции, м, L_c = 12 м, h – глубина погружения точки, м, h = 5,6 м.

S = 12·5,6 = 67,2 (м²)

P₁ = P₂ = 1000·9,8·2,8·67,2 = 1843,97 (кН)

Точку приложения силы P₁ и P₂ находим по формуле:

h_D₁ = h_D₂ = h_C + , м, (1.1.7)

где: h_c – координата центра тяжести рассматриваемой поверхности от уровня воды, м, h_c = 2,8; I_c – момент инерции фигуры относительно собственной центральной оси, проходящей через её центр тяжести, м⁴. Момент инерции фигуры для прямоугольной поверхности вычисляется по формуле:

I_c = , м⁴, (1.1.8)

Для условий решаемой задачи b = L_C = 12 м, h = 5,6 м, тогда:

I_C = = 175,62 (м⁴)

h_D₁ = h_D₂ = 2,8 + = 3,73 (м)

Сила гидростатического давления, действующая на днище рабочей секции дока, определяем по формуле:

P₃ = ρ·g·h_C₃·S₃, Н, (1.1.9)

где: ρ – плотность жидкости, кг/м³, ρ = 1000 кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с², g = 9,8 м/с²; h_C₃ − глубина погружения точки, h_C₃ = h = h_D₃ = 5,6 м; S₃ – площадь рассматриваемой поверхности, определяется по формуле:

S₃ =L_C·T, м², (1.1.10)

где: L_C – длина рабочей секции дока, м, L_C = 12 м; T – ширина нижней части рабочей секции дока, м, T = 5 м.

S₃ = 12·5 = 60 (м²)

P₃ = 1000·9,8·5,6·60 = 3292,8 (кН)

Сила P₃ прикладывается в центре тяжести поверхности.

1.2 Расчёт носовой секции дока

Носовая секция дока состоит из двух боковых поверхностей и лобовой. Боковая поверхность представляет собой плоскую фигуру неправильной формы. Определение её центра тяжести представляется затруднительным, поэтому расчёт силы гидростатического давления на неё проводиться приближенно. Лобовая поверхность представляет собой цилиндрическую поверхность сложного геометрического сечения и расчет гидростатической силы Р₉ проводиться с определение её составляющих Р_х и Р_у. Для решения оставленной задачи сложные фигуры будем разбивать на простые, и находить усилия, используя теорему Вариньона. Таким образом, расчет нагрузок выполняется для указанных элементов пораздельно.