2.2 Расчёт расстановки горизонтальных ригелей на торцевую стенку

Для того, чтобы рассчитать распределение горизонтальных ригелей, надо найти нагрузку на торцевую стенку дока.

Нагрузка на торцевую стенку дока определяется по формуле:

P₈ = ρ·g·T· · , Н, (2.2.1)

где: β = 64°56'; l₁ и l₂ – координаты верхней и нижней кромки площадки, м;

l₁ = 0; l₂ = = = 6,18 (м)

P₈ = 1000·9,8·5·0,9058· = 847,57 (кН)

Центр давления силы P₈ определяется по формуле:

l_D8 = · , м,

l_D8 = · = 4,12 (м)

Ригель – ребро жёсткости, воспринимающее основную нагрузку. Выполняется в виде двутавра и швеллера. Рассчитывается исходя из условий равной загруженности. Расчёт ведём двумя способами: аналитическим и графоаналитическим.

1) Аналитический способ

Нагрузка, приходящаяся на один ригель (исходя из условия равнозагруженности) определяется по формуле:

P_риг = , Н, (2.2.2)

где n – количество ригелей, шт.; n = 4 шт.

P_риг = = 211,89 (кН)

Для определения глубины погружения каждой равнозагруженной площадки используем формулу:

h = (a-z₁)· , м, (2.2.3)

где n₀ – порядковый номер равновеликих площадок по высоте.

h₁ = 5,6· = 2,8 (м),

h₂ = 5,6· = 3,95 (м),

h₃ = 5,6· = 4,85 (м),

h₄ = 5,6· = 5,6 (м)

Расстояние для нижней точки площадки определяется по формуле:

l₂ = , м, (2.2.4)

где l₁ – расстояние до первой точки заглубления площадки, м.

Расстояние от уровня воды до точки приложения силы ригеля рассчитывается по формуле:

l_Dриг = · , м.

Составляем таблицу найденных величин l₁, l₂, l_Dриг для разных ригелей:

Таблица 2.2 – Расстояние расположения ригелей

№ ригеля	l1, м	l2, м	lDриг, м
1	0	3,09	2,06
2	3,09	4,37	3,77
3	4,37	5,35	4,88
4	5,35	6,18	5,77

2) Графоаналитический способ

Выполняем построение графика (см. рис.7), где вертикальной черте будут соответствовать значения h, а горизонтальной – значения гидростатической силы P.

Делим высоту h на 5 равных участков, в данном случае h_i = = = 1,12 м, откладываем эти значения на графике.

Для определения гидростатических сил P_i’ на каждом равном участке применяем формулу:

P_i’ = ρ·g·T· · , Н, (2.2.5)

где l₁ и l₂ – координаты верхней и нижней кромки площадки, м, определяются по формуле:

l₁ = l₂ = , м, (2.2.6)

Составляем таблицу найденных величин l₁, l₂ и P_i’ для 5 равных участков:

№ участка	l1, м	l2, м	Pi’, кН
1	0	1,24	34,12
2	1,24	2,47	101,27
3	2,47	3,71	170,06
4	3,71	4,95	238,31
5	4,95	6,18	303,81

Производим построение интегральной кривой по известным величинам сил P_i’ и отметок равных участков.

По условию равной загруженности каждого ригеля необходимо разделить интегральную кривую на n равных участков, где n – число ригелей по заданию, в данном случае n = 4. Полученные точки на интегральной кривой горизонтально переносим на торцевую стенку. Эпюра гидростатического давления делится на 4 равных участка. Центры тяжести равновеликих эпюр гидростатического давления определят искомое положение каждого ригеля.

Проверкой правильного выполнения распределения ригелей на торцевую стенку будет служить получение одних и тех же значений l_Dриг в этом и аналитическом способе решения.